浮箍井下工作环境与失效分析

在整个固井过程中,固井工具及附件的工作情况是影响固井质量的重要因素,有的固井工具甚至是固井成败的关键。固井工具在井下是否正常工作,不仅要受地面操作的影响,而且井下环境也会对固井工具的工作情况产生重要影响。井下环境包括井眼、地层、套管、钻井液性能、井下温度、井下压力、循环排量及时间等综合因素,这些因素都会对固井工具的正常工作产生影响,甚至使工具失效。浮箍是一个单向阀,其功能是在注水泥后阻止水泥浆进入套管内,从而控制水泥塞高度。如果浮箍失效,就会造成水泥塞过高,外部环空不能完全封隔,有时需要补救挤水泥,固井质量低。对影响浮箍的温度、钻井液和水泥浆、循环、压差等井下环境作了详细的分析,提出了保证浮箍使用效果的一些建议。

浮箍和浮鞋失效原因分析及预防

由于浮箍、浮鞋失效而导致固井质量不合格,严重时会造成整口井报废。从井下环境因素、施工因素及工具自身结构和质量等方面分析了导致浮箍、浮鞋失效的原因,并提出了预防措施。对减小浮箍、浮鞋使用时失效的可能性,提高固井作业的成功率,减少经济损失具有重要意义。

新型双合叶浮球式自灌浆浮箍设计及应用

双合叶浮球式自灌浆浮箍能够在注水泥时用来控制胶塞的下行位置,以确保管内水泥塞长度,防止水泥浆倒流。通过投球蹩压的方式蹩掉塑料挡管,实现自灌浆和逆向密封的变换,可连续作业,既能增加密封效果,又能节省套管下入的时间。该浮箍可用于直井、水平井、定向井、套管开窗侧钻井等多种钻井的固井作业。减轻了钻井液对套管的浮力,减少了套管下入过程中井眼环空泥浆上返速度,及套管在下放时卡钻的几率,实现了下套管的连续施工,利于井壁稳定;能很好地配合其他固井工具的使用,易安装易钻取,使用安全可靠,值得推广应用。

浮箍浮鞋自动试压装置

浮箍浮鞋是套管串及固井过程的一个关键附件,内部水泥胶结体承压能力是反映其性能的关键指标,需要进行试压检验。目前的检验设备存在工作量大,安全性低的缺陷,无法满足生产需要。为此,设计研制出浮箍浮鞋自动试压装置,选用液压系统作为动力源,通过计算机控制试压装置完成工件的试压、检测和区分。

易钻浮箍浮鞋的研制及应用

针对国内面临的浮箍浮鞋钻除困难的问题及当前对钻井提速的迫切需求,研制了新型易钻浮箍浮鞋。通过开发高分子材料回压阀及采用早强微膨胀抗渗混凝土填充,极大提高了浮箍浮鞋的可钻性和可靠性。易钻浮箍浮鞋在完成地面性能实验评价后进行了工业化推广应用,取得了良好的应用效果,验证了该型浮箍浮鞋的安全可靠性及优良的可钻除性能。

PDC钻头配合可钻浮箍钻井技术

介绍了 KZW- 2 44 .5 mm可钻浮箍及防转胶塞的结构特点及主要技术参数 ,在大港油田段35 - 5 4井的成功应用表明 ,PDC钻头配合可钻浮箍是行之有效的提高钻井速度、缩短完井周期的技术措施 ,值得推广应用。

自动灌浆浮箍现场应用及评价

介绍了四种φ１３９．７ｍｍ自动灌浆浮箍的工作原理、结构特点，并对其现场应用效果进行了评价。

高性能弹浮式套管浮箍的研制及在页岩气井的应用

在页岩气水平井固井中,现有套管浮箍可靠性低,常因浮箍失效对固井质量造成不良影响。为解决该问题,分析了浮箍失效的具体原因,确定了提高浮箍可靠性的结构改进技术方案,通过仿真模拟分析了该方案的可行性,并在室内模拟试验和分析其综合性能的基础上,研制了高性能弹浮式套管浮箍。室内试验表明,研制的浮箍可耐压60 MPa,耐温180℃,在2.0m^3/min排量下冲蚀72h无损伤。该套管浮箍在涪陵页岩气田焦石坝区块的200多口页岩气水平井中进行了应用,应用结果表明,弹浮式浮箍耐高压、耐高温、耐冲蚀、可靠性高(一次坐封可靠率达100%)。研究认为,该浮箍可广泛应用于各类套管外大压差井、水平井、高温深井和复杂井的固井作业。

