固井设备

固井设备及工具常规固井施工流程摆放施工车辆安装固井井口连接管线试运转设备洗管线、试压注水泥浆施工收工具管线洗车、检查设备固井小结归队注前置液注水泥浆压胶塞顶替水泥浆碰压候凝常规注水泥工序2020/3/10混合器水泥水泥浆将水泥、水以及添加剂按一定的比例混合后，通过固井泵泵送到预定深度的井壁与套管环形空间，使套管与井壁牢固粘结。泥线表层套管技术套管第一部分固井设备2020/3/102020/3/10固井设备水泥车2020/3/10供水车固井设备2020/3/10一、水泥车二、储灰罐混合器水泥泵离心泵2020/3/101.混合器混合器是水泥车上把水和干水泥混合成水泥浆的设备。常用混合器2020/3/10普通水力式混合器龙卷风混合器哈里伯顿再循环混浆系统自动混浆系统漏斗式混合器普通密闭式混合器旋流蜗壳、下水管、混合管、混浆池RCM混合器、混浆罐、离心泵、密度计、搅拌器，水泥节流阀等高能混合器、干水泥计量阀计、密度自动控制系统，计算机硬件2020/3/102.水泥泵水泥泵是固井施工作业的动力设备目前我国使用的水泥泵是双缸活塞式和往复式三缸柱塞泵，由曲柄/连杆机构或者旋转盘/连杆机构将输入曲柄的旋转运动变成柱塞的往复运动2020/3/10按作用方式分为：单作用泵、双作用泵按活塞构造可分为：活塞泵、柱塞泵3.离心泵离心泵是固井水泥车台面上的辅助设备，是为混浆系统完成自配固井水泥浆和使水泥浆产生再循环提供动力而配置的常用的有4x5RA45,5x6PN两种2020/3/10二.储灰罐储灰罐是储存和运输散装水泥的重要设备，利用压缩空气将水泥注入混合器实现水泥密闭输送。2020/3/10结构：动力传动系统、供气系统、水泥罐、底座构架2020/3/10灰罐第二部分固井工具一、循环接头二、固井水泥头三、固井胶塞四、套管头五、其他工具一、循环接头1．定义用来连接井口套管柱与地面循环系统而实现循环的工具称为循环接头。2．分类按用途可分为大小头式循环接头和活接头式循环接头两类。3．作用(1)下套管过程中，进行中途循环洗井。(2)下套管结束后，进行循环洗井。4．结构(1)大小头式循环接头一端为套管外螺纹，另一端为钻杆内螺纹式的大小头。(2)活接头式循环接头一端为套管外螺纹，另一端顶部(或侧面)焊一活接头短节的两通接头。一、循环接头2020/3/101．定义水泥头是联接联顶节和固井管汇之间的完成注水泥作业的井口装置。2．作用(1)联接套管串和各种管汇，通过它来完成循环、注隔离液、注水泥浆、释放胶塞、替浆等施工工序。它是固井作业地面管汇井口总枢纽。(2)承受高压，适应各种工艺固井。(3)如果回压阀失灵，可实现憋压，控制水泥浆倒流。(4)通过它实现活动套管操作。二、固井水泥头3．表示方法DT14-340工作压力14MPa，公称尺寸340MM的单塞水泥头二、固井水泥头公称尺寸：mm或者in工作压力：MPa名称代号：钻杆水泥头ZT,单塞水泥头DT，双赛水泥头ST4．分类(1)按联接螺纹分为钻杆水泥头、套管螺纹水泥头和快装水泥头。(2)按形状结构分为简易水泥头、普通水泥头、带平衡管水泥头和带胶塞指示器水泥头。(3)按装胶塞的作用和个数分为单塞水泥头和双塞水泥头。二、固井水泥头二、固井水泥头二、固井水泥头（1）单塞水泥头1-提环；2-垫子；3-水泥头盖子；4-胶塞；5-水泥头体；6-密封圈压盖；7-销子；8-密封圈；9-密封圈盒；10-活接头；11-销子密封圈压盖；12-销子密封圈盒；13-丝堵二、固井水泥头（2）双塞水泥头双塞水泥头与单塞水泥头结构基本相同，只是加长了水泥头本体，同时还装入了上、下两个胶塞。