套管安裝流程主要包括:安裝前準備、鉆孔修整、下管作業(yè)等。
(一)套管及機具下孔前的檢查與準備
1.套管串質(zhì)量檢查
1)檢查現(xiàn)場套管材質(zhì)是否符合設(shè)計要求;
2)檢查套管及接頭、接箍螺紋加工質(zhì)量,用螺紋規(guī)抽檢螺紋松緊程度;
3)用內(nèi)徑規(guī)逐根檢查套管內(nèi)徑是否符合要求,檢查套管的彎曲度,將不合規(guī)格的套管剔除;
4)檢查下入套管附件(扶正器、套管座和套管浮力裝置)是否符合要求。
2.清洗套管螺紋,安裝接頭
對下入孔的套管及接頭螺紋全部進行清洗,并涂上螺紋粘結(jié)劑,裝好擰緊套管接頭。
3.認真丈量匹配下孔套管
逐根丈量下孔套管,并編號,復核,記錄,配置好短節(jié)。
4.配置套管扶正器
根據(jù)下孔套管串扶正器間距設(shè)計,配置好扶正器,并在已編號的套管上標記扶正器安裝位置。
5.檢查下孔套管裝備與工具
檢查下套管所需的升降系統(tǒng)、夾持工具的安全可靠性和儀表的靈敏性。
(二)下套管前的修整
1.套管座下放位置的確定
為了使套管底部能座牢靠,套管座應盡量選擇坐落在相對完整堅硬的地層上。若難以滿足,應先用水泥固結(jié)套管座位置,然后再下套管。如果套管用水泥固孔,可以同步固牢。
2.鉆孔擴孔、修孔
一般在下套管前都要進行擴孔,擴孔直徑根據(jù)設(shè)計及固孔要求而定。如果鉆孔不需要擴孔,應采用剛滿長鉆具(長度一般不少于10m)同徑修整孔壁(又稱劃眼),掃除厚泥皮,確保下套管順暢。
3.鉆進導向及沉渣孔
為了防止下套管過程中,套管和扶正器擦刮孔壁造成掉塊、泥皮及沉渣落入孔底,影響套管準確下到設(shè)定位置,下套管前須在孔底鉆一小直徑沉渣孔,亦作為下套管后換徑鉆進的導向孔。其直徑一般要小于所下套管內(nèi)徑1～2級,深度5～10m為宜。
4.調(diào)整泥漿沖洗孔底
下套管前必須調(diào)整孔內(nèi)泥漿性能,使泥漿性能既達到穩(wěn)定孔壁要求,又能滿足下管固孔要求。鉆孔替換泥漿時,要逐漸進行,泥漿性能差異不能懸殊太大,以防孔壁失穩(wěn)。鉆孔換漿后要加強循環(huán)和地表凈化,同時沖孔排清孔底沉渣。
5.試下套管
鉆孔整修程序完成之后可進行試下套管,套管串下入長度一般為20～30m。試下套管時,不宜帶扶正器,套管底部需帶引鞋裝置。
(三)下套管程序與工藝
1.組配套管串
套管串由套管引鞋、套管座、套管短節(jié)、浮力裝置(回壓凡爾)、扶正器、套管體與套管接箍等組成。下套管前應認真組裝好套管串部件,并在孔口用水泵進行試驗,尤其是浮力裝置中回壓凡爾的密封性、可靠性。一般鉆孔較淺、下入套管重量較輕(小于15t)時,可以不裝浮力裝置。
2.套管接頭密封與防回扣措施
每根下入的套管螺紋連接部位應涂抹高強力粘結(jié)劑(環(huán)氧樹脂或厭氧膠)并擰緊絲扣,以增加密封性、螺紋連接強度和防止鉆進過程中回扣?；顒觾?nèi)套管也應在套管座處設(shè)計防回扣裝置。
3.套管扶正器的安放
下套管時,應按設(shè)計要求安放扶正器。如果是外平式套管,盡量不要把扶正器直接焊死在套管上,應焊接上下限位擋頭,給扶正器留一定的上下活動距離,使得套管下放局部遇卡及上下活動、轉(zhuǎn)動套管時不會破壞扶正器。
4.套管串下放作業(yè)要點
1)套管串下放時,必須按編號下入并認真記錄,個別套管需替換的,要記錄好更換位置。
