浅谈石油钻井中跟套管钻进技术的应用

2023-01-17

前言

当前国内外, 许多的钻井施工经常要钻到地质比较复杂的第四层地层, 也时常碰到稳定性不高的风华破碎带、松软地层或者裂隙溶洞, 因此很容易碰到井壁有坍塌有异物流落的现象。跟套管钻进技术就是为了应对这种复杂的底层钻探而提出的种新型技术。当前, 跟套管钻探技术已经发展成为应对复杂地层钻进的一种非常有效的手段, 并且应用于许多地层的钻探工作当中, 除了第四系地层之外, 还有含砂卵砾石层、人工填土、河滩等各种不稳定岩层, 为石油行业带来十分可观的经济效益和社会效益。

一、跟套管钻进技术简介

跟套管技术由来已久, 经过多少年的不断完善, 跟套管钻进技术的应用也越来越广泛。以下是几种常见的跟套管钻进技术。

1.斑加钻跟套管钻进该技术只能钻浅孔, 在套管的顶部设置工作平台, 再由人在平台上操作钻杆冲击或回转由套管内向下钻进。所用钻具有勺形钻、麻花钻和泵筒。

2.偏心扩底式跟套管钻进该技术用常规潜孔锤由套管内下至孔底, 下接有能张敛伸缩的偏心式扩底钻头, 使钻孔略大于套管, 潜孔锤在冲击钻头碎岩时也作用于套管鞋台阶, 促使套管同时跟进。

3.同心式跟套管钻进系统该技术是跟进的套管底部有一个管鞋和环状钻头, 两者承插并用钢丝绳锁固。套管内下入潜孔锤和导向钻头。潜孔锤对导向钻头冲击时, 其台阶将冲击作用传至套管的环状钻头, 并带动套管一起钻进。

4.顶驱式冲击跟套管钻进该技术在钻杆顶部安装了凿岩机式的冲击机构, 在套管内超前钻孔, 而与此同时, 钻机由回转机构驱动套管同时回转跟进。

5.顶居式跟套管钻进该技术将套管用搓管机钻入一定深度, 而后在套管顶部设置液压动力头驱动钻具, 在套管内反循环向下钻进排渣, 套管用液压驱动的套管机伴随跟进。

6.水域微型顶居式跟套管钻探该技术主要用于水域钻探。其套管穿过甲板并插入水底一定深度, 之后再顶部安装小型可让开孔口和提升钻具及样品的轻型钻机。有必要时还能够随着钻孔的深入跟进套管。

除了以上说的几种跟套管钻进技术之外, 还有水平孔屏蔽跟套管钻进技术、双回转驱动跟套管钻进技术、冲击、冲抓、旋挖和螺旋钻跟套管钻进技术等, 这里就不一一详述了。

二、石油钻井中跟套管钻进技术的应用

根据普通石油钻井技术中容易发生井壁坍塌, 钻头被埋等生产事故的问题, 许多学者对跟套管钻进技术与石油钻井技术的结合进行了研究。根据合理改装, 取得了一定的成果, 为石油行业创造出更多的经济价值和社会效益。石油钻井中的跟套管设备主要包括转盘部分、钻铤、套管和钻头几个部分。为了更加适合石油钻井作业, 对普通的跟套管设备都做了一些调整和改进。例如, 利用液压夹紧装置替换方补心装置, 从而更方便套管顺利放下;在钻铤下面安装连接用螺纹装置, 并设计锁紧设备, 从而避免设备损伤造成的经济损失;在套管内部留有平段能够使钻铤的连接装置和套管更好的连接在一起;为了让钻头能从套管中顺利取出, 用伸缩钻头替代传统钻头有很好的效果。

三、跟套管钻进技术与石油钻井结合的优势

跟套管钻进技术与石油钻进相结合能够很好的解决常规钻井工艺不能解决的孔壁坍塌埋钻、掉块卡钻、堵孔或者难以成孔的难题。同时, 套管工艺还能够有效的防止传统钻井工艺中的井斜现象, 同时对减小孔壁与单级套管之间的摩擦阻力和套管事故方面有着非常好的效果。跟套管设备中的套管浮动结构, 使得套管不随内管旋转, 从而对井壁有很好的保护作用, 另外还不回产生较大的旋转阻力距。与传统的钻井工艺相比, 跟套管钻进技术钻孔速度能够提高1-1.5倍左右, 由于套管能够同步跟进, 从而降低了钻井液对井壁进行的直接冲刷, 因此在施工过程中也就不需要进行固壁灌浆或者添加其他护壁材料, 既节省了成不, 也避免了护壁材料和灌浆对施工环境造成的破坏。因此, 跟套管钻进技术与石油钻井技术具有十分明显的优势, 具有很大的经济价值和很好的工程应用前景, 对石油钻井行业有着十分重要的意义。结束语

跟套管钻进技术具有减少钻进施工程序、快速通过复杂地层和保障深孔下套管施工等一系列有点, 能够很好的解决当前石油钻井中面临的技术难题。与许多发达国家相比, 我国的跟套管技术还是比较落后的, 因此研究开发与推广应用跟套管钻进技术是一项现实的值得钻探与岩土工程界重视的技术。如果跟套管技术与石油钻探技术能够相结合, 将具有十分重大的经济价值和很好的工程应用前景, 为石油行业创造更多的经济价值与社会效益。

摘要：跟套管钻进技术是一项应用十分广泛的技术, 近些年有非常迅速的发展。将跟套管技术与石油钻井技术相结合, 并进行技术推广, 能够产生更多的经济效益, 而且对带动今后石油行业的发展起着非常巨大的推动作用。目前, 跟套管技术与油田石油钻井技术相结合取得成功的案例有很多, 大多数都在国外。实践表明, 跟套管技术能够很好的解决钻探工程中井壁坍塌的技术难题, 并且能够针对松软地质的钻探提高转速, 在很大程度上节省了钻探经费。本文就石油钻井中跟套管钻进技术的应用进行了综述。

关键词：石油钻井,跟套管钻进技术,结合,应用