用钻杆制成的简易切管器

钻井中所下的套管在发生卡钻事故时,常因挤夹过紧而无法起出,必须用分段取拔法来处理。在分段切刮被挤夹之岩心管和套管的方法上,通常都采用二把或三把锋钢刀片的水压切管器来进行。就目前的使用情况来看,这种切管器还不能令人完全满意,因为它的构造复杂,制作困难,并且在使用时常发生掉刀子、     

孔壁地层超静孔隙水（气）压力的形成及其对瓦斯抽排井套管稳定性影响

瓦斯抽排井套管失稳的事故时有发生。为了探索套管失稳机理,应用土力学原理分析了钻井和固管过程中孔壁地层超静孔隙水（气）压力的形成机制;建立了孔壁地层超静孔隙水（气）压力对套管作用的力学模型,该模型包含超静孔隙水（气）压力、地层孔隙率、井液液柱压力、套管抗外挤强度、固管水泥圈使套管抗外挤强度提高的效应系数和固管水泥圈与孔壁岩层界面处的抗张强度等参数;分别就新地层、基岩和煤层的超孔隙水（气）压力对套管稳定性影响的特点进行了分析。结合实例介绍了煤层超瓦斯压力引起套管失稳的分析方法。提出了局部提高套管抗外挤强度、提高固管水泥圈强度、延迟井液排空时间、增设套管扶正器等提高套管稳定性的具体措施。     

大口径瓦斯抽排井注浆固管过程套管稳定性分析

为了研究大口径瓦斯抽排钻井注浆固管过程中套管的稳定性,应用伯努利方程分析了注浆固管过程中浆液的动压力的变化规律。分析认为：注浆固管期间,若注浆管内过流面积小于套管与孔壁之间的过流面积,随着泵量的增加,导致套管外流体压力增加;当套管外与套管内压力差大于套管抗外挤强度时,套管发生失稳（瘪管）。结合工程实例,对套管失稳机理进行分析,提出了在固管过程中要控制泵量的建议。     

非均匀载荷和内压作用下石油套管的抗挤能力分析

油井套管往往处于管内外复杂的受力环境下,揭示和分析这些因素对套管抗挤能力的影响就显得非常重要,并可为套管强度设计提供理论依据。根据套管在受到外部非均匀载荷和内压作用下的受力特点和材料力学理论,建立了单位长度的理想圆管的环向应力的计算模型,得到了套管内外壁的环向应力分布规律。计算结果表明：套管发生破坏失效位置在圆周方向与最大水平地应力成90°角的内壁上。依据Von Mises屈服准则由失效点得到了非均匀外挤载荷和内压作用下套管屈曲时抗外挤能力的新公式。实例计算表明：在影响套管的抗挤能力的因素中,外载荷的非均匀系数对套管抗外挤能力影响最大,外载荷的非均匀系数越大,套管抗外挤能力下降得越快;在外载荷非均匀性较小的条件下,提高套管外载荷承载能力可通过增大内压和减小套管径厚比来实现。     

下套管失返性漏失正注反挤置换法工艺技术

柳杨堡气田水平井二开下套管基本上都会出现失返性漏失,主要表现在下套管过程中虽然采取分段循环措施,仍然会在下至2800～3100 m井段出现不返浆。现场采取套管直接下入井底,然后应用正注反挤置换法沟通建立正常循环,保证正常固井,有效解决了套管固井井漏施工难题,同时为在其他区块解决类似情况探索了一套工艺技术。     

套管护孔问题初探

对套管柱的受力及强度的计算与分析,得出设计、校核套管强度不仅要考虑抗拉、抗挤、抗崩,同时还应重视孔壁完整及高速回转钻杆等附加外载对套管强度的影响,并提出了具体护管措施.     

SZC102型砂钻冲击器

钉管钻进是砂矿钻探施工的方法之一.它用卷扬机提升吊锤至一定高度获得势能,让其自由下落打击套管,使套管钉入地层而获得套管进尺.根据使用的取样工具和方式的不同,钉管钻进又分三种形式:(1)套管钉入地层后,以板式或球式抽筒(泵筒)吸取砂样来实现进尺;(2)将套管钉入地层底板一定深度,最终拔出套管后,再分段取样     