在注水泥之前释放第一个胶塞（下胶塞），水泥浆注完后，再释放其内部的第二个胶塞（上胶塞）。二、固井水泥头双塞水泥头的使用方法(1)准备好试压合格的水泥头，打开水泥头顶盖，关闭下挡销，打开上挡销，装好下胶塞。(2)关闭上挡销，装入上胶塞(双级注水泥固井时，根据需要，可在此位置装入重力打开塞)。(3)上紧顶盖，关闭相关闸门。二、固井水泥头双塞水泥头的使用方法(4)把水泥头和井口套管(或联顶节)正确联接。(5)安装好水泥头相关控制闸门，连接好相应固井管线。(6)打开冲洗闸门，冲洗注水泥管线；关闭冲洗闸门，管线试压。(7)打开双塞水泥头下部与下挡销相通的注入阀门(图中1号阀)，注入清洗液，停泵，关闭1号阀。二、固井水泥头双塞水泥头的使用方法(8)打开下挡销，释放下胶塞，打开双塞水泥头中部与上挡销相通的注入阀门(图中2号阀)，注入隔离液和水泥浆。(9)注水泥浆结束后，停泵，关闭2号阀。打开冲洗闸门，冲洗管线残留水泥。(10)打开双塞水泥头的上挡销，释放上胶塞。(11)打开双塞水泥头最上部的注入阀门(图中3号阀)，注压塞液，压入上胶塞。二、固井水泥头双塞水泥头的使用方法(12)确认上胶塞已离开水泥头后，开始替浆，关闭上下挡销。(13)替浆过程中，根据施工压力情况，也可以打开2号阀和1号阀以降低泵压。(14)替浆结束碰压后，地面释放回压，根据浮箍浮鞋止回阀的工作情况来确定敞压或憋压候凝。关闭1号阀、2号阀和3号阀。待水泥浆初凝后卸掉水泥头。二、固井水泥头（3）尾管水泥头结构尾管水泥头与套管水泥头的结构基本相同，主要用于尾管作业期间存放和泵送胶塞，其本体下部为钻杆螺纹，内部装有钻杆胶塞，并且有挡销存放系统。下图为液压式悬挂器配套的注水泥井口装置。二、固井水泥头尾管水泥头的使用方法(1)检查尾管水泥头各部件并装入钻杆胶塞。(2)安装水泥头注替控制闸门，连接好固井管线并试压。(3)通过注水泥入口，将前置液和水泥浆泵入钻杆内。(4)注水泥浆结束，关闭注水泥闸门，开挡销，通过顶胶塞入口压胶塞。(5)确认胶塞进入钻杆后，通过注替水泥浆入口泵入钻井液，将钻杆胶塞顶替至尾管悬挂器，使钻杆胶塞与尾管悬挂器内的尾管胶塞复合(此时泵压略有变化)。(6)复合胶塞剪断固定尾管胶塞的剪切销钉后，随着顶替一起在尾管里下行，直至碰压。(7)井口释放压力，观察浮箍回压阀的工作状况。二、固井水泥头（4）快装水泥头快装水泥头的结构与其他类别的水泥头基本相同，只是在水泥头本体下端具有三个纵向槽的梯形螺纹，与快速连接接头配合，可实现快速装卸。此接头的下端为套管外螺纹，上端是梯形螺纹，在梯形内螺纹中沿周向铣出三条等距离的纵向槽。该槽应与水泥头本体下端纵向槽对应，装水泥头时，本体下端螺纹垂直插进快速接头的上端螺纹，向右旋转60度，然后用快速连接接头上的锁紧装置锁紧，以防松动。现在制造的水泥头，一般都带平衡管和胶塞显示装置。平衡管的作用是使胶塞上下连通，注水泥过程中，通过此管可以平衡胶塞上下压差，避免胶塞因压差作用而出现事故。胶塞显示装置是用来指示胶塞的去留，以提示施工员做出正确的指挥命令，保证固井质量。图2-3套管水泥头（双塞）1－顶盖；2－密封圈；3－本体；4－释放挡销；5－释放指示销；6－套管联接短节二、固井水泥头操作常规水泥头(1)准备好试压合格的水泥头并安装在井口上，检查阀门及挡销是否处于关闭状态。(2)打开洗管线阀门，清洗注水泥管线。(3)打开注水泥阀门，关闭洗管线阀门，开始注前置液、水泥浆。(4)注水泥浆结束后，关闭注水泥阀门，两个井口工同时打开水泥头左右两个挡销，使两个挡销处于完全打开状态。