水平井漂浮短接的设计与探讨
长水平段水平井套管悬浮器现场应用技术
长水平段水平井套管悬浮器现场应用技术一、长水平段水平井套管悬浮器的基本原理长水平段水平井套管悬浮器是一种能够在水平井井眼中悬挂套管的设备。
它是通过悬挂器、承重环和扇形夹具三个主要部件来完成套管的悬挂和固定的。
在水平井中，由于地层水平展开，套管容易出现位移和下沉的情况，而长水平段水平井套管悬浮器可以有效地解决这一问题，保证套管在井眼中的稳定性。
1. 安装前的准备工作在使用长水平段水平井套管悬浮器之前，首先需要进行安装前的准备工作。
这包括检查设备和工具的完好性，清理井眼和套管口径，准备好悬挂器、承重环和扇形夹具等部件，确保所有工作人员了解设备的使用方法和安全注意事项。
2. 安装过程安装长水平段水平井套管悬浮器需要严格按照操作规程进行。
将悬挂器和扇形夹具依次安装到套管上，然后使用承重环将套管悬挂在井口处。
在安装过程中，需要特别注意套管的水平度和垂直度，保证套管安装的准确性和稳定性。
3. 使用前的检查在使用长水平段水平井套管悬浮器之前，需要进行设备的安全检查和调试。
通过检查悬挂器和扇形夹具的连接情况，确保其牢固可靠；对承重环进行检查，保证其承重能力符合要求；同时还需要进行套管的水平度和垂直度检查，确保套管安装的正确性。
4. 使用过程中的监控在使用长水平段水平井套管悬浮器过程中，需要不断进行设备的监控和调整。
通过对套管的位移和下沉情况进行监测，及时发现问题并进行调整；同时注意设备的润滑和冷却情况，确保设备的正常运行。
5. 维护和保养1. 提高油井的生产效率长水平段水平井套管悬浮器能够有效地控制套管的位置和稳定性，避免了套管位移和下沉导致的生产中断和井眼损坏。
通过使用套管悬浮器，可以提高油井的生产效率，降低操作成本，提高油田的开发利润。
长水平段水平井套管悬浮器通过其稳定性和可靠性，保证了油井的正常生产和运行。
它能够有效地延长套管和井眼的使用寿命，减少了设备的损耗和维修频率，提高了油井的可靠性和稳定性。
3. 降低油田的安全风险。
长水平段水平井套管悬浮器现场应用技术
长水平段水平井套管悬浮器现场应用技术【摘要】长水平段水平井套管悬浮器是油田生产中关键的设备，具有重要的现场应用技术。
本文介绍了长水平段水平井套管悬浮器的设计原理、结构特点、安装方法、优势和应用场景，以及技术发展趋势。
长水平段水平井套管悬浮器在油田生产中发挥着重要作用，为提高生产效率和降低成本提供了解决方案。
本文总结了其重要性，并展望了长水平段水平井套管悬浮器在油田生产中的未来发展前景。
这篇文章系统地介绍了长水平段水平井套管悬浮器现场应用技术，对油田工程技术人员具有一定的参考价值。
【关键词】长水平段水平井、套管悬浮器、现场应用技术、设计原理、结构特点、安装方法、优势、应用场景、技术发展趋势、油田生产、发展前景、重要性。
1. 引言1.1 长水平段水平井套管悬浮器现场应用技术的重要性长水平段水平井套管悬浮器是油田生产中的重要装置，具有重要的现场应用技术价值。
随着油田开发技术的不断提升和油藏开发规模的扩大，长水平段水平井套管悬浮器的应用也变得日益广泛。
它在油田生产中扮演着关键的角色，可以有效提高油井生产效率，减少运营成本，保障油田生产的安全和稳定。
长水平段水平井套管悬浮器可以帮助实现油井的高效生产。
通过其独特的设计原理和结构特点，可以有效稳定套管在井内的位置，保障油井正常运行，提高产能，提升经济效益。
长水平段水平井套管悬浮器的安装方法简便，操作方便，可以迅速投入使用，减少施工周期，提高工作效率。
长水平段水平井套管悬浮器具有较强的适用性和扩展性，可以适应不同井型和工况的需要，适用范围广泛，具有很大的市场需求和应用前景。
2. 正文2.1 长水平段水平井套管悬浮器的设计原理长水平段水平井套管悬浮器的设计原理是基于在油井生产过程中，需要通过套管来支撑井壁并保证井筒的稳定性。
在长水平段水平井中，井深较深、井径较大，同时产量也相对较高，因此对悬浮器的设计有着更高的要求。
长水平段水平井套管悬浮器的设计原理包括重力和浮力的平衡。
长水平段水平井套管悬浮器现场应用技术
长水平段水平井套管悬浮器现场应用技术长水平段水平井套管悬浮器是一种在长水平段水平井中使用的工具，它的主要作用是悬浮套管并保持套管上部的力学完整性。
本文将介绍长水平段水平井套管悬浮器的现场应用技术。
