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1、第九节第九节 套管补接类套管补接类工具工具一、铅封注水泥套管补接器一、铅封注水泥套管补接器二、封隔器型套管补接器二、封隔器型套管补接器第一页，编辑于星期六：十五点 二十三分。一、铅封注水泥套管补接器一、铅封注水泥套管补接器 1、用途、用途 铅封注水泥套管补接器是更换井下损坏套管时，连接新旧套管，保持内通径不变，并起密封作用的一种补接工具。该工具除利用铅环压缩变形的一次密封之外，还可以注水泥进行二次密封。第二页，编辑于星期六：十五点 二十三分。2、基本结构、基本结构 补接器由上接头、外筒、引鞋、卡瓦座、螺旋卡瓦、控制环、铅封总成等组成。如图563所示。铅封总成由中心环、铅封和末端封环组成。端面铅
2、封装在引鞋上端面的沟槽内。图563 铅封注水泥套管补接器1一上接头；2一壳体；3一卡瓦座；4一引鞋；5一卡瓦；6一水泥通道；7一铅环第三页，编辑于星期六：十五点 二十三分。3、工作原理、工作原理 1）引入套管）引入套管 右旋钻柱将鱼顶引入引鞋内。继续下放，通过引鞋上部6个凸台将套管外壁的水泥环、毛刺刮掉，并扶正套管，也为抓获和坐定铅封扫清障碍。当套管接触螺旋卡瓦后，将螺旋卡瓦向上顶起。螺旋卡瓦的外锥面与卡瓦座的内锥面间形成一定的空隙，使螺旋卡瓦外径得以扩张。当右转下放工具时，靠螺旋卡瓦与套管外径之间的摩擦扭矩的作用，螺旋卡瓦内径扩大，使套管顺利通过卡瓦座上台阶，直至顶住上接头。 第四页，编辑于
3、星期六：十五点 二十三分。2）夹紧套管）夹紧套管 上提钻柱，螺旋卡瓦外螺纹锥面与卡瓦座内螺旋锥面互相贴合，产生径向夹紧力。当夹紧力超过一定限度时，卡瓦齿尖嵌入管壁，将套管咬住。 3）压缩铅封）压缩铅封 继续上提钻柱，因螺旋卡瓦咬紧套管，卡瓦座不能随外筒一起上行，于是引鞋在外筒拉力作用下给内套向上推力，使铅封总成受到轴向压缩产生塑性变形，起到密封作用。第五页，编辑于星期六：十五点 二十三分。4）注水泥）注水泥 以上三个工序完成之后，再慢慢下放管柱，使补接器受到7-9kN的下压力，卡瓦座顶住上接头，内套离开端面铅封，打开卡瓦座与外筒之间的通道。开泵循环畅通后，注水泥至设计返高，提起管柱坐封，待水泥
4、凝固后卸去拉力负荷，钻掉管内的水泥塞。5）铅封无效退出补接器）铅封无效退出补接器 释放套管补接后，如铅封无效需将工具提出。操作方法是以钻具下击工具，使螺旋卡瓦外锥面与卡瓦卡座内锥面脱开，卸掉上提时产生的夹紧力，再一边慢慢正转，一边上提，可将补接器逐步退出下部套管。 第六页，编辑于星期六：十五点 二十三分。1）操作方法）操作方法 (1)下刮削器刮削套管内壁并通井。 (2)下桥塞封隔器或打水泥塞，其深度应在切割位置以下10m左右。 (3)检查好补接器，接在下井套管底部，下人井内。 (4)工具下至套管以上3-5m，记录悬重，开泵循环洗井至泵压与出口稳定，然后正转慢放，使套管进人工具内，并使工具承受一
