井下工具91011套管补接加固及辅助工具.pptx

一、铅封注水泥套管补接器一、铅封注水泥套管补接器1、用途、用途铅封注水泥套管补接器是更换井下损坏套管时，连接新旧套管，保持内通径不变，并起密封作用的一种补接工具。该工具除利用铅环压缩变形的一次密封之外，还可以注水泥进行二次密封。2、基本结构、基本结构补接器由上接头、外筒、引鞋、卡瓦座、螺旋卡瓦、控制环、铅封总成等组成。如图563所示。铅封总成由中心环、铅封和末端封环组成。端面铅封装在引鞋上端面的沟槽内。图563铅封注水泥套管补接器1一上接头；2一壳体；3一卡瓦座；4一引鞋；5一卡瓦；6一水泥通道；7一铅环3、工作原理、工作原理1）引入套管）引入套管右旋钻柱将鱼顶引入引鞋内。继续下放，通过引鞋上部6个凸台将套管外壁的水泥环、毛刺刮掉，并扶正套管，也为抓获和坐定铅封扫清障碍。当套管接触螺旋卡瓦后，将螺旋卡瓦向上顶起。螺旋卡瓦的外锥面与卡瓦座的内锥面间形成一定的空隙，使螺旋卡瓦外径得以扩张。当右转下放工具时，靠螺旋卡瓦与套管外径之间的摩擦扭矩的作用，螺旋卡瓦内径扩大，使套管顺利通过卡瓦座上台阶，直至顶住上接头。2）夹紧套管）夹紧套管上提钻柱，螺旋卡瓦外螺纹锥面与卡瓦座内螺旋锥面互相贴合，产生径向夹紧力。当夹紧力超过一定限度时，卡瓦齿尖嵌入管壁，将套管咬住。3）压缩铅封）压缩铅封继续上提钻柱，因螺旋卡瓦咬紧套管，卡瓦座不能随外筒一起上行，于是引鞋在外筒拉力作用下给内套向上推力，使铅封总成受到轴向压缩产生塑性变形，起到密封作用。4）注水泥）注水泥以上三个工序完成之后，再慢慢下放管柱，使补接器受到7-9kN的下压力，卡瓦座顶住上接头，内套离开端面铅封，打开卡瓦座与外筒之间的通道。开泵循环畅通后，注水泥至设计返高，提起管柱坐封，待水泥凝固后卸去拉力负荷，钻掉管内的水泥塞。5）铅封无效退出补接器）铅封无效退出补接器释放套管补接后，如铅封无效需将工具提出。操作方法是以钻具下击工具，使螺旋卡瓦外锥面与卡瓦卡座内锥面脱开，卸掉上提时产生的夹紧力，再一边慢慢正转，一边上提，可将补接器逐步退出下部套管。1）操作方法）操作方法(1)下刮削器刮削套管内壁并通井。(2)下桥塞封隔器或打水泥塞，其深度应在切割位置以下10m左右。(3)检查好补接器，接在下井套管底部，下人井内。(4)工具下至套管以上3-5m，记录悬重，开泵循环洗井至泵压与出口稳定，然后正转慢放，使套管进人工具内，并使工具承受一定的压力。(5)慢慢上提管柱，使工具处于中和点状态，让管柱消除弹性扭矩。1）操作方法）操作方法(6)上提管柱，压缩铅封。(7)将坐封负荷降低至原来的四分之一，开泵试压，试压值在3575MPa。(8)试压合格后，慢慢下放管柱，使补接器承受70-90kN的下压负荷，以打开水泥循环通道。(9)注水泥达到设计返高。(10)上提管柱，保持规定的坐封负荷至水泥凝固后才能卸荷。(11)钻水泥塞或桥塞封隔器。2）注意事项）注意事项(1)补接前套管接箍深度必须查清，以便确定切割位置时避开套管接箍。(2)切割位置应在损坏套管下面的一根完好套管上部为宜，以保留出充分的补接长度。(3)根据套管损坏情况，确定切割工具。若使用外割刀时，应与动力水龙头配套使用。(4)注水泥后上提的坐封负荷应保持到水泥凝固后释放。