(5)打开压胶塞阀门，进行压胶塞替浆作业。(6)确认胶塞已离开水泥头后，关闭挡销，替浆结束后，根据施工要求放回压，根据止回阀工作是否正常来确定敞压或憋压。关闭替浆阀门，候凝。待水泥浆初凝后卸掉水泥头。二、固井水泥头水泥头试验和检验规则固井水泥头必须用清水进行内压力强度试验，试验压力符合下表工作压力（MPa）试验压力（MPa）要求1428压力持续时间不少于3min，在此时间内不得有任何渗漏现象214235351．定义固井作业中用来隔离不同液体，装在水泥头内的橡胶制品。2．作用(1)隔开并刮净套管内壁上的钻井液和水泥浆。(2)显示碰压并给出信号。(3)保证套管内水泥塞长度和套管鞋附近的水泥环质量。3．分类固井胶塞按用途可分为套管上胶塞、下胶塞、自锁胶塞、尾管胶塞、分级固井胶塞等多种。三、固井胶塞4．型号表示方法5．结构（左上；右下）三、固井胶塞公称尺寸，用胶塞最大外径表示(英寸)胶塞代号，上胶塞用SS；下胶塞用DS。5.1上胶塞由内心、胶皮碗和帘布层组成。心体用生铁、铸铝、玻璃钢或硬质橡胶等制成，然后将其硫化在内心体上即成胶塞。现在大多内心用硬橡胶，在底部加铝板制成。上胶塞的作用：当全部水泥浆注完后，压上胶塞，它顶着水泥浆下行，用来刮净粘附在套管内壁上的水泥浆，并防止驱替钻井液与水泥浆混合，避免尾部水泥浆污染，保证底部水泥胶结质量。当到达阻流板时，显示碰压，则注水泥作业结束。三、固井胶塞5.2下胶塞由胶皮碗与内心组成。但内心是空的，有循环孔，上部有橡胶隔膜。下胶塞的作用：在注水泥浆之前，释放下胶塞，用来隔开水泥浆与前置液。减少套管内所注水泥浆的污染，同时擦净粘附在套管内壁上的钻井液，并将其推挤到胶塞前面。当下胶塞到达阻流板时，施加一个小压力即可压破胶塞上部的橡胶隔膜，从而使水泥浆流经胶塞，通过旋流短节等附件，被驱替到套管与井壁之间的环形空间中。三、固井胶塞6．安装上、下胶塞(1)卸掉水泥头压盖，打开上挡销，关闭下档销，将下胶塞安放至上、下挡销之间。(2)关闭上挡销，将上胶塞安放于上挡销之上。(3)盖好压盖，并拧紧。三、固井胶塞三、固井胶塞防转式固井胶塞主要用于自升式平台和导管架上的套管固井，底塞（红色）用来隔离水泥浆与前置液，防止前行水泥浆在出套管浮箍前受污染；顶塞（黄色）用来把顶替液与水泥浆隔开，防止后面的水泥浆受顶替液的污染，同时顶塞还用来碰压，指示固井替浆结束。防转式固井套管胶塞顶、底塞2020/3/10四、套管头1.定义套管头是安装在表层套管柱上端，用来悬挂除表层套管外的套管和密封套管环形空间的井口装置。2.作用①可通过套管悬挂器承受表层套管之外的各层套管的重量②连接防喷器等井口装置③释放两层套管之间的压力提供出口④紧急情况下，可由套管头向井内泵入流体四、套管头3.结构一般由主体、四通、套管悬挂器、密封组件、旁通组成4.表示方法TXX-额定工作压力套管直径之二，in套管直径之一，in连接套管外径，in套管头代号，in四、套管头5.分类根据生产标准,可分为标准套管头和简易套管头.根据悬挂套管层数,可分为单级套管头,双级套管头,三级套管头根据悬挂器结构可分为卡瓦式套管头和螺纹式套管头五、其他固井工具5.高压活动弯头连接高压管汇的可以上下左右前后转动的高压弯接头，可以防止高压施工中由于管线振动、跳动、憋压而造成刺漏或者拉断的故障WT工作压力：MPa公称直径:mm(in)弯头代号五、其他固井工具6.安全阀安全阀是施工中受压的一种安全保险装置。在替浆碰压时，防止压力急增而导致套管脱落或者损坏设备，当压力超过允许值时，安全阀便泄压。7.蝶阀以阀杆的旋转开关控制水泥或液体流量大小的一种阀门