套管阀钻井技术.ppt

套管阀欠平衡钻井技术国内外欠平衡钻井技术研究与应用现状欠平衡钻井分类表欠平衡钻井技术在油气勘探开发中产生了巨大的经济效益，在北美地区得到广泛应用。目前，在美国和加拿大的气相欠平衡钻井、完井技术已经商业化，形成了气相欠平衡钻井技术研究、设备研制、技术服务三位一体的专业化公司。液相欠平衡钻井也应用的较多。从资料报道统计数据表明，美国2005年欠平衡钻井达年钻井总数的30%。如下图所示
全世界（除美国外）欠平衡钻井总数对比图
以Weatherford产品为例，近几年在北美、中东及亚太等地区安装应用10口井，其中可回收式井5口，永久式井5口。最大下入深度4536ft，最大关井压力1770psi，最多单井关井次数为12次，最大安装角度27度（裸眼井段）
美国4口、加拿大2口、阿曼4口
四川近年来开展欠平衡钻井统计图实现全过程欠平衡钻井有两个途径，一种是使用不压井强制起下钻装置，另一种是近几年新研制开发并在现场成功应用套管阀（井下封井器）。实践表明，套管阀比强行起下钻装置更具优越性。因此，国内也开展了套管阀（井下封井器或井下控制阀）的研制与应用。套管阀结构示意图夏72井
设计井深：3800m,实钻加深至4100m。
一开采用445mm钻头钻至井深500m，下340mm表层套管，水泥浆返至地面。
二开采用311mm钻头钻至井深3360m，下入244.5mm技术套管和245mm井下封井器，采用内管注水泥工艺，水泥浆返至井深1500m。
三开使用215.9mm钻头钻至完钻井深4100m，下178mmX140mm套管固井,水泥浆返至3000m。
夏202井概况:
夏202井位于准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带下盘斜坡带夏40井背斜。
钻井目的：
落实夏72井二叠系风城组油层在背斜东部的展布和发育情况，以确定油藏控制因素、油藏类型和规模，为上交探明储量提供依据设计井深：4700m。
一开采用445mm钻头钻至井深500m，下入340mm表层套管，水泥浆返至地面。
二开采用311mm钻头钻至井深4560m，下入244.5mm技术套管和245mm井下封井器，采用内管注水泥工艺，水泥浆返至井深2000m。
三开使用215.9mm钻头钻至完钻井深4700m，下178mmX140mm套管固井,水泥浆返至3500m。套管阀工作原理及结构（1）安装在套管阀的板阀。
（2）开关地面控制
（3）隔绝井底压力。
（4）取代欠平衡钻井、完井过程中起下管
柱所需的强行起下钻装置。
（5）永久性安装套管阀还可用于以后的修
井作业。目前，Weatherford公司又研制开发了仪表式井下套管阀。仪表式井下套管阀配有探测套管阀阀瓣上下压力和温度的井下传感器和探测套管阀阀瓣位置的位置传感器。井下压力、温度和套管阀阀瓣位置的数据将通过套管阀控制线实时传输到地面。该产品即将投入现场使用。也将开展5”和75/8”套管阀的研制开发工作以Weatherford公司产品为例。井下套管阀控制系统分为两部分，一是地面控制系统，二是管线控制系统。地面控制系统部分包括气源、气泵、油箱、储能器和换向阀组成。井下管线控制系统由2根寄生液压管线和1根连接保护钢缆组成。其中2根寄生液压管线外径为6.35mm，内径为3.80mm，能抗高温、高压，耐腐蚀。它是由一定柔性的特殊材料加工制成，连接保护钢缆外径为8mm。上述三根管线包裹在长30mm，宽13mm的实芯橡胶中。套管阀控制系统的气源由井队空气压缩机提供，压力约0.8MPa左右，气源带动气泵对油箱提供动力，还可给储能器提供压力储备。当套管阀需要打开时，将换向阀手柄转向“开”位，储能器中液压油（15.4～17.5MPa）通过寄生液压管线打开开启箱，同时关闭腔道通过另一根寄生液压管线回油（回油量约在3.10～3.20L之间），同开启箱相连的制动筒随之开始工作，带动阀瓣，将套管阀打开。当需关闭套管阀时，将换向阀手柄转向“关”位，储能器中液压油通过寄生液压管线打开关闭腔，同时开启腔通过另一根寄生液压管线回油，同关闭腔相连的制动筒随之开始工作，带动阀瓣，将套管阀关闭。当完成打开或关闭操作后，应将换向阀手柄转向“中”位，这时锁定开启装置开始工作，以维持套管阀的开启或关闭状态。套管阀工作原理及结构
井下套管阀利用双控制线操作，包括两条独立的液压力管线。
（1）第一条管线用于传递压力打开套管阀。
（2）第二条管线用于传递压力关闭套管阀。

其结构如下图所示。套管阀控制线结构图控制线与套管阀的连接配合是实现井下套管阀开启或关闭的关键部件。主要包括三个元件部分。
（1）翻板阀短节
该短节主要是封闭井内及地层压力，如下图所示。翻板阀结构翻板阀外型翻板单向阀由致动器控制，如下图所示。致动器工作筒下移单向阀关，致动器工作筒向上返回单向阀开。永久锁定开启位置机构特性是允