二、封隔器型套管补接器二、封隔器型套管补接器1、用途、用途封隔器型套管补接器是取出井下损坏套管后，再下人新套管时的新旧套管连接器。2、基本结构、基本结构封隔器型套管补接器，由抓捞机构及封隔机构两大部分组成。如图564所示。捞机构实质上是一个篮式卡瓦打捞筒，主要由上接头、筒体、篮式卡瓦、铣控环、引鞋等零件组成。封隔机构由橡胶密封圈、保护套组成。图564封隔器型套管补接器1一上接头；2一铅封；3一保护套；4一密封圈；5一卡瓦；6一简体；7一密封圈；8一铣控环；9一引鞋3、工作原理、工作原理抓捞抓捞连接在新套管最下端的封隔器式补接器接近井下套管时，一边慢慢旋转，一边下放工具，井下套管通过引鞋进入卡瓦。卡瓦先被上推，后被胀开让套管通过。套管通过卡瓦后，继续上行推动密封圈，保护套使其顶着上接头，则密封圈双唇张开，完成抓捞。封隔封隔完成抓捞后，上提管柱，卡瓦咬住井下套管不动，筒体上行使卡瓦与筒体的螺旋锥面贴合。上提负荷越大，卡瓦咬得井下套管越紧。同时，双唇式密封圈内径封住套管外径，外径封住筒体内壁，从而封隔了套管的内外空间。退回工具退回工具根据施工的需要，如果需退回工具，释放被抓住的井下套管，只要大力下击，然后慢慢右旋，并上提工具管柱，即可退回工具。下击的目的是使卡瓦螺旋锥面脱离简体螺旋内锥面。右旋的目的是利用卡瓦与井下套管之间的摩擦力，使卡瓦始终处于胀大状态，便于退出套管。4、技术规范、技术规范封隔器型套管补接器技术规范见表5531）操作方法）操作方法(1)补接前要清整鱼顶，清除鱼顶的毛刺，飞边。除补接部分须全部裸露出外，还须复查井下套管尺寸。(2)把工具接在新套管的最下端下井。(3)当接近井内套管鱼顶时，边下边慢慢右旋管柱，直至井下套管顶出密封圈保护套为止(可从指重表上看出)，并使补接管承受90-100kN的压力.(4)上提工具管柱，使卡瓦卡紧井下套管。(5)按规定要求试压检查封隔机构的密封程度，一般为912MPa。(6)封固补接管柱。2）注意事项）注意事项(1)工具接近井下套管顶部时，旋转和下放必须缓慢。(2)上提工具管柱时，要慢且匀速，严防补接工具受过大冲击，以消除补接后套管柱的扭力。(3)开泵试压时，升压要缓慢。作业作业1、常用哪几种套管补接补接工具？各适应于哪些境况。第十节第十节 套管加固类工具套管加固类工具变形、错断部位的套管经整形扩径复位后，为在较长时期内保持稳定，以保持或维持一定的生产功能，需要对整形扩径复位后的井段套管进行加固。根据加固后是否具有密封功能，可以分为不密封加固和密封加固。对于密封加固，根据坐封动力源的不同，又可以分为液压密封加固和燃气动力密封加固。本节介绍不密封式丢手加固器和液压密封加固器工具结构。一、不密封式丢手加固一、不密封式丢手加固1、适用范围、适用范围丢手不密封加固因加固管与套管壁之间有一定的间隙，其上部的悬挂装置也是卡瓦起作用，不能实现环空密封，因此，多用多用在套管变形井的加固在套管变形井的加固。注水井套管错断整形扩径后，一般不宜使用该方法加固，因注入水仍将会从加固处漏失，成为套损源。2、基本结构、基本结构对于51/2in套管，不密封式丢手加固器目前有114mm和117mm两种规格，基本结构如图565和图566所示。