套管和固井.doc

套管和固井单元2第4课目 录简介第一部分：套管分类 导管 表层套管 生产套管 中间套管 尾管套管柱设计 套管选择 套管尺寸的考虑下套管 准备工作 下套管 对扣、上扣、下井 套管柱的坐定API标准套管丝扣和接箍第二部分：注水泥配浆固井套管附件水泥体积固井后需考虑的问题粘合剂和添加剂 粘合剂的API等级 添加剂 特殊粘合剂专业术语简介近几年来套管和固井工艺技术发展迅猛，越来越完善。为了寻找新的油气资源，井在逐渐加深，但现有套管和固井工艺技术已能够处理在深井中可能遇到的各种复杂情况。固井实践1903年起始于加里弗尼亚，但现代使用的套管、固井方法开始于1920年，哈里巴顿公司固了一口井。当时混合水泥浆所用的哈里巴顿射流混合器仍是现在最基本的混合水泥浆设备。早在1903年，仅有一种类型的水泥，没有任何添加剂。现在已拥有8种常用类型的水泥和40多种水泥添加剂。水泥性能及混浆技术均能满足特殊工作要求。现在候凝时间已由二十世纪二十年代的10天缩短到不足24小时。挤水泥技术开始于二十世纪三十年代，现在向裂隙挤水泥或挤水泥封堵水层已是一项常规技术。使用刮泥器和扶正器来提高固井质量开始于1940年，第二次世界大战后得到了工程界普遍关注。最早的顿钻钻井，要求每钻完一小时就下套管。但对旋转钻井就可以钻很长的裸眼井段。旋转钻井，由于使用了优质泥浆来控制井内压力、维持井壁稳定，因此能钻大段裸眼，下套管是有特殊作用，不再是随意或盲目的。最早的固井是在一大坑内混合水泥浆，再用倾倒筒向井内灌注水泥浆。到1905年，在加里弗尼亚油井固井已开始使用油管将水泥浆注入井底，水泥浆被上部水柱替出套管，注完水泥浆，利用管鞋单流作用和管内蹩压候凝这两种方式防止回流，随后较先进的固井方法是在钻井液与水泥浆间投放顶替塞隔开。以后又开始使用上下两顶替塞技术。底塞在注水泥浆之前投入，顶塞在注完水泥浆后投入，双塞技术大大减少了水泥浆的污染。第一部分 套 管套管是用在油井中从油气藏至地表间建立起一个耐压密闭带的钢管。套管作用主要有以下七项：1、 防止井塌、防止钻井液对井壁的过度冲蚀。2、 防止淡水层、低压力层带被污染。3、 防止油气泄漏。4、 控制油气入井量。5、 为控制井内压力提供条件。6、 以便安装采油人工举升装置。7、 为油气流动提供通道。套管类别典型的油气井需要三种套管：导管、表层套管、油层套管。根据可能钻遇地层的状况，可能还需下入中间技术套管。有时还需下尾管，也可能下入两层技术套管。任何情况下，下入每层套管都有特殊作用，对顺利钻完油井很重要。导管导管是用来作为循环通道，将钻井液导向泥浆池。它能防止钻井液对钻机地基的冲刷。有时为了防止浅层气，还要在导管上安装分流防喷装置。导管还可保护以后下入的套管不受腐蚀，而在地面支撑能力不足的地方还可用来支承部分井口设备的负荷，下导管的井眼可用钻成，并按常用的方法把它下入井内，但是对沼泽和近海区的井，通常是用打桩机将导管打入。当用打柱机时，采用无螺纹平头管子焊接成导管柱，下导管有时由负责钻鼠洞的服务公司完成。导管外径常为16英寸48英寸，下深为300英尺左右。表层套管表层套管下入的深度要足以防止这些地层的坍塌，防止钻井液对地表疏松地层的冲刷，表层套管是按装套管头和其它井口装置的立足点，完井后这些设备就留在井上。表层套管的直径必须小于导管直径，下入深度可能仅为200英尺左右，但有时可以长达几千英尺。具体下深由该井的地层情况决定，通常下深为300400英尺。表层套管的另一项重要功能是防止淡水层受钻井液、油气、盐水的浸污。为保护地下水资源，各州政府及联邦政府对表层套管下深都有明确的法律规定。生产套管下入生产套管或油层套管是钻一口油气井主要目的之一，其它各层套管只起辅助作用，油层套管用来把产油层与油层中不需要的液体以及其它钻穿的地层隔开，对于油管和井下其它产油工具来讲，油层套管是它们的保护套。油管可以从井内取出进行更换或检查，但油层套管却被水泥固定在井眼内。因此，应当特别注意，油层套管的固井质量，使地层与套管间形成一层绝对密闭的水泥环。油层套管必须用优质的管子，并能适应各种复杂的条件，油层套管常常又是最后下入井的套管，因此也是最长和最重的套管柱。在大多数情况下，油层套管可能要承受最大的油井压力，因而必须用质量最好的套管下入井内。