顶驱下套管
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顶驱操作规程一、下钻作业1) 提升系统将顶驱移动到二层台位置,操作【吊环回转】,将吊环倾斜臂转到二层台井架工指挥所需要的方向。
2) 操作【吊环倾斜】到“前倾”,使吊卡靠近二层台所要下放的钻杆处,井架工将钻杆放置到吊卡中并扣好吊卡门闩。
3) 提升钻柱,同时操作【吊环中位】,这时倾斜油缸处于浮动状态。
4) 下放游车,将所提钻柱与转盘面钻柱对好扣。
用液气大钳旋扣和紧扣。
6) 提升钻柱,起出卡瓦;下放钻柱到井口,坐实在卡瓦上。
7) 松开吊卡,【吊环倾斜】向后稍倾,离开钻杆;上提游车到二层台。
重复上述动作。
二、起钻作业1) 将主轴与钻杆连接丝扣松开后,提升顶驱;操作【吊环倾斜】“前倾”,使吊卡扣入钻杆接头。
2) 提升顶驱,起升到二层台以上;钻台上坐放卡瓦,下放顶驱。
3) 用液压大钳卸扣。
4) 提升顶驱,操作【吊环倾斜】“前倾”,使吊卡靠近二层台,井架工打开吊卡,将钻杆放入立根盒。
5) 操作【吊环中位】,下放顶驱到钻台上接头处。
操作【吊环倾斜】“前倾”,使吊卡扣住钻杆接头。
6) 重复步骤2-5。
三、上扣操作当下钻完毕时,钻柱下端用液气大钳将钻柱的下接头与井下钻柱对接并拧紧后,需将顶驱与钻柱连接准备循环泥浆及旋转钻进。
(钻工将丝扣油涂抹在钻杆母扣上)首先检查操作面板各操作按钮是否处在正常位置,液压源是否已启动,查看指示灯指示状态,就绪灯是否常亮。
1) 旋转【上扣扭矩限定】手轮设定上扣扭矩值。
2) 【旋转方向】开关扳到“正向”位置,【操作选择】开关扳到“旋扣”位置。
此时系统切换到正向旋扣工作方式,系统以固定转速和固定转矩正向旋扣。
3) 当系统保持5kNm输出时,正转方向不动,【操作选择】开关扳到“扭矩”位置时,系统将按照上扣扭矩限定值自动完成上扣工作。
四、卸扣操作1) 确认液压泵运行正常。
通讯正常时,司钻操作台“液压泵运行”指示灯常亮。
2) 操作【回转头锁紧】开关到“锁紧”位置,进行锁紧操作,“回转头锁紧”指示灯亮则表示锁紧操作完成。
石油装备新技术题目:顶驱下套管技术姓名:老师:学号:专业:机械电子工程顶驱下套管技术西南石油大学,成都610500摘要:下套管作业是钻井作业过程中的一个非常重要的环节,作业质量好坏直接影响固井质量、采油产量及油井的寿命。
顶驱下套管技术具有作业效率高、套管上扣质量高、现场作业安全度高、劳动强度低等优点。
通过对顶驱下套管技术的工作原理,结构,技术参数的研究,对顶驱下套管技术具有重大工程指导意义。
关键词:顶驱;下套管;原理机构1.引言石油钻井工程是石油工业中一项为石油天然气增储上产而开辟油气通道和采集地下信息的入地工程。
下套管作业作为钻井工程中的的一项常规作业,是指把大直径管子(套管)按照设计下放到裸眼井的预定深度的作业。
套管是指从地表下入已钻井眼作为衬壁的管子,根据下入阶段和深度不同依次分为导向套管、表层套管、技术套管、生产套管和射孔段等,如图1-1所示。
1-1套管结构图1.1.常规下套管技术常规的下套管工艺流程是使用简易吊卡提升单根套管;安装对扣护套对扣;在连接时使用液压套管钳旋转顶部套管单根;启动上部气动卡瓦,松开下部钻台启动卡瓦,使上部气动卡瓦支撑套管柱的全部重量,下放套管柱;按要求及时向套管柱内灌注泥浆,完成一根套管下入井内【1】。
