连续油管初级认识-哈里伯顿
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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。
哈里伯顿-水平井增产措施-SurgiFrac Presentation- 中文
Kinetic & Potential Energy 动力学-潜在能量
Furthermore, Bernoulli assumed that provided the liquid was ideal and incompressible, then at any two points along a tube, the sum of these three forms of energy is constant. Mathematically, we can state this as, 此外，伯努利假定液体是理想的不可压缩的，在油管的任两点三种形式 的能量是不变的。从数学角度看我们可以把它看作，
Barnett Shale Horizontal - Map View
巴尼特页岩水平线-地图
200 0
-200 -400 -600 -800 -1000 -1200 -1400
stage1 stage2 stage3 stage4 stage5 stage6 stage7 stage8 stage9 stage10 stage11 stage12 stage13 stage14 stage15 stage16 stage17 stage18 stage19 stage20
连续油管在国内外应用概况
连续油管在国内外应用概况本文叙述了国外连续油管技术在油田井下各种作业的实际应用范用、经济效益和技术优势及其装备结构发展的概况;简述了国内引进连续油管技术在各个主要油田井下作业试用所取得的初步成效和存在的问题，论述了在我国推广应用连续油管技术的发展方向在于开发出这种技术的软件和连续油管的国产化，要全面消化引进，技术创新。
连续油管（coiled tubing,简称CT）是相对于常规的单根螺纹连接油管而言的，乂称为挠性油管、蛇形管或盘管，是一种缠绕在卷筒上，可以连续下入或从油井起出的一根无螺纹连接的长油管（例如长达7925m） o连续油管钻井技术是近年来国际石油钻采业的热点话题，也是我国石油制管业面临创新的重点课题。
1.连续油管技术在国外的发展概况1. 1起步阶段的曲折和成长时期的崛起在20世纪30年代，人们对连续钻井管柱有了朦胧的认识。
在第二次世界大战期间盟军曾用连续油管从海底输送能源，以适应战争的需要，这是连续油管首次应用于军事实践，真正应用于石油工业，是1962年世界上第一台连续油管作业机诞生于美国加利福尼亚石油公司，用来清除海滨油气井中的砂桥，这揭开了连续油管应用于石油钻采工业的序幕。
两年之后，连续油管钻井技术有了发展，RoyH Cui la Research公司研制出一个连续的、灵活的钻井管柱来循环液体，用一个液压注入头来放入或回收钻井管柱。
这个连续油管外径?66. 68mm,在德克萨斯州的Marble Falls的花岗岩底层上钻了一口？120.65mm,井深304. 8m的试验井，钻井速度为l.o3,3.05m/ho 111于当时连续油管的质量尚不可靠，致使此后20多年内连续油管技术没有取得重大突破，只是在修井和完井作业中应用。
随着连续油管的质量和可靠性日益提高，在修井和完井作业中的大量实践经验的不断积累，以及配套技术设备和井下工具的日臻完善，连续油管技术得到长足的发展和迅速的推广。
1991年，美国、加拿大、法国相继成功地试用了连续油管钻井技术。
哈里伯顿页岩气开发技术简介
4
5 6 7
0.263
0.263 0.265 0.268
哈萨克斯坦现场应用，7个0.25“喷嘴，一趟管柱10段压裂，油管最大砂比 1080kg/m3, 加砂471t。3-7号喷嘴承担了90%的加砂量，发明人预计此套 喷嘴还可以加砂450-500t。
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5.60 5.85 基管 外径 69 204
滑套
7.875 8.750
封隔器
7.40 8.20 基管 外径 69 204
2.99
69 177
3.83
69 177
4.67
69 177
耐温(℃)
过流能力
(bbl/min)
分段能力
18-88(14m3/min) 7 4.75
18-100 11 5.875-6.30
7
适用于直井、斜井和水平井多级分段压裂、酸化、酸压作业； 现有桥塞适用套管尺寸为：27/8″至 133/8″； 耐温能力：121℃/204℃，耐压能力：35MPa/70MPa； 作业简单、快速、安全，国外现场应用(页岩气)十分普遍， 哈里伯顿已有超过10,000个速钻桥塞在2008口水平井中应用。
