常用连续油管技术参数
连续油管技术.pdf
第十四章连续油管技术在采油修井作业中的应用连续油管可缠绕在滚筒上，能从井内连续下入或取出，无连接螺纹。
通过将高强度、低合金材料轧直焊成一定长度的管子，再将这些管子对焊起来便可制成所需长度的连续油管。
目前常用的连续油管外径尺寸为!"#$%&&和!’#"&&，长度(%))&左右，最大的连续油管外径可达’’#*&&。
连续油管的滚筒重量约"+,左右。
连续油管作业与常规油管作业相比具有节省作业时间，减少地层污染，作业安全可靠等优点。
连续油管作业技术开始于-)世纪+)年代初，初期主要是用于油气井的冲砂洗井作业，由于其不需上卸扣和接单根，并且可以在下入连续油管的过程中连续不断的进行循环作业，从而节省了起下油管的时间，并能有效的减少对地层的伤害。
但是，由于受连续油管尺寸及重量的影响，对井深超过%)))&、平台吊车吊重不足"’,、平台场地面积过小等情况，连续油管的使用将受到一定的限制。
随着连续油管新材料和新技术的发展，连续油管作业技术已应用到钻井、完井、防砂、试油、采油、修井、测井等领域。
第一节连续油管技术在采油修井作业中的常规应用一、连续油管替喷为了使油层恢复产液，可以采用连续油管设备并借助氮气或低密度的液体将井筒内高密度的液体替成低密度的液体，使井筒内液柱的压力低于地层压力，使油井达到自喷。
连续油管替喷具有以下特点：!用普通的方法替喷不能达到要求时，采用连续油管替喷。
"不用压井作业。
#氮气对井下工具和管材无腐蚀性。
$作业时间短。
"#用低密度的液体替喷对于常压地层，可以通过连续油管替入低密度的液体（如柴油等）以降低井筒液柱压力，使井筒液柱压力低于地层压力。
-#用氮气替喷（或称气举）氮气作为一种安全的气体在油井替喷作业中得到非常广泛的应用。
用氮气可以对不能自喷的井、取样和测压的井进行气举，也可以用氮气对酸化的地层进行排液和气举作业。
连续油管钻井水力参数理论计算
连续油管钻井水力计算实例分析一、计算原始参数CT 规格："7873 4.8(20.188")3500mm m φ⨯⨯⨯，级别CT80。
滚筒尺寸（底径x 内宽x 轮缘）：260024504200mm φφ⨯⨯采用老井加深工艺，原井筒1500m （5-1/2”和7”套管）加深钻井1000m 和2000m ，参考大量实例，钻头采用4-3/4”和6-1/8’牙轮钻头或PDC 钻头，螺杆马达采用3-3/4”和4-3/4”规格。
钻井液采用清水和一种水基泥浆（ULTRADRIL 钻井液），其流体参数为： ρl =1180kg/m 3，n=0.52564，k=0.8213Pa.s n ，粘度为45.5mPa.s 。
二、泵压计算P P P P P P P =∆+∆+∆+∆+∆+∆泵工具CT 直管汇钻头环空CT 盘（一）管内压降计算模型CT 内流体的摩阻损失通常表示为压力降低的形式，即：22f L v P f dρ∆=中L 和d 分别是管长和管径，v 是管内的平均速度，f 是范宁Fanning 摩擦因子，它与流体的雷诺数、管壁的粗糙度等因素有关。
（二）清水（牛顿流）介质管内摩阻计算 1.雷诺数计算及狄恩数计算e R d N ρνμ=式中，N Re 为雷诺数，无量纲；ρ为液体密度，kg/m 3；ν为循环介质在管路中的平均流速，m/s ； d 为模拟连续油管内径，m ；μ为牛顿流体的动力粘度，Pa*s ；狄恩数(Dean)是研究弯管流动阻力的基本无量纲数：De N N =其中r 0为连续油管内径，R 为连续油管弯曲半径，N Re 为雷诺数。
2.直管摩阻系数计算模型 （1）层流对于直管，范宁摩阻系数可用如下公式计算： Re16SL f N =（2）紊流对管内单向流摩阻系数公式进行了分析，当不考虑管粗糙度，在紊流光滑区（3*103<De N <3*106），采用Miller 公式：1.8lg 1.53Re N =-对一定的相对粗糙度，雷诺数影响不能忽略。
第7章 连续油管
