易钻浮箍浮鞋的研制及应用

针对国内面临的浮箍浮鞋钻除困难的问题及当前对钻井提速的迫切需求,研制了新型易钻浮箍浮鞋。通过开发高分子材料回压阀及采用早强微膨胀抗渗混凝土填充,极大提高了浮箍浮鞋的可钻性和可靠性。易钻浮箍浮鞋在完成地面性能实验评价后进行了工业化推广应用,取得了良好的应用效果,验证了该型浮箍浮鞋的安全可靠性及优良的可钻除性能。     

供下中间套管用的尼龙浮箍

<正> 大家知道,在钻井过程中,往往需要向井内下入中间套管。原来下中间套管所用浮箍的回压凡尔大多为钢质或生铁的。这种浮箍的缺点是成本较高,可钻性差,而且在钻掉水泥塞后,井下往往留下许多钢铁碎块,妨碍继续钻进。针对这些问题,我们采用尼龙6制作浮箍的回压凡尔。通过几年的现场试用证明,这种尼龙浮箍避免了钢质或生铁浮箍所存在的     

浮箍浮鞋自动试压装置

浮箍浮鞋是套管串及固井过程的一个关键附件,内部水泥胶结体承压能力是反映其性能的关键指标,需要进行试压检验.目前的检验设备存在工作量大,安全性低的缺陷,无法满足生产需要.为此,设计研制出浮箍浮鞋自动试压装置,选用液压系统作为动力源,通过计算机控制试压装置完成工件的试压、检测和区分.     

浅析自动灌泥浆和固井回压控制

下套管时,为了平衡管内与环空液柱之间的压力,就要灌泥浆。人工灌泥浆时,往往发生少灌或漏灌,致使发生严重事故。为此,国外普遍使用自动灌泥浆的回压凡尔——浮箍或浮鞋。在下套管过程中,泥浆通过浮箍或浮鞋从井底进入套管。同时,还可根据不同井深要求,选择不同的灌浆孔径,以控制管柱内液面的高度。     

浅析自动灌泥浆和固井回压控制

下套管时,为了平衡管内与环空液柱之间的压力,就要灌泥浆。人工灌泥浆时,往往发生少灌或漏灌,致使发生严重事故。为此,国外普遍使用自动灌泥浆的回压凡尔——浮箍或浮鞋。在下套管过程中,泥浆通过浮箍或浮鞋从井底进入套管。同时,还可根据不同井深要求,选择不同的灌浆孔径,以控制管柱内液面的高度。     

套管浮箍浮鞋选型分析及失效预防措施

浮箍浮鞋失效会造成管内留塞，环空水泥浆返高不够，增加作业时间和成本。对比分析了不同类型浮箍浮鞋的结构和技术特点。结合API标准，介绍了浮箍浮鞋的主要性能评价指标和测试标准。分析了浮箍浮鞋失效的影响因素，并提出针对性的预防措施。为不同井况下浮箍浮鞋的合理选型及提高使用成功率提供参考。     

高性能弹浮式套管浮箍的研制及在页岩气井的应用

在页岩气水平井固井中,现有套管浮箍可靠性低,常因浮箍失效对固井质量造成不良影响。为解决该问题,分析了浮箍失效的具体原因,确定了提高浮箍可靠性的结构改进技术方案,通过仿真模拟分析了该方案的可行性,并在室内模拟试验和分析其综合性能的基础上,研制了高性能弹浮式套管浮箍。室内试验表明,研制的浮箍可耐压60 MPa,耐温180℃,在2.0 m3/min排量下冲蚀72 h无损伤。该套管浮箍在涪陵页岩气田焦石坝区块的200多口页岩气水平井中进行了应用,应用结果表明,弹浮式浮箍耐高压、耐高温、耐冲蚀、可靠性高（一次坐封可靠率达100%）。研究认为,该浮箍可广泛应用于各类套管外大压差井、水平井、高温深井和复杂井的固井作业。      