同时，套管柱中任何一点小小的漏泄都可能会发展成井喷，所以油层套管的螺纹连接部分必须能承受可能出现的井内高压力。当下入油层套管时，套管丝扣应向钻杆那样严格紧扣到位，以防以后漏泄。中间套管中间套管柱的主要用途是保护井眼，有时把这种管柱称为“保护套管”或“盐层套管”。当油井加深通常需要用重泥浆的时候，常常采用中间套管封住脆弱地层不被重泥浆压裂，有时，钻至岩层或硬石膏层可能造成钻井液的污染，或者钻井液渗漏引起卡钻或井壁产生键槽。有时中间套管柱也用来封闭老的生产层，以便往下钻更深的油气层。当钻较深的井时，通常遇到较高的地层压力，因而需要高比重泥浆，在此情况下，中间套管的另一作用是防止浅地层井漏，因为中间套管直径较小，能承受更大的压力，同时，它不易受钻柱的磨擦而损坏，所以抗井壁压力的能力优于表层套管。中间套管下入的深度，应该使套管以下的地层能够承受继续钻深时预计采用的泥浆比重，中间套管有时在通过高压地层后再下入，因此，继续往深钻时，便能使用较低比重的钻井液。中间套管可以下至5000英尺深，中间套管类型选择由井深和可能钻遇的地层情况决定，中间套管常用外径为5英寸13 3/8英寸，从地面下至井底来封固薄弱地层和高压地层。尾管尾管是一种缩短了的套管柱，它从井底向上超过中间套管底部或油层套管100英尺，有时还要高些。尾管几乎都用尾管柱在上部套管柱内悬挂，并常常用水泥封固。但油层尾管有时不用水泥固定而悬挂于井内。使用尾管的主要优点是费用低，因为仅要下入一段很短的管柱就代替了从井底到地面的完整管柱。深井使用尾管有几点好处：下尾管施工时间短，从而减少了卡套管柱的可能性；若上层套管被钻柱磨坏，不可能从尾管顶端至井口下入内衬管。但由于衬管密封处有时漏泄会带来不少麻烦；个别情况甚至难以或不能将送入工具从尾管处御脱。尾管与上一层套管的间隙能小于其它套管与套管间间隙。套管柱设计设计工程师习惯上选择几种常用重量，钢级的套管，利用井深，地层压力，泥浆液柱压力这些数据来设计套管柱。工程师所设计的套管柱要能在正常的油井条件下承受三种主要外力：拉伸力，外挤力和内压力。套管选择拉伸力是主要由套管的自重对套管本体及接箍产生的向下作用力，上部套管必须能承受下部套管的总重量。除导管外，抗拉设计是套管设计中很重要的一项。很显然，抗拉强度在的套管必须放在井段上部。为确保留出足够的安全余量，在设计时常取抗拉安全系数为 1.5 - 2.0,习惯上取1.8。抗拉安全系数是套管抗拉强度与实际轴向载荷的比值。抗拉强度是套管不被破坏所能承受的最大拉伸力， N80，外径7 5/8英寸、26.4磅/英尺的套管最大许可悬挂负荷为490000磅，考虑安全系数则允许最大悬挂重量为272222磅（4900001.8272222）。设计安全系数时，还要考虑套管的接箍强度，它常低于套管的本体强度，计算以单位横截面承载为准。当套管外的压力大于内部压力时，就表现出外挤压力。外挤压力来自管外静液柱压力。除导管不考虑外挤力。因下入浅，其它各层套管柱的设计均要计算外挤力。最常见的外挤力破坏管柱发生在挤水泥过程中。N80套管能承受3400PSI外挤力，若不考虑安全系数，在压力梯度为0.5PSI/英尺的地层中，该型号套管极限下深为6800英尺。若安全系数取1.125，则最大许可下深为 6044英尺（68001.125=6044）。加在套管上的有效外挤力应为管外管内压力之差。轴向拉力的存在会降低套管的抗挤强度。轴向压力的存在会提高套管的抗挤强度。对于薄壁管柱，若其圆形载面有1部分被破坏，则整个所能承受的外挤力将下降25，因此大钳、卡瓦、井壁碰撞对套管壁造成的任何轻微损伤都将大大降低套管的抗挤强度。当管内压力高于管外压力时，将表现为内压力。由于上部套管所受外挤力小，因此最大有效内压力出现在上部套管段。井口处所受内压力相对较高，所选择的套管必须能承受压力梯度为 0.61.0PSI/英尺。N80套管的内压力强度或最小内屈服强度是6020PSI。取安全系数1.1，则许可最大内压力为5470PSI。计算内压力大小可能是套管柱设计中最困难的工作。最大井口关井压力常被用作套管设计内压力，井口关井压力的取值常凭经验选取。许多情况下，井口装置的最大允许工作内压力作为套管设计内压力值。正常情况下，若以井口作为套管内压力极限值，需假定井内充满泥浆且套管内外泥浆比重相等。