重复以上流程,直至把全部套管连接并下入井底。
传统下套管技术存在如下缺点:(1)套管旋扣操作复杂、扭矩不易精确控制;(2)悬挂在井眼中的套管柱不能旋转;(3)不能根据需要随时循环泥浆;(4)下套管作业效率不高,存在极大的安全隐患。
图1-2 常规下套管作业1.2.顶驱钻井系统为避免传统下套管技术作业的缺点[1],在下石油装备领域,顶驱钻井系统已成为代替传统下套管技术的一种必然趋势。
顶驱套管送入装置是一种基于顶部驱动钻井系统,集机械、液压于一体的新型套管送入装置,该装置需针对不同规格的套管配套相应系列工具,以适应相同规格各种常用壁厚的下套管作业。
利用顶驱套管送入装置进行下套管作业具有作业效率高、套管上扣质量高、现场作业安全度高、劳动强度低等优点,大大减少下套管遇卡、遇阻等潜在的安全危害,极大地提高了下套管作业的成功率,可降低或避免井下事故的发生,降低钻井综合成本。
顶驱操作指导1.1.1 操作检查在PTD正在用于其它操作,钻井主轴没有旋转时,要进行操作检查。
典型的操作:起下钻下套管布线/泥浆录井要进行下列检查:- 观察液压管线,无液压泄漏。
- 在报警盘上,没有PTD报警信号。
- 按照试车程序中的说明,所有的灯都要发光并关掉。
- 当升起或降低井架时,不能将任何液压软管或者管道卡住。
- PTD 及关联设备上的任何部件都不能松动。
- PTD附近不能有任何人停留,否则会造成人员伤害。
1.1.2 运行检查顶驱在进行钻井作业期间,在主轴旋转或者接一个新立柱时,要进行如下检查:- 检查冲管,不能有泄漏。
- 任何液压管线都不能出现泄漏。
- 根据试车程序中的说明,所有的仪表及灯都要工作。
- 检查泥浆软管线接头,不能存在任何泄漏。
- 在进行卸口/上扣时,当使用内防喷器时,要进行检查,不能存在泄漏。
- 在吊卡/吊环停留在钻井位置后,不能慢慢向下移动。
- 检查顶驱上的部件,不能有松动。
- 在马达旋转时,要进行检查,不能存在任何不正常的噪音。
- 不能存在任何管道与其它设备或结构部件相互干扰的情况。
- 在报警盘上不能有任何的报警启动。
- 顶驱附近不能有人员停留,否则易于造成人员伤害。
1.1.3 紧急操作指导当操作盘上的紧急停止按钮启动时,就会发出一个信号,使顶驱马达及其辅助设备停止工作。
还将使HPU(液压泵)及所有的顶驱控制系统停止工作,PLC将复位。
注意:当启动紧急停止后,I.B.O.P就不能从操作台控制,I.B.O.P的操作要在本体上手动进行。
紧急停止后,要进行以下工作: 1.查清紧急停止的原因。
2.将速度手轮设置为零。
3.将扭矩手轮电位器设置为零。
4.将旋转方向选择开关设置为零(中档)。
5.检查紧急停止按钮是否解除启动。
6.根据5.2.1中所属的步骤,启动顶驱。
1.1.4 接立柱1.钻进到底,停止顶驱主轴转动,停止泥浆泵,坐卡瓦2.用备钳断开泥浆保护接头/短接与钻杆之间的连接,并旋转出来。
顶驱下套管装置介绍作者:初德军邢志彪来源:《中国机械》2014年第16期摘要:海洋石油勘探开发作业中深井、大位移井、大斜度井作业量不断增加,常规下套管方式已经不能满足对作业安全性和时效性的要求。
顶驱下套管装置是一种基于顶驱系统用于下套管作业的集机械、液压于一体的装置。
它将顶驱、套管钻井技术的优点组合起来,使套管柱同时完成旋转、提放及泥浆循环等工作,从而实现一次将套管下到井底。