5、定的压力。 (5)慢慢上提管柱，使工具处于中和点状态，让管柱消除弹性扭矩。第七页，编辑于星期六：十五点 二十三分。1）操作方法）操作方法 (6)上提管柱，压缩铅封。 (7)将坐封负荷降低至原来的四分之一，开泵试压，试压值在3575MPa。 (8)试压合格后，慢慢下放管柱，使补接器承受70-90kN的下压负荷，以打开水泥循环通道。 (9)注水泥达到设计返高。 (10)上提管柱，保持规定的坐封负荷至水泥凝固后才能卸荷。 (11)钻水泥塞或桥塞封隔器。第八页，编辑于星期六：十五点 二十三分。2）注意事项）注意事项 (1)补接前套管接箍深度必须查清，以便确定切割位置时避开套管接箍。 (2)切割位置应在
6、损坏套管下面的一根完好套管上部为宜，以保留出充分的补接长度。 (3)根据套管损坏情况，确定切割工具。若使用外割刀时，应与动力水龙头配套使用。 (4)注水泥后上提的坐封负荷应保持到水泥凝固后释放。第九页，编辑于星期六：十五点 二十三分。二、封隔器型套管补接器二、封隔器型套管补接器 1、用途、用途 封隔器型套管补接器是取出井下损坏套管后，再下人新套管时的新旧套管连接器。第十页，编辑于星期六：十五点 二十三分。2、基本结构、基本结构 封隔器型套管补接器，由抓捞机构及封隔机构两大部分组成。如图564所示。 捞机构实质上是一个篮式卡瓦打捞筒，主要由上接头、筒体、篮式卡瓦、铣控环、引鞋等零件组成。封隔机构
7、由橡胶密封圈、保护套组成。 图564 封隔器型套管补接器1一上接头；2一铅封；3一保护套；4一密封圈；5一卡瓦；6一简体；7一密封圈；8一铣控环；9一引鞋第十一页，编辑于星期六：十五点 二十三分。3、工作原理、工作原理 抓捞抓捞连接在新套管最下端的封隔器式补接器接近井下套管时，一边慢慢旋转，一边下放工具，井下套管通过引鞋进入卡瓦。卡瓦先被上推，后被胀开让套管通过。套管通过卡瓦后，继续上行推动密封圈，保护套使其顶着上接头，则密封圈双唇张开，完成抓捞。 封隔封隔完成抓捞后，上提管柱，卡瓦咬住井下套管不动，筒体上行使卡瓦与筒体的螺旋锥面贴合。上提负荷越大，卡瓦咬得井下套管越紧。同时，双唇式密封圈内径
8、封住套管外径，外径封住筒体内壁，从而封隔了套管的内外空间。第十二页，编辑于星期六：十五点 二十三分。退回工具退回工具 根据施工的需要，如果需退回工具，释放被抓住的井下套管，只要大力下击，然后慢慢右旋，并上提工具管柱，即可退回工具。下击的目的是使卡瓦螺旋锥面脱离简体螺旋内锥面。右旋的目的是利用卡瓦与井下套管之间的摩擦力，使卡瓦始终处于胀大状态，便于退出套管。 4、技术规范、技术规范 封隔器型套管补接器技术规范见表553 第十三页，编辑于星期六：十五点 二十三分。1）操作方法）操作方法 (1)补接前要清整鱼顶，清除鱼顶的毛刺，飞边。除补接部分须全部裸露出外，还须复查井下套管尺寸。 (2)把工具接在
9、新套管的最下端下井。 (3)当接近井内套管鱼顶时，边下边慢慢右旋管柱，直至井下套管顶出密封圈保护套为止(可从指重表上看出)，并使补接管承受90-100kN的压力. (4)上提工具管柱，使卡瓦卡紧井下套管。 (5)按规定要求试压检查封隔机构的密封程度，一般为912MPa。 (6)封固补接管柱。第十四页，编辑于星期六：十五点 二十三分。2）注意事项）注意事项 (1)工具接近井下套管顶部时，旋转和下放必须缓慢。 (2)上提工具管柱时，要慢且匀速，严防补接工具受过大冲击，以消除补接后套管柱的扭力。 (3)开泵试压时，升压要缓慢。 作业作业 1、常用哪几种套管补接补接工具？各适应于哪些境况。第十五页，编
