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固井工具及附件


第三节 套管工具附件
一、常用套管工具 (一)吊卡 1、套管吊卡规范(以 CD 吊卡为例) 表 5-23
规格型号 CD 117 CD 130 CD 142 CD 171 CD 181 CD 197 CD 223 CD 248 CD 277 CD 303 CD 331 CD 344 CD 411 CD 478 CD 515 CD 557 CD 565 CD 6

17 CD 630 CD 669 CD 694 CD 720 CD 771 CD 822 CD 925 吊卡孔径 mm 116.96 130.18 142.88 171.45 180.89 197.64 223.04 248.44 277.83 303.23 331.08. 344.50 411.96 479.43 515.14 557.24 565.94 617.55 630.25 669.14 694.54 720.32 771.53 822.73 925.53 in 4 1/2 5 5 1/2 6 5/8 7 7 5/8 8 5/8 9 5/8 10 3/4 11 3/4 127/8 13 3/8 16 18 5/8 20 21 1/2 22 24 24 1/2 26 27 28 30 32 36

套管吊卡规范(以 CD 吊卡为例)
套管外径 mm 114.3 127.0 139.7 168.3 177.8 193.7 219.1 244.5 273.0 298.4 325.0 339.7 406.4 473.1 508.0 546.10 558.80 609.60 622.30 660.40 685.80 711.20 762.00 812.80 914.40 4500 3600 3150 2250 1800 1350 900 1125 最大载荷 kN

2700

与管具公司人员起草的井口工具部分有些数据不一样 管具公司多为斜坡吊卡和钻杆吊卡
(二) 、吊钳 1、多扣合吊钳的技术规格 表 5-25 多扣合吊钳的技术规格
1

型号 Q60—273× 35 Q340—648× 35

适用管径范围/mm(in) 60.3~273(2 3/8~10 3/4) 339.7~647.7(13 3/8~25 1/2) 85.7~114.3(3 1/2~4 1/2)

最大扭矩/kn· m 35 35 55 75 55 55 75 55 90 55 140

Q86—324× 75

114.3~196.9(4 1/2~7 3/4) 196.9~298.5(7 3/4~12 1/4) 88.9~114.3(3 1/2~4 1/2)

Q89—299× 75

114.3~196.9(4 1/2~7 3/4) 196.9~298.5(7 3/4~11 3/4)

Q86—432× 90 Q102—305× 140

85.7~216(3 3/8~8 1/2) 216~431.8(8 1/2~17) 101.6~304.8(4~12)

2、单扣合吊钳的技术规格 表 5-26
型 号 适用管径 mm (in) Q324× 8 Q340× 8 Q375× 8 Q425× 8 Q60× 30 Q73× 30 323.9 339.7 374.7 425.5 60.3 73 (12 /4) (13 /8) (14 /8) (163/4) (23/8) (2 /8)
7 3 3 3

单扣合吊钳的技术规格
适用接箍或接头外径 mm (in) 349.2 365.1 (13 /4) (14 /8)
3 3 3

最大扭矩 kN· m 8 8 8 8 30 30

400 (15 /4) 450.9 85.7 (173/4) (33/8)
1

105 (4 /8)

3、套管动力钳基本技术参数生日送什么礼物好 www.meibo6162.com 表 5-27
基本技术参数 TQ16 适用管径 mm(in) 最大扭矩 Kn· m 高挡扭矩 Kn· m 低挡转速 r/min 高挡转速 r/min 质量 Kg
-1

套管动力钳基本技术参数
型 TQ16G TQH20 号 TQH20G TQH70 219~609(8 5/8~24) 70 ≥20 4~12 30~60 ≤1500

52~194(2 1/16~7 5/8) 16 ≥3 8~16 60~90 ≤500 25 ≥5 4~16 34~90 ≤550

102~340(4~13 3/8) 20 ≥3.5 6~14 50~80 ≤600 35 ≥6 3~14 28~80 ≤650

(三) 、卡瓦 表 5-28
名义尺寸 mm(in) 最大载荷 kN 1125,2250 1125 114.3 (4 /2)
1

套管卡瓦名义尺寸及最大载荷
193.7 (7 /8)
5

127.0 (5)

139.7 (5 /2)
1

168.3 (6 /8)
5

177.8 (7)

219.1 (8 /8)
5

244.5 (9 /8)
5

273.0 (10 /4)
3

298.4 (11 /4)
3

339.7 (13 /8)
3

406.4 (16)