关键词:套管;遇阻;泥浆循环;执行器;封隔器皮碗;引导矛头引言近年来四海地区大位移大斜度的深井作业数量明显增加,目前普遍使用的常规下套管方式存在诸多弊端,如对井眼规则性、井壁稳定性及钻井液的性能等要求很高,已经不能满足该类井下套管作业对其安全性、时效性的要求。
世界上多家石油装备公司一直在积极的开发安全、时效性强、操作简单的下套管设备。
如:(1)美国BJ公司开发出一种用于油田下套管和油管作业的全机械化系统。
可用于下7〞~36〞的套管,大大提高了作业的安全性和效率;(2)美国威德福公司开发了一种用于套管钻井的内驱动套管系统,该系统机能安全快速地连接单根套管,也能够驱动深度不超过4500m的9-5/8〞~13-3/8〞套管柱或深度不超过1500m的(16〞~20〞)套管柱;(3)加拿大Tesco公司研制出一种先进的套管驱动系统,该系统根据不同规格的套管分外驱动和内驱动两种,分别适用于(4-1/2〞~7〞)套管和7〞~9-5/8〞套管,在遇到困难井眼时配套附件还可以扩眼;以上新型下套管设备都可以在下套管作业时使套管柱同时完成旋转、提放及循环钻井液等工作,最大限度地保证了套管能正常下到井底。
1.传统下套管装置的缺点传统的下套管方式不仅效率低、质量差,而且动用的人员多、风险高,遇到缩径井段时处理问题能力不足,在位移和斜度较大的井进行下套管作业风险较高,具体问题如下:1.1.由于下放遇阻而无法将套管下到设计位置;1.2.要求井壁极为规则,对于全角变化率大的井段要求反复大幅度活动钻具;1.3.对下套管过程中的静止时间要求很短,套管柱较长时间静止不动时可能发生的套管与井壁粘卡;1.4.由于激动或套管泥浆灌注不足可能发生的井控情况;1.5.由于采用套管异径过渡接头进行泥浆循环而产生套管丝扣被损坏的危险;1.6.对于地层承压能力较差,钻井过程中发生过漏失或者有潜在漏失层的井,采用常规下套管方式作业风险很高;1.7.下套管遇阻后无法继续时,需要将套管柱起出,重新组合通井钻具对井眼进行净化、划眼并二次下套管,明显的降低时效;1.8.自动化程度低,需要使用套管动力钳,大吨位游动吊卡、套管扶正台、单独的套管泥浆灌注或循环工具或管线等器具,作业所需的人员多且劳动强度大,风险高,效率低。
Varco TDS-11SA顶驱使用操作规程一、安装(一)准备工作1、通常应原60ft长的水龙带变为75ft,并延长立管高度到70ft。
2、虽然有多种方案的钻台平面设计,但应将扭矩平衡梁装在靠近绞车的井架面上,或在V型大门的反向。
3、安装前,须确认:井架已竖好,游车已安装在转盘的中心上方。
井架修改工作已完成扭矩平衡梁及其支架已安装好并符合VARCO FIP00003的要求。
电路支架已安装在井架上。
已安装控制板和变频装置。
检查大钳管线等有无可能缠绕在TDS-11SA上。
大钩或适配器环索是否已安装,大钩应当朝向绞车方向打开。
(二)安装导轨和顶驱。
1、将连接环安装到天车上。
2、将第一节导轨吊上钻台,将导轨架与第一节导轨连接,钢绳挂在大钩侧面吊耳上。
3、上提游车用导轨架提起第一节导轨。
4、将第二节导轨吊至钻台面,对正第一节导轨的下接头和第二节导轨的上接头,连接钩板与固定销并吊起,提升至两节导轨均位于竖直位置,缓慢下放游车,使上下接头组件的销孔自动对正,将导轨销插入销孔固定两节导轨,然后插入锁销固定导轨销。
