修井工程设备和井下工具(3-1)
3-1 钻井完井液技术
基本要求：
钻井液中的固相含量及固相粒子的级配 ； 钻井液对粘土水化作用的抑制能力 ； 钻井液液相与地层流体的配伍性 ； 各种钻井液处理剂对油层的损害 。
6
钻开生产层
一、油气层损害的机理
造成油气层损害的原因，主要是与油气层直 接接触的钻井液滤液和固相微粒，在压差作用下 侵入油气层孔隙喉道，降低孔隙的渗透率，影响 地层的产能。可见，损害的主要因素是滤液和固 相微粒。 因此，钻井液的损害可分为：水侵和泥侵。 水侵：在钻井液液柱压力作用下，钻井液中 的水向地层渗透进入岩石孔隙中现象。 泥侵：在钻井液液柱压力作用下，钻井液中 的固相颗粒向地层渗透进入岩石孔隙中现象。
(7) 使用表面活性剂处理钻井液；
(8) 采用油基钻井液或油包水乳化钻井液， 从
根本上避免水侵和泥侵对油气层的危害；
(9) 采用挤酸解堵的措施。
21
四、 保护油气层对钻井液的要求
钻井液中的固相含量及固相粒子的级配 ； 钻井液对粘土水化作用的抑制能力 ； 钻井液液相与地层流体的配伍性 ；
各种钻井液处理剂对油层的损害 。
入量
3 油＋水＋处理剂＋盐>0.89g/cm
oil oil
oil Warter 用作：裂缝发育和易漏低压油气层 oil oil oil oil
24
oil
无膨润土暂堵型聚合物钻井液－通过屏蔽暂堵层 ，阻止固相颗粒和滤液进入 水＋聚合物＋可溶性盐＋暂堵材料 适用：裂缝、低压低渗油层 暂堵材料 酸溶型－ CaCO3、FeCO3 －不适用于酸敏油层 水溶型－氯化钠、硼酸盐 、氯化钙、溴化钙、溴化锌 油溶型－油溶性树脂 单向压力型－纤维、果壳、木屑
29
雾化钻井液－将少量水、发泡剂、防腐剂，以雾状
《井下作业》第二章 井下作业设备及工具
第 二 章 井 下 作 业 设 备 及 工 具
井下作业需要依靠一些专门的设备和工具来完成。一般来说，凡是进行油（水）井维 修所使用的设备和工具可统称为井下作业设备及工具。主要包括：吊升动力设备、循环冲洗 设备、修井辅助设备和修井工具等。使用时要依据所在作业的具体内容、井的性质及深浅程 度、事故的性质和类型进行合理地选择；同时，还要考虑到油田现有设备状况、油田或施工 井所处的地理环境及位置，以及设备使用的经济效益等因素。对所用设备及工具进行合理选 择，可以使设备及工具的能力符合要求并得到充分发挥，提高效益，保证安全。为了确保安 全作业，首先必须了解和掌握井下作业所用设备及工具的基本结构、工作原理、性能和安全 使用要求。
为
宜。刹车下不准支垫撬杠等异物，防止进入曲拐下面卡死曲柄，造成刹车失灵事故。
刹把的高低位置应便于操作，并具备固定刹把的链或绳。刹车钢带两端的销子是
保险销，刹车系统的销子及保险销必须齐全可靠。
刹车片磨损剩余厚度小于
时应更换，刹车片不准更换单片，以防接触面不
均失灵。刹车片的螺钉、弹簧垫必须齐全。
第 三 节 井 架
第 一 节 通 井 机
一、用途及主要技术参数
通井机是目前各油田修井作业最常用的一种动力设备，它的作用是起下油管、钻杆
（抽油杆），以及井下打捞、抽汲等施工作业，是一种履带自行式拖拉机型（ 般不带井架）
的修井动力设备。其越野性能好，适用于低洼地带，它的缺点是行走速度慢，不适应快速转
移施工的要求。
灯亮了，表示封锁挂合，这时方向机应处于中间行驶位置。
井下常用修井工具介绍、看
(4)工作原理：
■ 当公锥进入打捞落 物内孔之后，加适 当的钻压，并转动 钻具，迫使打捞螺 纹挤压吃入落鱼内 壁进行造扣。当所 造之扣能承受一定 的拉力和扭矩时， 可采用上提或倒扣 的办法将落物全部 或部分捞出。
(5)使用方法
■ ①根据落鱼水眼尺寸选择公锥规格。 ■ ②检查打捞部位螺纹和接头螺纹是否完好无损。 ■ ③测量各部位的尺寸，绘出工具草图，计算鱼顶
(3)工作原理
■ 接箍捞矛实质上是一种 内外螺纹的对扣打捞。 为了能使接箍捞矛进入 接箍，卡瓦沿纵向开了 若干个槽，每两个槽间 便是一个卡瓦片，依其 弹性变形进入接箍母扣 中。又靠芯轴和卡瓦内 外锥面 贴合后的径向胀 力，保持对扣后的连 接性能，从而抓住落鱼。
（4）技术规范
序 规格型 外形尺寸
号
2 油管接箍
3
350
41/2套管