即就是从井底到井口套管任一点的内处泥浆液柱压力相等。大钳印或其它对外壁的损伤都将严重消弱套 管抗内压强度。除拉力、外挤力、内压力外，管串设计工程师还要考虑套管所受的弯曲应力，轴向压力、扭曲应务。在有斜度的井段狗腿处将使套管弯曲、承受弯力。在海上或沼泽地钻井，必须考虑套管的弯曲应力，导管及表层套管必须允许受弯曲力，因此这种情况下其它各层套管也要考虑弯曲力。在套管下放过程中，若井眼弯曲或易卡井段遇阻时，套管就可能受轴向压力。在地热井或注蒸气施工，因温度的升高，钢材膨胀、套管内部挤压也将产生轴向压力。扭曲力发生于当某一段套管旋转或沿一定方向被扭转而另一部分套管固定或沿反方向转动时，套管外用水泥封固后能防止产生扭曲力。设计套管柱时，必须考虑每一种套管柱的特殊情况。表层套管主要是在井喷起保护作用。因此这种管柱通常是按承受1PSI/英尺的破裂压力来设计。但是在这个深度上，挤坏套管的危险性较小，一般可以不予考虑。蹭套管的主要作用是在钻深井采用重泥浆时防止泥浆循环漏失。以及处理井涌时控制井口的压力。这层套管柱的设计要考虑到入井后，整个产油期内均承受力的作用。因而在设计时应考虑能否经得住预期的内压力。如果油管带封隔器下井，一旦油管柱在接头处漏油，井内油气压力就会施加于封隔器以上的液柱顶部。因此会产生比油气压力更大的破裂压力，当采用深井泵进行气举或采油时，生产套管内几乎是空的，这时管外静液柱压力将会产生相当大的外挤毁力，易使套管挤坏。为此，设计时我们通常假设生产套管外存在压力梯度为0.5PSI/英尺的盐水，有时也假定管外受1PSI/英尺的上覆岩层压力。近几年来，套管试验已显得更为重要，因为必须考虑套管可以承受较高的压力，因此井的成本很高，一旦出问题，花费将更大。在一口123000英尺的抽油井中，损坏要油管是一回事，而在一口压力为10000PSI的海洋油井、套管柱的损坏却完全是另外一回事了。导致新套管破坏的因素有：（1）套管制造过程中的卸陷（2）装卸时造成的损伤（3）应力集中而破裂套管上任何尖锐的凹痕都能造成该处的应力集中和最终导致损坏。优质钢也会由于应力集中在有刻痕或擦伤的地方造成损坏。细微的裂纹和裂痕都可能引起同样的事故，裂纹和外部刮痕一般不易被肉眼发现，但是可以用磁粉探伤法，电磁探伤或超声波探伤检测出来。经过认真细致的检测，通常可以发现管子总数的12存在上述缺陷对于所有的N80级和优质的套管，特别是预期井口压力超过5000PSI时，每根套管都必须进行静水压力试验，静水压试验就是合格的套管在承受等于静水压试验的压力时不会被破坏，在投资大的油井或压力超过5000PSI的油井中所有的套管都必须进行压力试验和磁粉探伤或超声波探伤。套管尺寸的考虑下入井内第一层套管的尺寸，受到最后下入的生产套管尺寸的限制，一旦确定了油层套管的直径，则就可以确定中间套管、表层套管的直径及相应钻头尺寸。套管通径尺寸即管内无障碍物时能允许多大外径的物件通过，这个尺寸很重要，它表征了管内最大允许尺寸的钻头及工具通过。测试套管的通径尺寸能表明套管截面是否变形，也能在一定程度上反应出套管是否笔直、选配适合某一尺寸套管的井眼尺寸时，必须考虑接箍外径和井壁泥饼，以保证有足够的井眼间隙。选择油层套管尺寸时，应考虑几个因素。井眼直径增大，油井成本就相应增加；一口大井径井的成本必须与可以得到的经济效益相适应。采油的方式决定着管子尺寸的选择，因为一口自喷井在开采后期可能变为抽油井。当遇到高产油气井时，采收率也是一个值得考虑的重要问题，多层采油同时需下入几根油管柱，以便对油井进行合理开采，这时就应加大套管尺寸。若要下几层中间套管，则应增大表层套管直径，否则油层套管尺寸就要变小。大的井眼和重的套管柱虽然需要较大型钻机，但就开发的经济效益来说还是合算的。一口油井，很有可能要经历佟井工作，因此油层套管柱的尺寸应该大到足以容纳各种必要的佟井工具。有的时候，现有可获得的套管是选择油层套管的一个考虑因素，最后，某一地区的常规实践常常是选择套管的决定因素。因为那个地区配备的钻机都是适合该区的钻井作业，同时常用尺寸的套管工具，配置齐全能尽量减少停工延误时间。下套管准备工作所有的套管，无论是新的用过的或是重新修复的，在放到管架上准备下入之前必须戴好护丝。在搬运过程中必须配戴护丝，当套管在管架上滚动时，起码要用眼睛检查两端接头，凡有凹陷或划痕的套管都应挑出放在一边。