套管钻井及其钻井装备

引言作者在１９９８年６月访问加拿大期间，有机会参观了一种新的套管钻井工艺及其钻井装备的首次钻井试验，并和研制这种工艺和装备的Ｔｅｓｃｏ公司的领导人进行了讨论。作者认为，在常规钻井作业中，无论是转盘钻，还是井下动力钻具钻井，都需要进行拆接钻柱、更换钻头...     

套管钻井技术简介

套管钻井技术是由德士古公司研究成功的 ,其目的是降低钻井成本 ,提高钻井效率以及用随时下套管方式把井眼问题控制到最低程度。所谓套管钻井技术是指用套管代替钻杆向钻头传递水力和机械能量 ,对钻头施加扭矩和钻压 ,实现钻头的旋转与钻进。整个钻井过程不再使用钻杆、钻铤等 ,钻头是利用钢丝绳投捞 ,在套管内实现钻头升降 ,即实现不起钻更换钻头。该技术减少了起下钻、井喷和卡钻等井下事故 ,提高了钻井安全性 ,降低了钻井成本 [1] 。它是用一种可回收式和重新下入井中的纲丝绳井下钻具组合进行钻进 ,起下钻不需要起下套管。井下钻具组合…     

套管钻井是一种有效的钻井方法

套管钻井系统是由地面和井下两部分装置组成 ,用常规套管代替钻杆 ,钻进和下套管作业同时完成。通过套管将液压能和机械能传递到套管下端短节内的可回收式钻具组合。套管和钻杆一样旋转 ,泥浆从套管内径进入井底 ,从环空返回地面。先导试验表明 ,套管钻井技术利用常规套管钻井代替钻杆钻井 ,大大地减少了钻井成本 ,提高了完井速度 ,且套管钻井更加安全 ,节省了更换钻头的起下钻时间。套管钻井较常规钻井可以提高钻速 30 % ,代表了钻井技术发展的主要趋势     

套管钻井可回收井底钻具组合方案设计

套管钻井技术是将钻进和下套管合并为一个作业过程。进行可回收式钻具组合设计，就是为了钻头和井下工具在不需要进行常规起下钻作业的情况下实现更换。简要介绍了国内外钻井公司的套管钻井技术发展现状、可回收钻具组合的作用原理及部分钻具组合的设计设想，提出了井口装置、固井工具串及钻进工具串的方案设计，对部分组件进行了现场模拟试验，基本达到了设计要求。     

TESCO套管钻井技术

套管钻井技术是一种节约钻井时间,降低井下事故发生的全新的钻井工艺技术。套管钻井用油田常用的套管来代替钻杆,钻头和井底钻具组合接在电缆底部,由套管内送到井底并固定在套管底部;由于套管始终在井内且泥浆循环不间断,保证了井眼的完整性,减少了类似井壁脱落、坍塌等发生的可能;不用起下钻,减少了油气侵带来的井涌或井喷的危险事故发生。     

套管钻井——降低钻井成本的一种新途径

在常规钻井中,起下钻作业需要将整个钻柱取出来,劳动强度大,还可能引起一些意外的井下复杂情况,所花的时间甚至可以多达钻井总时间的３５％,套管钻井使用标准的油田套管一边钻进,一边封隔井筒,用钢丝绳将其底部钻具组合从套管中取出来;套管钻井不用钻杆,可显著减少下钻时间以及因划眼,打捞和井涌等意外情况所浪费的时间,文中介绍套管钻井需要解决的主要问题,所使用的钻机和井下工具,套管钻井工艺等。套管钻井可节省多达     

Tesco底部钻具可回收式套管钻井系统

Tesco套管钻井系统以套管作为钻柱 ,这样钻进和下套管作业同时进行 ,套管把液压和机械能传递到套管底部通过短节相连的可回收式钻具组合上 ,钻具组合的顶部为防脱落装置 ,与套管底部的液压阀相连 ,提供轴向力和扭矩。介绍了南怀俄明州Wamsutter区由BP承包商负责作业的 15口井的钻探情况 ,对Tesco套管钻井系统进行了综合评价 ,结果表明 ,套管钻井技术提高了井壁稳定性 ,减少了井漏和气浸的发生 ,并且具有减少起下钻和操作钻柱次数的优势。     