10、辑于星期六：十五点 二十三分。第十节第十节 套管加固类工具套管加固类工具 变形、错断部位的套管经整形扩径复位后，为在较长时期内保持稳定，以保持或维持一定的生产功能，需要对整形扩径复位后的井段套管进行加固。根据加固后是否具有密封功能，可以分为不密封加固和密封加固。对于密封加固，根据坐封动力源的不同，又可以分为液压密封加固和燃气动力密封加固。本节介绍不密封式丢手加固器和液压密封加固器工具结构。 第十六页，编辑于星期六：十五点 二十三分。一、不密封式丢手加固一、不密封式丢手加固 1、适用范围、适用范围 丢手不密封加固因加固管与套管壁之间有一定的间隙，其上部的悬挂装置也是卡瓦起作用，不能实现环空密封，
11、因此，多用多用在套管变形井的加固在套管变形井的加固。注水井套管错断整形扩径后，一般不宜使用该方法加固，因注入水仍将会从加固处漏失，成为套损源。第十七页，编辑于星期六：十五点 二十三分。2、基本结构、基本结构 对于5 1/2in套管，不密封式丢手加固器目前有114mm和117mm两种规格，基本结构如图565和图566所示。 图565 114mm丢手加固器加固管卡瓦卡瓦座锥套活塞中心管内套第十八页，编辑于星期六：十五点 二十三分。图566 117mm丢手加固器加固管卡瓦座圆卡瓦锥套大活塞第十九页，编辑于星期六：十五点 二十三分。3、工作原理、工作原理 114mm丢手加固器(包括下端加固管)用管柱送
12、至加固深度后，油管内憋压，使卡紧活塞推动锥套下行，剪断锥套销钉，当压力继续升高时，球座销钉被剪断，完成加固器的卡紧动作。然后投钢球憋压，完成加固器的上部丢手脱节动作，内套、中心管、上部接头即与下部加固管顶端的卡紧机构分离，完成丢手。 图565 114mm丢手加固器加固管卡瓦卡瓦座锥套活塞中心管内套第二十页，编辑于星期六：十五点 二十三分。117mm丢手加固器工作原理丢手加固器工作原理 117mm丢手加固器(包括下端加固管)用管柱送至加固深度后，由油管内投入38mm钢球，到达丢手活塞上部的球座后，加固通道被堵塞，此时油管内憋压，在液压作用下，大活塞向下运动，推动锥套下行，将圆卡瓦胀开，卡在套管内
13、壁上。当压力升高至17MPa左右时，剪断销钉，丢手活塞运动至下死点，油管内的高压力通过泄压槽泄压，油套连通，丢手动作完成。起出油管及丢手部分，加固管及上端卡瓦则留在需加固的井段中。第二十一页，编辑于星期六：十五点 二十三分。4、操作方法、操作方法 (1)用模拟筒进行模拟通井，保证加固装置的顺利下入。 (2)下入加固装置至井下，使加固管位于套损井段正中。 (3)投球打压12-15MPa，使加固器卡瓦张开，紧紧咬住套管内壁，打压至20MPa，剪断销钉，起出丢手接头和投送管柱。第二十二页，编辑于星期六：十五点 二十三分。二、液压密封加固二、液压密封加固 1、基本结构、基本结构 液压密封加固基本结构见
14、图567 图567 110mm液压密封加固器第二十三页，编辑于星期六：十五点 二十三分。2、工作原理、工作原理 利用液压传递原理将地面泵车提供的压力，通过动力工具内的导压孔作用于活塞上，活塞向上运动，缸体相对向下运动，产生两个大小相等、方向相反的作用力，推动上下胀头工作，将加固管两端的特制胀体挤贴到套管完好处，达到密封加固的目的。上提管柱拉断连接套，完成丢手工作。第二十四页，编辑于星期六：十五点 二十三分。4、操作方法、操作方法(1)下入118mmX3000mm或114mmX8000mm通径规模拟通井，在整形扩径的套损部位无夹持力。(2)对套损井段进行XY井径测井，根据测井曲线选择上下加固点和
