塔河工區(qū)套管頭簡介

套管頭河南鉆井工程公司2013.113.

套管頭結(jié)構(gòu)特征及工作原理2.套管頭的作用及分類1.套管頭簡介5.套管懸掛器儲存方法套管頭4.套管懸掛器簡介6.套管懸掛器特點8.BT密封試壓7.

T705-1H井WE型卡瓦懸掛器坐掛9.

套管懸掛器失效原因分析10.故障排除套管頭套管頭簡介：

在鉆井作業(yè)和油氣測試過程中，必須安裝一套安全可靠的井口裝置，以便能有效地控制井內(nèi)作業(yè)和生產(chǎn)。套管頭屬于井口裝置的基礎部分，是安裝在套管管柱上端用來懸掛各層套管管柱、密封各層套管之間的環(huán)形空間并能為防噴器組、采氣樹等其他井控設備提供標準連接、為各種特殊作業(yè)提供套管環(huán)空出入接口的一種永久性石油、天然氣井口裝置。套管頭

套管頭是安裝在表層套管柱上端，用來懸掛表層套管以外的各層套管和密封套管環(huán)形空間的井口裝置部件，主要作用有以下幾點：1、通過懸掛器懸掛除表層套管之外的各層套管的部分或全部重量；2、連接防噴器等井口裝置；3、在內(nèi)外層套管柱之間形成壓力密封；4、為釋放可能積聚在兩成套管柱之間的壓力提供出口；5、在緊急情況下，可由套管頭側(cè)孔向井內(nèi)泵入流體，如壓井液或滅火劑等；6、特殊作業(yè)：a.固井質(zhì)量不好可從側(cè)孔補注水泥，b.酸化壓裂時，可從側(cè)孔注入壓力平衡液。套管頭的作用：套管頭根據(jù)套管頭與表層套管的連接方式可將套管頭分為螺紋式、卡瓦式、焊接式，配用套管懸掛器有卡瓦式和芯軸式兩種，側(cè)出口的連接方式有螺紋式、栽絲法蘭式和法蘭式。隨著井深的增加，需要封隔井下地層的層數(shù)增多，下入井內(nèi)的套管長度也相應增加。因此，套管頭有單級、二級和三級之分。通常在套管四通（二級、三級套管頭）的底部設有套管二次密封機構(gòu)和密封測試口（注塑孔、試壓孔）。套管頭的分類：套管頭

套管頭主要由底部套管頭、套管頭四通、套管懸掛器和閥門等部件組成。一、底部套管頭本體：底部套管頭法蘭及旁側(cè)口通徑均符合APIspec6A標準，具有互換性。法蘭上的頂絲用于頂住防磨套和懸掛器。底部套管頭內(nèi)腔設計有技術套管懸掛器坐落臺肩。底部套管頭底部連接形式有三種：螺紋式、卡瓦式、焊接式。結(jié)構(gòu)特征與工作原理：套管頭結(jié)構(gòu)特征與工作原理：塔河工區(qū)底部套管頭連接方式以螺紋式為主，本文只簡單介紹螺紋式套管頭安裝程序及方法。套管頭

將底部套管頭下端通過螺紋與表層套管相連（或用雙公短節(jié)相連），確保方向正確，連接時將內(nèi)外連接螺紋絲扣清洗干凈并涂好套管密封脂，引扣時要將套管頭上端面提平，2-3人轉(zhuǎn)動套管頭引扣，然后上緊。螺紋式套管頭安裝程序和方法：1-底部套管頭；2-連接螺紋；3-套管套管頭

