55SYXAF型封隔悬挂器说明书.docx
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55SYXAF型封隔悬挂器说明书
一、结构组成
SYX-AF型Φ244.5×Φ139.7(95/8×51/2)尾管封隔悬挂器为悬挂器与封隔器一体式。
主要由悬挂器本体总成、封隔器总成、密封总成、送入工具等件组成。
其中:
悬挂器为单液缸、双锥体双排卡瓦、液压坐挂;封隔器为机械涨封。
1.悬挂器本体总成:
由锥体、液缸、活塞、卡瓦、变径接头等件组成。
见图1。
锥体上卡瓦下卡瓦剪钉活塞液缸
图1SYX-AF型液压悬挂器本体总成
2.封隔器总成:
由本体、胶筒、锁紧机构等件组成。
见图2。
图2SYX-AF型封隔器总成
3.送入工具:
该工具可重复使用。
由防砂罩、提升短节、座封挡块、倒扣总成及中心管组成。
见图3。
防砂罩提升短节涨封挡块轴承倒扣螺母中心管
图3送入工具总成
4.密封总称:
由密封外壳和密封芯子组成。
见图4。
图4密封总成
5.回接筒:
见图5。
图5回接筒
6.胶塞:
包括钻杆胶塞和尾管胶塞。
见下图6、图7:
图6钻杆胶塞图7尾管胶塞
7.球座总成:
见图8、图9。
图8球座图9铜球
8.浮箍、浮鞋:
两个独立部件,可选配。
见图10、图11。
图10浮箍图11浮鞋
二、工作原理
SYX-AF型Φ244.5×Φ139.7(95/8×51/2)尾管封隔悬挂器采用液压坐挂悬挂器、机械坐封封隔器方式。
使用时配合专用的送入工具,将尾管封隔悬挂器及尾管下入到井内设计深度。
投球,当球到达球座后憋压,压力通过悬挂器本体上的传压孔传到液缸内,压力推动活塞上行,剪断液缸剪钉,再推动推杆支撑套,并带动卡瓦上行,卡瓦沿锥面涨开,楔入悬挂器锥体和上层套管之间的环状间隙里,当钻具下放时,尾管重量被支撑在上层套管上。
继续打压,憋通球座,建立正常循环。
倒扣及固井作业完成后,缓慢上提送入工具,当涨封挡块提出回接筒后,涨封挡块在弹簧作用下涨开,下放钻具,涨封挡块压在回接筒上面。
继续下放钻具,钻具重量通过涨封挡块传至回接筒,再传至锁紧滑套,剪断销钉后挤压封隔器胶筒,封隔器胶筒在外力下挤压变形,将封隔器本体与套管之间的环状间隙封隔住,锁紧滑套自锁。
最后将送入工具和密封芯子提出井口。
三、性能特点
1.同时具有在注水泥前坐挂尾管、注水泥后立即封隔尾管与套管环空的两种功能。
2.可承受较大的正负压差作用,即使尾管重叠段封固段质量不好,也可确保完井作业的顺利完成。
3.液压控制实施坐挂,坐挂后机械涨封,可用于各种井况。
4.双锥体、双排卡瓦,坐挂能力强。
5.胶塞、球座均设计有锁紧机构,且具有良好的可钻性。
6、密封芯子能随送入工具提出井口,节省了钻密封芯子时间;
7、密封总成采用“W”形多组密封件,具有双向密封功能,密封效果佳;
8、悬挂器上下均配有扶正环,既可以保证扶正效果,又可以保护液缸、卡瓦不受损伤;
9、倒扣丢手无需找中和点,只要将送入钻具下压5~10t、正转、即可轻易倒开扣。
四、主要技术参数
见表1。
SYX-AF型尾管封隔悬挂器主要技术参数表1
规格
Φ244.5×Φ139.7(95/8×51/2)
额定负荷,t
160
封隔器座封压力,t
30~50