15、加固器。(3)用油管将加固器送至加固井段，并进行磁性定位测井，校正加固点的位置。(4)注水打压缓慢升至12MPa，稳压10min进行密封加固并拉断丢手连接套。下放管柱施加钻压20-30kN，如管柱遇阻，证明丢手成功。 (5)下入试压管柱。管柱结构为油管+K34495封隔器+喷砂器+K34495封隔器+尾管+丝堵。对加固井段进行试压，清水试压15MPa,稳压30min压力不降为合格。第二十五页，编辑于星期六：十五点 二十三分。作业作业 1、常用哪几种工具加固套管？各自的操作步骤是什么？第二十六页，编辑于星期六：十五点 二十三分。第八节 辅助工具 合理的使用辅助工具是提高修井成功率和修井效率的重要
16、条件之一，在复杂修井中尤为突出，因此性能良好的辅助工具越来越受到重视。 1、锯齿型安全接头 2、方扣型安全接头 3、活动肘节 4、沉砂筒第二十七页，编辑于星期六：十五点 二十三分。一 、 锯齿型安全接头 1用途 锯齿型安全接头是连接在各种井下作业管柱中的特殊接头。当作业管柱正常工作时，它可传递正向或反向扭矩，承受拉压负荷，并保证压井液流畅。当作业工具遇卡时，锯齿型安全接头可首先脱开，以便于将安全接头以上的管柱起出，以简化下步作业程序。第二十八页，编辑于星期六：十五点 二十三分。2结构 如图5-1所示，锯齿型安全接头由上接头1和下接头3和两个O型圈2、4组成。第二十九页，编辑于星期六：十五点 二
17、十三分。3作用原理 当安全接头受拉状态下，上下接头的宽锯齿形螺旋面尤如一套内外锥面相吻合，合理的锥角能使两吻合面间产生足够大的摩擦力传递正反扭矩，且在很大的拉力条件下也不会粘合（咬死）。足够的上紧力矩使“八”字形凹凸结构产生对螺旋副的预拉力，并保持恒定的锁紧。 当需要安全接头脱开时，由管柱向安全接头施加钻压，在钻压大大于预紧力时，“八”字形凹凸结构受压，以致产生弹性和塑性变形，宽锯齿形螺旋面脱开，在卸扣力矩作用下较容易地将安全接头卸开.第三十页，编辑于星期六：十五点 二十三分。4.技术规范 锯齿形安全接头技术规范见表5-1所列. 例如：规格型号为AJ21/2的锯齿形安全接头，其 外形尺寸105
18、550 mm， 接头螺纹21/2/平式油管扣， 最小内径58 mm， 松脱钻压5000 kN。第三十一页，编辑于星期六：十五点 二十三分。5.操作方法及注意事项 （1）检查上下接头密封件、螺纹牙是否完好。 （2）上下接头宽锯齿形螺纹涂油、拧紧。 （3）对分层测试、分层措施管柱，安全接头接在测试工具与封隔器之上；对打捞工具管柱接在打捞工具之上。 （4）脱开安全接头的操作程序： i. 将工具反转13圈（浅井1圈，深井23圈） ii. 下放工具管柱，钻压保持510kN。 iii.反转工具管柱，上下接头松开。 iv.起钻。 （5）特别注意下井前安全接头上下接头必须拧紧，安全接头与管柱要拧紧。第三十二页
