恒信分级注水泥器说明书.doc

东营市恒信机械有限责任公司 DSG-A型5 1/2 ″分级注水泥器使用说明书

一、适用范围
分级注水泥器又称分级箍或双级箍。DSG-A型分级注水泥器为机械式（国内称液压式），是将注水泥作业分成两次完成的一种特殊装置。主要用于以下情况的固井注水泥作业：
1． 一次注水泥量过大；
2． 地层不能承受过大的液柱压力；
3． 封隔特殊层位；
4． 防止固井后环空气窜；
5． 封固段上下温差大，水泥浆性能不易调节。
二、结构组成
DSG-A型51/2 ˝（Ф139.7） 分级注水泥器主要由双级箍（本体）、挠性塞、挠性塞座（碰压座）、重力型打开塞（采用非连续注水泥作业方式时使用，简称重力塞，俗称炮弹塞）或顶替型打开塞（采用连续注水泥作业方式时使用，简称顶替塞）、关闭塞组成（见图1）。
注：用于连续注水泥作业方式的双级注水泥器，其碰压座、挠性塞结构略有变化，即碰压座上有2个旁通孔，挠性塞上的3个皮碗形式相同。
三、性能特点
1．采用内关闭结构，关闭套上带锯齿状自锁装置，关闭后自锁可靠；
2．打开、关闭动作时，均不存在小腔液体压缩问题；
3．上下接头内径与套管内径一致，但小于关闭套内径，起下钻及钻除作业时可有效保护关闭套免遭损伤；
4．全部附件均由可钻性好的橡胶/铝质材料制成，且具有防转机构，钻除方便；
6． 配有顶替型打开塞，可用于连续注水泥作业方式。

特别声明：过去国内习惯把通过投塞打开循环孔的分级注水泥器称为液压式分级注水泥器；把通过碰压后直接憋压打开循环孔的分级注水泥器称为压差式分级注水泥器。但是，习惯上国外把前者叫机械式分级注水泥器；把后者叫液压式分级注水泥器。我公司的叫法与国际接轨。但通常把机械式分级注水泥器的“机械式”三个自省去。

四、主要技术参数
见表1。
DSG-A型分级注水泥器主要技术参数 表1
规 格
5 1/2 ˝（Ф139.7）
打开压力，Mpa
7.5
打开作用力，KN
78
关闭压力，MPa
5
关闭作用力，KN
55
密封能力，MPa
大于25
额定负荷，t
120
连接扣型
API长圆
本体最大外径，mm
Ф172
本体内径，mm
Ф122
挠性塞长度，mm
393
顶替塞长度，mm
345
关闭塞长度，mm
285
总长，mm
1250
五、工作原理
1．非连续注水泥作业方式（见图2）
注第一级水泥后，释放挠性塞，顶替泥浆，当挠性塞碰压后，释放井口压力，并投入重力塞，当重力塞靠自由落体座入下滑套后开泵加压，下滑套销钉剪断，下滑套下行露出循环孔，建立循环，循环出分级注水泥器以上多余的水泥浆。
注完第二级水泥后，释放关闭塞，顶替泥浆，当关闭塞座于分级注水泥器上滑套后，继续加压，上滑套销钉剪断并下行，上滑套推动下滑套一起座于挡块上，在压力作用下，上、下滑套及挡块带关闭套一起下行，止于下接头，分级注水泥器关闭。由于设计有卡瓦式自锁装置，关闭套永久关闭。
2．连续注水泥作业方式（见图3）
注第一级水泥后，释放挠性塞，顶替小于等于分级注水泥器至碰压座套管体积的泥浆，再释放顶替型打开塞，当顶替型打开塞座于分级注水泥器下滑套后（一般顶替型打开塞先于挠性塞碰压，即使挠性塞碰压在先，再加压，挠性塞皮碗也可翻转，泥浆通过碰压座上的旁通孔可继续顶替），加压，下滑套销钉剪断，下滑套下行露出循环孔，建立循环，然后可进行第二级注水泥作业。
注完第二级水泥后，释放关闭塞，顶替泥浆，当关闭塞座于分级注水泥器上滑套后，继续加压，上滑套销钉剪断并下行，上滑套推动下滑套一起座于挡块上，在压力作用下，上、下滑套及挡块带关闭套一起下行，止于下接头，分级注水泥器关闭。由于设计有卡瓦式自锁装置，关闭套永久关闭。
注：当采用连续注水泥方式施工时，应使用双塞水泥头。
六、交付状态
DSG-A型51/2 ˝ （Ф139.7）分级注水泥器采用单包装箱包装。内装双级箍本体、用于非连续注水泥作业的挠性塞、挠性塞座、重力型打开塞、关闭塞。
注意：①用户无特殊要求时，工具出厂按非连续注水泥作业方式配套附件；
②用户若采用连续注水泥作业方式施工，需在订货时特别声明。