图565114mm丢手加固器加固管卡瓦卡瓦座锥套活塞中心管内套图566117mm丢手加固器加固管卡瓦座圆卡瓦锥套大活塞3、工作原理、工作原理114mm丢手加固器(包括下端加固管)用管柱送至加固深度后，油管内憋压，使卡紧活塞推动锥套下行，剪断锥套销钉，当压力继续升高时，球座销钉被剪断，完成加固器的卡紧动作。然后投钢球憋压，完成加固器的上部丢手脱节动作，内套、中心管、上部接头即与下部加固管顶端的卡紧机构分离，完成丢手。图565114mm丢手加固器加固管卡瓦卡瓦座锥套活塞中心管内套117mm丢手加固器工作原理丢手加固器工作原理117mm丢手加固器(包括下端加固管)用管柱送至加固深度后，由油管内投入38mm钢球，到达丢手活塞上部的球座后，加固通道被堵塞，此时油管内憋压，在液压作用下，大活塞向下运动，推动锥套下行，将圆卡瓦胀开，卡在套管内壁上。当压力升高至17MPa左右时，剪断销钉，丢手活塞运动至下死点，油管内的高压力通过泄压槽泄压，油套连通，丢手动作完成。起出油管及丢手部分，加固管及上端卡瓦则留在需加固的井段中。4、操作方法、操作方法(1)用模拟筒进行模拟通井，保证加固装置的顺利下入。(2)下入加固装置至井下，使加固管位于套损井段正中。(3)投球打压12-15MPa，使加固器卡瓦张开，紧紧咬住套管内壁，打压至20MPa，剪断销钉，起出丢手接头和投送管柱。二、液压密封加固二、液压密封加固1、基本结构、基本结构液压密封加固基本结构见图567图567110mm液压密封加固器2、工作原理、工作原理利用液压传递原理将地面泵车提供的压力，通过动力工具内的导压孔作用于活塞上，活塞向上运动，缸体相对向下运动，产生两个大小相等、方向相反的作用力，推动上下胀头工作，将加固管两端的特制胀体挤贴到套管完好处，达到密封加固的目的。上提管柱拉断连接套，完成丢手工作。4、操作方法、操作方法(1)下入118mmX3000mm或114mmX8000mm通径规模拟通井，在整形扩径的套损部位无夹持力。(2)对套损井段进行XY井径测井，根据测井曲线选择上下加固点和加固器。(3)用油管将加固器送至加固井段，并进行磁性定位测井，校正加固点的位置。(4)注水打压缓慢升至12MPa，稳压10min进行密封加固并拉断丢手连接套。下放管柱施加钻压20-30kN，如管柱遇阻，证明丢手成功。(5)下入试压管柱。管柱结构为油管+K34495封隔器+喷砂器+K34495封隔器+尾管+丝堵。对加固井段进行试压，清水试压15MPa,稳压30min压力不降为合格。作业作业1、常用哪几种工具加固套管？各自的操作步骤是什么？第八节辅助工具合理的使用辅助工具是提高修井成功率和修井效率的重要条件之一，在复杂修井中尤为突出，因此性能良好的辅助工具越来越受到重视。1、锯齿型安全接头2、方扣型安全接头3、活动肘节4、沉砂筒一、锯齿型安全接头1用途锯齿型安全接头是连接在各种井下作业管柱中的特殊接头。当作业管柱正常工作时，它可传递正向或反向扭矩，承受拉压负荷，并保证压井液流畅。当作业工具遇卡时，锯齿型安全接头可首先脱开，以便于将安全接头以上的管柱起出，以简化下步作业程序。2结构如图5-1所示，锯齿型安全接头由上接头1和下接头3和两个O型圈2、4组成。3作用原理当安全接头受拉状态下，上下接头的宽锯齿形螺旋面尤如一套内外锥面相吻合，合理的锥角能使两吻合面间产生足够大的摩擦力传递正反扭矩，且在很大的拉力条件下也不会粘合（咬死）。