4
JKLM9 φ95X380 21/2 平式油管母
21/2 油管接箍
550 5、52/2套管
0
扣
5
JKLMl φ112X 480 3 平式油管母扣’
3 油管接箍
07
700
52/2、65/8套 管
6
JKLMl φ126X 550 31/2 平式油管母
31/2 油管接箍
700 65/8以上套管
（一）、检测类工具— 铅模
1. 用途
■ 用来探测井下落鱼鱼 顶状态和套管情况。 通过分析铅模同鱼顶 接触留下的印记和深 度，反映出鱼顶的位 置、形状、状态、套 管变形等初步情况， 作为定性的依据，提 供施工作业参考。
2．结构
■ 铅模由接箍1、短 节2、拉筋3及铅 体4等组成，中心 有水眼，以便冲 洗鱼顶。如图1-3 所示。多采用一 次成型的铅模管 铸加工装置。
井下作业工上岗讲义——常用井下工具及仪器、仪表
二、常用井口设备与工具
1、吊卡 起吊并卡住油管或其他钻具的专用用具。在起下油管时，吊卡在油管或 钻杆上并卡住接箍，两端悬挂在吊环上，通过提升系统上下活动完成起 下井下管柱作业，常用的吊卡有活门式和月牙式两种。
使用方法：
①使用前检查活门、月牙及销子是否灵活好用。
②操作时应先将活门或月牙拉开到位，然后扣在油管或钻杆上，再合上 活门或月牙。
第二节 常用井下工具及仪器、仪表
一、井下常用修井工具
1、铅模
1）用途：铅模是探视井下套管损坏类型、程度 和落物深度、鱼顶形状、方位的专用工具，根据 印痕判断事故的性质，为制定修理和打捞落物的 措施及选择工具提供依据。
2）结构：平底铅模和锥形铅模
可咬管件最大直径mm
60 70 80 100
保养及注意事项：
（1）使用管钳时应先检查固定销钉是否牢固，钳头、 钳柄有无裂纹，有裂痕者不能使用。
（2）较小的管钳不能用力过大，不能加加力杠使用。
（3）不能将管钳当锤子或撬杠使用。
（4）用后要及时洗净，涂抹黄油，防止旋转螺母生锈， 放回工具架上或工具房内。
①使用时要先检查三通焊接部分是否牢靠，有无开焊现象，有 开焊的不能用。 ②检查三通螺纹是否完好，无断裂、无错扣者可用。 注意事项： ①使用过程要注意保护螺纹、防止偏扣。
②用后要擦洗干净，带上护丝，放在工具架上，长期不用应涂 抹黄油。
3、活动弯头 改变施工管线连接方向和便于管线连接的管件。 使用方法： ①使用时应检查弯头的各种部件是否灵活好用，完整无缺，符合标 准才能使用。 ②压力要符合施工工艺要求，达不到标准的不能使用。 用时带紧由壬，调整到所需要的角度再砸紧。 注意事项： ①用后要清洗干净放好。 ①对轴承要经常注油，以防锈死。
(整理)第二章 井下作业设备及工具
课前复习提问1．完井方式有几种？什么是先期裸眼完井？什么是后期裸眼完井？2．什么是套管射孔完井？第二章井下作业设备及工具在生产过程中，油、水井经常会发生一些故障，如不及时修理和排除，就会导致井的停产或报废。
修井就是为恢复井的正常生产而进行的一系列维修和解除故障的工作。
第一部分：井下作业设备修井作业的设备比较多，按照性能和用途，可分为动力设备、起下设备、旋转设备、循环设备、井口控制装置等。
其详细规范、技术性能等可参阅《采油技术手册》。
§2—1 动力设备修井机是修井和井下作业施工中最基本、最主要的动力来源，按其运行结构分为履带式（通井机）和轮胎式（作业机）两种形式。
原理：就是在拖拉机或汽车上安装一部绞车，利用发动机带动绞车滚筒转动，通过钢丝绳把动力传递给提升系统。
一．履带式修井机（通井机）1．作用：履带式修井机一般统称通井机，是目前各油田修井作业中最常用的一种动力设备，作用：是用于起下油管、钻杆（抽油杆）以及井下打捞、抽汲等施工作业。
2．特点：履带式修井机不配带井架，越野性能好，其越野性能好，适用于低洼地带。
但它的缺点是行走速度慢，不适应快速转移施工的要求。
图8-1 AT—10型通井机图8-2 XT—12型通井机常用的通井机AT-10型、XT-12型通井机的外形如图8-1、8—2所示。
二．轮胎式修井机（俗称联合作业机或叫修井机）1．作用：修井机是修井施工中最基本、最主要的动力来源，完成起下管（杆）柱及井下工具，提捞、抽汲和打捞等任务，是一种轮胎式自带井架的修井设备。