2)套管下放時要慢、穩(wěn),遇阻時不能猛墩和強拉,應緩慢上下活動,必要時送泥漿循環(huán)沖孔。
3)如套管串下部裝有浮力裝置,套管串下到設(shè)計位置時,套管內(nèi)要回灌沖洗液以平衡管內(nèi)外壓力和套管浮力。
4)套管串準確下到預定位置后,應上提0.3～0.5m,孔口卡牢對上機上主桿,用大泵量泥漿沖孔排除沉渣和泥皮,并調(diào)整泥漿,逐漸替漿。
5)如套管串下入預定位置后不需要用水泥固孔,應往孔內(nèi)泵入含砂量小于0.2%的優(yōu)質(zhì)高分子化學泥漿或高分子無固相沖洗液,以充填套管串與孔壁環(huán)空間隙,再將套管串底座落實在預定位置,這樣有利于鉆進過程中的減震及后續(xù)套管起拔。
6)套管串下到預定位置,鉆孔替漿后,應吊起套管串總重量的80%并固定于孔口套管密封裝置上,下部套管座(鞋)承載套管串20%的重量。
7)套管串下孔結(jié)束后,可轉(zhuǎn)入下步工序(水泥固孔或掃水泥塞、鉆浮力塞、下入內(nèi)活動套管、鉆進等作業(yè)程序)。
8)內(nèi)活動套管串的下入工藝基本與外套管串下入程序相似。重點是內(nèi)活動套管串上下密封和扶正、減震,同時套管間環(huán)狀間隙也要配制無固相高分子填充液灌入,利于活動套管提拔和抗震。
9)尾管的下入工藝與上述流程基本一致。重點是尾管懸掛機構(gòu)要安全可靠,下至上層套管串底部時務必卡固牢靠,反丟尾管前后要準確稱重并觀察泵壓力表變化,以準確判斷是否丟尾管成功。
5.膨脹套管下入及膨脹工藝流程
不同類型膨脹套管的膨脹方法及下入工藝有所差異,下面以實體膨脹管、由上至下膨脹方法為例,介紹膨脹套管下入及膨脹工藝流程。
1)下入套管刮泥器,將整個計劃安放膨脹管的孔段刮洗干凈
2)將通徑規(guī)由上至下放入,確保套管內(nèi)徑比膨脹管外徑大,如果鉆孔直徑?jīng)]有達到要求還需下入擴孔鉆頭進行擴孔
3)將膨脹管下到預定位置并上下活動數(shù)次,校正膨脹管的下放深度,在一定泵壓下循環(huán)泥漿,加壓使坐定矛張開,然后上提全部鉆具重量,繼續(xù)循環(huán)泥漿
4)順時針方向回轉(zhuǎn)鉆具,將轉(zhuǎn)速逐漸增加至60r/min,將泵壓增加到一定值,保壓1min,然后停止回轉(zhuǎn)與循環(huán)。等待5min使坐定矛泄壓。上提、下壓鉆具,以檢查坐定矛是否坐定結(jié)實
5)向鉆具內(nèi)投鋼球,等鋼球到位后慢慢增加泵壓將剪切銷剪斷,停泵并將鉆具上提0.6～0.9m,以便泄壓,泄壓后將鉆具下放到原位
6)開泵,在一定泵壓下循環(huán)泥漿,同時順時針回轉(zhuǎn)鉆具并逐漸將轉(zhuǎn)速增至100r/min。將泵壓逐漸增大到一定值,并以0.9～1.2m/min的速度上提鉆具,直到扭矩與上提力明顯減少。此時停止回轉(zhuǎn)與循環(huán),并將全部鉆具提出孔外
7)將組裝好的膨脹工具接在鉆桿下部,下放到膨脹管的頂部加壓,到位后上提膨脹工具0.3m
8)在一定泵壓下循環(huán)泥漿,同時順時針回轉(zhuǎn)鉆桿并逐漸將轉(zhuǎn)速增至100r/min。逐漸增大泵量使泵壓達一定值后以0.9～1.2m/min的速度向下使膨脹管膨脹,此時扭矩與鉆壓都將增大。繼續(xù)膨脹作業(yè)直到扭矩與鉆壓消失(表明已膨脹完畢),停止回轉(zhuǎn)與循環(huán)
9)將膨脹工具提出井外,根據(jù)要求隨后可進行膨脹管內(nèi)徑測量和耐壓試驗