19、，编辑于星期六：十五点 二十三分。三、 方扣型安全接头 1用途 同锯齿形安全接头。 2结构 如图54所示,方扣型安全接头由上接头1、盘根2、下接头3组成。 上接头1上部有与钻杆相连接的内螺纹,下部有外盘跟槽及方扣外螺纹，其旋向与钻杆螺纹相同。下接头3上部有盘根密封段，中间是与上接头相配的方扣内螺纹，最下端为与钻具相连接的外螺纹。工具自上而下有水眼。在上下接头接触的端面上，有倾斜凸缘相互配合在一起。第三十三页，编辑于星期六：十五点 二十三分。3作用原理 （1）工具依靠相互配合的倾斜凸缘承受轴向拉压负荷及单向扭矩，保护方扣螺纹不被粘着（咬死） (2)当需要卸开时,反转钻具,安全接头方扣螺纹首先卸开
20、,即可退出安全接头以上的全部钻具。第三十四页，编辑于星期六：十五点 二十三分。4.技术规范 方扣型安全接头技术规范见表5-2所列. 例如：规格为4/的方扣型安全接头，其 外径95mm， 内径51 mm， 接头扣型NC26-12E第三十五页，编辑于星期六：十五点 二十三分。5.操作方法 （1）在地面用管钳将安全接头卸开,检查O形盘跟是否完好,丝扣及通径是否合格,然后涂润滑脂,将安全接头上紧。 （2）连接工具管住下井，并纪录悬重。 （3）当需要卸开时，将钻具提至原悬重，地面反转钻具，同时观察指重表，如果悬重逐渐下降说明安全接头已卸开退扣，继续上体钻具至悬重卸扣，直至方扣部分完全卸开为止。第三十六页
21、，编辑于星期六：十五点 二十三分。6注意事项 （1）此安全接头是依靠倾斜凸缘传递扭矩的，当凸缘结合之后就无法再旋紧螺纹，因而要求螺纹的配合留有一定的上紧度。使用时必须在地面用管钳等工具旋紧，以防止中途自行倒开。 （2）在下钻与使用中，应防止钻具反转。 7维修保养 （1）工具使用后应清洗干净，检查方扣及凸缘有无擦伤。 （2）更换O形密封圈。 （3）擦干后，涂润滑脂，放阴干处保管。第三十七页，编辑于星期六：十五点 二十三分。四、 活动肘节 1用途 将活动肘节与打捞工具配合使用的打捞钻具，象入的手臂一样可弯可直，可抓取，也可退回。他住了能抓住倾斜度很大的落鱼外，还能去寻找掉入“大肚子”里的或上部有棚
22、盖等堵塞物的落鱼。因此，当钻杆、油管、抽油杆等的顶部落入裸眼或大尺寸的套管内，用常规的捞矛、捞筒等打捞工具无法抓取时，可用此工具。 活动短节可承受拉、压、扭、冲击等负荷。第三十八页，编辑于星期六：十五点 二十三分。2结构 如图55所示，活动肘节由上接头1、筒体2、限流塞3、活塞5、凸轮6、凸轮座7、摆动短节8、接箍9、方圆销10、球座12、调整垫14、下接头13及密封圈4和11组成。第三十九页，编辑于星期六：十五点 二十三分。限流塞打捞筒 是打捞限流塞的专用工具,如图5-6所示,主要由上接头1、筒体2、弹簧3、弹簧座4、蓝式卡瓦5等组成。第四十页，编辑于星期六：十五点 二十三分。3作用原理 未
23、投限流塞时开泵循环洗井，活动肘节垂直向下，无任何动作。 投入限流塞后开泵循环，液体在限流塞水眼前后产生压差，活塞下移，压迫凸轮上端面，凸轮绕悬挂中心摆动，迫使摆动短节摆动。其摆动的角度与所加液压力有关，压力越大，摆动的角度越大。当液压力固定时，摆角也就相应地定在一定数值上。 如果钻具慢慢转动，摆动短节也随之作圆周运动，安装在摆动短节上的捞筒前端的引鞋就像手臂一样寻抓落鱼，并把它导入捞筒内。 第四十一页，编辑于星期六：十五点 二十三分。4技术规范 活动肘节技术规范见表53，表54 例如：规格型号为KWZJ 102的活动肘节， 工具外径102 mm， 活塞内径35 mm， 上头连接螺纹NC31，