直接用钩子挂在套管接头处，即使套管戴有护丝，也会损坏丝扣，因此应用绳套吊运套管。每一根套管在管架上滚动都应小心，严防砸碰，当管子滚下垫木时用绳控制它使管子平稳滚动，比用手推扶着了更安全有效。每层套管间应放置足够的垫木，以便上层套管能很容易地滚到大门口，管子沿垫木滚动时，必须注意不要使套管接头处相互挤碰，若管子不相互平行，即使戴有护丝，滚动时也可能损坏丝扣。管子间执木在水平和垂直方向上都应对齐，以防套管滚动和挤压，同时应加放充足的垫木防止管子弯曲。每层管子两边应有物块阻挡防止管子滚动，套管应被放置在距地面至少18英寸的高度处，较高钢级的套管，对挤压或碰撞造成的破坏特别敏感，必须避免管子滑落或振击。如果采用分级套管柱混合套管柱，那么应该按照下井的相反次序把套管排放在管架上，即最下部套管应堆放在管架上最先下井的位置。如果套管柱包括不同的螺纹扣型，那么带变扣接头的套管应放在管架的同一位置。这样同类型螺纹就可以正确配合了。套管必须按正确顺序入井，错下套管可能导致返工，甚至井的报废，若不能明确鉴定某一套管的重量，钢级、类型则应放在一边。对于套管的检查和试验，除非另有安排，通常由专业人员完成。御下的护丝应摆放在一边，清洗、检查丝扣这些工作都由他们来做。最后的现场检查可以查出可能由于运输或在流动时产生的损坏。若运来的套管所戴接箍是手紧的，接箍必须御掉，以便清洗和检查接箍端螺纹。运至井场前涂的丝扣油应该被清洗掉。常用溶解液和软毛刷来清洗，常用异丙基酒精，甲醇、三氯乙烷作为溶解剂特别适用于冰点以下的环境使用。柴油或煤油不能作为溶解剂，因为若残留在丝扣槽内将会稀释丝扣油。条件允许，用溶解剂洗丝扣后应用压缩空气吹干。清洗丝扣时同时要检查接头，接头损伤的套管柱应标出放在一边不能下井。随后涂上新的丝扣油，再将清洗干净的护丝重新戴好。当管架下排套管露出时，又重复上述工作。在易于生锈的环境里，所有机械部分应涂上一层油，当检查工作完成后，套管被滚离管架拉进井架时应戴上专用护丝，如果套管接箍已御去，或发现工厂安装的箍余量过多，在把套管拉进井架之前就要仔细把接箍上紧。每一根套管柱必须按下井的顺序编号，不同重量和钢级的套管应该作上明确标记，每根套管的长度要用以英尺为单位的钢卷尺丈量，钢卷尺应带有十分之一和百分之一英尺的刻度。每根管管丈量，的长度必须记录在记录表内，并以10根为一组，丈量时，对于圆螺纹套管，应从接箍端面到另一头螺纹的第一个标记处，对于无接箍套管则为两台肩面间的长度，测量的数值要精确到百分之一英尺，然后每组10根加在一起，检查每一组的合计长度就可以很快地看出是否发生加法上的错误，因为每一组的合计长度应接近每根套管平均长度的10倍。每一次下套管作业中的一个重要工作就是丈量套管并记数，尽管大部分的产油层，射孔井眼等的深度是由电测确定的，但最重要的还要有一份下井套管根数的记录。下套管时，一种常见的误差是向井内少下一根套管。相反，或者多下一根套管，也有极个别情况由于加法错误，造成100英尺长的误差，如果我们对丈量工作给予充分重视并按常规程序进行，那么这种误差是能够减少到最小。有关套管丈量最要的一点是，要精确地知道下套管作业需用多少根套管。首先要知道什么时候有多少根套管运到井场，然后要精确清点井场上收到的套管根数，最后，在套管柱下井之后，清点场地上剩下套管数。下入井内的套管必须是运到井场套管的总根数（除个别运走外）和最后手边剩下的套管根数之差。下套管下套管前首先要考虑的问题（但未必是第一步）是保证井眼处于良好的状态下，固井前应带走岩屑的过量泥饼。通常在决定下套管之前，测井和取得其它资料后，钻杆已起出井眼1224小时，这样在易渗透地层可能会形成厚厚的泥饼，它有可能完全堵死环空，导致卡套管柱或循环不通。钻屑或崩落的页岩沉积在井内，造成无法将套管下到底，若事先不循环的话，常用措施是先下入一趟通井钻具，包括一柱钻铤和一只用过的钻头，万一遇到井眼内的桥塞时，则可以把它钻掉，下套管前若不使井眼清洁，调整好泥浆性能，就有可能引起卡套管，固井质量差等问题，固井不合格还需额外费用来补挤水泥，甚至重钻。通井时，要精确地丈量钻具长度，并详细校核，以便达到通井钻具的新长度与井深相符合。钻具一到井底，再次核对总井深然后开始循环泥浆，至少要循环两周，与此同时，要观察泥浆比重、粘度和失水性能。