5、按上面步骤依次将第三、四、五、六节导轨安装好。
6、上提游车,至第一节导轨和调节板相接,按照井架高度确定导轨挂在调节板哪个孔上。
装上螺栓、螺母和别针。
7、拆掉导轨安装架,下放游车至钻台面,将导轨安装架吊离钻台。
8、吊装顶驱至钻台面方案一:(1)将钢绳挂于运移架两侧的吊装管上。
(2)用40吨吊车直接将顶驱本体提至钻台面。
方案二:(1)将顶驱置于井架大门的滑道上,方向朝向井口。
(2)下放游车,将钢绳挂于运移架上部的吊装位置。
(3)将钢绳固定在提环大钩销或是两侧耳上,用吊车吊住运移架下部起辅助作用。
(4)将运移架沿滑道送至钻台面并立起托架,对正游车下方。
9、将大钩挂在顶驱本体的提环上。
10、拆掉运移架上对顶驱的支撑。
11、去掉顶驱导轨与运移架的连接销,将本体从运移架中吊起,与运移架分离。
12、将运移架移下钻台。
注意事项:(1)连接套管驱动系统作业程序及注意事项①工具及地面设备到达井场,协调安排工作间等地面设备的安装。
②严格遵守作业现场各项作业安全管理制度,进行地面设备安装前的安全作业分析,保证所有的作业安个有序进行。
③从顶驱上卸掉吊卡、引导管。
井架工盒上背钳装上防转支架,如有必要卸掉安全接头和接头片瓦。
④用吊车或绞车将套管驱动系统提至钻台。
⑤连接套管驱动系统和顶驱,上扣。
⑥安装防转工作臂。
⑦测试工具各项功能,确保每个部件都正常工作,没有泄漏、检查压力。
(2)下套管作业程序及注意事项①设置顶驱的扭矩和转速。
②下放单根吊卡,套在单根套管上,插好安个销,上提套管。
③入扣,备钳打在套管本体处。
④将套管驱动系统卡瓦插入套管,启动套竹驱动系统卡瓦卡住套管,顶驱旋转上扣。
⑤提起套管串,提开卡瓦。
下放套管串入井。
3 顶驱旋转下套管技术的优点顶驱下套管技术作为一项新技术,具有以下优点:(1)随时循环钻井液,及时灌入泥浆。
顶部驱动装置密封连接套管和顶驱。
确保了随时循环钻井液,携带带岩屑。
钻井液循环保证了井眼的清洁和尺寸,确保了下套管作业的安全顺利进行。
钻井液随时循环对于深井、复杂井和大位移井的井眼稳定至关重要。
(2)拓展了顶驱的应用顶驱借助顶部驱动装可以实现套管旋转固井和套管钻井顶驱下套管技术缩短了处理事故的时间,减少了非生产时间。
顶驱下套管工具可提升没有节箍的套管,大大提高下套管的效率。
顶驱下套管技术也具有扶正套管的功能,消除了扶台的使用,提高了套管的安全性。
(3)微痕抓卡技术,减小套管损伤。
顶驱下套管装置上的卡瓦面积大,增大了卡瓦与套管的接触面积受力面积更大,力更均匀套管的损伤更小,甚至可以忽略。
与传统的套管钳比较,顶驱下套管装置的使用减小了上扣过程中的损伤,提高了套管的化学抵抗力,延长了套管的寿命。
0 引言常规的下套管在下套管期间不能快速循环、旋转和上下活动套管。
在复杂的地层可能会发生垮塌、缩径和岩屑沉积等,从而导致下套管失败。
石油装备新技术题目:顶驱下套管技术姓名:老师:学号:专业:机械电子工程顶驱下套管技术西南石油大学,成都610500摘要:下套管作业是钻井作业过程中的一个非常重要的环节,作业质量好坏直接影响固井质量、采油产量及油井的寿命。
顶驱下套管技术具有作业效率高、套管上扣质量高、现场作业安全度高、劳动强度低等优点。
通过对顶驱下套管技术的工作原理,结构,技术参数的研究,对顶驱下套管技术具有重大工程指导意义。