长水平段水平井套管悬浮器的现场应用技术包括套管悬挂位置的确定。
通常，套管的悬挂位置应在井筒最下部水平段的上部，以保证套管在水平段的支撑能力。
根据井深、水平段长度和井筒曲率等因素，选择合适的套管悬挂器类型。
悬挂器的类型包括浮动式和固定式两种。
浮动式悬挂器可以根据套管在水平段中的位置进行调整，而固定式悬挂器的位置则是固定的。
进行套管悬挂器的组装和安装。
在现场应用中，需进行套管悬挂器的组装和安装工作。
组装部分主要包括安装悬挂器弹簧和弹片、安装悬挂器排、连接手柄和设置力量控制器等步骤。
然后，将装配好的套管悬挂器安装到套管上，通常的装置方法是通过套管连接到吊卡或牙轮。
安装时需要保证套管悬挂器能够顺利通过井筒，并确保套管悬挂器与套管之间的连接牢固可靠。
接下来，进行套管的悬挂和固定。
在套管悬挂器安装完毕后，需要进行套管的悬挂和固定工作。
需使用悬挂器排将套管悬挂在井渣中，并进行套管固定。
悬挂器排通常由若干个悬挂器组成，每个悬挂器之间间隔一定距离。
悬挂器排的设置应符合套管悬挂器的要求，并保证套管能够平稳悬挂在井渣中。
完成套管悬挂器的调整和测试工作。
在悬挂和固定完成后，需对套管悬挂器进行调整和测试，以确保其工作正常。
调整主要包括调整悬挂器的力量控制器，使其能够满足套管的支撑要求，同时还需对固定和连接部位进行检查和调整。
接着，对套管悬挂器进行测试，主要测试其对套管的支撑能力和工作正常性。
测试主要包括进行负荷测试和性能测试，以确保套管悬挂器能够满足井下工作的要求。
长水平段水平井套管悬浮器的现场应用技术包括套管悬挂位置的确定、悬挂器类型的选择、组装和安装、套管的悬挂和固定、调整和测试等步骤。
这些技术将有助于提高长水平段水平井套管悬浮器的使用效率和工作质量，保障井下施工的顺利进行。
页岩油水平井固井技术难点及对策
ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ， ｔｈｅ ｃａｓｉｎｇ ｓａｆｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ ｗｅｒｅ ｅｎｓｕｒｅｄ． Ｈｉｇｈ － ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｉｌ ｄｉｓｐｌａｃｉｎｇ
针对页岩油水平井固井技术难题， 开展了套管
井存在一定的差异。 对于固井而言， 页岩油水平井
下入及居中、 冲洗顶替、 固井水泥浆等方面的技术
具有水平段长、 井壁规则度差等特点， 复杂井眼条
件下固井质量保障难度增大； 同时， 采用分段体积
压裂的开发方式， 对水泥环的封隔能力的需求也相
应的提高。 结合地质及工程因素， 分析了页岩油水
阻系数大的问题， 通过特种弹簧钢优选、 单弓球面
弧度设计及整材冲压工艺优化等， 研制了体式弹
性扶正器。 一体式弹性扶正器较常规铰接双弓弹性
扶正器， 扶正力提高 ７２ ７％、 回弹能力提高 １５ ５１
百分点、 摩阻系数减少 ５０％， 且循环加载后不会
工程因素， 分析了页岩油水平井固井技术难点， 围
而水泥石本身属于脆性材料， 在压裂过程受应力作
绕套管下入及居中技术、 冲洗顶替技术、 水泥封固
用时易发生断裂和脆性破坏， 导致水泥环密封失
了漂浮下套管工具、 一体式弹性扶正器、 高效驱油
泥石的损伤， 需要对水泥石进行力学性能改造， 在
技术 ３ 个方面， 开展提高固井质量对策研究， 研发
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｈａｌｅ ｏｉｌ； ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ； ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ； ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ； ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ
中深层水平井双漂浮下套管关键技术