若要调整泥浆性能，则应慢慢转动和上下活动钻具，直到泥浆工程师认为泥浆性能已符合下套管的要求为止。在下套管时，除非装有自动灌浆装置，否则应定时向套管里灌泥浆，灌浆的原因有：1、 如果下井的管柱每增加一根就向管内灌注泥浆，则套管在井内遇阻的机会就会比等套管柱下到底时才打算灌浆少得多。许多情况下，就是因灌浆不及时才卡套管的。2、 如果下入井内的大直径套管柱过长，而又未能及时灌浆，那么就可能由于管外过大的液柱压力而使套管被挤毁。常用一根带有快开阀的轻质软管灌浆，一般的灌浆程序是在提起下一根套管过程中和准备对扣前，向已下井的套管灌浆。由于这段时间有限，常不可能将套管完全灌满，因此习惯作法是每下10根，停下来灌浆。当所用的套管浮鞋、浮箍是普通型而不是自动灌浆型时，那么每下入一根套管，从井内排出的泥浆量应等于套管外径与套管长度之积。这时固井作业的成败至关重要，因为泥浆回流量代表着所下入套管的排代量。每下入一根套管的排代量，按套管外径的尺寸计算。每下一根套管都要仔细观察泥浆返出情况，以便套管柱下至井底时，确保循环畅通，泥浆池内泥浆增加量应等于下入套管的体积。一根外径为7英寸，长度为12000英尺的套管柱，替换出的泥浆体积为128.38桶100桶，如果泥浆没有漏失，则泥浆池体积增加100桶。在某些地区，特别是在泥浆质量可能不太好的地方，有时需要停止下套管，开泵循环。常常每下1000英尺的套管，停下来循环一次，但大多数操作者认为这种程序不必要，而假定井内返出的泥浆量合适，在下完全部套管后才试着开泵循环，为防止井漏的一预防措施是控制套管下放速度，从而降低压力波动。在正常情况下，硬地层地区每小时可下套管12002000英尺，在软地层地区每小时可下套管1000英尺。如果可能会发生井漏，根据操作者的经验和他对泥浆质量及井眼情况的判断，下套管的速度可以降低3050左右。套管串上许多连接件在设计上不能承受拖拉力，因此，不能象下钻杆那样去操作。许多操作者在下带有刮泥器和扶正器 的套管柱时，下放速度往往比“光套管”慢得多。这是因为这种套管串易破坏地层导致井漏。下套管应该避免引进过大压力波动，套管在井眼内被下放就如同活塞在缸套内运动。活塞运动越快，压力激动就越大，如果地层薄弱易裂，那么激动压力就能压裂地层、易发井漏，那样就不得不花费大量时间去处理。开泵循环时一定要注意应缓慢开泵，不宜太快。低泵冲产生的压力激动小，一旦发现井漏迹象，就应立即降低排量。通过大量实践，所有操作人员都强调套管下到底后，进行循环的重要性。循环的一个重要作用是检查地面管线系统，另一作用是调整井内泥浆性能，并在注水泥前冲洗井内岩屑和泥饼。尽管所有的操作者都 在注水泥前通过套管循环泥浆，但循环的时间长短是有变化的。循环时间可以短至510分钟，也可长达4小时。下完套管后，循环期间，否认套管上有无刮泥器。都要尽快上下活动或转动套管柱，直到水泥浆被替出套管柱外边为止。如果使用刮泥器和扶正器则应持续循环泥浆和活动管柱，直至井口返出泥浆无泥饼和岩屑。有些操作者认为，要提高注水泥作业质量，并不需要长时间循环，但至少应向套管内泵入等于套管柱内容积的泥浆量，以确保在下套管时可能掉落入套管内的东西，不会在注水泥时堵塞套管柱。循环时旋转套管的不利之处是如果旋转用力过大，套管不能承受而扭曲变形，对扣、上扣下井提升套管的普通方法是用高悬猫头绳把每根套管从大门大坡道提升到钻台上。绳套与高悬绳吊钩连接，将套管提升井架内，就可以准备对扣，绳套上有一 个滑环套在套管接箍下面。在新拉上钻台的套管未与井内套管柱上紧扣之前，不要把吊卡扣到套管上。把套管拉上钻台时，必须小心操作，应该在井架大门处挂上一根挡绳，防止套管撞击井架或转盘。套管从大门坡道上提起时要在螺纹端戴上一个干净的护丝，这种护丝应很容易打开，也不用弄伤螺纹，是一种特制护丝。对扣就是上扣前将新提起的套管丝扣端坚直对下井内套管接箍或工具接头内，如果必要的话，还应在对扣前在整个螺纹表面涂上丝扣油。使用套管丝扣油是必要的，因为即使丝扣已上得足够紧，也没损伤螺面，但一根套管螺纹顶部与另一根套管螺纹底部间仍存在间隙，若这一间隙贯通，液体就会从此渗漏，丝扣油能堵死沟槽形成完全密封，丝扣油由固体铜、锌、石墨颗粒及润滑脂组成。