关键词:顶驱;下套管;原理机构1.引言石油钻井工程是石油工业中一项为石油天然气增储上产而开辟油气通道和采集地下信息的入地工程。
下套管作业作为钻井工程中的的一项常规作业,是指把大直径管子(套管)按照设计下放到裸眼井的预定深度的作业。
套管是指从地表下入已钻井眼作为衬壁的管子,根据下入阶段和深度不同依次分为导向套管、表层套管、技术套管、生产套管和射孔段等,如图1-1所示。
1-1套管结构图1.1.常规下套管技术常规的下套管工艺流程是使用简易吊卡提升单根套管;安装对扣护套对扣;在连接时使用液压套管钳旋转顶部套管单根;启动上部气动卡瓦,松开下部钻台启动卡瓦,使上部气动卡瓦支撑套管柱的全部重量,下放套管柱;按要求及时向套管柱内灌注泥浆,完成一根套管下入井内【1】。
重复以上流程,直至把全部套管连接并下入井底。
传统下套管技术存在如下缺点:(1)套管旋扣操作复杂、扭矩不易精确控制;(2)悬挂在井眼中的套管柱不能旋转;(3)不能根据需要随时循环泥浆;(4)下套管作业效率不高,存在极大的安全隐患。
图1-2 常规下套管作业1.2.顶驱钻井系统为避免传统下套管技术作业的缺点[1],在下石油装备领域,顶驱钻井系统已成为代替传统下套管技术的一种必然趋势。
顶驱套管送入装置是一种基于顶部驱动钻井系统,集机械、液压于一体的新型套管送入装置,该装置需针对不同规格的套管配套相应系列工具,以适应相同规格各种常用壁厚的下套管作业。
利用顶驱套管送入装置进行下套管作业具有作业效率高、套管上扣质量高、现场作业安全度高、劳动强度低等优点,大大减少下套管遇卡、遇阻等潜在的安全危害,极大地提高了下套管作业的成功率,可降低或避免井下事故的发生,降低钻井综合成本。
从世界钻井机械的发展趋势上看,它符合21世纪钻井自动化的历史潮流。
现在我国赴国外打井的队伍,如果没有安装该系统将不允许在投资竞争中中标,由此可见顶部驱动钻井系统已经到了非用不可的地步【2】。
1.3.顶驱下套管技术顶驱套管送入装置,它是顶驱装置的延伸产品,它扩大了顶驱装置的应用范围,除了钻井作业外还可完成下套管作业,替代了目前普遍应用的液压套管钳等设备【3】。
顶驱套管送入装置是一种基于顶部驱动钻井系统,集机械、液压于一体的新型套管送入装置,该装置需针对不同规格的套管配套相应系列工具,以适应相同规格各种常用壁厚的下套管作业。
利用顶驱套管送入装置进行下套管作业具有作业效率高、套管上扣质量高、现场作业安全度高、劳动强度低等优点,大大减少下套管遇卡、遇阻等潜在的安全危害,极大地提高了下套管作业的成功率,可降低或避免井下事故的发生,降低钻井综合成本。
配备相应的装备是保证套管顺利下入预定深度的前提。
应用顶驱套管送入装置可以极大减少下套管作业事故的发生,提高下套管质量和效率,降低钻井成本,因而具有良好的发展前景。
1-3顶驱下套管作业设备顶驱下套管结构1.4.国内外下套管现状国外研制和生产顶驱下套管系统的厂家较多,目前生产该工具的公司主要有Tesco、Weatherford 、Canrig、BJ Tubular Services 、V olant、Frank's、National oil well Varco等,其装置的基本结构和各部分功能大体相同,但外形结构略有差异,这里选取Tesco公司部分公司的顶驱下套管工具进行介绍。
加拿大Tesco公司作为国际钻井界技术创新的典范,结合其在顶驱和套管钻井等方面的技术优势,研制出一套适用于顶驱下套管的新技术。