◄钻井完井►doi:10.11911/syztjs.2023053引用格式：张新亮，金磊，张瑞，等. 中深层水平井双漂浮下套管关键技术[J]. 石油钻探技术，2023, 51（6）：57-63.ZHANG Xinliang, JIN Lei, ZHANG Rui, et al. Key technologies for casing running with double floating collars in middle and deep horizontal wells [J]. Petroleum Drilling Techniques ，2023, 51(6)：57-63.中深层水平井双漂浮下套管关键技术张新亮， 金 磊， 张 瑞， 张冠林， 冯丽莹（中石化石油工程技术研究院有限公司，北京 102206）摘 要: 针对中深层水平井油层套管下入摩阻大、常遇阻，常规机械式漂浮接箍结构和操作复杂及多个漂浮接箍串联使用风险高的问题，从提高漂浮下套管工具的性能、可靠性和管串通过性等方面入手，研制了随通式漂浮接箍和偏心自旋转承压浮鞋，优选了整体无焊缝弹性扶正器和弹浮式浮箍等关键工具，建立了摩阻系数和漂浮接箍位置确定方法，并制定了漂浮下套管的技术措施，形成了适应于中深层水平井的双漂浮下套管关键技术。
中江气田9口水平井应用了该技术，套管均安全下至设计井深，漂浮下套管工具承受液柱压力最高达62.5 MPa ，漂浮长度最长1 811 m 。
研究和现场应用结果表明，双漂浮下套管技术可以解决中深层水平井油层套管下入困难的问题，为中深层水平井油层套管下入提供了一种新的技术方法。
关键词: 漂浮接箍；浮鞋；套管扶正器；摩阻系数；下套管；水平井中图分类号: TE256+.2 文献标志码: A 文章编号: 1001–0890（2023）06–0057–07Key Technologies for Casing Running with Double Floating Collars in Middle andDeep Horizontal WellsZHANG Xinliang, JIN Lei, ZHANG Rui, ZHANG Guanlin, FENG Liying(Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering Co., Ltd., Beijing, 102206, China )Abstract: There are problems of excessive drag and restriction while running production casing into medium and deep horizontal wells. In addition, the conventional floating collar has a complex structure and complicated running procedure, and multiple floating collars in series have high risk. In order to improve floating collars' performance,reliability, and the pipe string trafficability of casing running, the immediate rupturing disc floating collar and eccentric self-rotating pressure bearing float shoes were developed, and key tools such as integral non-weld centralizer and elastic floating collar were selected. The determination method for drag coefficient and position of drag floating collar was established, and the technical procedure of casing running with floating collar were created, forming the key technologies for casing running with double floating collars suitable