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26
CobraFrac在水平井中的应用
最大压裂层段深度：7,480ft(2280.5m)
最大单井分压段数：24 段
当天最多单井压裂作业段数：12段
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B 200 180
C 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
《几种先进的连续生产技术》
几种先进的连续生产技术目前全世界钢铁企业的竞争白热化，西方技术领先的企业为保持其市场“食物链”顶层地位，依靠多领域扎实的基础科学功底和多年生产实践不间断的进行技术更新，提出新的生产方式，推出新的高端产品。
近几年“连续生产“的概念正在悄然兴起，它已经在管材、板材、棒材产品领域得到应用并逐步推广，由于其显著的优越性和巨大经济效益，值得我们密切关注其发展趋势。
第一，无头连续轧制技术无头轧制是将1根无限长的轧件(坯料)，经一次咬入后，连续在轧机中轧制，直到轧辊(孔型)磨损，不能再轧为止。
与传统轧制工艺相比，无头轧制没有轧件之间的时间间隔，增加了单位生产时间内的有效轧制时间，提高了作业效率；不存在咬入抛出轧件产生的冲击载荷，减少了轧件对轧机的冲击，降低了工艺设备事故和备品备件的消耗。
由于其工艺过程稳定，没有轧件头尾失张造成的尺寸偏差，提高了轧件尺寸精度；对于板材，也可以使轧件保持恒定张力，稳定生产传统热轧工艺几乎不可能生产的超薄规格钢板，根据日本的报道，采用无头轧制技术的优势包括：（1）将热轧常规的最小板厚1.2mm进一步减少至0.8mm，厚度精度不超过±（20～30）μｍ，且可轧制如1.2mm×1600mm的宽幅薄材（2）极薄热轧带钢尺寸的精度优于传统热轧带钢，组织性能均匀性和稳定性也明显优于传统产品；（3）采用分散控制的高响应张力控制技术可在0.5秒左右的时间内稳定地实现轧制中板厚变更。
对于棒材，定尺率得到提高，线材可以实现定重交货等等。
前苏联重型制造业中央科学研究院早在20世纪40年代末，在世界上率先着手对棒线材无头轧制技术进行研究，并于50年代研制出世界上第一套用于构造无头长坯的核心设备——移动式闪光对焊机，以实现在线预热钢坯的焊接。
20世纪90年代，日本NKK公司和意大利达涅利公司也相继研制出了以移动式闪光焊机为核心设备用于棒线材生产的无头轧制产品。
NKK公司称之为棒材无头轧制系统(即EBRS—Endless Bar Rolling System)，而达涅利公司则将该系统称为无头焊接轧制系统(即EWR-Endless Welding Rolling)。
常规连续油管基本知识
液压缸
滚子链
卡瓦链
30K注入器设计特点
• • • • V型卡瓦 全浮型内框架 直接作用于卡瓦的直梁 最佳的速度和方向安全控制 系统 • 提供了所有旋转部件最大的 轴承接触面积 • 直读式负荷显示器 • 适用于恶劣工作环境
30K 注入器设计特点
•最佳性能与负荷比为：1 1/4” & 1 1/2” 油管 •高性能轴承滚动部件 (动态功效超过76%) •具有最佳的低速反应特点(高速马达和行星齿 轮传动减速系统). •具有最佳的可控性 •Rineer 马达提供最大液效(尤其是在低速挡).
30K 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 的情况下防止油管的加紧力。 •注入器可罗列使用以增加起下负荷
30K 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
连续油管可提供以下的优点： • 高效率 自成一体的设备，无需钻机的支持(陆地)。 节省作业时间和费用，无需压井。 起下油管时可不间断地泵入液体。 • 减少地层污染的可能性 特别是用于正在生产的油气井（无压井液进入地层） 在大斜度井和水平井中作为工具的输送媒体。
连续油管应用范围
• • • • • • • • • • • 洗井、压井。 挤水泥、打水泥塞弃井。 冲砂 替泥浆、压井。 氮气气举。 酸化。 固砂和过油管防砂。 Hydra-Blast高压冲洗除垢作业。 在大斜度井和水平井中测井、下入/打捞钢丝工具。 除垢 作为注入/虹吸管。
连续油管
基础知识讲座
哈里伯顿水平井压裂新工艺SurgiFrac介绍
水平井压裂新工艺介绍•SurgiFrac水力喷射压裂工艺哈里伯顿能源服务公司提高低渗低孔水平井的产量通常的水平井完井方式套管固井割缝管/筛管加封隔器割缝尾管或裸眼井垂向渗透性(Kv)core=0.001md(Kv)plug=0.1md(Kh)core=0.2md(Kh)plug=0.2md薄泥岩层~0.05in(Kv)plug/(kh)plug=0.5(Kv)core/(kh)core=0.005泥岩层影响水平井产量水平井压裂改造•制造横切或纵向的裂缝•避免同时产生多裂缝•消除裂缝弯曲横切裂缝纵向裂缝SurgiFrac（水力喷射压裂）:是一种精确有效，可在单井中选择裂缝的位置并产生多个裂缝的增产方式。