该技术能发挥顶驱钻井的优点,并结合套管钻井技术的工艺,可以在下套管的同时实现套管柱旋转、提放及循环泥浆等工作,在遇到缩径井段时还可以扩眼,最大限度地保证了套管能正常下到井底。
与常规下套管的方式相比,不再需要铺放套管、提升套管柱、扩眼、重钻和修补等工作,具有安全、高效等特点,有效提高了下套管的成功率,在油田有着较好的推广价值和市场前景【4】,如图1-4所示。
1-4Tesco公式尾管钻井系统国内主要研究顶驱下套管技术的公司已北石为主。
北京石油机械厂研发的新型机械化、智能化的顶驱套管送入装置,该装置拟代替目前国内外钻井广泛使用的套管钳等下套管设备,充分发挥顶驱的优越性,不仅实现下套管主动自动化连接,而且可以提供旋转套管以及循环钻井液的能力,大大减少卡钻、遇阻等潜在安全危害,极大地提高下套管的成功率,为套管顺利下入到计划深度提供装备保证,同时还减少下套管人员具有安全、高效等特点。
从功能上看,北石顶驱套管送入装置基本具备了国外先进下套管工具的基本功能,但是其利用吊环、吊卡来进行套管的抓取,系统性不强,仅具有套管送入工具系统的部分功能,成本较高。
如图1-5北京顶驱下套管设备2.顶驱下套管主要部分顶驱下套管装置如图2-2所示,它一种基于顶部驱动钻井系统,用于下套管作业的集机械,液压于一体的装置。
顶驱下套管系统包括:顶驱+顶驱下套管驱动工具+套管(套管接头中有联连轴扭环)+选择扶正器+防磨带+扩眼器+引鞋【】。
2.1.重要配套装置分析2.1.1.顶驱装置顶驱下套管驱动工具在整个系统中最为关键,其结构如图2-1所示,按功能分为动力总成,连接总成,限位总成,卡瓦总成,以及密封导向总成五部分组成。
图2-1顶驱下套管工具(内插结构)动力总成主要由轴心,活塞,弹簧,活塞缸等组成,主要完成卡瓦的撑开与收缩作业;连接总成用于连接动力总成,实现传递力和力矩的功能;卡瓦总成主要由卡瓦轴与卡瓦组成,完成卡紧套管的功能;密封导向总成中,导向头完成引导顶驱下套管驱动工具进入套管,密封皮碗用于防止注入泥浆时泥浆回返。
2.1.2.吊环事实上顶驱下套管自身也具有提升功能,但是下进的深度比较大或者地下环境比较复杂,这时就难确保其安全性,因此设置了吊环来辅助提升,保证安全性。
2.1.3.套管吊卡为了抓取单根的套管,提升下放的套管,就加设了套管卡瓦。
这样,下放无接触的套管时就不需气动吊卡,更不必搭建承力高台,操作时就十分便捷安全。
2.1.4.气动卡瓦为了提升驱动下套管作业的安全性与自动化水平,采用了气动卡瓦。
这样钻司就能够控制卡瓦与下放套管柱。
当然这个并不是一成不变的,而是要根据实际现场去设置,如果确实没有气动卡瓦,普通卡瓦依然能够起到作用。
2.1.5.视屏监控系统为了时时监控下套管,在顶驱下套管设备上安装了视屏监控系统,该系统能够提高下套管的可视化,时刻在监控中。
普通的做法就是在井架上面装彩色相机。
这种监视下不但能够控制作业是否正常,还能够及时掌握皮碗磨损、卡瓦受损等情况。
2.1.6.职能防碰装置作业之时,在套管和下套管装置的时候,无论是内卡还是外卡都要将大钩下到一定的高度,一旦下放过度就可能让整个重力落到套管上,导致套管变形或者套管的螺纹被压溃,因此加设智能防碰装置,当大钩下放的时候,智能防碰装置会时刻关注大钩下放的距离,一旦和套管的接箍接触上,就自动将信号返回到钻司的控制房,钻司就会及时制动刹车。