二、套管頭四通本體（二級套管頭或三級套管頭）：套管四通法蘭旁側(cè)口通徑均符合APIspec6A標準，具有互換性。套管四通底部采用兩道BT密封，在高壓下將密封脂經(jīng)單向閥注入BT密封圈內(nèi)，擠壓BT密封圈，起到密封作用，可以在兩道BT密封圈之間試壓。套管四通側(cè)出口為載絲法蘭連接，并帶VR堵螺紋，可以再不壓井情況下更換閥門。套管四通上法蘭帶有頂絲，用于頂住防磨套及壓住懸掛器；下法蘭有試壓孔，用于檢查環(huán)空和兩道BT密封圈的密封情況。套管四通內(nèi)腔設計有套管卡瓦懸掛器坐落臺肩。套管頭四通兩側(cè)口法蘭，一端接平板閥（或盲法蘭），另一端接平板閥、絲扣法蘭、接頭、截止閥及壓力表，經(jīng)壓力表可觀察兩套管層之間的環(huán)空壓力。

結(jié)構(gòu)特征與工作原理：套管頭

套管四通示意圖：BT密封壓力表截止閥側(cè)閥頂絲壓帽注脂孔試壓孔套管懸掛器金石套管懸掛器卡瓦式心軸式W型套管懸掛器WD型套管懸掛器WE型套管懸掛器套管懸掛器裝置是用來懸掛套管管柱，密封套管之間環(huán)形空間的主要部件，江蘇金石套管懸掛器主要分為卡瓦式和芯軸式懸掛器兩種。套管懸掛器1、懸掛器的儲存

1）懸掛器到井后清潔所有部件，并使其干燥。2）用重質(zhì)油涂抹所有零件。3）將設備墊高并放置在干燥的房間內(nèi)，避免接觸死水。4）重新裝配前，需清潔干凈并用輕質(zhì)油涂抹。套管懸掛器2、橡膠件的存儲及檢查1）橡膠件應放在黑暗的地方，并遠離陽光、窗戶和人工的直接光源。2）存放在較低的環(huán)境溫度下（18°左右），并遠離熱源、電氣設備和任何產(chǎn)生電暈放電的設備。3）橡膠件不要掛起來，而應按其自然形狀存放。4）存放場所盡可能干燥，油脂或其它液體應另外存放。

5）使用前用彎曲、拉伸或壓縮的方法檢查橡膠件是否有裂紋、表面變脆或其它老化變質(zhì)現(xiàn)象，觀察橡膠件表面是否有變硬、剝落現(xiàn)象。如有以上缺陷，則必須更換。套管懸掛器

卡瓦式套管懸掛器主要由卡瓦、導向螺釘、壓板、膠圈、墊板、連接螺栓等組成?？ㄍ呖ňo套管的作用是靠套管柱本身的重量所產(chǎn)生的軸向載荷，通過卡瓦背部錐斜角產(chǎn)生一個徑向分力，這個徑向分力使卡瓦卡緊套管。卡瓦懸掛器對套管安裝長度要求不嚴，高出井口多余套管可用專用工具割掉，這給安裝井口帶來很多方便?？ㄍ呤綉覓炱魈攸c：江蘇金石套管懸掛器WD型卡瓦式套管懸掛器工作原理：1、WD型卡瓦懸掛器用于表層套管與套管頭的連接，依靠擰緊底部螺栓卡住套管，使卡瓦與套管形成牢靠的連接，密封形式為兩道二次密封。2、卡瓦懸掛器為剖分式，安裝快捷方便。因WD型懸掛器塔河工區(qū)基本不使用，在此不做使用方法介紹。江蘇金石套管懸掛器W型卡瓦式套管懸掛器工作原理：1、技術、油層套管懸掛采用W型單錐面雙限位卡瓦懸掛器。依靠套管自重卡住套管，使卡瓦與套管形成牢靠的連接，密封形式為自激式密封。2、卡瓦懸掛器為剖分式，自鎖結(jié)構(gòu)。江蘇金石套管懸掛器W型卡瓦式套管懸掛器坐掛方式：1、W型套管懸掛器坐掛準備工作及坐掛后后期處理過程與WE型套管懸掛器相同。2、坐掛時套管懸掛器下手柄不動，上手柄旋轉(zhuǎn)套管懸掛器90°，合抱住套管由下而上逐一取下手柄，移去木板，使懸掛器組件坐落套管頭臺肩上抱住套管然后下放管串坐掛。WE型卡瓦式套管懸掛器工作原理：1、技術、油層套管懸掛采用WE型單錐面雙限位卡瓦懸掛器。依靠套管自重卡住套管，使卡瓦與套管形成牢靠的連接，密封形式為手動激發(fā)密封。2、卡瓦懸掛器為剖分式，自鎖結(jié)構(gòu)。江蘇金石套管懸掛器江蘇金石套管懸掛器