508.0 (20)

660.4 (26)

二、常用套管附件

2

(一) 、引鞋

(a) 铸铁引鞋 1-本体 2-循环孔 图 5-3 1、水泥引鞋 表 5-29 规格 177.8 244.5 273 339.7 2、铸铁引鞋 水泥引鞋技术参数 外径 195 270 299 365 循环孔直径 70 80 80 90 套管引鞋

(b) 水泥引鞋 1-本体 2-循环孔 3-水泥石

(mm) 长度 600 600 600 600

用生铁铸造而成,并加工有套管螺纹,生铁引鞋适用于中深井、井下正常的深井、定向井 油层套管和井下条件复杂的技术套管,其特点是机械强度高,引导作用好,但可钻性差。 5-30 规格 mm 127 139.7 177.8 244.5 273 339.7 外径 mm 最大 1471 154 195 270 299 365 最小 70 75 90 105 117 140 内径 mm 最大 104 116 146 214 246 309 最小 50 55 75 85 93 115 铸铁引鞋技术参数 圆弧半径 mm 外圆弧 600 620 652 680 696 720 内圆弧 900 930 728 760 800 860 85.72 88.9 101.6 120.65 120.65 120.65 280 324 370 410 400 520 4 4 4 4 4 4 螺纹长度 mm 长度 mm 侧流孔 个数

3、全钢引鞋

3

结构作用同铸铁引鞋, 选用 35CrMo 以上的材质。 生日礼物送什么最好 www.meibo6162.com (二) 、浮箍、浮鞋
1

1 2 3

1 1 2 2 3 4 4 3

2

3

4
4

5 6

1-本体 2-尼龙球 3-阀芯 4-水泥石 图 5-4

1-本体 2-金属半球 3-弹簧 4-阀杆 5-阀座 6-水泥石 浮鞋

1-上挡板 2-本体 3-尼龙球 4-下挡板 图 5-5

1-本体 2-水泥石 3-尼龙球 4-阀芯

浮箍 (mm)

2、浮鞋与浮箍的技术参数
规格 外径 内径 循环孔径 长 度 水泥填充型 非水泥填充型 浮球直径 正向反向承压 MPa 60 30 30 25 127 141 108 50 450~500 139.7 154 120 55 177.8 195 155 60 600~700 300~500 85 20 20 244.5 270 221 70 273 299 250 70

339.7 365 318 70 900

20

(三)、内管注水泥装置 在大直径套管内,以钻杆或油管作内管,水泥浆通过内管注入并从套管鞋处返至环形空间

1

2

4

的注水泥装置。它主要有插头和插座两部分。
1-本体 2-密封圈 1-喇叭口 2-心管 3-承环 4-本体 5-尼龙球

图 5—6 插头

图 5—7

插座

表 5-32 类型 总长 本体外径 配合段长度 配合段外径
正向反向承压 MPa

插头技术参数 套管嵌装型 435 156~165 147 129 >18

(mm) 水泥浇注型 435 156~165 150 82 >15

表 5-33 类型 总长 接箍外径 本体外径 本体最小壁厚 配合段长度 配合段外径 最小过水内径 喇叭口内径
正向反向承压 MPa

插座技术参数 套管嵌装型 500~550 — — — 150 129 95 >220 >18

(mm) 水泥浇注型 650~700 与套管接箍相同 与套管相同 7 160 82 75 >220 >18

(四) 、套管扶正器 扶正器基本分两种:刚性扶正器和弹性扶正器

图 5—8 刚性扶正器

图 5—9 弹性扶正器

5

表 5-34 规格型号 in 5 1/2× 1/2 3 8 1/2× 1/2 5 8 1/2× 7 12 1/4× 5/8 9 17 1/2× 3/8 13 26× 20 套管尺 寸 mm Φ89 Φ140 Φ178 Φ244 Φ340 Φ508 井眼 尺寸 mm Φ140 Φ216 Φ216 Φ311 Φ445 Φ661

弹性扶正器技术参数 弹簧片最 大外径 mm Φ160 Φ225 Φ225 Φ316 Φ448 Φ668 环箍内径 mm Φ92 Φ144 Φ182 Φ250 Φ344 Φ512 最大启 动力 N ≤2200 ≤2758 ≤3690 ≤7117 ≤9250 ≤10350 最小复位 力N ≥2200 ≥2758 ≥3690 ≥7117 ≥9250 ≥10350