页岩气水平井固井碰压关井阀的研制及应用

针对目前页岩气水平井固井中套管浮箍浮鞋可靠性低、关井不严、磨塞困难等问题,研制了固井碰压关井阀。其工作原理是,利用固井胶塞作为驱动部件,固井碰压时的压力作为驱动力,移动滑套永久关闭井底液流通道。室内试验及现场应用结果表明：碰压阀关闭压力为14 MPa,并可根据销钉直径来调节关闭压力;正向和反向均可承压25 MPa以上。该工具操作简便,易于安装,可靠性高,可与浮箍浮鞋配合使用,能够有效提高水平井固井作业后的井下关井成功率,降低水平井磨塞风险,防止因水泥浆倒流造成的水平段窜槽和微环隙的产生,对提高页岩气水平井固井质量具有积极的意义。     

大位移水平井旋转自导式套管浮鞋的研制及应用

为了提高浮鞋引导能力,解决大位移水平井套管下入困难的问题,研制了一种旋转自导式浮鞋。利用偏头引鞋增强引导能力,利用双向螺旋槽实现自动调整引导状态,利用弹浮式回压密封结构来实现回压坐封。该工具引导机构可沿轴线360°自由旋转,耐温可达180 ℃,耐回压能力可达50 MPa,引导机构自动复位后偏转角度都在10°以内。室内试验及现场应用表明:旋转自导式浮鞋具有较强的自导向能力和反向承压能力,能够引导套管在井眼轨迹曲折的水平井眼内顺利下行,在固井作业后可靠坐封。由于页岩气井的开发多为大位移水平井,因此,可广泛应用于各类页岩气水平井下套管及固井施工作业。     

快速钻水泥塞及套管附件内部装置

以前钻?244.47mm(95/8in)套管内水泥塞及附件装置,大约需要15~30h。LN205井在固井时,用水泥浆固定承托环及胶塞,并改变了以往的钻井参数,结果仅用4.5h就钻完了50m水泥塞及套管附件内部装置,包括分级箍、承托环、浮箍和浮鞋。     

浮箍井下工作环境与失效分析

在整个固井过程中，固井工具及附件的工作情况是影响固井质量的重要因素，有的固井工具甚至是固井成败的关键。固井工具在井下是否正常工作，不仅要受地面操作的影响，而且井下环境也会对固井工具的工作情况产生重要影响。井下环境包括井眼、地层、套管、钻井液性能、井下温度、井下压力、循环排量及时间等综合因素，这些因素都会对固井工具的正常工作产生影响，甚至使工具失效。浮箍是一个单向阀，其功能是在注水泥后阻止水泥浆进入套管内，从而控制水泥塞高度。如果浮箍失效，就会造成水泥塞过高，外部环空不能完全封隔，有时需要补救挤水泥，固井质量低。对影响浮箍的温度、钻井液和水泥浆、循环、压差等井下环境作了详细的分析，提出了保证浮箍使用效果的一些建议。     

新型双合叶浮球式自灌浆浮箍设计及应用

双合叶浮球式自灌浆浮箍能够在注水泥时用来控制胶塞的下行位置,以确保管内水泥塞长度,防止水泥浆倒流。通过投球蹩压的方式蹩掉塑料挡管,实现自灌浆和逆向密封的变换,可连续作业,既能增加密封效果,又能节省套管下入的时间。该浮箍可用于直井、水平井、定向井、套管开窗侧钻井等多种钻井的固井作业。减轻了钻井液对套管的浮力,减少了套管下入过程中井眼环空泥浆上返速度,及套管在下放时卡钻的几率,实现了下套管的连续施工,利于井壁稳定;能很好地配合其他固井工具的使用,易安装易钻取,使用安全可靠,值得推广应用。     

稠油油藏水平井套管附件的研制及应用

针对辽河油田稠油水平井工艺要求，设计应用一系列技术套管、油层套管附件，包括水泥浮鞋、碟簧式套管稳定器、自动灌闭式循环短节、单向封隔微台阶式悬挂器等系列套管附件。对于不同的水平井的施工技术要求，使用与其配套的套管附件，完成了不同结构水平井的套管注水泥施工。文中介绍主要几种附件的结构及原理。     