30 - 50% 5 - 7% 5 - 10% 2 - 5% 2 - 5% 2 - 4% 0 - 10% 0 - 25% 0 - 5% 0 - 5% 0 - 5% 0 - 4% 0 - 1% 0 - 1% 0 - 1%
17
连续油管作业技术具有如下优点: 作业简单，作业人员少，费用低。 搬迁快，占地小，环保，占地面积是常规钻井的1/3。 起下时间短、减少停产时间，常规油管的11倍。 起下钻时可以循环，封闭油管 可带压作业，对地层伤害小。 可选择不同尺寸的油管作水力通道 施工安全，维护方便 可以通过大斜度井
主 讲：蔡 文 斌 单 位：石油工程学院 办公室：1-222 电 话：18091190883
第七章 连续油管作业技术
Coiled Tubing Operation Technology
1
一、连续油管概述
1、什么是连续油管 连续油管（英文Coiled Tubing，简称CT），就是在生
产厂家按要求长度制造一种能缠绕在滚筒上的连续合成的 油管。油管的外径通常有0.75”-5”，所用钢材屈服强度也从 379MPa至827MPa。目前投入商业运用的单滚筒能缠绕的 最长油管达9000多米。
↓5%
美国
419 456
↑8%
欧洲&非洲 154
152
↓1%
南美
138 142
↑3%
中东
168 169
↑1%
远东
133
170
↑28%
俄罗斯
163 196
↑17%
总计： 1615 1704
↑5%
2008年和2009年设备数量比较
4
二、国外连续油管作业技术的发展
• 国外连续油管技术服务市场
连续油管技术
146m
79m
3524.0～3474.0 50m
3586.0～3554.0 32m
3672.0～3614.0 58m
1、拖动酸化技术
东河20-4H井 钻井时间长，泥 浆污染严重，水 平段测井结果显 示天然裂缝发育、 非均质性强，并 存在局部井漏段， 局部污染可能更 严重。
最大拉力 (KN)
3.17 3000
240
3.17 4500
240
3.17 7000
270
5.18 6500
490
3.17 4500
360
3.17 7000
270
3.17 6000
360
3.17 6200
270
最大推力 (KN) 120 120 135 245 180 135 180 135
额定工作压力 (MPa) 70 70 70 103 70 70 70 70
导向器总成安装在注入头的顶部，其作用是从滚筒上接收连续油管， 引导连续油管进入注入头驱动链条内。导向器的弯曲半径大致与滚筒直 径相近。
3.指重表
一端安装在注入头底面，另一端与支撑架相连, 注入头和在井内的连 续油管的重量就通过指重表显示出来，以判断和检查连续油管负荷力、遇 阻等工作情况。
4.滚筒总成
将1-1/4 〞续 油管下接刮蜡器 下入原井管柱配 合热洗车进行清 蜡施工。
施工深度 56.5m-713.3m， 泵压34MPa，排 量160L/min，顺 利捞出井筒内钢 丝, 恢复正常生产。
6、复杂井修井技术
配备螺杆钻、冲洗工具及各种 钻磨铣修井工具
确定井筒及地层情况，优化工艺 措施，形成高效、安全可连续施工的 连续油管复杂井修井作业技术
连续油管基本知识
2、连续油管设备主要组成部分 （1）滚筒：储存和传送连续油管；
（2）注入头：为起下连续油管提供动力；
（3）操作室：设备操作手在此监测和控制连续油管； （4）动力组：操作连续油管设备所要求的液压动力源； （5）井控装置：连续油管带压作业时的井口安全装置。
井控装置是连续油管作业的另一关键部分。典型
的连续油管井控装置包括防喷器组（BOP）和防喷器
连续油管基本知识
1、什么是连续油管
连续油管（英文Coiled Tubing，简称CT），就是在 生产厂家按要求长度制造一种能缠绕在滚筒上的连续 合成的油管。油管的外径通常有0.75”-5”，所用钢材屈 服强度也从55000Psi至120000Psi。目前投入商业运用的 单滚筒能缠绕的最长油管达9000多米。