for middle and deep horizontal wells. The technologies have been successfully applied in nine horizontal wells in Zhongjiang Gas Field, and the casing was safely run to the designed depth. The maximum liquid column pressure bearing of the floating collar is 62.5 MPa, and the maximum floating length is 1 811 m. The results of research and field application show that the casing running technologies with double floating collars can solve the problem of difficult casing running in middle and deep horizontal wells and provides a new technical method for casing running in middle and deep horizontal wells.Key words: floating collar; floating shoe; casing centralizer; drag coefficient; casing running; horizontal well为提高致密油气藏、低渗透气藏、稠油油气藏及页岩气藏等非常规油气藏的开发效果，国内外广泛采用了大位移井和长水平段水平井等技术[1-4]。
长水平段水平井套管悬浮器现场应用技术
长水平段水平井套管悬浮器现场应用技术长水平段水平井是一种在油田开发中常见的钻井方式，其特点是水平井段较长，井深大，钻井难度较大，维护作业也相对复杂。
在长水平段水平井中，套管悬浮器的应用技术尤为重要，它能够保证套管的安全悬浮，防止塌陷和失稳，保证井筒完整性和作业安全。
本文将通过解释套管悬浮器的工作原理，介绍现场应用技术，以及分析其存在的问题和发展趋势，希望能够为长水平段水平井的钻井作业提供参考。
一、套管悬浮器的工作原理套管悬浮器是一种钻井工具，它主要由顶部承载环、底部锚定环和悬挂绳组成。
套管悬浮器的工作原理是通过悬挂绳将套管连接到井口，同时通过顶部承载环实现套管的吊装和悬挂，通过底部锚定环固定套管位置，从而达到保证套管在井内的安全悬挂的目的。
套管悬浮器在长水平段水平井中的作用主要有以下几个方面：1. 保证套管的垂直度和稳定性：在长水平段水平井中，套管往往需要覆盖较长的井深和水平段，为了保证套管的垂直度和稳定性，套管悬浮器能够通过悬挂绳和锚定环的设置，保证套管在井筒内的垂直运动，并且防止塌陷和失稳的发生。
2. 便于井下作业：通过套管悬浮器的设置，可以在井下进行各种维护和作业，比如注水、压裂、测井等，保证了井下作业的安全和顺利进行。
3. 提高井筒整体完整性：套管悬浮器保证了套管在井内的安全悬挂，从而保证了井筒的整体完整性，避免了井筒的损坏和泄漏等问题的发生。
二、套管悬浮器的现场应用技术在长水平段水平井的钻井作业中，套管悬浮器需要严格按照操作规程和技术要求进行现场应用。
下面将介绍套管悬浮器的现场应用技术：1. 套管悬浮器的选择：根据钻井深度、井径和压力等参数，选择适当的套管悬浮器规格和型号。
同时需要考虑钻井液性质和井筒环境等因素，确保套管悬浮器能够正常工作。
2. 安装和调试：根据套管悬浮器的安装说明书，进行安装和调试工作。
特别要注意悬挂绳的调整和锚定环的固定，确保套管能够安全悬挂在井筒内。
3. 定期检查和维护：在钻井作业过程中，定期对套管悬浮器进行检查和维护，确保其工作状态良好。
漂浮下套管技术在浅层页岩气水平井中的应用及优化
1 阳 102H1-2
2 020
900
2 020
2 007.40
961.67
2 阳 102H1-6
2 390
900
2 039
2 379.86
966.00
3 阳 102H3-1
2 435
1 100
2 435
2 424.00
1 175.00
4 阳 102H5-5
2 640
