郭曉東(大慶鉆探集團(tuán)鉆井二公司項(xiàng)目一部 黑龍江大慶 163000)

套管鉆井技術(shù)是區(qū)別于常規(guī)鉆井技術(shù)的一項(xiàng)鉆井新技術(shù)，套管鉆井過(guò)程中，不使用鉆桿，而將套管作為石油鉆井的鉆桿，用套管給井下鉆頭施加壓力，傳遞井口扭矩。同時(shí)利用套管傳遞鉆井液水力能量，保證鉆井的正常進(jìn)行。鉆進(jìn)過(guò)程中，井下鉆具安裝在套管柱的下部。套管鉆井技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鉆井和下套管作業(yè)的同時(shí)進(jìn)行，井下工具和鉆頭的下放和上提都是在套管內(nèi)部完成的。和常規(guī)普通的鉆井技術(shù)相比，套管鉆井技術(shù)不需要鉆桿，鉆頭的上提和下放利用鋼絲繩在套管內(nèi)部完成的，如果要進(jìn)行更換鉆頭作業(yè)，則只需要利用鋼絲繩將其起出即可，而不需要將整個(gè)套管柱起出。由于鉆進(jìn)過(guò)程中套管一直在鉆井井筒內(nèi)，降低了發(fā)生卡鉆、噴漏等鉆井事故的概率，極大的增加了鉆井的安全性能。套管鉆井技術(shù)是一項(xiàng)新興的鉆井技術(shù)，由于不需要使用鉆桿和鉆鋌，因此可以節(jié)省大量的石油管材。同時(shí)還不需要重新下套管作業(yè)，可以有效的減少鉆井所用的時(shí)間，因此套管鉆井技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用開發(fā)前景。

一、套管鉆井技術(shù)原理分析

套管鉆井技術(shù)不需要常規(guī)鉆井中鉆桿和鉆鋌，但是鉆井過(guò)程中使用的泥漿循環(huán)系統(tǒng)、水力系統(tǒng)、井口設(shè)備等方面，和常規(guī)鉆井技術(shù)是相同的。在利用套管技術(shù)鉆井過(guò)程中，套管承擔(dān)了常規(guī)鉆井中鉆桿的作用，套管在井口動(dòng)力裝置的驅(qū)動(dòng)下，可以實(shí)現(xiàn)上提、下放、旋轉(zhuǎn)等。井下鉆頭動(dòng)力也是通過(guò)套管來(lái)傳遞的，鉆頭的直徑要比套管的內(nèi)徑小一些。鉆進(jìn)過(guò)程鉆頭旋轉(zhuǎn)開始形成井眼，但是由于鉆頭的直徑較小，形成的井眼直徑無(wú)法實(shí)現(xiàn)套管的下放作業(yè)，因此需要在井下鉆頭的上部，安裝能夠伸縮的擴(kuò)張鉆頭。在下入常規(guī)鉆頭的同時(shí)，同時(shí)將擴(kuò)張鉆頭下入，此時(shí)擴(kuò)張鉆頭處于收縮狀態(tài)，當(dāng)鉆頭下入完畢后，擴(kuò)張鉆頭張開，和井下鉆頭同時(shí)工作，從而形成能夠下放套管的井眼。鉆井過(guò)程中，泥漿在地面經(jīng)過(guò)泥漿泵加壓后，從套管的內(nèi)部向下流向井底鉆頭，再?gòu)奶坠芎途谥g的環(huán)空中上返，同時(shí)將鉆頭產(chǎn)生的巖屑攜帶上來(lái)。井下鉆頭和套管柱下部的井下工具連接，而井下工具通過(guò)鎖緊裝置和套管底端鎖緊連接，并通過(guò)鋼絲繩和井口的動(dòng)力裝置相連接。如果要更換井下鉆頭，首先井下工具和套管柱底端之間的鎖緊裝置松開，地面的動(dòng)力系統(tǒng)開始拖動(dòng)鋼絲繩上提，鋼絲繩帶動(dòng)井下工具和鉆頭同時(shí)上提，上提至井口后完成鉆頭的更換。更換完畢后，利用地面動(dòng)力裝置，通過(guò)鋼絲繩將井下工具和鉆頭下放至井底，在套管柱的底部，井下工具和套管再次被鎖緊。