足够的上紧力矩使“八”字形凹凸结构产生对螺旋副的预拉力，并保持恒定的锁紧。当需要安全接头脱开时，由管柱向安全接头施加钻压，在钻压大大于预紧力时，“八”字形凹凸结构受压，以致产生弹性和塑性变形，宽锯齿形螺旋面脱开，在卸扣力矩作用下较容易地将安全接头卸开.4.技术规范锯齿形安全接头技术规范见表5-1所列.例如：规格型号为AJ21/2的锯齿形安全接头，其外形尺寸105550mm，接头螺纹21/2/平式油管扣，最小内径58mm，松脱钻压5000kN。5.操作方法及注意事项（1）检查上下接头密封件、螺纹牙是否完好。（2）上下接头宽锯齿形螺纹涂油、拧紧。（3）对分层测试、分层措施管柱，安全接头接在测试工具与封隔器之上；对打捞工具管柱接在打捞工具之上。（4）脱开安全接头的操作程序：i.将工具反转13圈（浅井1圈，深井23圈）ii.下放工具管柱，钻压保持510kN。iii.反转工具管柱，上下接头松开。iv.起钻。（5）特别注意下井前安全接头上下接头必须拧紧，安全接头与管柱要拧紧。三、方扣型安全接头1用途同锯齿形安全接头。2结构如图54所示,方扣型安全接头由上接头1、盘根2、下接头3组成。上接头1上部有与钻杆相连接的内螺纹,下部有外盘跟槽及方扣外螺纹，其旋向与钻杆螺纹相同。下接头3上部有盘根密封段，中间是与上接头相配的方扣内螺纹，最下端为与钻具相连接的外螺纹。工具自上而下有水眼。在上下接头接触的端面上，有倾斜凸缘相互配合在一起。3作用原理（1）工具依靠相互配合的倾斜凸缘承受轴向拉压负荷及单向扭矩，保护方扣螺纹不被粘着（咬死）(2)当需要卸开时,反转钻具,安全接头方扣螺纹首先卸开,即可退出安全接头以上的全部钻具。4.技术规范方扣型安全接头技术规范见表5-2所列.例如：规格为4/的方扣型安全接头，其外径95mm，内径51mm，接头扣型NC26-12E5.操作方法（1）在地面用管钳将安全接头卸开,检查O形盘跟是否完好,丝扣及通径是否合格,然后涂润滑脂,将安全接头上紧。（2）连接工具管住下井，并纪录悬重。（3）当需要卸开时，将钻具提至原悬重，地面反转钻具，同时观察指重表，如果悬重逐渐下降说明安全接头已卸开退扣，继续上体钻具至悬重卸扣，直至方扣部分完全卸开为止。6注意事项（1）此安全接头是依靠倾斜凸缘传递扭矩的，当凸缘结合之后就无法再旋紧螺纹，因而要求螺纹的配合留有一定的上紧度。使用时必须在地面用管钳等工具旋紧，以防止中途自行倒开。（2）在下钻与使用中，应防止钻具反转。7维修保养（1）工具使用后应清洗干净，检查方扣及凸缘有无擦伤。（2）更换O形密封圈。（3）擦干后，涂润滑脂，放阴干处保管。四、活动肘节1用途将活动肘节与打捞工具配合使用的打捞钻具，象入的手臂一样可弯可直，可抓取，也可退回。他住了能抓住倾斜度很大的落鱼外，还能去寻找掉入“大肚子”里的或上部有棚盖等堵塞物的落鱼。因此，当钻杆、油管、抽油杆等的顶部落入裸眼或大尺寸的套管内，用常规的捞矛、捞筒等打捞工具无法抓取时，可用此工具。活动短节可承受拉、压、扭、冲击等负荷。2结构如图55所示，活动肘节由上接头1、筒体2、限流塞3、活塞5、凸轮6、凸轮座7、摆动短节8、接箍9、方圆销10、球座12、调整垫14、下接头13及密封圈4和11组成。