润滑脂润滑金属面防止擦伤丝扣，固体颗粒起密封缝隙作用，防止泄漏，螺纹锁紧丝扣油在下套管时配制好，这种糊状的丝扣胶在很短的时间内就会硬化成固体，将丝扣胶涂在公扣端前三分之二表面上，然后上紧扣，当丝扣胶硬化后，连接得很牢固，其卸扣扭矩约为上扣扭矩的四倍。钻井工程师建议工厂安装套管接箍前应将丝扣彻底清洗，涂上优质丝扣胶，再装上接箍。正确使用丝扣油可防止滑错扣。涂丝扣油的刷子应不粘有异物保持干净，同时丝扣油不能被稀释，对扣的时候，应小心下放套管，避免损伤螺纹，最好由架工在寺管操作台上扶正使套管垂直，若错扣，则应将上边这根套管提起重新对扣，错扣了仍继续上扣，则会损坏丝扣和密封面，也削弱了接头处的连接强度。对扣后，最初应慢慢上扣，确信没有错扣后再继续上扣选取正确的上扣扭矩，对顺利下放套管至关重量。丝扣应上到超过手紧的位置至少3圈，对4-1/2英寸7英寸套管，7-5/8英寸以上套管至少3-1/2圈。套管动力大钳不仅能减轻劳动强度，同时也消除了旋绳，自动猫头急拉绳和猫头所产生的危险。螺纹的上扣扭矩可通过正确地操作动力大钳而精确控制，大多数的这动力大钳是液压驱动的，但有一些是用压缩空气驱动的，大多数的这些动力套管钳能够打开，退出套管。当套管下入数量多时，使用套管卡盘。卡盘同时具有卡瓦和吊卡的功能，卡瓦应清洗干净，牙齿尖锐，保证有足够受力面抱住套管柱。下放前几根套管时应使套管安全卡瓦，因没有足够重量作用于卡瓦各片上使其充分夹紧套管柱并支撑其重量，动力钳牙板应保持干净、锋利防止打滑和磨伤套管本体，因此在下套管过程中应定时冲洗检查。下套管应接完一根下放一根，而不可连续接几根后才下放，这样作很危险，当套管拉入井架，母端靠在井架大门处时，卸掉母扣护丝。若用提升短节，则应等上完扣，下至钻盘面后再卸掉，母扣端螺纹应涂上足量的丝扣油。当使用自动灌浆装置时，应进行功能试验，下放套管应平稳，不能突然制动，那样产生的动载荷将加大对管子的拉伸力，平稳下放，防损坏套管和卡瓦。套管柱的坐定所谓套管的坐定是指采用安放在套管头内密封内外管柱间环空的套管悬挂器将套管柱的重量加在井口装上，套管柱坐定时，操作者考虑到其它管柱会产生多大的应力，放松的管柱中会产生什么后果。在确定悬挂负荷、即传递到套管头上的负荷时，必须考虑到外层套管柱的强度以及套管头和悬挂器的负荷能力。套管柱放松时，应考虑到其它套管柱被压弯的可能性。反之，如果套管柱上出现附加的工作压力时，就应考虑套管抗拉强度，套管柱坐定时，还必须考虑到套管柱处于拉伸状态对套管抗挤和抗内压强度的影响作用。当注水泥固井时，在井口的套管承受附加拉力，并且由于其自重而趋于伸长。API的一个委员会根据套管坐定实践提出建议，套管坐定时应由套管悬挂器象吊卡一样承受全部管柱重量，而不必放松或悬挂部分重量。这个建议可适用于所有油井，只要泥浆比重小于12.5磅/加仑，要求使用标准的抗拉和抗压安全系数，井口装置能能承受套管重量而又不破坏套管以及要考虑到未来作业可能带来的附加负荷使表层套管承受压缩力而又不会遭破坏，这个建议就要求对油井的未来生产条件作出估计，该委员会认为特殊的生产环境就需要进行特殊的技术分析和处理。在深井中坐放套管柱时，国为悬挂的负荷较重，套管伸长量和井温度变都很大，所以放松颧悬提部分管柱的负荷是一个值得考虑的重要问题，悬挂在油井中的油管、套管若两端固定，则温度每变化1F，管子的应力增大207磅/英寸2，例如：26磅/英尺，7英寸外径的套管柱，到平均温度150F坐在套管头上的重量为200000磅，横截面积为7.55英寸2，若温度下降40F则管柱收缩加在套管悬挂器上的负荷将增加62500磅(40F7.55in2207PSI=62500磅)。则该套管悬挂器承受的总拉伸负荷达至262500磅。APIJ55套管接箍的屈服强度为367000磅，因此不会被拉断，但抗拉安全余量应在大大减小。相反，如果井内盐水通过管柱，温度升高40F悬挂器所受的拉力将会减少，减少的数值也同样为62500磅，这时井口承受拉力将为20000062500137500磅，这种情形将减弱套管拉直的趋势，如果套管外没有全部被水泥封固，那么就可能引起套管柱的弯曲。实际上，在一口生产井的开采期间，要完整的预测可能出现的所有工况，是不可能的，由于这个原因API建议采用注水泥时将套管准确地悬挂在井口的位置是一促合适的折中的措施。