Dr. Jim Surjaatmadja(发明者)哈里伯顿能源服务公司喷射泵技术•把一束流体的动能转化成多束流体的压力（势能）的技术•Boost pressure(压力提升）:使低能量的流体的压力的提升。
应用于人工举升，及混浆系统W f W jW a水力压裂•1948 年Stanolind油气公司首次采用•现今的压裂技术的发展:–提高压力，排量，采用大型压裂，提高砂比–采用人工支撑剂–改变携砂液种类：CO2, N2 泡沫, 胶液, 柴油, ...•裸眼井压裂–尝试过一些方法但不可行性：–砂塞，化学塞….–跨式双封隔器–Hail Mary（超高排量压裂）: 80 m3/min用传统压裂工艺产生小裂缝封隔器小裂缝造成液体逃逸出封隔层压裂液出口SurgiFrac 工艺过程压力分布流体的流动高Bernoulli’s公式:v2/2 + p/ρ= CSurgiFrac是如何工作的...•一定要知道裂缝的方向( 30 度以内)•喷嘴位置就是射孔位置，和裂缝产生的位置。
•Bernoulli 效应使裂缝入口处的压力在井筒中处于最低。
•环空的液体补充支持裂缝增长SurgiFrac 概念开始射流环空注入压力分布低高SurgiFrac 概念低沙比携砂液冲击并产生洞穴环空压力比裂缝产生所需要的压力低200 psi(1.38 MPa)压力分布低高SurgiFrac 概念开始的时候,射流被反射回环空压力在洞穴底部提高压力分布低高SurgiFrac 概念液体在洞穴中集聚使压力升高产生裂缝压力在洞穴底部提高压力分布低高SurgiFrac 概念射流使环空液体被吸入洞穴初期裂缝开始生成，液体得以进入地层压力分布低高SurgiFrac 概念环空液体不断被吸入洞穴压力的最高点裂缝继续增长压力分布低高可能应用SurgiFrac的完井方式Chertno acid in curvefor re-entryshow of hydrocarbonacid frac sand fracLimestone Sandfrac with acid经济投入的对比对设备需要的减少体现出经济效益SurgiFrac: 作业时间缩短–一趟管柱油管注入排量：16.5 BPM @ 7200 psi or 2.62 m3/min @ 49.6 Mpa.(2911 HHP)环空注入排量：6 BPM @ 434 psi or 0.95 m3/min @ 3 Mpa. (64 hhp)5-7台压裂车/混砂车。
连续油管初级认识-哈里伯顿
连续油管基础知识讲座•自从1963年连续油管进入石油界，这项技术预示着它将引起石油发展伯顿所有的服务和产品。
连续油管可提供以下的优点：•高效率自成一体的设备，无需钻机的支持•洗井、压井。
•挤水泥、打水泥塞弃井。
•冲砂•连续油管完井。
•连续油管钻井、侧钻。
•连续油管射孔。
•连续油管是一种可移动、液压驱动设备，它设计用来在带压状态下安全地起下连续油管进行钻完井、修井作业。
连续油管尺寸范围有2 7/8”、3 ½“80K/100K了解一点连续油管的历史会使你增加对连续油管现状的感性认识。
虽然连续油管应用于石油行业已有但是相对来说它还是一种新兴的油田服务设备，犹如各种连续油管历史简介海底管线工程是最早期的利用盘卷油管的方式铺设的，休斯顿概念将绕性油管应用到小型油井修井作业。
连续油管历史简介这种基本理论的设计概念帮助注入器的样机，具公司开发出第一台•油管发展史1962年作为连续油管的先驱着Standard Tube（哈里伯顿进入连续油管市场）•1980年连续油管有了突飞猛进的发展，油管屈服强度达到70000psi术，一是拥有专利的条形斜线焊接工艺，二是改进了管材（哈里伯顿进入连续油管市场）开发出1 ¼”范围和开拓了新的市场。
在这段时期，连续油管用来冲砂、气举、清蜡、酸化、打捞、挤水泥、小型钻井、防砂、虹OTIS •一，注入器总成•二，防喷器总成哈里伯顿技术规范上起负荷 30000下推力 15000无负荷最大油管运行速度分）分）•液压驱动相对运动链条。
•直梁用来夹紧油管。
•围绕直梁的滚子链用来通过卡瓦块向油管传递负荷。
30K•最佳性能与负荷比为：•高性能轴承滚动部件•具有最佳的低速反应特点30K•双向平衡阀用来注入器的动态制动•快速锁定•所有液压部分工作压力30K•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30K•卡瓦链条可适用于•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30K 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30K•实际摩擦系数•卡瓦摩擦力转换为轴向负荷等于乘于0.3平衡阀盲板剪切卡瓦半封连续油管防喷器安装在井口或注入器下方，它由液压控制的成，每组芯子有其独立•连续油管防喷器每组设有手动开关统失灵时可用来手动开关，或防喷器处于关闭状态时将其锁定。