七、仓储、运输与保养
1．产品存放时应置于平坦、干燥仓库内，各部件应妥善保管，防止雨淋、日晒及海水浸蚀；
2．产品在准备使用前尽量不要打开包装箱，不要撕破塑料包装袋；
3．搬运时要小心轻放，严禁摔、撞，防止双级箍本体碰伤变形；
4．产品出厂后超过两年，原则不能使用，应送回本公司保养，更换密封组件后方能使用。
八、推荐的操作程序及注意事项
（一）、下套管前准备
1． 仔细检查分级注水泥器本体及其附件，尤其是本体上下丝扣及附件密封件。
2．套管要按标准要求通径。
3．根据固井设计排列好套管串结构：浮鞋+套管+浮箍+套管+挠性塞座+套管串+分级注水泥器+套管串+水泥头。
注意：① 挠性塞座放在两根套管接箍间，不占长度；
② 分级注水泥器本体以下套管长度应不少于60m；
③ 分级注水泥器位置应选在地层稳定、井径规则、不易坍塌的井段。
（二）、下套管及分级注水泥器
1．按顺序下入套管及附件，按标准上够扭矩。套管附件及分级注水泥器与套管连接时应涂丝扣粘结剂。
2．适当控制套管下放速度，每下20根套管灌满一次泥浆。
3．分级注水泥器上下3~5根套管应连续加弹性扶正器。
4．分级注水泥器吊上钻台时注意防止磕碰。注意：严禁用撬杠穿入分级注水泥器内部进行搬运或吊装。
5．分级注水泥器接入时严禁在本体部位打大钳，应打在上下接头部位，并分别紧扣，禁止上下接头丝扣同时紧扣。上扣扭矩为见下表2：
DSG-A型分级注水泥器与套管连接上扣扭矩 表2
规 格
扣 型
扭矩值（N·m）
5 1/2 ˝（Ф139.7）
长圆扣
6000
6．分级注水泥器入井时要缓慢下放，防止井口等装置对分级注水泥器本体挤压和碰撞。
7．套管下完后，接水泥头，及固井管线，排量由小到大循环，防止憋漏地层。
（三）、固井作业
A．当采用非连续注水泥方式施工时(通常采用的注水泥方式)：
1．将挠性塞装在水泥头内。
2．循环好后按固井设计要求进行第一级注水泥作业。
3．压挠性塞、替泥浆（注意：为防止浮箍、浮鞋失灵造成水泥浆倒返，分级注水泥器以下最好替重泥浆）、碰压。
4．停泵，从井口释放压力，投重力打开塞（下落速度一般为60m/min），将关闭塞装在水泥头内。
5．当预计重力塞座于分级注水泥器下滑套上后，开泵憋压，打开分级注水泥器循环孔。
注意：打开压力可能有误差。若打不开，一般为重力塞未座于分级注水泥器下滑套上，需释放压力，再等。若判断重力塞已座于分级注水泥器下滑套上，仍不能打开，应逐步提高憋压值，直到打开为止。
6．循环。
7．按固井设计要求进行第二级注水泥作业。
8．压关闭塞（用0.3-0.5m3水泥浆压塞，以弥补双级箍关不严时的密封性），替泥浆，碰压。表压应为最终循环压力+附加压力。附加压力应≥分级注水泥器关闭压力+2.0MPa。注意：在条件允许的情况下尽量提高关闭附加压力，以利于双级箍关闭。
9．停泵，从井口释放压力，检验关闭套是否真正关闭。若回流不断，应再试关闭。第二次附加压力应大于第一次3~5Mpa。若仍关不上，则关井候凝。
10．卸管汇，固井施工结束。
B．当采用连续注水泥方式施工时(井斜大于15°时建议采用该方式)：
1．将挠性塞和顶替型打开塞装在水泥头内。
2．循环好后按固井设计要求进行第一级注水泥作业。
3．压挠性塞、定量替泥浆，替浆量应小于分级注水泥器本体至碰压座处套管内容积-1~3m3。
4．压顶替型打开塞，继续替泥浆，直至顶替型打开塞座于分级注水泥器下滑套上，加压，打开分级注水泥器循环孔。
注意：打开压力可能有误差。
以后程序同非连续注水泥作业方式操作程序6～10。
九、钻除附件推荐方法
（一）使用牙轮钻头
1．应选用短─中、短齿适应硬地层的牙轮钻头。
2．推荐钻井参数见表3。
用牙轮钻头钻除分级箍内套及附件推荐的钻井参数 表3
分级注水泥器规格
钻头尺寸
钻 压 t
转速
rpm
排量
l/s
钻胶皮碗
钻铝质内套
5 1/2 ˝ (Φ139.7)
Φ118
4～6
6～10
40～60
11
3．每钻进5cm应上提活动一次，活动时不停泵，并保持钻具转动，以便清除钻头周围的橡胶/金属屑。
注意：钻除分级注水泥器内套时禁止使用高转速及井底动力钻具。
（二）使用PDC钻头
1．应选用适应中─硬地层的平底式PDC钻头。
2．推荐的钻进参数见表4。
用PDC钻头钻除分级箍内套及附件推荐的钻井参数 表4
分级注水
泥器规格
钻头尺寸
mm
钻压
t
转速
rpm
排量
l/s
5 1/2 ˝ (Φ139.7)
Φ118
2～4
40～60
11

图1 DSG-A型双级注水泥器结构示意图

（5）
关闭塞座至上滑套上，加压，上滑套销钉剪断，关闭套下行关闭循环孔。
1）
注第一级水泥后，释放挠性塞，顶替泥浆。
图2 非连续式双级注水泥作业流程

（4）
注第二级水泥后，释放关闭塞，顶替泥浆。

（3）
重力型打开塞座入下滑套后，加压，下滑套销钉剪断，打开循环孔，建立循环。
（2）
当挠性塞运行至碰压座后碰压，释放井口压力，投入重力型打开塞。

图1 DSG-A型双级注水泥器示意图
图2
图3 连续式双级注水泥作业流程
(1)
注第一级水泥浆，压挠性塞，进行顶替。

(5)
当关闭塞座至上滑套上以后，加压，销钉剪断，关闭套下行关闭循环孔。

(4)
注第二级水泥，压关闭塞，进行顶替。

.
(3)
顶替塞座入下滑套后，加压，销钉剪断，打开循环孔，建立循环。

(2)
压顶替塞，继续顶替。

图3
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