小井眼水平钻井系统

在现有井中，侧钻水平井可以提高产量、降低钻井成本，具有明显的经济效益，Ｓｌｉｍ Ｄｒｉｌ国际公司研制的专用水平井下部钻具组合，可在４ １／２〃－７〃的套管内采用普通钻杆和常规钻机钻水平井，迄今为止，采用这种小井眼钻井系统已成功地完成了４０多口水平井。     

套管钻井系统的设计与应用

简要介绍了套管钻井系统及其关键设备的结构和工作原理，对比了套管钻井与常规钻井的现场应用情况、安全性及经济性，阐述了设计套管钻井时在工程上的考虑因素，对套管的弯曲和疲劳破坏作了分析，介绍了套管钻井中井底钻具组合的下入与回收、固井等工艺过程。     

套管钻井系统设计考虑

套管-钻井系统（CDS）可用钻柱普通套管来代替常规钻井系统，该系统可随钻下套管，从而降低钻井成本，更重要的是由于减少了起下钻时间和处理时间，潜在节约了大量资金，减少井眼问题节约的资金更加明显，由于CDS工艺有能力使井连续循环，因此，起下常规钻柱时要比井处于静态更安全。因CDS减少了起下钻柱时间，从而也降低了波动-抽吸压力波动。CDS已经开发了三年，用这种系统已钻了两口定向的试验井，最近，用CDS钻了10口井，这10口井将做为首批现场试验井。     

套管钻井技术问题的探讨

套管钻井技术是指用套管柱取代常规钻进作业，使钻进中的井眼始终有套管伴随到井底，从而提高井壁稳定性，减少井下事故的发生几率。套管钻井工艺的实施还存在许多待解决的问题和难点，比如钻机系统，钻井方式，钻头型式，测井技术等。文中从影响套管钻井技术的钻头，钻井方式及泥浆循环等方面探讨了套管钻井的技术特征，并就相关工艺问题的可行性进行讨论。     

可更换钻头套管钻井工具及工艺研究

采用常规钻机、利用转盘驱动的简易套管钻井技术由于受钻头寿命的限制，只能用于一只钻头钻至设计井深的情况，为此，研制开发了转盘驱动的可更换钻头套管钻井系统。该系统由起下工具、井下锁定工具串及坐底套管3部分组成。进行套管钻进时，井下锁定工具串锁定在坐底套管上，需更换钻头或井下锁定工具串时，往套管内部下入起下工具并解锁锁定装置，起出井下锁定工具串，更换完毕后，再将井下锁定工具串从套管内送入井底，锁定在套管柱末端的坐底套管上，起下过程中可保持钻井液的循环和钻柱的转动。该系统在吉林油田2口井上进行了试验，井下锁定工具串的下入成功率达到100％，并实现了套管正常钻进，但由于打捞矛无法进入到井下锁定工具串的打捞孔中，致使2口井都没有正常起出井下锁定工具串。详细介绍了可更换钻头套管钻井系统的组成、原理、施工工艺及现场试验情况。     

松辽盆地南部地区小眼井钻井实践

分析了松辽盆地南部地区已完在的１６口２０００ｍ以浅的小眼井的井身结构,套管程序,ＢＫＭ钻井完井液使用和ＬＤＡＭ低密度防气窜水泥浆固井技术和施工等情况,对钻具组合,钻井参数,水力参数及ＰＤＣ钻头进行了优选,取得了明显的效果,提出了提高小眼井钻井技术水平的途径和对策。     

气体钻井钻具损坏原因及控制措施研究

气体钻井中钻具损坏问题频繁发生,钻具损坏问题部分抵消了气体钻井所带来的钻速优势。指出气体钻井中钻具损坏的主要原因有:井底不平引起的轴向振动、钻柱剪应力增加、钻具冲蚀及腐蚀、井径扩大引起严重弯曲,认为气体钻井条件下的钻具损坏要比钻井液钻井更为严重。针对钻具的失效原因提出了预防和减轻钻具损坏的控制措施,即使用空气减震器和纯滑动牙轮钻头,推广空气锤的应用,加强钻柱接头的设计改进以及耐磨研究。     