2．特点：配带自背式井架，行走方便，安装简单，适用于快速搬迁施工作业，缺点是低洼、泥泞地带、雨季翻浆季节行走和进入井场相对受限制。
1）XJ250型，XJ350型轮胎式修井机XJ250型，XJ350型轮胎式修井机外形，如图8—3、图8—4所示。
XJ350型修井机井架高度31.7m，二层平台可立放钻杆（油管）立主3000m，转盘扭矩大，转速控制方便，适用于中深井、深井大修作业。
井下作业
井下设备及工具①吊升动力设备②循环冲洗设备③修井辅助设备④修井工具1通井机：起下油管，钻杆。
井下打捞，抽汲作业，实质是一种履带式自行拖拉机型修井动力设备。
一般无井架。
2修井机：起下管柱及井下工具，完成提捞，抽汲及打捞任务。
实质是一个轮式自带井架的修井设备。
3井架：装置天车，支撑提升设备，以便悬吊井下设备，工具进行各种井下作业。
4循环冲洗设备（1）泥浆泵：在大修及井下作业施工中，用于循环修井工作液，完成冲洗井底，冲洗鱼顶等作业。
（2）洗井车：进行洗井循环，压井，封堵及注水泥等作业（3）水龙头：悬挂井下管柱，连接提升系统，循环系统。
（4）大钩：提升系统重要设备，悬挂水龙头和钻具，起下钻时悬挂吊环，起下钻具，完成起吊重物。
5修井地面设备（1）吊环：起下管柱时连接大钩与吊卡的专用工具（2）吊卡：卡住并起吊油管，钻杆，套管的专用工具。
（3）油管钳：专门用于上卸油管的工具。
6井下作业控制设备液压油管钳是靠液压系统进行控制和传通动力的上卸油管的专用工具。
它的动力由液压马达提供，具有操作平稳，效率高，安全可靠（）性强的特点自封封井器由壳体，压盖，压环，密封圈，胶皮芯子和放压丝堵组成。
他依靠井内油管环空的压力和胶皮芯子自身的伸缩力使胶皮芯子扩张，起到（）封油套环形空间的作用。
半封封井器由壳体，半封芯子总成，丝杠等组成，其密封元件的两个带（）封圆孔的胶皮芯子，它装在半封芯子总成上，转动丝杠，可以带动半封芯子总成运动，完成开关操作，它是靠关闭阀板来密封油套管环形空间的井口密封。
全封封井器由壳体，阀板，丝杠等组成它的外形和工作原理与半封封井器基本相同，不同在于阀板上没有圆孔。
封隔器型号水力锚类工具用于压裂酸化管柱中，起到固定井下管柱位置，阻止轴向移动，以确保改造处理层位的准确性。
试油施工的程序：1 通井，洗井，冲砂。
2 井筒试压井筒试压的目的：一是检测固井质量；二是检查套管密封情况；三是检查升交短节，井口和环形铁板的密封情况。
完井修井井下工具
总长：544mm； 外径：106mm； 内径： 54mm； 耐温能力：≥150℃；
三、常用酸化井下器具（6）
名称 ：51/2″防砂水力锚； 锚定方式：油管内正打压； 锚定压差：3-5MPa； 抗拉负荷：≥500KN；
总长：400mm； 外径：114mm； 内径： 50mm； 耐温能力：≥150℃；
名称 ：K344-95扩张式小直径注水封隔器； 座封方式：油管内正打压； 座封压力：1.5-2.5MPa； 耐压能力：≥35MPa； 解封方式：套管打压释封；
总长：1100mm； 外径：95mm； 内径： 48mm； 耐温能力：≥150℃；
用途：套管补贴、变形井分层注
水，可座封于任意层段并能够不动管柱反洗井。
二、常用水井井下器具（9）
名称 ：KPX-114偏心配水器；
总长：950mm；
外径：114mm；
耐压能力：≥35MPa； 配注方式：更换堵塞器水咀；
内径： 50mm；
耐温能力：≥120℃； 用途：分层注水。
二、常用水井井下器具（10）
名称 ：KPX-114防返吐偏心配水器；
总长：950mm；
外径：114mm；
二、常用水井井下器具（12）
名称 ：KPX-95小直径防返吐偏心配水器； 外径：95mm；
总长：950mm； 内径： 48mm；
耐压能力：≥35MPa；
配注方式：更换堵塞器水咀； 返吐、出砂井分层注水。
耐温能力：≥120℃；
用途：套管补贴、变形并存在
三、常用酸化井下器具（1）
名称 ：Y341-114多功能封隔器； 座封方式：油管内正打压； 座封压力：12-15MPa； 耐压能力：≥50MPa； 解封方式：上提管柱；
修井工具简介
球型体
棱型刀片
目录
三 . 固井工具
(一)双挂钩胶塞 双挂钩胶塞主要是于 侧钻下尾管后注水泥 的固井作业.