芯軸式懸掛器結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、不需要在井口切割套管和磨削坡口，而且不存在擠扁套管、卡瓦牙咬傷套管的問題，對于井口稍微偏斜、卡瓦不易卡緊套管的油氣井尤為適用。但它的懸掛能力較小，對套管的安裝長度要求嚴格。目前芯軸懸掛器下部一般設計成與套管相應的母扣，上部扣型與聯(lián)頂節(jié)扣型相致。芯軸式懸掛器特點：江蘇金石套管懸掛器芯軸式套管懸掛器工作原理：技術、油層套管懸掛采用芯軸式套管懸掛器。依靠套管自重激發(fā)密封，通過螺紋與套管，形成牢靠連接為螺紋密封。套管懸掛器座掛在套管頭本體臺階上，由于套管的懸重，金屬與金屬的接觸就產(chǎn)生剛性被動密封。

T705-1H井WE型卡瓦懸掛器坐掛1、基礎數(shù)據(jù)

由河南鉆井50860隊施工的T705-1H井,為一口三級結(jié)構(gòu)水平井。一開采用444.5mm鉆頭鉆達井深507m,339.7mm表層套管下深506.33m。二開采用311.2mm鉆頭鉆至井深2500m,244.5mm套管下深2498.03m,采用WE型套管懸掛器回接至井口。采用單級固井，水泥返至地面。

套管頭01部分型號為：TF13-3/8″*9-5/8″-34.5MPa

套管頭02部分型號為：TF9-5/8″*7″-69MPaT705-1H井WE型卡瓦懸掛器坐掛2、套管坐掛前期準備

1）下套管前取出防磨套，去掉擋泥傘。2）懸掛卡瓦檢查保養(yǎng)好，準備好黃油及一桶機油。3）套管入井前選出一根標準尺寸套管做聯(lián)頂節(jié)，便于卡瓦坐掛。計算好所使用的聯(lián)頂節(jié)，保證固井時井口坐2個吊卡，同時考慮套管長度確?？ㄍ卟课槐荛_接箍位置坐掛。4）準備厚度5～10mm鋼板或木板，切一個與套管直徑相符U型墊板，便于卡瓦在上面平穩(wěn)組裝。5）在井口準備好供水管線及氣管線，上提防噴器后，將水管插入環(huán)空沖出水泥漿及吹洗法蘭用。6）準備5噸倒鏈2個，3/8“鋼絲繩2根，5T吊帶2根，用來調(diào)整套管居中。T705-1H井WE型卡瓦懸掛器坐掛7）準備2根同樣長的1“鋼絲繩套，用來提防噴器。8）固井時提前拆除套管頭01部分與升高法蘭連接的一圈螺栓，對角留4個螺栓，卸掉兩側(cè)內(nèi)控管線與閘門連接處的所有螺栓。9）了解水泥漿的返高和水泥漿的領漿稠化時間。T705-1H井WE型卡瓦懸掛器坐掛3、坐掛步驟：1）固井完后，游車提起防噴器組，掛在轉(zhuǎn)盤大梁上，檢查套管是否居中，如不居中使用倒鏈配合場地氣葫蘆等保證套管掛平正到位，并用尺子檢查。2）使用水管線及氣管線清潔套管頭坐掛處，然后用與套管直徑相符的U型墊板或兩塊木板放在套管頭法蘭面上擺放套管掛。將套管提至坐掛噸位。3）“WE”形套管掛是剖分式、開口式，在套管掛密封橡膠內(nèi)外圈表面抹一薄層密封脂。4）沿著套管，打開套管掛，合抱住套管，并緊懸掛器，放在墊板上。組裝卡瓦，壓板對接處與卡瓦牙殼體對接處錯開，卡瓦壓板螺絲不能上得太緊，保證卡瓦在套管上能上下活動，螺絲不能壓得膠件變形，否則進入套管頭內(nèi)腔時可能損壞主密封膠皮。5）拆卸套管掛側(cè)面的支撐手柄。T705-1H井WE型卡瓦懸掛器坐掛壓板對接位置