封隔器剪钉压力,t
10
封隔器密封能力,MPa
>25
悬挂器载荷支撑套承载能力,t
16
密封芯子密封能力,MPa
>25
液缸剪钉剪断压力,MPa
7~8
球座剪钉剪断压力,MPa
16~17
尾管胶塞剪钉剪断压力,MPa
12
判断倒扣最大允许上提高度,m
1.3
本体最大外径,mm
215
本体内径,mm
155
回接筒长度,mm
2800
回接筒外径,mm
210
回接筒内径,mm
187
钻杆胶塞总长,mm
332
尾管胶塞胶碗外径,mm
130
126
适用尾管壁厚,mm
6.987.72
9.1710.54
适用尾管公称重量,m/kg
23.0625.30
29.7634.22
铜球直径,mm
42
适用上层套管钢级
N80P110
适用上层套管壁厚,mm
10.0311.0511.99
适用上层套管公称重量,m/kg
59.5264.7369.94
提升短节上接头扣型
410(NC50)
过流面积
套管壁厚(mm)
坐挂前/坐挂后(cm2)
10.03
65/35
11.05
57/31
11.99
51/28
注:
1.悬挂器若用于更厚或更薄一级的套管,用户应在订货时特别声明。
2.表中斜体阴影参数可根据用户要求调节。
五、交付状态
目前,尾管封隔悬挂器出厂以半整体组装式交付用户,即尾管封隔悬挂器本体和附件分两箱包装。
其中,尾管封隔悬挂器本体在出厂前已经整体试压合格,用户不必再进行试压;附件箱包括提升短接、回接筒、球座、铜球、大小胶塞、及选配的浮箍、浮鞋、通径规。
注意:
同一套悬挂器的包装箱“箱号”是一致的,送往井场前一定要仔细核对,否则,将造成提升短接与送入工具上接头固定销钉孔对不正。
六、仓储、运输与保养
1.产品存放时应置于平坦、干燥仓库内,各部件应妥善保管,防止雨淋、日晒及海水浸蚀。
2.尾管封隔悬挂器在准备使用前尽量不要打开包装箱,不要撕破塑料包装袋。
3.搬运时要小心轻放,严禁摔、撞,防止碰伤封隔器总成、悬挂器卡瓦、液缸和中心管。
4.送入工具从井内提出后,应及时清洗干净。
特别是倒扣螺母、止推轴承及密封芯子应拆洗干净并涂黄油保养;中心管、各丝扣也应清洗干净涂油保护。
七、现场检查与组装
(一)现场检查
1.首先按照装箱单检查尾管封隔悬挂器及各附件是否齐全。
应包含尾管封隔悬挂器本体、提升短接、回接筒、球座、铜球(Φ139.7尾管铜球直径为Φ42)、大小胶塞、及选配的浮箍、浮鞋、通径规等。
2.按照现场检查表内容对各部件进行认真仔细的检查、测量与记录。
主要检查内容包括:
各件外观是否正常,有无被摔碰;封隔器胶筒有无破裂,封隔挡块是否活动灵活;各剪钉、导向钉是否齐全;密封件是否完好;各件是否匹配,丝扣是否完好;内部是否有杂物;浮箍、浮鞋密封情况;丝扣、胶塞尺寸是否与使用的套管匹配;性能参数是否满足作业要求等。
(二)现场组装
1.将尾管封隔悬挂器本体置于平坦、干净地方,用垫木垫平(严禁垫在封隔器总成、悬挂器液缸和卡瓦位置),清洗干净倒扣总称上接头丝扣,并涂丝扣油。
2.将防砂罩从提升短接上卸下,并卸掉提升短接护丝,检查密封圈,将提升短接与送入工具倒扣总称上接头连好,当两端面接触时,销钉孔刚好对齐,用内六方扳手拧紧。
3.进行倒扣检查,再用1000N·m的扭矩上紧。