常用的拉伸、内压和外挤设计系数都应有足够的安全余量，以适应强能出现的最大负荷变化，对于非常深的油井，如果预测到温度或压力的波动很大，就应由有经验的技术人员专门负责处理。用作导管和表套管的大尺寸的管柱能承受很大的夺缩负荷，尤其是当套管被用水泥封固或被打入地层内。当套管外被封固，大部分API套管被闪国能够承受与拉伸负荷相等的压缩负荷。如果由于某种原因，压缩负荷过大，而且外层套管又不能承受内层套管的全部重量时，则应考虑采用下述一种或多种方法来解决：1、 放松内层套管柱的部分重量，只让部分重量悬挂在悬挂器上。2、 使内层套管柱外水泥返至地面，以便用水泥环支承套管柱重量。3、 使用一个井下悬挂器，以便把部分套管柱的重量悬挂在井下外层管柱上，其余重量悬挂在井口套管悬挂器上。4、 把套管柱的下部改作衬管，这样再在上部接套管，就比原来整段套管柱轻得多。API标准美国石油协会，能源部出版了套管、油管、钻杆标准，有了标准由为购买者购买规范的设备和管材提供了指南，API套管可以是无缝钢管，也可以是电焊钢管，但大多数用于油井的套管是用无缝工艺制造而成的。先将方钢回工成圆钢，然后钻孔形成中空的管子，用一系列不冯子或圆棒压管子以确保套管笔直、圆度高，特别是要外径规范。焊制钢管是将薄钢板卷制甩空管，然后两端焊接起来，再用滚轮滚压使管子笔直，外径标准。“API标准与5A套管主要系数有：外径、每英尺重量、钢级、壁厚、螺纹类型、允许最小壁厚不少于正常壁厚的87.5。用于制造API套管的钢材必须符合有关化学和物理性能的规定，钢是一塑性材料，受外加拉力时伸长，如果拉力不超过其屈服强度。那么去掉该力时，材料就会恢复原长。抗拉强度是指材料在不断裂的前提下，能承受的最大拉应力。套管在车间要进行屈服强度和抗拉强度试验。套管屈服强度其定义是：产生一个总伸长量等于总长度0.5时所需的拉伸应力。可直接对整根套管试验，也可割下一段进行试验。所取的一段样品必须具有该套管的标准尺寸。将们伸榈两端固定于两平行盘上，两盘间有最大拉伸和压缩量的限制，因此样品全长不得超过2 1/2”英寸。API标准规定每根在磁管都应进行液柱压力测试，直径小于10 3/4”英寸的套管其测试压力必须大到足以产生等于钢材最小屈服强度80的纤维应力，直径为10 3/4英寸和更大的套管的试验压力则应大到足以产生一种等于钢材最小屈服强度60的纤维应力。套管丝扣和接箍符合API标准的油井套管可以是平头无螺纹套管，但通常是带有螺纹和装有接箍的，其规格如下：1、 8扣圆形螺纹，无接箍2、 8扣圆形螺纹，短接箍3、 8扣圆形螺纹，长接箍4、 梯形螺纹，无接箍5、 梯形螺纹，有接箍6、 加长螺纹段7、 特殊接头套管接箍通常在工厂用专用机械上紧到套管本体上，可是应购买商的要求可以以物紧为准，接箍上扣一到手紧位置能方便下 套管前卸掉接箍，以便清洗检查螺纹，涂上新的丝扣油。以这种程度进行，实践证明能减少丝扣处泄漏的机会。若在工厂已上紧接箍，尽管进行过密封压力测试，但能搬运后。就不能安全保证其性能不变。手紧定义为卸接箍使用扳手钳可卸掉。第二部分 注水泥油井固井是一个配制水泥浆，浆水泥浆注入到套管与井壁间环空的过程，水泥凝固将地层与套管连接成一体，完成好固井工作有5点很重要：1、 清除环空岩屑及疏散泥饼，能增加水泥胶结质量。2、 使套管在井眼内居中，以便在套管外形成连续均匀的水泥环封固带，减少了油气水串可能性。3、 产层段水泥量应加大，以便能承爱射孔作业。4、 水泥应与套管外壁表面粘结牢固，无微环隙。5、 通过活动套管，上提或下放，或转动来提高水泥心紊流度，加强循环，从而将封固段泥浆知彻底替出，提高顶替效率。固井可分为主固井和附固井。主固井是指下完套管后立即进行的固井，其主要作用有：1、 阻止流体从地层串流到地表。2、 支撑套管柱。3、 防止污染淡水层。4、 防止套管被腐蚀。附固井包括打水泥塞，封堵油层，弃井打水泥帽，补挤水泥，这也是钻井工程的一项内容。配浆干水泥和水混合成水泥浆，用尽量干净的水配浆是很重要的，任何适于饮用的淡水都能用于配水泥浆，但水的供给量应该是充足的，而且泵送到注水泥装置的速度必须合适。如果水源来自，中来自附近的江河湖海，则正式配浆前应在现场实验好水泥浆的凝固时间。水泥凝固时间受水中杂质如氯化物或粉砂含量的影响很大，特别是在深井中影响更严重。 来自江河湖泊的水中都含有一仲共同物质腐植酸。