表 5-35 规格型号 in 5 1/2× 1/2 3 8 1/2× 1/2 5 8 1/2× 7 12 1/4× 5/8 9 (五) 、水泥伞 套管尺寸 mm Φ89 Φ140 Φ178 Φ244

刚性扶正器技术参数 环箍内径 mm Φ91 Φ144 Φ182 Φ250 最大外径 mm Φ114 Φ210 Φ214 Φ303 Φ118 Φ216 Φ216 Φ311

井眼尺寸 mm

装在套管上,防止水泥浆下沉的隔离装置,结构如图 5—10。

图 5—10 表 5-36 规格 127 139.7 177.8 244.5 279 339.7 508 长度 435 435 435 435 435 435 435

水泥伞 mm 外径 155 168 206 273 301 368 536 推荐井眼尺寸 最小 194 200 229 305 337 406 574 最大 267 279 318 381 413 479 648

水泥伞技术参数 通经 130 143 181 248 276 343 511

(六) 、尾管悬挂器
6

将尾管悬挂在上一层套管柱底部并进行注水泥作业的特殊装置。尾管悬挂器按类型可分为 液压式、机械式和机械-液压双作用式三类。 (1)机械式尾管悬挂器工作原理

1—调节环 套

2—轴承

3—弹簧

4—反扣螺套

5— 花键轴

6—中心管

7—反扣接头

8—密封套

9—锥

10—卡瓦

11—推杆

12—卡箍

13—滑套

14—转环帽 15—导向销钉

16—转环

17—剪销座

18—销钉

19—空心胶塞

图 5-11 机械式尾管悬挂器 表 5-37
规格型号 in 额定 负荷 KN 300 300 300 机械式 机械式 液压式 严格找中和点 加压倒扣, 不需 严格找中和点 作用方 式

尾管悬挂器主要技术参数
中心管密封 方式 耐温 性能 ℃ 200 200 可提出金属 密封套 双杯型橡胶堵塞 器,可提出 铝密封套 双杯型橡胶堵塞 器,可提出 120 200 15 20 20 20 20 1 2 2 1 2 4 6 6 4 6 187.33 187.33 162 187.33 120 200 200 15 20 20 1 2 2 4 6 6 187.33 187.33 200 15 1 4 130.75 耐压 性能 MPa 15 15 排 1 1 卡瓦排数及 片数 片数 4 4 130.75 回接筒内 径 mm

倒扣方式

7× 5Ⅱ型 7× 5ⅡA 型 7× 5ⅠB 型

铝密封套

9 5/8× 7Ⅰ型 9 5/8× 7ⅠA 型 9 5/8× 7ⅡA 型 9 5/8× 1/2Ⅰ型 5 9 5/8× 1/2ⅠA 型 5 9 5/8× 1/2ⅡA 型 5 8 5/8× 1/2ⅡA 型 5 JY9 5/8× 7(5 1/2)

600 1200 1200 600 1200 1200 400 1200

液压式 机械式 液压式 液压式 液压式 机械式 机械式 双作用

严格找中和点 加压倒扣, 不需 严格找中和点 严格找中和点

加压倒扣, 不需 严格找中和点

铝密封套

200 200 200

7

(2)液压式尾管悬挂器工作原理

1—送入反螺纹接头

2—回接筒 5—尾管体头

3—中心管 4—密封环 6—卡瓦 7—液缸 8—空心塞

图 5-12 (七)、分级注水泥器(分级箍)

液压式尾管悬挂器

为实现双级或多级注水泥作业在套管柱的预定位置上安装的一种特殊装置,称为分级注水 泥器(分级箍) 。分级注水泥器的结构见图 5-13。

1—上母扣接头 关闭塞

2—本体

3—关闭套铝座

4—关闭套

5—打开套

6—打开套铝座

7—下公扣接头

8—

9—重力塞 10—下胶塞

11—承托环

图 5-13 表 5-38 规格 127 140 178 245 340

分级箍及附件 (mm) 打开套内径 73 92 114 166 关闭套内径 84 102 125 176 总长 ≤1000 ≤1000 ≤1000 ≤1000 ≤1000

分级注水泥器的主要尺寸 最大外径 146 168 210 290 390 通径 109 119 154 220 317

8

表 5-39 规格 127 140 178 245 340

分级注水泥器胶塞长度 (mm) 打开塞 254~320 280~335 356~390 440~480 480~520 关闭塞 254~320 280~340 356~440 440~500 480~520