卡瓦牙殼體對接位置T705-1H井WE型卡瓦懸掛器坐掛6）移去木板，使套管掛組件落到套管頭內(nèi)腔臺階上，如不能完全到位，使用木棒對角均勻向下敲擊，用力不要太大，以防套管掛傾斜坐偏。7）緩慢下放游車，在卡瓦卡住套管的同時觀察指重表，記錄卡瓦開始起作用時的懸重，即實際坐掛噸位（抓圖）。8）坐掛完卡瓦檢查卡瓦必須沒有高低差。測量卡瓦面到套管頭法蘭面尺寸對角四個點，尺寸要求一樣（照相）。9）對角上緊壓板上的壓板螺絲，使密封橡膠唇邊與套管頭內(nèi)壁形成密封狀態(tài)。10）旋緊分布在套管頭上部法蘭外圓上的所有頂絲，壓住套管掛。T705-1H井WE型卡瓦懸掛器坐掛11）測量準備安裝的套管頭02部分下部內(nèi)腔的深度。12）在套管頭上法蘭面以上高于所量套管頭02部分下部內(nèi)腔深度處割斷套管，取出多余的套管。13）拆去升高短節(jié)，準備更換套管頭02部分。

14）小心地從套管頭法蘭面以上所量內(nèi)腔深度處割去多余套管，并且用砂輪磨30°斜角，要求打磨光滑，坡口無棱角且手感光滑(照相）。15）測量套管余留部分是否頂住套管頭02部分下部內(nèi)腔頂端，應留有5mm左右的間隙。

T705-1H井WE型卡瓦懸掛器坐掛16）清潔套管余留部分，用砂布將套管余留部分外表面打磨光滑，檢查無任何溝槽后，擦洗干凈，均勻涂抹薄薄的一層黃油。檢查套管頭02部分下部內(nèi)腔及“BT”密封圈是否完好。在接套管頭02部分前將卡瓦部位環(huán)形空間注滿機油。17）02部分清洗干凈后，安裝BT密封圈，須使密封圈緊密貼合套管頭內(nèi)腔，如有少許凸起，在木棒上面纏點擦車布，摸滿黃油后，輕輕敲擊凸起部位。完全貼合后，均勻涂抹薄薄的一層黃油。18）吊平套管頭02部分，人工輔助對準方向，操作氣葫蘆緩慢平穩(wěn)下放，嚴禁猛剎猛放，鉆臺上下信號明確，以防損傷BT密封。對正后對角上緊螺母。BT密封試壓1、工具準備：1）試壓泵2）注塑泵筒3）EM08注塑脂4）液壓油2、試壓流程（套管頭02部分安裝好后，應進行預試壓，以防返工）：

1）卸掉套管頭上標有“觀察孔”字樣的兩只堵頭。

2）在泵筒內(nèi)裝入EM08密封脂，連接到標有“注塑孔”字樣的接頭上。

3）操作試壓泵注入注塑脂，直到相對應觀察孔有密封脂溢出為止。裝上堵頭并擰緊，繼續(xù)注脂達額定工作壓力，或套管抗內(nèi)壓強度的80%。（取二者低值）

4）對另一只注塑接頭按以上方法重復操作。

5）去掉注塑泵筒，連接試壓泵到標有“試壓孔”字樣的接頭上，靠近套管頭法蘭盤下部的為主密封，靠近上部的為副密封。泵入額定工作壓力或套管抗內(nèi)壓強度的80%，取兩者低值按照要求試壓。試壓合格后，用泄壓帽將壓力泄壓為0（無泄壓帽可用1.5cm左右長的8號鐵絲或焊條，配合護帽泄壓）。