1.螺母2.垫子3.小胶塞 4.挂钩轴5.弹簧6.钩子7. 销子
目录
固井工具
(二)尾管悬挂器 主要用于在套管内侧 钻开窗完后下尾管用.
1.上接头2.锥套3.中心管4.密封套 5,6“O”型圈7.轨迹槽8.卡瓦9.沉头 铆钉10.固定螺钉11.扶正弹簧 12.滑套13.换向环14.轨迹销钉子 15.连接套16.接箍17.密封短接 18.扶正套19.钢球20.剪断座 21.剪断销钉22.空心胶塞 23.下接头
四.锁定部分
此部分是将钻杆的提拉,钻压,扭矩直接传给打捞 工具. 并在提拉不动,倒不开需要退出打捞工具时,把倒 扣器上,下锁定成为一个整体.
目录
倒 扣 捞 矛
倒扣捞矛既可打捞且 可倒扣的一种倒扣类 工具.还可进行洗井液 循环. 此工具综合各种捞矛, 公锥等工具的优点使 打捞,倒扣,退出落鱼, 冲洗鱼顶一同实现.
目录
十字钻头 偏心钻头
目录
铣 鞋
主要用于修理破坏的鱼顶.如损坏的油管,钻杆本体. 铣鞋可分梨形,锥形,和内齿铣鞋, 裙边,套铣鞋等.
目录
铣削式领眼铣鞋
目录
铅封注水泥套管补接器
此工具是用于更换井 下损坏套管时起联接 新旧套管的一种补接 工具.是利用铅环压缩 变形的一次密封之外, 还可以注水泥固井,用 水泥二次密封.
目录
压裂封隔器
胶筒
上接头
压裂封隔器是分层压 裂增加原油产量的一 种得力工具.通过座封, 密封压裂层上部附近 的油套环形空间,有效 地实现分层压裂,并保 护套管. 既可用于油水井的分 层压裂,也可用于试油, 堵水,找串等作业.
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3.1 修井机 3.2 特车 3.3 其他修井设备 3.4 专用修井工具 3.5 封隔器 3.6 控制工具
第三章 修井设备和井下工具
3.2 特车
（1）井架车 （2）洗井车 （3）水泥车 （4）测井车
（5）供水车 （6）压裂车 （7）混砂车 （8）仪表车
Logging Truck 绞车 操作舱
第三章 修井设备和井下工具
3.2 特车 （5）供水车
Nurse Tanker
作用：井下作业提供应急供液
第三章 修井设备和井下工具
3.2 特车 （6）压裂车
Fracturing Truck
作用:向井内注入高压、大排量的压裂液，将地层压开，把 支撑剂挤入裂缝。 结构:由运载、动力、传动、泵体等四大件组成。
第三章 修井设备和井下工具
3.2 特车 （7）混砂车
Fracturing Blender Truck
作用:按一定的比例和程序混砂，并把混砂液供给压裂车。 结构:主要由传动、供液和输砂系统三部分组成。
第三章 修井设备和井下工具
3.2 特车 （8）仪表车
Measuring Truck
作用:集中控制多台泵车和混砂车；实时采集、显示、记录 压裂作业全过程的数据，并对工作数据进行相关处理、 记录保存，最后打印输出施工数据和曲线。
解堵、挤酸和泥浆循环、 高压挤封水泥
对钻杆、套管试压
第三章 修井设备和井下工具
3.2 特车 （4）测井车
Logging Truck
测井车是配有机械 动力的活动绞车。 作用：机械测试测砂面、清蜡等井 下作业。
第三章 修井设备和井下工具
3.2 特车 （4）测井车
第三章 修井设备和井下工具
3.2 特车 （1）井架车
Derrick Truck
井架种类很多，有固定式井架和可移式井架两种， 井架车用于携带可移式井架。井架也可由修井机自带。
第三章 修井设备和井下工具
3.2 特车 （2）洗井车
Clean out Truck
洗井车是专供油气井进行循环、洗井、压井、注水泥和 进行其他挤注工作使用的特种车辆。
第三章 修井设备和井下工具
3.2 特车 （2）洗井车
Clean out Truck
作用：给没有洗井流程的水井提供回水流程至附近的油 井，利用注水水源进行洗井。
第三章 修井设备和井下工具
3.2 特车 （3）水泥车
作用：
在钻井过程中向井内注水
Cement Truck
泥浆
进行油田深井洗井、冲砂、