4.将密封总成与回接筒连接的丝扣清洗干净,并涂套管密封脂。
5.将回接筒从送入工具上端套在送入工具上(有丝扣一端朝向悬挂器),与密封总成连好,三人用48"链钳上紧。
6.将防砂罩装在提升短接上(有锥度的一端朝向回接筒),并推到回接筒喇叭口内,用内六方拌手拧紧固定螺钉。
注意:
1.整个组装过程中,严禁将赃物、砂子带进工具内。
图12SYX-AF型尾管
封隔悬挂器总成
2.封隔器总成、悬挂器卡瓦及液缸处严禁打钳。
一套完整的包括送入工具的尾管封隔悬挂器总成见图12。
八、推荐的操作规程
(一)准备工作
1.下套管前彻底通好井,调整好泥浆性能,保证套管能顺利下到设计深度。
2.校核尾管长度,仔细计算钻杆回缩距,配好送入钻具。
为方便配钻具和投球时卸扣(指无旋转水泥头),最好准备1~2根短钻杆,配好钻具后使短钻杆下接头在转盘面附近。
3.套管要仔细丈量、清洗丝扣,并使用符合标准的通径规通径;5"钻杆通径规直径要求70mm以上,钻具接头、配合接头不许有直角台阶。
4.起钻时(或通井期间),将钻具提至悬挂器坐挂位置后,称重并记录。
5.校核坐挂位置,悬挂器卡瓦应避开上层套管接箍。
6.校核指重表和泵压表,保证灵敏准确。
(二)下套管
注意:
严禁井内及套管内落物;操作要平稳,严禁猛提、猛刹和猛放。
1.管串排列:
球座位置应由所设计的水泥塞高度确定,推荐的管串排列为:
浮鞋+套管+浮箍+套管+球座+套管组合+尾管封隔悬挂器+送入钻具+(旋转)水泥头。
2.按顺序下入套管及附件,按标准上够扭矩。
每下入20根套管至少灌满泥浆一次。
连接浮鞋、浮箍后,应接方钻杆开泵或通过其它方式检查浮鞋、浮箍的畅通及防回压情况。
3.悬挂器下面的两根套管连续加两个扶正器;套管下完后先灌满泥浆再接悬挂器。
4.接尾管悬挂器(悬挂器吊上钻台时注意防止磕碰):
提起整个悬挂器总成,先卸掉中心管接箍,再卸掉悬挂器下端的护丝,然后再联接中心管接箍,并在中心管接箍上接尾管胶塞,并用链钳或管钳上紧扣。
注意倒扣部分有无转动。
将尾管胶塞胶碗上涂丝扣油,小心插入套管,然后连接悬挂器与套管,上扣扭矩见表2。
悬挂器与套管连接紧扣扭矩(圆扣)表2
套管规格
Φ244.5×Φ139.7(95/8×51/2)
紧扣扭矩最佳值(N.m)
5800
注意:
①严禁在封隔器总成、悬挂器卡瓦及液缸处打大钳。
②在回接筒内注满钻杆丝扣油,然后上紧防砂罩固定螺钉。
③尾管悬挂器入井(过联顶节和封井器)时要缓慢,注意保护好卡瓦及液缸。
5.称重,并做好记录。
锁死转盘,以防止尾管转动。
6.下送入钻具。
接送入钻杆时打好背钳,尾管坐挂前严禁下部钻具转动。
送入钻杆要边通径边下钻。
每下10立柱至少灌满一次泥浆,最好边下边灌。
严格控制下放速度(推荐1.5~2.0分/立柱)。
中途遇阻循环时,开泵泵压不得超过6.0MPa。
7.将尾管下至预定深度,先灌满泥浆(注意:
注意活动钻具,防止粘卡),再接方钻杆(或顶驱)。
称重、测量摩阻,并记录。
8.调整好钻(方)余。
小排量开泵循环泥浆,尽量控制开泵压力不超过6Mpa。
待泥浆返出后可逐渐增加排量,但尽量使尾管内外流阻之和不超过6.0Mpa,待循环压力稳定时再以正常排量循环。
(三)坐挂及倒扣
1.先进行试坐挂操作。