上部连接的防喷盒（高压连井续油管作业通常有两 个防喷盒和一个备用的BOP）。
所有这些装置在现场作业时必须考虑其压力等 级和适合的温度范围。
连续油管井控装置
防喷盒装有密封元件，用于隔离井筒两种。防喷盒装置设计成为侧门
防 喷 盒
（5）节约成本、简单省时、安全可靠、用途广泛
• CT发展起始年：二战期间的1944年。 • 作用：海底铺设管线（PLUTO），向欧洲大陆盟军输送 燃油。
• 石油工业中应用：始于上个世纪60年代初期。
• 公司：California Oil Company 、Bowen Tools • 用途：洗井、清除砂桥 • 发展：广泛用于油田 频繁出现机械事故 濒临夭折
式便于连续油管在井内时更换其密封元件。
BOP连接在防喷盒下端，也能用于控制井筒压力， 根据连续油管作业要求，BOP通常设计较为特别， 包括几对闸板，每一闸板都有其特殊功能。四闸 板系统是作业中最为普遍的BOP。
常用油套管参数数据
常用油套管参数数据1〞＝25.4mm2 3/8〞油管：内容积：1.987m3/千米外径：60.30mm壁厚：5.00mm 内径：50.30mm2 7/8〞外加厚（EUE）油管：内容积：3.019 m3/千米外容积：4.185 m3/千米管容积：1.166 m3/千米外径：73.03mm壁厚：5.51mm 内径：62.00mm重量：9.46吨/千米（平式）9.62吨/千米（外加厚）2 7/8〞油管与5 1/2〞（壁厚9.17mm）套管环容7.385 m3/千米2 7/8〞油管与5 1/2〞（壁厚7.72mm）套管环容7.95 m3/千米N80钢级：壁厚：5.51mm；内径：62.00mm；通径：59.61mm；挤毁压力：76.9MPa；管体屈服强度：645.134kN；最小内屈服压力：72.9MPa；P105钢级：壁厚：5.51mm；内径：62.00mm；通径：59.61mm；挤毁压力：96.6MPa；管体屈服强度：846.683kN；最小内屈服压力：95.6MPa；P105钢级：壁厚：7.01mm；内径：59.00mm；通径：56.62mm；挤毁压力：125.6MPa；管体屈服强度：1052.681kN；最小内屈服压力：121.6MPa；3 1/2〞外加厚（EUE）油管：内容积：4.536m3/千米外容积：6.207 m3/千米管容积：1.671 m3/千米外径：88.9mm壁厚：6.45mm 内径：76.0mm重量：13.60吨/千米3 1/2〞油管与5 1/2〞（壁厚9.17mm）套管环容5.363 m3/千米P105钢级：壁厚：6.45mm；内径：76.00mm；通径：72.82mm；挤毁压力：90MPa；管体屈服强度：1210.182kN；最小内屈服压力：92MPa；5 1/2〞套管：外径：139.7mm壁厚：6.20mm/7.72mm/9.17mm内径：127.30mm/124.26mm/121.36mm内容积：12.73 m3/千米/ 12.13m3/千米/11.57 m3/千米P110钢级：壁厚：7.72mm；内径：124.26mm；通径：121.08mm；挤毁压力：51.6MPa；管体屈服强度：2429kN；最小内屈服压力：73.4MPa；P110钢级：壁厚：9.17mm；内径：121.36mm；通径：118.19mm；挤毁压力：76.50MPa；管体屈服强度：2852kN；最小内屈服压力：85.2MPa；J55钢级：壁厚：7.72mm；内径：124.26mm；通径：121.08mm；挤毁压力：33.90MPa；管体屈服强度：1215kN；最小内屈服压力：36.7MPa；9 5/8〞套管：P109钢级：直径：245mm 壁厚：11.99mm内径：220.5mm 内容积：38.186 m3/千米P110钢级：直径：244.48mm 壁厚：13.84mm内径：216.79mm 内容积：？m3/千米挤毁压力：54.8MPa；管体屈服强度：7608kN；最小内屈服压力：63.2MPa；2 7/8〞钻杆：壁厚：9.19mm重量：15.49吨/千米7〞套管：外径：177.80mm壁厚：9.19mm 内径：159.4mm内容积：19.96m3钢级：P110 抗内压强度：68.7MPa。