下胶塞 192~250 210~255 267~310 366~460 480~520

表 5-40 分级注水泥器本体强度 规格 mm 127 140 178 245 340 (八) 、套管外封隔器 接在套管柱上,在固井碰压之后能使套管 与裸眼环空形成永久性桥堵的装置。 抗内压强度 MPa 71 65 63 45 37.8 抗外挤强 度 MPa 73 62 60 27 18.7 螺纹最小抗拉 负荷 MN 1.79 1.9 3 3.7 4.7 危险截面抗拉 负荷 MN 1.7 2.1 3.3 4.5 5.1

1— 接 箍 5— 阀箍 流阀

2— 中 心 管

3— 密 封 圈

4— 胶 筒 9—单

6—断开杆

7—短节

8—限压阀

10—锁紧阀

11—滤网

12—断开杆

图 5-14 1、结构

管外封隔器

套管外封隔器主要由橡胶筒、中心筒、密 封环、阀箍等组成,结构见图 5-14。橡胶筒是 由内胶筒和硫化在骨架上的外胶筒组成,是一 种具有承受高压的可膨胀的密封元件,外胶筒两端由软金属叠加成加强层,以提高胶筒的承受 压力,中心筒为一段短套管,可与套管连接;阀箍由 2 支断开杆和 3 个并列串联的控制阀组成, 这组控制阀分别是锁紧阀、单流阀和限压阀,在施工中这组控制阀可以准确控制套管外封隔器 坐封,不必为封隔器提前坐封和座封压力过大胀破胶筒而担心。同时阀箍中还设滤网装置,可 防止钻井液中的颗粒物进入通道堵塞阀孔。
9

2、工作原理 水力膨胀式套管外封隔器是根据帕斯卡流体原理设计的。当封隔器内部达到一定压力后, 将引起封隔器外径的增加并实现与井壁间的密封作用。 3、套管外封隔器技术参数 表 5-40
最 尺 寸 mm 型 号 大 外 径 mm 89 102 114 127 140 140 178 178 245 I I I I I II I II I 114 133 146 146 178 190 204 210 286 76 89 97 108 118 118 155 155 220 2620 2680 2660 2680 2750 2750 2790 2790 2790 内 径 mm 总长 mm 密 封 长 度 mm 950 950 950 950 950 950 950 950 950 45 50 90 105 120 130 180 190 275 N80 N80 P110 P110 P110 P110 P110 P110 P110 质 量 kg 钢级

套管外封隔器技术参数表
中心 管壁 厚 mm 6.45 5.74 8.56 9.19 10.54 10.54 11.51 11.51 11.99 加工 处厚 度 mm 5.45 4.74 7.9 7.2 7.7 7.7 10.1 10.1 11 抗内 抗外 压强 挤强 度 MPa 72.9 56.7 94.6 82.1 95.1 95.5 78.1 78.1 61.5 度 MPa 45.1 49.0 88.4 66.5 89.4 101.6 58.5 58.5 31.5 承受压力 抗拉 强度 kN 最 大 28 28 28 28 28 28 28 28 28 MPa 最 小 7 7 7 7 7 7 7 7 7 最 大 160 178 225 235 270 280 280 300 385 适应井径 mm 最 小 127 140 155 155 200 200 220 280 300

721.6 653.2 720.3 980.8 1097.6 1097.6 1631.7 1631.7 2557.8

4、使用要求 (1)准备工作。 封隔器搬运时,应轻抬慢放,摆放牢靠,避免撞坏。在现场应置于有垫杠的平坦地面上。 下井使用前检查螺纹和胶筒是否完好,管内 2 支断开杆是否俱在,中心管应无堵塞物。3 只控 制阀是否齐全上紧,锁紧阀和限压阀是否穿好,应无损伤。校核封隔器铭牌标注压力是否与现 场使用压力相符。将两端螺纹洗净,涂抹好螺纹密封脂。封隔器应在地面与套管连接好,在上 钻台时不允许碰撞和在地面拖拉。封隔器上扣要求与常规下套管相同,但务必注意有“X→←X” 标记区域处严禁使用吊卡和卡瓦,以免咬伤胶筒和 3 只控制阀。在封隔器两端上下套管柱上应 各加 3 只套管扶正器,以免下套管过程将封隔器胶筒刮坏。 (2)使用要求。 井身质量良好,下套管前应认真通井,调整好钻井液性能,以防下封隔器过程遇阻。计算 固井施工作业过程的最高泵压值,以确定锁紧阀销钉的剪断压力,一般经验公式为: P 剪= P 高+(3~4)MPa 式中:P 剪—锁紧阀销钉剪断压力 MPa; P 高—施工最高泵压,MPa。
10