755
2 640
2 637.60
1 472.00
5 阳 102H15-1 2 358
916
2 375
2 358.00
1 031.09
6 阳 102H26-5 2 765
900
2 765
2 743.81
1 360.61
7 阳 102H3-2
2 270
1 030
2 250
2 256.06
1 050.00
8 阳 102H1-7
2 110
Application and optimization of floating casing running technology in shallow shale gas horizontal wells
JIAO Yajun, CHEN Anhuan, HE Fangyu, BIAN Weikun, HUANG Jianhua, PENG Yunhui, ZHAO Yueqi, KOU Xianfu
基金项目 ：国家科技重大专项“昭通页岩气勘探开发示范工程”（编号 ：2017ZX05063）、中国石油天然气集团有限公司重大现场试 验项目“昭通示范区页岩气钻采工程技术现场试验”（编号 ：2014F-4702）。
长水平段水平井套管悬浮器现场应用技术
长水平段水平井套管悬浮器现场应用技术
长水平段水平井套管悬浮器是一种用于支撑和固定井筒的工具，其应用技术在现场的
操作过程中有一定的特点和要求。
本文将从井筒设计、套管悬挂、装置组装和运行控制等
方面介绍长水平段水平井套管悬浮器的现场应用技术。
在井筒设计方面，长水平段水平井套管悬浮器的应用技术需要根据井口地层情况和井
眼变形规律进行合理设计。
对于特殊地层条件的水平井，如软弱地层和高倾角井，应考虑
选择适当的套管悬挂点和悬挂器类型，以保证井筒稳定性和套管承载能力。
在套管悬挂方面，应根据井口地层情况和套管所需承载力选择适当的套管悬挂点和悬
挂器类型。
常见的套管悬挂器包括托卡森悬挂器、阻流悬挂器和挠性悬挂器等，根据具体
情况选择合适的悬挂器进行悬挂。
在装置组装方面，应按照设计要求和操作规程进行装置组装。
首先进行套管悬挂器的
安装，确保安装位置准确，并进行相应的连接与调整。
然后进行井下输送管的安装和连接，确保输送管的质量和连接密实。
最后进行悬挂器下滑块和弹簧的安装，确保悬挂器的运动
正常。
在运行控制方面，应根据井口情况和悬挂器的工作状态进行运行控制。
对于有阻流板
的悬挂器，应定期检查阻流板的磨损情况，及时更换。
对于挠性悬挂器，应根据压力和挠
度监测数据，合理调整挠度，确保套管的力学性能。
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国外生产 漂浮组 件 的公 司 主要 有戴 维 斯 和 哈里 伯
顿这两家公司， 其价格都比较 昂贵。两家公司生产的漂 浮短 接的 内部 结构 和工作原理 有所不 同， 止 塞箍 和盲 板 浮鞋 的结构基 本相 同 。图 ２为戴维斯 公 司的漂 浮短 接 。
摩阻， Байду номын сангаас高水平井下套管工作效率及安全性 ， 减小事故发生， 降低钻井成本。 关键 词 ： 水平 井 ； 漂浮； 滑套 中图分类 号 ： ＴＥ ２ ４ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ４ －５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ —０ Ｏ ９ ３ —０ ３ 近年来随着非常规油气资源勘探开发的深人 ， 水平 井钻井数量逐年增多， 特别是长水平段水平井数量增加 较快。由于长水平井水平段较长的特点， 套管和尾管的 下 人深 度及其 水平位 移还 有井斜 角都较 大 ， 而套管 下入 能力 很 大程度 上取 决 于井 眼 的摩 阻 。套 管 下入 指定 位 置是一 口水平井是否成功 的重要因素 。采用常规下套 管边下边灌钻井液的方式 ， 由于摩 阻很大， 很难将套管 下人指定井深。为了解决水平井及 大位移井下套管摩 阻大 的 问题 ， 采 用新 型下套 管技术 。 漂浮下 套管 技术是 解决 上述 问题 的有效方 法之 一 。 该技 术通过 在套 管 串结 构 中加 入 漂浮短 接 ， 在 漂浮短 接 与套管鞋之间注人空气或低密度钻井液 ， 利用其产生的 浮力 作用 ， 减 小套 管下 人 过 程 中井 壁 对套 管 的摩 阻 ， 有 利 于套 管安全 下人 。