限流塞打捞筒是打捞限流塞的专用工具,如图5-6所示,主要由上接头1、筒体2、弹簧3、弹簧座4、蓝式卡瓦5等组成。3作用原理未投限流塞时开泵循环洗井，活动肘节垂直向下，无任何动作。投入限流塞后开泵循环，液体在限流塞水眼前后产生压差，活塞下移，压迫凸轮上端面，凸轮绕悬挂中心摆动，迫使摆动短节摆动。其摆动的角度与所加液压力有关，压力越大，摆动的角度越大。当液压力固定时，摆角也就相应地定在一定数值上。如果钻具慢慢转动，摆动短节也随之作圆周运动，安装在摆动短节上的捞筒前端的引鞋就像手臂一样寻抓落鱼，并把它导入捞筒内。4技术规范活动肘节技术规范见表53，表54例如：规格型号为KWZJ102的活动肘节，工具外径102mm，活塞内径35mm，上头连接螺纹NC31，下头连接螺纹NC31，许用拉力905kN，许用扭矩8.64kN.m,弯曲角度7.5操作方法（1）时用前的准备1）工具管柱按下顺序连接，自鱼顶向上依次是：打捞筒+安全接头+活动肘节+震击器+钻杆。2）检查工具管柱及接头内通径尺寸，能否通过限流塞打捞筒。3）检查活动肘节拐角方向是否与捞筒引鞋的缺口方向一致。4）确定鱼头深度。（2)实际操作1)按工具管柱配合要求下至落鱼深度2)开泵循环，冲洗井筒和鱼头。3)循环畅通后停泵，投入限流塞，开泵送限流塞入座，待限流塞入座后，增加泵压，缓慢旋转钻具，同时向下移动钻具进行打捞。4）悬重增加表明抓住落鱼，停泵起钻。6注意事项（1）如果提不动，可使用连接有钢丝绳或细管柱的限流塞打捞筒下入钻柱内，把限流塞打捞出来，在开泵循环冲洗。（2）如果仍提不动，则可用震击器上下活动解卡。（3）投入限流塞时，应保证细光杆朝上。7维修保养（1）活动肘节属于液压传动装置，因此，用后必须对各密封面进行检查，更换磨损的密封件。（2）拆洗全部零件，擦拭干净后，涂有装好，放阴干处保存。五、沉砂筒1用途在大直径套管内进行磨铣、钻进时，由于环形空间面积较大，洗井液往往达不到足够的上返速度，带不出较大的钻屑时，用此工具将较大的钻屑收集提出井外。2结构图56沉砂筒如图56所示，沉砂筒由钻杆1、沉砂管2、钻杆接头3、下接头4组成。3作用原理利用大直径沉砂管，加大此处钻具的外径，缩小环形空间的过流面积，提高循环液的流速，使较大的钻屑能返至沉砂管以上的钻杆部分，此时流速减小，钻屑能自动沉入沉砂管与钻杆的环形空腔之内，起钻后就能将其带出地面。4技术规范沉砂筒技术规范见表55所列。例如：当钻杆外径为603mm时，沉砂管外径889mm，沉砂管长度45m，适应套管41/2。5操作方法（1）卸开沉砂管，清除内部脏物。（2）洗净并检查各处螺纹，并涂丝扣油，逐一上紧。（3）检查沉砂管上部斜扣内向圆弧是否合适，不合时时可用榔头进行修正。（4）计算好沉砂管的内容及，当钻进切削总量为容积的11.5倍时，应提钻除砂。（5）因故停泵，应立即上提钻具至少一单根，防止沉砂卡钻。6注意事项（1）沉砂管外径大，易卡钻，钻进及洗井时应经常上下活动钻具。（2）设计沉砂管时，必须采用与钻杆螺纹相反的螺纹。7维修保养（1）使用之后应将各部卸开，除去脏物洗净。（2）检查各零件是否完好（特别是沉砂管），若有变形及损坏应及时更换。（3）各部螺纹涂油上好，入库保存。希望各位专家给与批评指正！谢谢大家！