6）對另一只試壓孔按以上方法重復試壓。防磨套及送入取出工具防磨套及送入取出工具：防磨襯套作用是在鉆井過程中保護套管頭內(nèi)孔的臺肩，防止套管頭四通內(nèi)孔發(fā)生偏磨，下套管固井時將防磨套取出。防磨套需要專門的取送工具送入和取出，取送工具也可做試壓堵塞器，其兩端加工有鉆桿接頭螺紋。取送防磨套時可將取送工具連接到鉆桿上，使其側(cè)面銷螺釘卡入防磨套的J型槽內(nèi)，然后，送入或取出防磨襯套。用作試壓堵塞器時，使其顛倒使用即可。作為防噴器組的試壓工具，在鉆井過程中可隨時對防噴器組及節(jié)流管匯等進行試壓檢測。懸掛器失效原因分析卡瓦式懸掛器失效原因分析：1、卡瓦主密封失效卡瓦式懸掛器通過鑲在下部的密封圈受壓后變形，與承載密封面進行結(jié)合，形成有效密封。但在坐封過程中，由于偏斜或其他原因，密封圈上部卡瓦受力不均，使密封圈產(chǎn)生變形不均勻，導致內(nèi)外套管之間不能產(chǎn)生有效的密封。2、BT密封（輔助密封）失效BT密封一般是通過液壓方式在環(huán)內(nèi)注入密封脂使BT密封圈膨脹變形，從而在內(nèi)外套管間形成有效密封。但在帶有BT密封的套管頭四通坐封時，由于坐封面不光滑或因為倒角面粗糙會造成BT密封圈受到損壞，不能受壓變形產(chǎn)生有效的密封，也有可能由于BT密封脂壓力或試壓壓力大于內(nèi)套管抗外擠壓力，造成內(nèi)套管受壓變形，也不能產(chǎn)生有效的密封。懸掛器失效原因分析芯軸式懸掛器套管頭失效原因分析：·1、懸掛器坐封后與套管頭本體相對歪斜鉆井施工現(xiàn)場，施工條件與室內(nèi)試壓條件相差很大，承載臺階面上可能存在巖屑、沙?；蚱渌愇?，導致懸掛器與本體發(fā)生相對歪斜，密封圈不能密封環(huán)空?！?、懸掛器密封圈損壞或脫落由于懸掛器密封圈大部分是橡膠制品，橡膠有遇壓變形、遇熱膨脹、遇掛受損的特性，所以在懸掛器坐封過程中，懸掛器下放速度過快時，會導致密封圈與防噴器、套管頭法蘭面發(fā)生摩擦掛損，甚至會發(fā)生密封圈脫落，使密封失效?！?、套管頭本體密封面受損在鉆井過程中，由于使用套管頭防磨套不當或未及時更換受損防磨套甚至未裝防磨套，導致套管頭本體受到偏磨損傷，在懸掛器坐封后不能產(chǎn)生有效密封?！?、井口不正、偏斜位移過大有可能導致懸掛器坐封不到位套管偏斜會使井口、轉(zhuǎn)盤和天車不在一條直線上，由于井口太偏，懸掛器坐封面就很有可能坐封不到位，導致密封失效?！?、自鎖壓力不夠，密封圈不能充分變形產(chǎn)生密封效果在固井作業(yè)時，懸掛器要上提進行循環(huán)，由于上提高度過高或因為固井后套管粘卡，懸掛器下放坐封后受到的拉力減小，甚至不能坐封到承載臺階面上，密封