地层压力和大直径套管抗挤压力计算

介绍了上覆地层压力和粘土吸水膨胀对套管挤压以及大直径管受外挤力失稳破坏的计算方法。解决了现场遇到的实际问题。     

无套管成井新技术及其在深部钻探中应用展望

无套管成井新技术的实质是由钻杆中心向孔内投放易熔成管材料,由于成管材料的填入,即使钻具提出井外,钻井也不会垮塌,之后下入热熔挤扩头加热井下成管材料至熔融状态,经挤扩成型、冷却,即形成坚固的管壁结构,该技术可广泛应用于地热成井及超深钻井。简述了无套管成井的技术原理及其技术核心,并展望了其在深部钻探中的应用前景。     

非均匀椭圆载荷下套管抗外挤能力分析

目前大多数油井套管的损坏很大程度上是由非均匀载荷引起的,外载荷的非均匀性等因素大大降低了套管的承载能力,为此,揭示这些因素对套管抗挤能力的影响具有重要的实际意义。根据非均匀椭圆载荷作用下套管的受力特点,利用材料力学理论建立了理想套管的环向应力计算模型,分析了套管的应力分布规律,结果表明：套管承载的危险点为圆周方向与最大水平地应力成90°夹角的内壁上,与有限元数值模拟结果有着很好的一致性。并以危险点应力状态为依据,得到了套管在不同的非均匀载荷下的等效外挤压力计算的新公式。计算结果表明,椭圆载荷中的非均匀部分对套管等效外挤压力影响极大;外载荷非均匀度越大,径厚比越大,套管承受外挤载荷能力越差,越容易发生挤毁失效。     

使用水壓切管器的經驗

鑽孔竣工后,往往由于井內情況不佳,致使套管难以拔出;或者在鑽进中发生夾鑽事故,殘留于井內的粗徑鑽具,既不能扩井套取,反回上头以后,又不允許以小徑从中穿过鑽进,或亦无其他办法处理,势必採用水压切管器下入适当处,以分段切断而后分段取出。实际經驗証明,由于分段切断,故使井壁对套管(或故障岩心管)的阻力大大减少,因而取出是比較容易的。我队过去使用水压切管器,无论在分段起拔套管或处理故障当中,都是較为成功的。現仅就我队使用之經驗与个人体会,初步介紹如后,以供参考。     

大口径工程井套管事故及预防技术措施

近几年国内施工大口径煤矿瓦斯排放井、输冰降温井、注氮井、送料井等特殊用途工程井时,常发生套管下不到位、套管折断跑管、固井时将钻杆固在井内、套管挤毁报废等事故,给施工单位造成巨大的经济损失。结合近年来的施工经验对大口径工程井常见事故进行研究,分析了事故的成因,提出了采取的预防措施。     

灌注桩套管高频振动贯入过程中挤土效应研究

随着全套管振动取土灌注桩施工工艺的发展,灌注桩在工程中的应用越来越广泛,但关于灌注桩套管高频振动贯入机制,特别是套管贯入引起的挤土效应研究还不全面。全面介绍了套管高频振动贯入全过程的有限元-无限元耦合模型的建立过程后,对地表隆起、土体侧移及超孔隙水压力等挤土效应的变化规律进行了详细研究。研究结果表明：水平向的挤土位移随套管贯入深度的增加而增大,竖向挤土位移随着套管贯入深度的增加,浅层土表现为隆起量增大,而深层土表现为下沉量增大;最大挤土位移与套管贯入深度存在滞后效应;浅层土体的隆起为水平向应力加载引起竖向应力增加所致,且隆起分界面深度随着动力荷载幅值增大而增大,随振动频率的增大而减小;超孔隙水压力随套管贯入深度增加而增大,随径向距离增大呈指数型衰减。     

钻机高基台安装作业方法

山西临汾水文队所施工的钻孔中含水层多而且厚,平均十米就要出现一个含水层,总厚度占钻孔深度的60—70％。从岩层情况来看都是一些毫无胶结的流砂,坍塌非常严重,钻具提上来后,所钻的孔马上就会被泥砂填实。为保证水文钻孔的质量,又不能用泥浆钻进,给钻进工作带来很大的影响;套管下不去,套管挤夹,无法加长钻杆扫孔或钻进……。某些钻孔以致发展到无法钻进     

