套管鉆井可回收式鉆具組合設(shè)計與特性分析

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1、關(guān)于學(xué)位論文的獨創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨立進行研究工作所取得的成果，論文中有關(guān)資料和數(shù)據(jù)是實事求是的。盡我所知，除文中已經(jīng)加以標注和致謝外，本論文不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含本人或他人為獲得中國石油大學(xué)(華東)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對研究所做的任何貢獻均已在論文中作出了明確的說明。若有不實之處，本人愿意承擔相關(guān)法律責任。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文使用授權(quán)書本人完全同意中國石油大學(xué)(華東)有權(quán)使用本學(xué)位論文(

2、包括但不限于其印刷版和電子版)，使用方式包括但不限于：保留學(xué)位論文，按規(guī)定向國家有關(guān)部門(機構(gòu))送交學(xué)位論文，以學(xué)術(shù)交流為目的贈送和交換學(xué)位論文，允許學(xué)位論文被查閱、借閱和復(fù)印，將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存學(xué)位論文。保密學(xué)位論文在解密后的使用授權(quán)同上。學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：一日期：年月日年月日中國石油大學(xué)(華東)T程碩士學(xué)位論文1．1研究的目的及意義第一章緒論套管鉆井技術(shù)作為一種正在發(fā)展中的新技術(shù)，正日益引起國內(nèi)外石油工程界的關(guān)注。套管鉆井系統(tǒng)(C

3、DS)是由Tesco鉆井技術(shù)公司研究成功的【l】。該公司自1995年開展套管鉆井技術(shù)研究，1998年6月該公司對其研究的套管鉆井工藝及其鉆井裝備進行了首次鉆井試驗。套管鉆井的目的是降低鉆井成本，提高鉆井效率以及用隨時對鉆完的井眼下套管的方式來把井眼問題控制到最低程度。套管鉆井是指在鉆進過程中，直接采用套管(取代傳統(tǒng)的鉆桿)向井下傳遞機械能量和水力能量，井下鉆具組合接在套管柱下面，邊鉆進邊下套管，完鉆后作鉆柱用的套管留在井內(nèi)作完井用。套管鉆井技術(shù)將鉆進和下套管合并成一個作業(yè)過程，鉆頭和井下工具的起下在套管內(nèi)進行，

4、不再需要常規(guī)的起下鉆作業(yè)。動力通過與最下面的一根套管相連的鉆具組合傳給鉆頭。下部鉆具組合和鉆具鎖緊裝置相連，被安裝在套管下部一個滿眼部件內(nèi)，連接到套管柱下端。鉆具鎖緊裝置和下部鉆具組合既可用繩索下入，也可泵送，但從套管中取出時都用繩索。繩索式回收鉆具鎖緊裝置是套管鉆井的關(guān)鍵，它包括：可傳遞鉆具軸向壓縮和拉伸載荷的軸向鎖緊器，可抑制和傳遞扭轉(zhuǎn)載荷的扭矩固定器，一只鉆具扶正器安裝于套管鞋位置，限制套管內(nèi)組合裝置的側(cè)向活動。套管扶正器使套管在井眼內(nèi)居中，防止偏磨。領(lǐng)眼鉆頭和套管下擴眼器通過鉆井套管為鉆井和完井提供一個

5、清潔的井眼。用繩索可將鉆具鎖緊裝置和下部鉆具組合從套管中取出，相當于常規(guī)鉆井中的起下鉆，也可用來完成定向工具、取心工具、隨鉆測井工具的起下作業(yè)，以滿足鉆井特殊要求。采用可回收式鉆具組合技術(shù)是套管鉆井技術(shù)向著深井、復(fù)雜條件井鉆進發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。它是在小井眼繩索連續(xù)取心鉆進技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。套管鉆井不需要鉆柱(鉆桿和鉆鋌)的支持，不需要進行通常的起下鉆作業(yè)。但鉆頭和下部鉆具組合經(jīng)過一定時間的應(yīng)用，應(yīng)能順利起下，以便更換。繩索式可回收式鉆具組合技術(shù)解決了這一難題，利用繩索將下部鉆具從套管中取出來，從而可減少起下

6、鉆時間，避免因常規(guī)起下鉆而引起的抽吸、垮塌等井下復(fù)雜情況。從某種意義上講，可回收式鉆具組合的套管鉆井技術(shù)才是套管鉆井技術(shù)的另外一種層次上的新型技術(shù)。此項技術(shù)從實質(zhì)上完全改變了以往的鉆井模式。鉆頭等井下鉆具將第一章緒論通過繩索回收裝置下至井底，并在鉆頭失效后，可以回收至地面，更換鉆頭后再入井鉆進。這樣的鉆井模式對于縮短中深井鉆井作業(yè)時間、降低易坍塌、易漏失地層、高、低壓地層，以及不確定性地層的鉆井事故率將起到事半功倍的作用；同時也是簡化井身結(jié)構(gòu)、大幅度降低鉆井成本的重要技術(shù)支撐。1．2套管鉆井技術(shù)的優(yōu)勢套管鉆井技

7、術(shù)就是用標準的油田套管邊鉆邊封隔井眼，套管起著鉆柱的作用，將機械動力和液壓動力通過與最下部套管相連的鉆具組合傳給鉆頭，以實現(xiàn)鉆進和鉆井液循環(huán)，鉆達設(shè)計井深后，起出下部鉆具，并進行固井。套管鉆井工藝是取消常規(guī)鉆桿，以套管代替鉆桿，由此給鉆井作業(yè)帶來以下益處【2】：(1)整個鉆井過程不再使用鉆桿，從而可節(jié)省與鉆桿采購、檢驗、存放、運輸、修復(fù)等過程有關(guān)的大量人力物力與費用；(2)減少了起下鉆時間。在鉆井過程中不再有傳統(tǒng)的起下鉆過程，只利用專用絞車通過綱絲繩起下鉆頭，十分迅速，比傳統(tǒng)的鉆桿起下鉆大約快5"10倍，大大節(jié)

8、約了鉆井時間和費用；(3)減少了鉆井事故和復(fù)雜情況的發(fā)生。由于套管鉆井的井眼自始至終由套管伴隨到井底，大大減少了常見的地層膨脹。避免了井壁坍塌、沖刷井壁、井筒內(nèi)形成鍵槽或臺階的現(xiàn)象。(4)因為井筒內(nèi)始終有套管，起下鉆時不會造成井筒內(nèi)抽吸作用，使井控狀況得到改善。(5)起下鉆時能保持鉆井液連續(xù)循環(huán)，可防止鉆屑聚集，減少了卡鉆事故的發(fā)生。(6)改善了水力參數(shù)、環(huán)空上返速度和清洗井筒的狀況。