连续油管施工技术
滚筒外径：
3760mm（148 inch）
滚筒芯直径：
2413mm(95 inch）
法兰间宽度：
1930.4mm (76 inch)
油管容量：
油管直径 长度
1-1/2”
8,284 m
1-3/4”
6,300 m
2”
4,330 m
HR-125连续油管车注入头
双S公司 （Stewart & Stevenson ） 型号 JR-80S 连续提升力 （LBS） 80000 连续下推力（ LBS） 40000 最大运行速度（m/mi.74m
高
4.3m
制造公司： 江汉四机厂
卡车底盘：三江瓦力特 WS5543
驱动方式： 8×8
整备最大质量：54000kg
滚筒外形尺寸： 3760mm
LG360连续油管车(辅车)
底盘型号： BENZ Actros 4144底盘
驱动型式：
8×6
满载总质量：
29000 kg
外形尺寸：
12000×2500×3240 mm
注入头：
注入头主要由油管导向架，链条牵 引总成和防喷盒组成。
其底部还装有载荷传感器，将信号 传到控制台，指示油管重量和提升力。 主要功能：
为克服油井压力或者摩擦力提供更 强劲的起下作业能力；
有效控制不同井况下的起下速度； 支撑全井筒连续油管重量。
连续油管滚筒：
由筒芯、液压马达及 高压管汇组成。
通过液压马达控制滚 筒的转动，在连续油管起 下时在油管上保持一定的 拉力，使连续油管紧绕在 滚筒上。
汇
报
提
连续油管工艺技术
纲
连续油管在钻井中的应用
连续油管可广泛应用于测井、油气井增产措施、修井 和钻井中，目前国内的主要应用工艺有如下几方面
连续油管介绍
注入器设计特点
卡瓦链条可适用于1.75“油管 直接作用式卡瓦链加紧器 设在卡瓦链条上的高压储能器可在失去动力源 的情况下防止油管脱落的加紧力。 注入器可罗列使用以增加起下负荷
注入器卡瓦设计特点
轴向是由卡瓦与油管摩擦产生的 经多次测试和评估最佳的卡瓦设 计为： –与油管4点接触 –卡瓦为V型凹槽 –卡瓦材质为渗碳硬质钢材 –可适用与较大范围的油管尺 寸
连续油管的制作过程
奥帝斯连续油管设备
• • • • • • 注入器总成 防喷器总成 控制房 盘管总成 动力源 2009年CTU改造前后对比图
哈里伯顿 30K/38K 注入器
技术规范 上起负荷 30000/38000磅 下推力 15000磅 无负荷最大油管运行速度 95加仑/分 高速 200英尺/分（61米/分） 95加仑/分 低速 100英尺/分（30米/分） 常规液压 2500psi 最大液压 3000psi 设计工作温度 -20度 V型卡瓦适用油管范围 1.25“ 至1.75”
注入器设计特点
双向平衡阀用来注入器的动态制动 快速锁定/液压释放式制动器 所有液压部分工作压力3000psi 液压变速器 直读式液压传感负荷显示器 直接作用加紧活塞
注入器设计特点
加紧梁大通孔（打开状态）设计用以配合大直 径的油管和工具通过 带有循环运转滚动轴承的加紧梁可平稳地传输 油管 循环运转的卡瓦链可减少油管的损坏和防止油 管的下滑 V型卡瓦适用于较大 范围的油管尺寸
连续油管发展史
• 1980年连续油管有了突飞猛进的发展，油管屈服强 度达到70000lbs，1983年Quality Tubing应用了两项 新的技术，一是拥有专利的条形斜线焊接工艺，二是 改进了管材质量。因此大大降低了油管对接焊点。 • 哈里伯顿的进入 1970年初，哈里伯顿以1“连续油管设备进入市场， 在这个时期，由于油管屈服强度的限制，油管的下入 深度和压力限制在5000psi以内，连续油管主要用来 冲砂、酸化、打捞和用氮气或气泡酸气举。