降低钻井费用的革新方法—套管钻井

本文介绍了耗时三年开发并使之商业化的套管钻井这一研究开发项目。套管钻 在钻井并同时固井的过程中将使用标准的油田套管。井底钻具组合将通过钢丝绳穿过套管内部而起出。套管钻井不使用钻杆，大大减少了起下钻时间，以及由于预料外事故障如划眼、打捞钻具和起下钻时发生的井涌等所浪费的时间。本文描述了套管钻井时使用的工具，包括为适应套管钻井而特殊建造的钻机，并讨论了使用套管钻井方法产生的预期结果及得到的特殊结论，包     

浅析套管钻井技术

按套管钻井技术中钻进工具和操作技术不同,套管钻井有3种不同的形式,即可回收钻具组合的套管钻井技术、尾管钻井技术和可破碎的钻头套管钻井技术。分析了套管钻井技术的优越性和套管钻井参数,并指出了应该注意的问题。套管钻井技术使钻井液水力参数得到明显改善,有利于井眼净化和当量钻井液密度控制。套管钻井可以简化钻井程序和井身结构、减少钻井事故、提高钻井效益、节约钻井成本。     

深井、超深井和复杂结构井垂直钻井技术

垂直钻井是当今世界性钻井难题之一，它具有减少套管层次和套管尺寸、提高机械钻速、减少钻柱事故的优点。常用的塔式钻具、钟摆钻具、满眼钻具、偏轴钻具、压不弯钻铤、铰接钻具和旋冲钻具等均属于被动防斜技术，不能满足深井、超深井和复杂结构井直井段垂直钻井的要求，尤其不能满足在高陡构造与大倾角等易斜地层和自然造斜能力强的条件下钻垂直井的要求。近10年来发展的旋转导向钻井技术及工具，在一定程度上解决了垂直钻井所遇到的问题，也是当前解决垂直钻井这一世界性难题最有效的技术方案。重点介绍了以PowerV为代表的旋转导向自动闭环钻井系统的结构及现场应用情况。     

普光气田气体钻井钻具失效原因分析及预防措施

气体钻井技术虽然大幅度提高了普光气田上部陆相地层钻井速度，但屡次出现钻具失效事故，不仅影响钻井速度，而且威胁井下安全。分析了钻具失效规律，并通过宏观分析判断钻杆为疲劳和腐蚀疲劳断裂，钻铤为疲劳断裂。从气体钻井自身因素、钻柱运动（包括公转和纵向共振）、钻具腐蚀、钻井方式、钻铤弯曲强度比不足等方面分析钻具失效原因，提出使用空气锤钻井技术、加强钻具探伤、优化钻具组合和钻井参数、缓解钻具腐蚀、加强钻柱振动监测等预防措施。指出应加强气体钻井钻具失效的微观机理、钻柱运动与动力学、岩屑对钻具的冲蚀磨损、钻具腐蚀、消除钻柱公转等方面的研究以预防钻具失效。     

套管钻井中套管柱疲劳寿命分析方法

套管钻井中套管柱疲劳寿命分析是进行钻井工程设计的一项重要研究工作。文章对套管柱组合在不同钻压、转速下的动力学问题进行分析的基础上,获得了不同钻井参数下的套管柱应力、应变以及接触应力等参数的变化规律,利用ANSYS软件疲劳寿命分析模块,建立了套管钻井中套管柱的疲劳寿命分析方法,并进行了实例计算。为在套管钻井作业中合理地选择钻具组合和钻井参数提供了理论依据。     

普光气田气体钻井钻具失效原因分析及预防措施

气体钻井技术虽然大幅度提高了普光气田上部陆相地层钻井速度，但屡次出现钻具失效事故，不仅影响钻井速度，而且威胁井下安全。分析了钻具失效规律，并通过宏观分析判断钻杆为疲劳和腐蚀疲劳断裂，钻铤为疲劳断裂。从气体钻井自身因素、钻柱运动（包括公转和纵向共振）、钻具腐蚀、钻井方式、钻铤弯曲强度比不足等方面分析钻具失效原因，提出使用空气锤钻井技术、加强钻具探伤、优化钻具组合和钻井参数、缓解钻具腐蚀、加强钻柱振动监测等预防措施。指出应加强气体钻井钻具失效的微观机理、钻柱运动与动力学、岩屑对钻具的冲蚀磨损、钻具腐蚀、消除钻柱公转等方面的研究以预防钻具失效。