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图 １ 大位移水平井漂浮下套管管 串结构
１ 一漂浮短接 ； ２ 一浮箍 ； ３ 一浮鞋
＊ 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ６ — １ ４ 修 回 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ６ — ２ １
设 计 的漂浮短 接 中采 用 的是 Ｏ 圈 密 封方 式 ， 常 用 的 Ｏ圈材 料性能 如表 １ 所示。
表 １ 常用 Ｏ圈材料性能
图 ２ 戴 维斯 漂 浮 短 接
１ ． ３ 技术 难点分 析
漂浮下 套管 技术 的相 关工具 中， 漂 浮短接起 着非 常 重要 的作用 ， 它要保 证在套 管下 入过程 中封 隔上下 的钻 井 液段 和空 气段 ， 还要 保证 在套 管下 入 到位 ， 后 续 固井 作业 的顺 利进行 ， 因此 ， 设 计 漂浮 短 接首 先 要考 虑 以下
几个 问题 ：
（ １ ） 内部密 封 。工具 在套 管下人过 程 中承受 的压力
随下入深度的增大而增大， 一旦密封失效 ， 封住的空气 段 将被钻 井液 提 出， 导致 漂 浮下 套 管 失败 。因此 ， 漂 浮 短 接 内部 密封 可靠性是 工具设计 的重 点之一 。 （ ２ ） 承压能力。漂浮短接需要在套管下人过程中始 终处于关闭状态， 套管下入到位后打开 ， 使胶塞通过或
漂 浮短 接在 漂浮下 套 管 技术 中起 着非 常重 要 的作 用 。 目前 国内使用 的相关 配套工 具 均为 国外 产品 ， 价格
昂贵 。因此 ， 有必要 开 展水 平 井 漂 浮短 接 的研 究 ， 设 计
出新型漂浮下套管工具 ， 达到提高水平井套 管下人效 率， 降低水平井 固井成本的 目的。 １ 漂浮 下套 管技术 １ ． １ 技 术原理 通过在套管串中加入漂浮短接， 利用其密封性能， 将 水平段套 管分隔成 若干 个密 闭单 元 ， 在其 中注入 空气 或 低密度钻井液 ， 利用这类介质 与套 管外钻井 液 的密度 差 ， 使套管 串产生 向上 的浮 力 ， 有效 地 漂浮在 水平 段钻 井液 中， 减小套管下人过 程 中井 壁对套 管 的摩 阻， 有 利于套管 安全下人、 快速下入 ， 提高水平井套管下入时效率。 大位移水平井下套管管串如图 】 所示。
２ ０ １ ３年第 ２期
西 部探矿 工程
９ ３
水 平 井漂 浮短 接 的设 计 与探 讨
纪 博 ， 姜冠楠 ， 于小波
（ 大庆 钻探 工程 公司钻 井工 程技术研 究院 ， 黑龙江 大庆 １ ６ ３ ４ １ ３ ） 摘 要： 介绍 一种 滑套式 漂浮短接 的 结构及 工作原 理 ， 通过 在套 管 中封 入 一段 空 气， 减 小水 平段 下入
第一 作者简介 ： 纪博（ １ ９ ８ ５ 一 ） ， 男（ 汉族） ， 黑龙江大庆人 ， 助理工程师 ， 现从事井下工具的研发工作
９ ４
１ ． ２ 国 内外现 状
西 部探矿 工程
２ ０ １ ３年第 ２ 期
胶 塞 随工具 密封部件一 同下 行至 浮鞋处 ， 以完成 后续 固 井 工作 。为 了避免 漂浮短 接 出 现“ 提前 开 ” 和“ 打不 开 ” 的问题 ， 设计 时也要 着重考 虑工具 的承 压能力 。
井下温 度 随井 深 的增 大而增 大 ， 现场使用 油基钻 井 液需要井下工具有一定 的耐油性 ， 综合 以上 ２ 个 因素， 选择氟橡胶作为工具密封件的材料。 ２ ． ２ 悬挂 方式 井深不 同， 要求 漂 浮短接 的打开 压力也不 同。为 了 能方便地 调整漂 浮短接 的打 开压力 ， 设计 的漂浮短 接采 用 销钉悬挂 的方式 ， 可 以通过 改变销 钉 的截 面尺寸来 增 大或减小剪 销压力 ， 从 而调整 工具打 开压力 。 ２ ． ３ 整体结构 设计 和工作原 理 如 图 ３所 示 ， 滑 套 式 差 动 漂 浮 短 接 上 部 包 括 内滑 套、 外滑套 ， 下部包括下滑套 。滑套分别用销钉与套管 固定 ， 下 滑套位 于浮鞋 上方 。 内滑套 与下 滑套之 间为封 隔 的空气 段 。