大陆架尾管悬挂器、浮箍和浮鞋创国内下深纪录

在中国石化重点科探井、亚洲第一垂直深井——塔深1井五开固井中，大陆架公司为该井专门设计制造的SSX-A型双锥双液缸尾管悬挂器、浮箍和浮鞋分别在井深6637和8405m应用成功，创造了国内同类固井工具的下深纪录。

钻井用浮箍结构冲蚀安全优化数值模拟研究

针对固井过程中套管用浮箍、浮鞋等附件频频发生失效事故,开展固井浮箍、浮鞋冲蚀优化的数值模拟研究。通过建立浮箍流场CFD有限元模型,定量模拟研究不同阀芯开度下含有固相颗粒的多相流对浮箍阀体的冲蚀速率,建立了冲蚀速率与固相颗粒含量、固相颗粒大小、阀芯开启度的关系曲线。结果表明:弹簧式浮箍在开启高度L大于或等于40mm,舌板式浮箍在阀板开启角度大于50°时,能使其冲蚀速率显著减小。

哥伦比亚G-5井套管浮鞋浮箍落井事故分析与处理

由长城钻探钻井一公司GW140队负责施工的G-5井位于哥伦比亚Matambo区块,山前构造地层岩性复杂,安全密度窗口较低,漏失严重,井身结构复杂,在三开钻井施工过程中,发现二开技术套管浮鞋、浮箍相继落井,造成2 500 m处套管落井事故。针对该事故提出合理的处理方案,采用过套管钻井技术成功完成三开3 800 m钻完井作业,避免填井和新侧钻。

浮球式自灌钻井液浮箍

介绍浮球式自灌钻井液浮箍。现场应用证明，该装置性能可靠、安全、操作简便。

碰压式浮箍在川东北地区固井中的应用

使用碰压式浮箍是进一步缩短钻井周期、降低钻井综合成本的有效手段。文中主要介绍碰压式浮箍的结构原理、使用方法。

石油钻井用可钻式浮箍浮鞋在煤矿回灌井中的应用

将石油专用的可钻式浮箍浮鞋用于煤矿大口径钻孔下套管及固井工作中,替代传统的打水泥座或焊钢板浮力塞加单向注浆阀下套管固井工艺,简化了下套管和固井施工程序,节约工程成本,保证了成井质量。介绍了这种方法在冀中能源峰峰集团梧桐庄矿回灌1号孔和2号孔的应用情况及效果。

防转胶塞及配套浮箍的应用

介绍了防转胶塞及配套浮箍的结构、原理和在技术套管固井中的应用情况。胜利油田三口井的应用表明，该胶塞易被钻头破碎，节省钻井时间，经济效益非常明显，值得推广应用。

防转胶塞及其配套浮箍的研制与应用

针对转胶塞过程中胶塞随钻头一起转动,延长了钻塞时间的问题,开发了带有防转机构的FZJS-A防转胶塞及其配套浮箍,并进行了充分的地面试验和入井模拟试验。主要介绍了防转胶塞及其配套浮箍的结构原理、特点及试验情况。

强制自锁式浮箍及其自锁胶塞的研制与应用

针对固井施工中浮箍由于单流凡尔失效而导致胶塞上浮及留灰塞的问题,研发了带有新型自锁装置的QZZS-A强制自锁式浮箍及其配套自锁胶塞,它同时具有强制和自锁的功能,能够有效地自锁和密封。通过地面试验和多口井的现场应用,证明该工具结构合理,操作简便,密封可靠,有针对性地解决了固井施工后浮箍单流作用失效和胶塞上移造成管内留水泥塞所带来的系列问题,具有很大的推广应用价值。

石油专用浮箍浮鞋在煤矿服务钻孔下管和固井中的应用

将石油专用浮箍浮鞋用于煤矿服务钻孔的下管及固井工作中,需要解决的主要问题是如何使其在泵压达到2MPa时,阀门自动打开,容许浆液通过,否则阀门始终处于关闭状态。以清水营送料孔为例,对石油浮箍浮鞋在煤矿服务钻孔下管和固井中,如何确保浮箍浮鞋在孔底顺利打开,掌握搅拌水泥浆液的时机,从而使注浆过程一次性注完以及固井过程中采用的技术措施作了详尽说明。从实际应用来看,该方法起到了简化下管和固井施工程序,节约工程成本的效果。