24、下头连接螺纹NC31， 许用拉力905 kN， 许用扭矩8.64kN.m, 弯曲角度7.第四十二页，编辑于星期六：十五点 二十三分。5操作方法 （1）时用前的准备 1）工具管柱按下顺序连接，自鱼顶向上依次是：打捞筒+安全接头+活动肘节+震击器+钻杆。2）检查工具管柱及接头内通径尺寸，能否通过限流塞打捞筒。 3）检查活动肘节拐角方向是否与捞筒引鞋的缺口方向一致。4）确定鱼头深度。（2) 实际操作1)按工具管柱配合要求下至落鱼深度2)开泵循环，冲洗井筒和鱼头。3)循环畅通后停泵，投入限流塞，开泵送限流塞入座，待限流塞入座后，增加泵压，缓慢旋转钻具，同时向下移动钻具进行打捞。4） 悬重增加表明抓住落
25、鱼，停泵起钻。第四十三页，编辑于星期六：十五点 二十三分。6注意事项 （1）如果提不动，可使用连接有钢丝绳或细管柱的限流塞打捞筒下入钻柱内，把限流塞打捞出来，在开泵循环冲洗。 （2）如果仍提不动，则可用震击器上下活动解卡。 （3）投入限流塞时，应保证细光杆朝上。 第四十四页，编辑于星期六：十五点 二十三分。7维修保养 （1）活动肘节属于液压传动装置，因此，用后必须对各密封面进行检查，更换磨损的密封件。 （2）拆洗全部零件，擦拭干净后，涂有装好，放阴干处保存。 第四十五页，编辑于星期六：十五点 二十三分。五、 沉砂筒 1用途 在大直径套管内进行磨铣、钻进时，由于环形空间面积较大，洗井液往往达不到
26、足够的上返速度，带不出较大的钻屑时，用此工具将较大的钻屑收集提出井外。 2结构 图56 沉砂筒如图56所示，沉砂筒由钻杆1、沉砂管2、钻杆接头3、下接头4组成。第四十六页，编辑于星期六：十五点 二十三分。3作用原理 利用大直径沉砂管，加大此处钻具的外径，缩小环形空间的过流面积，提高循环液的流速，使较大的钻屑能返至沉砂管以上的钻杆部分，此时流速减小，钻屑能自动沉入沉砂管与钻杆的环形空腔之内，起钻后就能将其带出地面。 第四十七页，编辑于星期六：十五点 二十三分。4技术规范 沉砂筒技术规范见表55所列。 例如：当钻杆外径为603 mm时， 沉砂管外径889mm， 沉砂管长度45m， 适应套管41/2
27、。第四十八页，编辑于星期六：十五点 二十三分。5操作方法 （1） 卸开沉砂管，清除内部脏物。 （2）洗净并检查各处螺纹，并涂丝扣油，逐一上紧。 （3）检查沉砂管上部斜扣内向圆弧是否合适，不合时时可用榔头进行修正。 （4）计算好沉砂管的内容及，当钻进切削总量为容积的11.5倍时，应提钻除砂。 （5）因故停泵，应立即上提钻具至少一单根，防止沉砂卡钻。第四十九页，编辑于星期六：十五点 二十三分。6注意事项 （1）沉砂管外径大，易卡钻，钻进及洗井时应经常上下活动钻具。 （2）设计沉砂管时，必须采用与钻杆螺纹相反的螺纹。 7维修保养 （1）使用之后应将各部卸开，除去脏物洗净。 （2）检查各零件是否完好（特别是沉砂管），若有变形及损坏应及时更换。 （3）各部螺纹涂油上好，入库保存。第五十页，编辑于星期六：十五点 二十三分。希望各位专家给与批评指正！谢谢大家！第五十一页，编辑于星期六：十五点 二十三分。