认真记录钻井液密度ρ m、水泥浆密度ρ c、水泥浆返深 H 和套管外封隔器下入深度 h,以 便计算水泥车剪销时压力表值。 P 表= P 剪+(ρ c-ρ m)×(H-h)/102 式中:P 表—水泥车表压值,MPa; P 剪—锁紧阀销钉剪断压力 MPa; ρ c—水泥浆平均密度,g/cm3; ρ m—钻井液密度,g/cm3; H—水泥浆返深,m; h—套管外封隔器下深,m。 固井施工碰压后,应指定一台水泥车进行锁紧阀钉剪销作业,并有专人观察和记录压力, 要求怠速升压,当表压升到剪销值时,表针若出现瞬时停止或稍有下降现象,即表明锁紧阀销 钉被剪断,此时可稳压 3~5min 后放压到零。若压力表指针显示不明显,有关施工人员应立即商 定采取应急措施,处理好善后工作。 (九) 、水泥头 在注水泥作业中内装胶塞,并具有压塞、注替管汇、阀门连接的高压井口装置。 1、结构 水泥头按其连接螺纹分为钻杆水泥头与套管水泥头两种类型。钻杆水泥头在井口与送入钻 具连接;套管水泥头与井口套管连接。根据用途套管水泥头可分单塞水泥头和双塞水泥头。结 构见图。 2、技术参数 钻杆水泥头与套管单、双塞水泥头技术参数见表 5-41。



1

单塞水泥头 1—堵头 2—水泥头盖

双塞水泥头 3—本体 4—堵头 5—挡销

钻杆水泥头 6—管汇组合

11

图 5-15 表 5-41 规格 89 127 外径 mm 89 127 内径 mm 70 108

水泥头

钻杆水泥头技术参数 长度 mm <1000 <1000 可容胶塞长度 mm 300 350 工作压力 MPa 35 35

表 5-42 规 格 127 157 112 320 单 139.7 170 121 <1000 340 双 30 外径 mm 内径 mm 总长 mm 可容胶塞长度 mm 挡销形式 工作压力 MPa

单塞水泥头技术参数 177.8 208 157 350 双 244.5 275 222 550 双 273 303 248 <1300 550 双 25 660 双 339.7 370 320

表 5-43 规 格 127 157 112 <1300 一级 二级 250 320 单 外径 mm 内径 mm 总长 mm 可容胶塞长度 mm 挡销形式 工作压力 MPa

双塞水泥头技术参数 177.8 208 157 310 350 双 244.5 275 222 <1700 255 340 双 30 460 550 双 460 550 双 25 460 550 双 273 303 248 339.7 370 320

139.7 170 121

(十) 、固井胶塞 具有多级盘翼状的橡胶体。在固井作业过程中起着隔离、刮削及碰压等作用。按用途可分 上胶塞、下胶塞、尾管胶塞、钻杆胶塞和自锁胶塞等。常用胶塞结构见图 5-16

1-胶盘 2-铝芯 上胶塞

1-胶盘 2-空铝芯 下胶塞

1-连接杆

2-胶盘 自锁胶塞

3-O 型圈 4-卡簧

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图 5-16 注水泥用隔离胶塞 表 5-44 规格 127 139.7 177.8 244.5 339.7 最大外径 127 140 178 240 335 胶塞技术参数 唇部直径 120 130 170 232 328 主体直径 90 105 130 192 264 下部孔径 50 50 70 70 70 mm 心部外径 70 70 100 100 100 长度 210 210 240 260 350

表 5-45 自 规格 127 139.7 177.8 最大 外径 115 134 170 配合 长度 65.5 65.5 65.5

自锁胶塞与自锁胶塞座技术参数 自 长度 353 363 363 外径 100 110 110 插座 内径 96 106 106 锁 胶 塞 座 长度 80 90 90 25 螺纹 长度 配合 直径 65 65 65

mm 配合 长度 34 配合 直径 65

锁 胶 塞

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