受井下条件的限制,有时循环压力过高未投球就将液缸剪钉剪断,在这种情况下,若无旋转水泥头或水泥头上无投球孔时,可直接坐挂。
2.如果没有坐挂,则投球(注意:
尾管规格不同,所配铜球尺寸不一样。
Φ139.7尾管的铜球直径为Φ42),并以小排量泵送。
密切注视泵压变化,当球到达球座后憋压11~12Mpa,稳压2min,慢慢下放钻具,当总悬重下降到等于送入钻具总重量+游车重量时(此时送入钻具回缩距等于或接近计算值),即坐挂成功。
3.继续下压10~15t,检查坐挂可靠性。
4.坐挂成功后,上提钻具至中和点,憋压18Mpa左右,憋通球座,建立正常循环。
5.无异常时停泵,松开转盘,坐钻杆卡瓦,确保载荷支撑套承压3~5t,然后正转进行倒扣,累计有效倒扣不少于20圈(注意:
正常情况下,用转盘倒扣时,正转数圈后放松转盘,转盘应几乎不回转。
若回转严重,可能是载荷支撑套未受压或受压太多,此时应予以调整。
切记:
必须先剪掉球座建立循环,才能倒扣)。
6.将钻具缓慢提至中和点后再上提1.0~1.2m(注意:
上提距离绝对不能超过1.5m,否则座封挡块将被提出回接筒,再下压时将使封隔器涨开;万一将座封挡块提出回接筒,下放钻具不能超过5t。
)若悬重一直等于上部钻具+游车重量,表明扣已倒开。
7.倒扣成功后将钻具放回,使悬挂器下压5~8t,接入水泥头(钻杆胶塞已事先装入),按固井要求循环后固井。
(四)固井
1.管线试压。
2.常规方法注水泥固井。
3.压钻杆胶塞。
4.替泥浆,当钻杆胶塞到达尾管胶塞位置前1.5m3左右,降低排量,注意泵压表的变化。
如果观察到了泵压明显上升后又回到正常值,说明胶塞已经复合,此时应校核替浆计量(注意:
大多数情况下,无法观察到此压力变化)。
5.当替浆量剩1.5m3左右时降低排量,碰压。
6.放回水,检查浮箍、浮鞋密封情况。
卸管汇。
(五)拔中心管、涨封封隔器
1.正转2~4圈,缓慢上提钻具1.5~2m,再下压钻具30~50t,座封封隔器。
2.再上提钻具5~6m,(注意:
注意悬重变化),当送入工具与悬挂器脱开后上提1~3柱,然后再大排量循环一周以上,循环出多余的水泥浆。
提示:
如果要避免尾管悬挂器顶部有水泥塞,通常的做法是:
封隔器涨封后放回水,将压力降至0,再憋压5~7Mpa,然后缓慢上提钻具,观察压力和悬重变化,当压力突然下降时,说明密封芯子即脱离了密封短节,此时开泵循环,冲出多余水泥浆。
重要提示:
循环过程中要转动或上下活动钻具,保证循环干净。
3.起钻,候凝(注意:
不可将钻具留在井内候凝)。
九、钻附件内套的推荐方法
钻杆胶塞、尾管胶塞及需要钻除的球座、浮箍、浮鞋附件内套都是由可钻性好的材料组成,具有防转机构,以便于钻除。
特别提示:
球座、浮箍、浮鞋内套分别有两种材料可提供——铸铁件和铝件。
凡需钻除的,所提供的一般为铝件,用户订货一定要予以确认。
这里所指的内套材料均为铝件,即PDC可钻。
钻附件内套时的注意事项及推荐的钻进参数如下:
1.应选用适应钻硬地层的牙轮钻头或钻中—硬地层的PDC钻头。
2.钻进中不要使用自动送钻装置。
3.可在钻具上配备扩眼器和稳定器。
必要时也可装一个打捞篮。
4.推荐的钻进参数见表3。
推荐的钻进参数表3
钻头尺寸
(mm)