水平井有限级次套管滑套固井工具研制与应用

为了实现高效分层压裂、提高工具可靠性,需开发水平井有限级次套管滑套压裂工具。与常规固井相比,存在现有胶塞无法满足超大变径条件下水泥封隔、水平段难以有效碰压及单流阀断流等难题。经过室内评价试验及工具结构改进,研制了适合水平井工况的固井胶塞、碰压短节、浮箍浮鞋等装置。结果表明:顺利完成了SP42H套管滑套固井试验,碰压正常,通井发现人工井底符合设计要求,后期压裂施工顺利,可以满足水平井套管滑套固井要求。     

页岩气水平井固井工具配套技术

为满足页岩气水平井固井作业特殊需要,针对页岩气水平井套管下入困难、水平井眼套管居中度差以及高压固井套管浮箍浮鞋关闭不严等问题,研制了专用的套管安全下入引导工具、水平井专用套管扶正器以及井底关闭专用工具。详细描述了这些固井工具的结构原理和性能特点,给出了其技术参数和适用范围。结合涪陵页岩气水平井实际情况进行了固井工具配套技术研究,介绍了专用固井工具的现场应用情况。现场应用结果表明,所开发的专用固井工具能够满足涪陵页岩气水平井固井施工的需要,建议根据不同井况推广使用。页岩气水平井固井工具的研制成功对于确保固井质量和满足页岩气开发的需要具有积极的意义。     

碰压式浮箍在川东北地区固井中的应用

使用碰压式浮箍是进一步缩短钻井周期，降低钻井综合成本的有效手段。文中主要介绍碰压式浮箍的结构原理、使用方法、现场应用及综合评价。     

高压油气井尾管回接固井新技术

针对高压油气井固井后经常会出现环空窜流问题,研制了新型尾管封隔回接装置,该回接装置主要包括铣鞋、回接插头、节流浮箍,可磨铣回接筒上端和内表面的水泥残留物;封堵回接尾管与上层套管间的间隙;防止下套管时井口冒浆,并确保回接插头下插时液体有足够的压缩空间。现场应用表明,该回接工艺操作方便,回接装置密封可靠、耐高温。在四川、胜利、渤海等地应用效果较好。     

可旋转尾管悬挂技术

可旋转尾管悬挂器主要由四部分组成：地面投塞固井头总成；封隔器可旋转尾管悬挂器总线；下入坐封工具；止塞浮箍及套管的浮鞋、浮箍。分别阐叙了每一部分的构成及工作原理。较详细地叙述了下入φ１７８ｍｍ尾管的工作程序。     

剪切帽技术对PDC切削齿的保护原理及应用

套管开窗侧钻施工或套管钻井结束后,需要使用专门的钻头或磨铣工具磨铣套管或钻穿浮鞋、套管钻头等套管组件,然后才能进行后续地层的钻进。传统工艺是采用两趟钻或一趟钻完成,两趟钻浪费时间和成本,一趟钻对PDC切削齿的伤害较大。Varel钻头公司研发的剪切帽技术,其原理是在套管开窗或钻穿浮鞋、套管钻头等套管组件时可提供剪切作用,同时保护主PDC切削齿面。进入地层后,剪切帽快速磨损脱落,使切削齿高效钻进地层。现场测试结果表明,剪切帽可有效保护PDC切削齿不受损坏,提高机械钻速。介绍了剪切帽技术原理及其现场测试情况,以期推动我国用于套管开窗和套管钻井施工的一趟钻系统的发展。     

高效磨鞋研制及其在作业中的问题分析

针对普通磨鞋磨铣速度慢 ,进尺短的问题 ,研制了GM系列高效磨鞋。该磨鞋以MP型普通磨鞋为基础 ,在碳化钨焊料中孕镶了优质硬质合金 ,提高了磨鞋的切削能力。但在高效磨鞋实际使用过程中 ,出现了高效磨鞋进尺少、寿命短的问题。分析发现这是磨铣钻压过大、磨铣循环效果差、磨铣管柱配备不全等原因造成高效磨鞋出现中心穿孔、泥包、镜面等问题 ,从而影响了磨鞋性能的发挥。最后指出只要严格选取磨铣参数 ,高效磨鞋的性能可以得到保证。