有时发现钻井用水中含有磷酸盐，丹酸盐和处理泥浆能的降粘剂，这些化学剂右能严重延迟水泥的凝固，如果水的质量有问题，必须取水样与使用的水泥配浆试验。注水泥作业用的基本水量是刚好满足混合水泥浆所需的水量，加上泵起动灌水，管线试验和清洗固井设备等所需的水量。常用的水灰比是每袋水泥约5.5加仑水，每部水泥车起动，试验，清洗需500加仑水，另外必须再多准备500加仑的水作为人为误差的余量。由这些数据，一次用量为500袋水泥的作业必至少用水为3750加仑。水力喷射混浆是最早广泛使用的混水泥浆设备，今天仍在使用。这种带喷嘴的泥浆装置采用了文丘利效应，在漏头喉道处产生局部真空，液流呈紊流态，液流与来自漏斗的干水泥粉，混合，接着流流离开文丘利喉道进入管线中。水力混合漏斗被广泛用来混合水泥。（图18）今天仍被使用。它的原理是利用在漏斗的喉节处产生真空和紊流来混合水泥粉未。此种类型的混合漏斗设计简单，性能可靠，易于。操作通过两种方法来控制混合速度：（1）控制通过漏斗喉结处的液体流量。（2）控制漏斗中所加的水泥量。可用旁通来增加额外的水，通过增加水的百分比来减小水泥浆的比重。随着加料的不同，需要调节流速，这就需要调节漏斗喉节处的大小。最新式此类型的混合漏斗不需要拆卸就可以调节漏斗喉节大小。现场取样是控制水泥浆密度的最常用方法。现在也提供自动测量水泥浆密度的装置。循环式混合器是一种比较先进的用来混合水泥的设备。此设备因能产生均匀的水泥浆而被现场广泛使用。循环式混合器是通过把干水泥和水加到一个混合用的容器中而工作的。干水泥先与水混合在一起，形成水泥浆再混合更多的水和水泥。当水和水泥被完全混均后，一部分用泵抽长，另一部分现在是水泥浆，仍循环用来混合更多的干水泥和水。 分批配浆器是在用的第三种类型的水泥混合器。它操作简单。水泥和水从上部进入混合灌，从底部通入的气流把它们混合在一起。（图23）分批配浆器是用来满足一口井对配制特定体积水泥浆的需求。此混合器最主要的缺点是配浆不均一和数量受到限制。但多个此混合器的组合为连续固井提供足够的能力。固井当下完套管，通常井眼内充满钻井液。通常在打水泥浆之前，先打入10到50桶的水。水起到清洗和把钻井液和水泥浆隔开的作用。先用水冲洗泥饼和泥浆，因而减轻对水泥的污染。因为水较容易得到，并在较低的流速下就能产生紊流。因而在固井前能进行很好的清洗，另外，它不影响水泥的凝固时间，而大多数的泥浆稀释剂会延缓或完全阻止水泥的凝固。10的带腐蚀抑制剂和表面活性剂的乙酸有时也用作先行水。它确实有效而不会腐蚀套管。盐酸（510）也可用作先行水，但即使用水把酸和水泥隔开，也可能存在腐蚀。如果不担心的大量的水减小水头的话，非酸性液液的冲洗是有利的。一种叫水泥头的装置，安装在套管顶端。（图24）水泥头和固井管线把固井泵连结起来，形成一个通路。此外，在水泥头里放一个底塞和一个顶塞。（图25）先离开水泥头的是底塞，它用来刮掉套管里的泥浆和把泥浆和水泥浆隔开。当水泥浆从固井泵出来到达水泥头，底塞随水泥浆一起进入套管，直到遇到浮箍为止。泵压升高到一定值，顶开底阀的隔膜，水泥浆通过浮鞋，进入套管与井眼之间的充填。打完水泥浆，拔出销子，释放水泥头里面的顶塞。顶塞顶走水泥浆并且把套管内壁的水泥浆刮掉。同时它也减少尾水和水泥浆的混合。顶塞是比较坚固的，当它下行遇到底塞后，泵压升高，再没有流体能够通过顶塞（图27）这时，泵压的升高或看作在顶塞前套管内所有水泥浆被替完的一种信号。当顶塞、底塞相碰撞后，停泵泄压。当套管内的压力泄掉后，浮箍的单流阀关闭，防止水泥浆返回套管，在水泥凝固之前，作用在套管内壁上的力应该被泄掉，因为此力可导致套管变形。然后水泥开始凝固，卸水泥头，甩多余套管，泵水泥浆应尽可能快，以便在环空中产生紊流，以便 最有效的替走环空中的泥浆。操作应根据自己的判断来决定流速并且还要考虑物理上对流速的限制。加上套管上的力太大，可能导致套管变形；环空中流速过大可能会压裂地层而导致水泥浆漏失；流速过大还可能造成在井口跑泥浆而造成泥浆浪费。套管附件：套管附件是用来帮助下套管，让套管居中，刮掉井壁的泥饼。浮鞋呈圆鼻状，通过丝扣连接在第一根套管的底端。引鞋有一定重，它很沉。前端是圆的，来帮助套管下入井眼。浮鞋的底端有一个开孔，以便在下入套管肘，钻井液进入套管中（图29A）后来是水泥浆通过这个孔穴。现