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连续油管基础知识讲座
•自从1963年连续油管进入石油界，这项技术预
示着它将引起石油发展
伯顿所有的服务和产品。
连续油管可提供以下的优点：
•高效率
自成一体的设备，无需钻机的支持
•洗井、压井。
•挤水泥、打水泥塞弃井。
•冲砂
•连续油管完井。
•连续油管钻井、侧钻。
•连续油管射孔。
•连续油管是一种可移动、液压驱动设备，它设计用来在带压状态下安全地起下连续油管进行钻完井、修井作业。
连续油管尺寸范围有
2 7/8”、
3 ½“
80K/100K
了解一点连续油管的历史会使你增加对连续油管现状的感性认识。
虽然连续油管应用于石油行业已有
但是相对来说它还是一种新兴的油田服务设备，犹如各种
连续油管历史简介
海底管线工程是最早期的利用盘卷油管的方式铺设的，休斯顿
概念将绕性油管应用到小型油井修井作业。
连续油管历史简介这种基本理论的设计概念帮助
注入器的样机，
具公司开发出第一台
•油管发展史
1962年作为连续油管的先驱着Standard Tube
（哈里伯顿进入连续油管市场）•1980年连续油管有了突飞猛进的发展，油管屈服强度达到70000psi
术，一是拥有专利的条形斜线焊接工艺，二是改进了管材
（哈里伯顿进入连续油管市场）
开发出1 ¼”
范围和开拓了新的市场。
在这段时期，连续油管用来冲砂、气举、清蜡、酸化、打捞、挤水泥、小型钻井、防砂、虹
OTIS •一，注入器总成•二，防喷器总成
哈里伯顿
技术规范
上起负荷 30000
下推力 15000
无负荷最大油管运行速度
分）
分）
•液压驱动相对运动链条。
•直梁用来夹紧油管。
•围绕直梁的滚子链用来通过卡瓦块向油管传递负荷。
30K
•最佳性能与负荷比为：•高性能轴承滚动部件•具有最佳的低速反应特点
30K
•双向平衡阀用来注入器的动态制动•快速锁定
•所有液压部分工作压力
30K
•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
30K
•卡瓦链条可适用于
•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
30K 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
30K
•实际摩擦系数
•卡瓦摩擦力转换为轴向负荷等于乘于0.3
平衡阀
盲板剪切
卡瓦半封
连续油管防喷器安装在井口或注入器下方，它由液压控制的成，每组芯子有其独立
•连续油管防喷器每组设有手动开关
统失灵时可用来手动开关，或防喷器处于关闭状态时将其锁定。
防喷器总成
3 1/16” Texas Oil Tools Quad BOP 油管适用尺寸
顶部/底部接口
•连续油管液压驱动防喷盒用法兰连接在注入器底部，利用液压控制打开或关闭，当带压下
连续油管防喷盒
油管适用尺寸
底部接口
连续油管控制房连续油管控制房用来
控制控制整个连续油
管的作业过程。
油管滚筒是由一个双向马达通过链条和齿轮驱动的。
马达设有刹车系统以防工作滚
连续油管尺寸
连续油管动力源是由柴油机驱动向连续油管设备提供液压动力，它由以下部分组成：
连续油管动力源
最大液马力
柴油机
连续油管储能器用来提供辅助的液压动力，以保持连续油管重要部分的正常功能。
Dimple on
几种优点：
–有更高的机械强度；（与油管本体相比）
管内DIMPLE-ON
可盘卷式
ROLL-ON
可盘卷式
DIMPLE-ON
马达顶部总承是一种连续油管井下工具总承包括：•筒芯式双阀板单流阀
•投球式液压脱手装置
内置式双阀板单流阀
内置式双阀板单流阀可提供双保险以防止液体反流至连续油管内部。
此工具不适用与低压作业。
筒芯式双阀板单流阀
筒芯式双阀板单流阀可提供双保险以防止液体反流至连续油管内部。
此工具的优点是维修快捷、易于筒芯的更换。
•连续油管震击器分为上击器（
工作是靠泵入液体的同时上提或下压管柱。
•震击力的大小是由工具加压或上提力的大小来决定的。
可与扩孔器连用用来除垢。
•连续油管加速器用来协助和加大震击器的震击力。
•它是有一组片式弹簧组成，弹簧的压缩和拉伸来加大震击器的震击力。
全封闭式设计使这种万向节适用与向下震击和承受更大的压缩力。
重载型连续油管万向节
全封闭式设计使这种万向节适用与向下震击和承受更大的压缩力。
连续油管加压或投球至工具活塞面，驱动万向节造斜。
防旋转固定螺钉用来使工具承受扭距。
全封闭式设计使这种万向节适用与向下震击和承受更大的压缩力。