这样就能确保人员、套管柱、设备的安全。
2.2.顶驱分类根据套管尺寸的不同分为内部驱动和外部驱动2种。
当套管直径小于177.8mm时采用外部驱动装置,当套管直径大于或者等于177.8时采用内部驱动装置。
2种装置都包含以下主要结构:与顶驱相连接的螺纹,用于驱动卡瓦复位或者张开是液压机构,用以传递工作载荷(拉力和扭矩)的卡瓦机构,用以实现循环钻井液的密封机构以及用以是套管对中的导向头,其中内部驱动从安全角度考虑也可以增加辅助机构,以确保下套管安全。
3.顶驱下套管原理和过程顶驱套管送入工具的基本功能是完成单根套管从抓取到送入的全过程,并且在需要的时候能够传递所需的钻井扭矩,将顶驱施加的驱动扭矩传递给套管进行套管钻井。
在钻杆钻井同样可使用顶驱套管送入工具,这就要求在钻完井眼后,卸下钻杆吊卡、吊环及保护接头,将整套套管送入系统可以安装在顶驱下部。
首先选择和套管尺寸及重量相配套的装置和工具,吊到钻台上,采用专门设计的快速接头,套管驱动装置可以很容易直接和顶驱相连。
3.1.工作原理该装置上端与顶驱主轴相连接,可以通过顶驱精确控制下套管作业时套管的上扣扭矩。
其工作原理如下:通过顶驱的液压源,使驱动机构上下油腔充满又并升至额定压力,驱动油缸上下运动来驱动卡瓦机构复位或张开,进而松开或卡紧套管,以传递旋转以及提升载荷,完成上扣及提放套管动作。
该装置采用自密封皮碗密封,可以在套管作业的同时循环钻井液,以减少或避免复杂事故的发生。
3.2.工作过程利用顶驱套管送入工具进行下套管作业,其整个下套管过程和常规接钻杆作业一样,主要动作包括: ①抓管钳抓取单根套管,提升至井口悬挂的套管接头处于其对接,驱动工具在导向头的辅助下插入当根套管至极限卡位环处;②活塞下行使卡瓦与卡瓦心轴相对滑动,迫使卡瓦卡紧套管同时压缩弹簧;③顶驱带动顶驱下套管工具旋转,使卡紧的单根套管与井口悬挂的套管对接上扣;④放下套管并开启泥浆循环系统,套管放下到位后液压缸泄压,卡瓦在弹簧的反向推力的作用下上行,解除卡瓦卡紧状态,完成单次下套管作业,同时为下一根套管做好准备【5】。
在下套管过程中,遇到井眼缩颈、井壁坍塌、岩沉淀问题时,可以通过顶部驱动钻井装置主轴水眼和顶驱下套管装置中心孔,向单根套管和套管柱内壁灌注泥浆并循环泥浆;另外,启动顶部驱动钻井装置的旋转上扣机构,带动单根套管旋转,使单根套管与套管在井内旋转,能解决井眼缩径、井壁坍塌、岩屑陈店带来的问题,保证套管柱能顺利正常下到井底。
3.3.工作特点(1)可对套管进行循环,下推和旋转运动,减少因卡钻,缩径等导致的生产事故。
(2)配备多个安全联锁装置,可以使防止套管坠落等事故,提高作业效率和安全性。
(3)不需要常规下套管作业所需的套管钳,吊卡等配套下套管工具,减少相关作业人员数,也大幅度提高了下套管作业的可靠性和安全性。
图3-1 下套管工具4.总结顶驱下套管装置扩大了顶驱装置的应用范围,应用顶驱下套管装置可以大大减少下套管作业事故的发生,提高下套管质量和效率,降低钻井成本。
因而具有良好的前景和重要的推广价值。
驱下套管技术已具备成熟的系列化生产;国内已有厂家生产出部分型号的顶驱下套管产品,但是未形成系列化,而且也没有的得到广泛推广应用,从装备、技术水平和应用等方面都与国外有较大的差距。
因此,下一阶段应该考虑开发基于顶驱的套管钻井技术,并扩大其应用范围,是得这项技术能够为我国钻井技术的水平提升做出贡献。