套管鉆井技術(shù)和常規(guī)的鉆井技術(shù)不同之處還包括套管鉆井技術(shù)需要利用特制的鉆機(jī)。套管鉆井鉆機(jī)可以單獨(dú)設(shè)計(jì)制造，也可以在常規(guī)鉆機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。套管鉆井過(guò)程中，需要利用頂驅(qū)裝置驅(qū)動(dòng)井下套管的旋轉(zhuǎn)，為了能夠?qū)崿F(xiàn)井下鉆具和鉆頭的起升和下放，需要加裝特制的鋼絲繩系統(tǒng)。在鉆進(jìn)過(guò)程中，井下鉆頭既能夠穿過(guò)套管，同時(shí)還能夠鉆出和套管外徑相當(dāng)?shù)木邸３Ｒ?guī)的測(cè)井儀器在套管鉆井中不能夠使用，套管鉆井鉆進(jìn)時(shí)，只能夠進(jìn)行隨鉆測(cè)井，而且套管鉆井技術(shù)的造斜率要比常規(guī)鉆井的高很多。套管鉆井實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，套管鉆井技術(shù)比常規(guī)鉆井技術(shù)，要節(jié)約鉆井支出百分之十左右，如果地層容易鉆進(jìn)，而且鉆井過(guò)程中不發(fā)生事故，利用套管鉆井技術(shù)可以節(jié)約鉆井成本的百分之三十左右。對(duì)于地層容易坍塌的井，套管鉆井技術(shù)更凸顯了自身優(yōu)勢(shì)。由于不用起下鉆桿，套管始終和井壁接觸，大大的減小了井壁坍塌的概率，發(fā)生卡鉆的概率也得到有效的降低。在定向井、取心等鉆井特殊作業(yè)時(shí)，如果利用套管鉆井技術(shù)替代常規(guī)鉆井技術(shù)，其鉆進(jìn)的效率可以提高到五倍左右。

二、套管鉆井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

套管鉆井技術(shù)是一項(xiàng)鉆井的革命技術(shù)，和常規(guī)鉆井相比具有顯著的優(yōu)勢(shì)。首先利用套管鉆井技術(shù)可以有效的減少建井周期。在常規(guī)鉆井中，需要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)進(jìn)行起下鉆作業(yè)，而套管鉆井則不需要，這樣就可以節(jié)省大量的起下鉆作業(yè)時(shí)間。對(duì)于易坍塌、鹽膏層等復(fù)雜地層，套管鉆井有效的減少地層坍塌、膨脹等造成鉆井事故的概率。套管鉆井時(shí)，套管一直處于鉆井井筒內(nèi)，有效的避免了由于鉆柱的運(yùn)動(dòng)，而造成的鉆井液抽吸作用，提高了鉆井井筒的井壁穩(wěn)定性，對(duì)于防止井噴具有較好的作用。套管鉆井過(guò)程中可以保證鉆井液是一直循環(huán)的，減少了巖屑沉積等鉆井問(wèn)題的出現(xiàn)。在相同井眼尺寸下，套管鉆井的內(nèi)徑要比鉆桿的內(nèi)徑大很多，鉆井液在套管內(nèi)壓力損耗要比在鉆桿內(nèi)小很多，循環(huán)壓耗的減小，提高了井下鉆頭的噴嘴壓降，提高了鉆井液的射流速度，改善了井底流場(chǎng)。套管外部環(huán)空中，套管鉆井的環(huán)空要小，鉆井液在套管和井壁環(huán)空中流動(dòng)速度會(huì)增大，提高了鉆井液的攜巖能力。套管鉆井的鉆機(jī)可以是車載形式的，靈活性高，易于搬遷，安裝使用簡(jiǎn)單，同時(shí)也會(huì)有效的降低鉆井工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。套管鉆井的鉆機(jī)結(jié)構(gòu)要比常規(guī)鉆機(jī)簡(jiǎn)單很多，鉆臺(tái)上可以不用設(shè)置鉆桿的放置區(qū)域，套管鉆井鉆完一根套管后，可以再?gòu)牡孛嫒×硪桓坠?，鉆井架的高度也不需要很高，由于鉆臺(tái)上不需要放置鉆桿，因此鉆臺(tái)不會(huì)承受鉆桿的重量，所以鉆臺(tái)的重量載荷會(huì)小很多。套管鉆機(jī)易于操作，鉆機(jī)的運(yùn)行成本少。

結(jié)束語(yǔ)

套管鉆井技術(shù)作為一項(xiàng)革命性的鉆井新技術(shù)，和常規(guī)鉆井技術(shù)相比具有許多優(yōu)勢(shì)，有著廣闊的推廣應(yīng)用前景。套管鉆井技術(shù)不需要鉆桿和鉆鋌，可以節(jié)省大量的石油管材。井下工具通過(guò)鎖緊裝置和套管底端鎖緊連接，利用鋼絲繩和井口的動(dòng)力裝置相連。套管鉆井技術(shù)和常規(guī)鉆井技術(shù)相比，可以節(jié)約鉆井成本百分之十左右。在地層容易坍塌的井中，套管鉆井技術(shù)更凸顯了自身優(yōu)勢(shì)。套管鉆井技術(shù)可以有效的減少建井周期，還能提高鉆井井筒的井壁穩(wěn)定性，增強(qiáng)了鉆井液的攜巖能力。通過(guò)研究促進(jìn)了套管鉆井技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

[1]黃志潛．再談套管鉆井技術(shù)及其裝備[J]．國(guó)外石油機(jī)械．1999．

[2]陳維榮．套管鉆井系統(tǒng)的開發(fā)改進(jìn)了鉆井過(guò)程[J]．國(guó)外油田工程，2001．