套管鉆進(jìn)新技術(shù)6

套管鉆進(jìn)技術(shù)一、問題的提出在地質(zhì)勘探行業(yè)，針對容易坍塌、孔壁不穩(wěn)定的復(fù)雜地層常采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)。其基本工作原理如圖所示，正轉(zhuǎn)時(shí)，偏心跟管鉆頭可以張開，在進(jìn)行沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的同時(shí)，通過管靴帶動(dòng)套管向下位移；需要起鉆換鉆頭時(shí)，讓鉆具反轉(zhuǎn)，這時(shí)偏心跟管鉆頭可以縮攏，外徑變小，從套管內(nèi)徑中提出，而套管則留在孔內(nèi)保護(hù)孔壁。跟管鉆進(jìn)1、跟管鉆進(jìn)的主要缺點(diǎn)一是跟進(jìn)的套管不旋轉(zhuǎn)，一旦套管跟進(jìn)受阻很難處理；二是偏心鉆頭的張開與縮攏動(dòng)作全靠鉆具的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，一旦有碎石卡在機(jī)構(gòu)上便會(huì)造成偏心鉆頭張不開無法鉆進(jìn)或縮不攏無法起出鉆頭的事故。2、什么是套管鉆進(jìn)？傳統(tǒng)的石油天然氣鉆井工藝是先用鉆桿鉆井，再下套管完井、固井。近年來，石油行業(yè)出現(xiàn)了套管鉆井新技術(shù)。即取消了傳統(tǒng)意義上的鉆桿，用套管代替鉆桿對鉆頭施加扭矩和鉆壓，來驅(qū)動(dòng)和實(shí)現(xiàn)鉆頭旋轉(zhuǎn)與鉆進(jìn)。自2000年以來，已有一批生產(chǎn)井采用了套管鉆井的新技術(shù)，并獲得成功。二、套管鉆井的優(yōu)點(diǎn)1、由于取消了傳統(tǒng)意義上的鉆桿，節(jié)省起下鉆時(shí)間，提高功效；2、直接用套管鉆進(jìn)可簡化井身結(jié)構(gòu)；3、由于環(huán)空面積加大，改善了水力參數(shù)、環(huán)空上返速度、清洗井筒狀況和井控狀況；4、由于取消了傳統(tǒng)意義上的鉆桿，可以簡化鉆機(jī)結(jié)構(gòu)、降低鉆機(jī)費(fèi)用；5、節(jié)省與鉆桿、鉆鋌有關(guān)的采購、運(yùn)輸、維護(hù)等過程有關(guān)的人力、物力與費(fèi)用。三、鉆井技術(shù)發(fā)展過程

圖2示出了從19世紀(jì)中葉開始的墩鉆（沖擊鉆）到現(xiàn)代套管鉆井技術(shù)的發(fā)展歷程，圖中分別從破碎巖石的速度快慢、攜帶巖屑的能力和起下鉆具的速度快慢三個(gè)方面對比了墩鉆（沖擊鉆）、旋轉(zhuǎn)鉆和套管鉆井的優(yōu)缺點(diǎn)。圖2四、套管鉆井的工藝特點(diǎn)

1、螺紋承扭在套管鉆井中，要求套管有足夠的抗扭能力，因?yàn)檎麄€(gè)鉆井的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能量都是由它來傳遞。普通的套管連接絲扣無法承受這樣大的扭矩。對套管鉆井中的絲扣要進(jìn)行必要的改進(jìn)。一方面要使套管絲扣有較大的承扭能力，另一方面要保證不能因?yàn)榻z扣的改進(jìn)，使套管的成本有較大的提高。2、套管驅(qū)動(dòng)采用特殊結(jié)構(gòu)的套管夾持器驅(qū)動(dòng)套管回轉(zhuǎn)。五、可更換鉆頭套管鉆井技術(shù)

1、鉆具的組成可更換鉆頭的套管鉆井機(jī)構(gòu)如圖所示。圖中上部是下入井下的工具系統(tǒng)，它裝有鉆頭和擴(kuò)眼器，圖中下部是回轉(zhuǎn)跟進(jìn)的套管柱。

可更換鉆頭的套管鉆井機(jī)構(gòu)2、下入井下工具系統(tǒng)的工序(如圖4所示)

下放井下工具系統(tǒng)至軸向定位臺(tái)肩；繼續(xù)下放井下工具系統(tǒng)完成軸向鎖定，同時(shí)完成扭矩系統(tǒng)配合；釋放起下工具；回收起下工具。3、鉆進(jìn)時(shí)井下鉆具組合的工序（如圖5所示）鉆頭穿過套管內(nèi)徑，負(fù)責(zé)鉆出領(lǐng)眼；擴(kuò)眼器穿過套管內(nèi)徑，負(fù)責(zé)將領(lǐng)眼擴(kuò)大到設(shè)計(jì)尺寸。圖4下入井下工具系統(tǒng)的工序圖5鉆進(jìn)時(shí)井下鉆具組合的工序

4、起出井下工具系統(tǒng)的工序（如圖6所示）將起下工具與井下工具系統(tǒng)鎖定；解除軸向鎖定；擴(kuò)眼器刀片回收；起出井下工具系統(tǒng)。井下鉆具可使用牙輪鉆頭或取心鉆頭。擴(kuò)眼器與鉆頭的組合情況見圖7。圖6起出井下工具系統(tǒng)的工序

圖7擴(kuò)眼器與鉆頭的組合情況

擴(kuò)眼器的刀片（如圖8所示）。套管扶正器主要用來防止套管及套管接箍磨損，同時(shí)還可以起到便于注水泥和