水压割管器在起拔套管中的应用

我队针对起拔套管困难,采用了水压割管器,经多次实践证明,这种方法操作方便,时间短,效果好,解决了起拔套管的困难。例如一九七三年在××勘探区,9～1钻孔终孔深度500.13米,下有四种规格套管护孔;φ168～22米、φ146～70米、φ127～180米、φ108～35米为飞管,总计长度307米,曾先后分段采用水压割管器割取,仅用五天时间就全部把套管起拔上来。有的工人同志赞扬说：“割管器,真是好,割的快,效率高,分段割,很省劲,野外队,好制造”。由于水压割管器构造简单,操作方便,我队所有的机班长一般都会使用。     

气动潜孔锤双冲击跟管钻进技术

为了解决潜孔锤跟管钻进过程中经常发生的套管断裂问题以及增加套管跟管深度,采用了潜孔锤双冲击跟管钻进技术,设计了套管振击器,在钻进过程中对套管顶端施加外部作用力。通过计算套管振击器产生作用力的大小和分析套管跟管最大深度的影响因素,验证了振击器产生的冲击力能够使套管顺利跟进,解决了套管断裂及跟管深度过低的问题。     

煤矿瓦斯抽排井套管强度校核计算方法探讨

近年来在煤矿安全生产中瓦斯抽排井得到越来越广泛的应用。这类井施工周期长、难度大、要求高,再加上套管直径大、总质量大、施工和套管的成本费用也很高,据所掌握的工程资料,国内已有数口井在施工过程的不同环节发生了不同形式的套管挤毁事故,造成整井报废,损失惨重。以某瓦斯抽排井下套管过程中工作套管发生严重挤毁事故为例,对其受力情况进行了深入分析,并在此基础上对大直径套管三轴应力强度校核计算方法作了详细论述。通过与传统单轴应力强度计算方法进行对比分析认为,套管三轴应力强度计算结果更准确科学,采用三轴应力强度计算方法指导前期套管设计,工程质量更加安全可靠,值得推广应用。     

用喷反接手为处理井内事故“开路”

前几年,我参与了广东水文二队处理一起重大井内事故的工作.当时运用微型孔底喷反钻具打捞障碍物,并作为扫、劈、掏等措施的配套工具,使用效果很好.现将此项经验简介于后,供同志们参考.那起事故的大体情况是:钻具被卡后,经强力打、顶、反无效;孔内套管、花管多处破裂、错动、脱扣及下跑;孔壁坍塌掉块厉害;孔深近500米,孔径为89毫米;运用喷反钴具前,曾发生过几次跑管、误扫和误劈等重复事故.情势严重到放弃处理的边缘.经运用喷反钻具,竟将数以百斤计的套管残边、合金片和坍掉物等打捞干净,保证了事故处理措施的顺利进行.我体会,这项经验的突出优点有二:一、由于喷反钻具抽吸力强,能使孔底障碍物随冲洗渡进入钻具之内,以排除杂物在孔壁(或套管)与钻具之间造成挤夹的威胁,在捞渣和扫、劈、掏过程中,消除孔内阻力干扰,从而为采取处故措施,提供安全的工作环境.二、用微型喷反钻具打捞障碍物时,不但少受孔径限制(φ75以下的岩心管均可以用)、可连接长岩心管(4～5米)进行捞渣,而且     

水泥环弹性模量和厚度对套管外挤载荷影响的理论研究

针对水泥环弹性模量变化对套管强度是否有帮助的讨论,采用弹性力学分析方法研究了水泥环弹性模量对不同性质地层内套管外挤荷载的影响规律。研究认为,在岩性较软的地层,应选用刚度较大的水泥环,可帮助套管抵卸一部分载荷;在地层岩性较硬时,选用刚度小的水泥环有助于提高套管抵抗外挤载荷能力。理想的水泥环特性应为高强度、低刚度。其机理是利用高强度抵御地层载荷、低刚度降低载荷传递系数,从而达到保护套管目的;单纯增加水泥环的厚度不一定能够改善套管的受力情况,只有当水泥环弹性模量大于一定值后,加大其厚度可改善套管的受力状况。因此,在实际现场中,应根据具体的地层情况,调整水泥浆特性,达到最好的固井效果。     

河南某地热井管挤毁事故分析及处理

中原地区地热井成井中使用的过滤管大多为桥式过滤管,在下管过程中,如果泥浆性能不均匀或者管内灌浆不及时等,使得管内外压力不平衡,而当该压力超过过滤管的抗挤强度后就容易造成过滤管挤毁事故的发生。针对河南某地热井下管中发生的过滤管挤毁事故,分析造成该类事故的原因及在成井过程中应注意的问题。