钻压
(t)
转速
(rpm)
水马力
(hhp)
泵排量,
(m3/min)
152.4
5~8
40~60
70~80
大于1.0
118
4~6
40~60
40~50
大于0.8
注:
转速不能超过100rpm
5.如使用井底动力钻具,钻压应不超过2.0t。
6.不得将钻头压在附件上再启动转盘转动钻具。
7.每钻进5cm应上提活动一次,活动时不停泵,并保持钻具转动,以清除钻头周围的橡胶/金属屑。
8.发现钻速降低时,应调整钻进参数;若无效,则应提钻检查钻头,查明原因。
十、尾管回接操作程序
(一)下套管前准备
1.认真做好套管丈量、通径及清洗丝扣工作。
2.计算好套余(套管高出转盘面高度)。
排好套管串。
3.准备长度差0.5m左右的数根短套管,便于现场调整(由于丈量误差和套管余扣不确定,理论计算套余不可能与实际完全吻合)。
(二)磨铣回接筒
1.连接大陆架公司生产的专用铣鞋,下钻,磨铣回接筒内表面,以使回接筒内无毛刺和水泥块。
2.当铣鞋接触密封外壳顶部时(根据泵压和钻压变化判断),记录铣鞋深度,上提钻具1m。
3.在40~50rpm、正常钻进排量下缓慢下放钻具,磨铣回接筒内表面2~3次,每次3~4min。
最后一次磨铣至扭矩突然增大时(即铣到密封外壳顶部时)加压2~3t,再磨铣5min,并记录此时的铣鞋深度。
该深度可作为套管下深的重要依据。
4.大排量循环一周,将磨铣下的铁屑和水泥循环出井。
5.起钻,检查铣鞋的磨损情况,如果有一圈明显的磨痕,并且其直径等于悬挂器密封外壳左旋梯形内螺纹直径,表明已磨铣到回接筒底部。
(三)下回接套管、固井
1.下入回接套管串。
排列顺序为:
回接插头+套管+节流浮箍+套管串。
2.适当控制下放速度,及时灌满泥浆。
3.当回接插头接近回接筒时,在10L/s排量下缓慢下放管串,注意泵压变化,当泵压突然升高时,停泵,然后,继续缓慢下放直到悬重徒然下降,表明回接插头接箍已接触到回接筒顶部。
记录方余。
4.开泵憋压5.0Mpa,检查插头密封情况。
泄压,上提套管1m,使插头循环孔位于回接筒以上,而插头导向头位于回接筒内。
5.循环泥浆,按固井设计程序固井、压胶塞、替浆、碰压。
6.碰压后附加3~5MPa,缓慢下放管串,使回接插头坐到回接筒顶部,并下压10~20t套管重量。
7.卸压检查回流,如果无回流,说明插头密封良好。
若有回流,应憋压候凝。
8.候凝。
十一、有关计算方法
1.铜球在泥浆中的自由下落速度
式中:
G-重力加速度,9.8m/s2;
D1-铜球直径,对于Φ139.7mm尾管D1=4.2cm;
ρ0-球的密度,铜球8.9g/cm3;
ρm-泥浆密度,g/cm3;
μ-泥浆塑性粘度,cp。
2.钻杆一次允许扭转圈数
N=RL(圈)
式中:
R-扭转系数,圈/米;
L-送入钻具长度,m。
3.坐挂时钻杆回缩距
式中:
K-接头影响系数,一般取0.850.95;
L-送入钻具长度,m;
E-钢材弹性系数,2.059105MPa;
F-送入钻具截面积,cm2;
W-送入钻具承受拉伸负荷,N;
W=W1+W2
W1-尾管浮重,N;
W2-投球憋压时钻具附加负荷,N;
D-送入钻具内径,cm;
P-投球坐挂时所憋压力,MPa
4.方余要求
L=l+l+l1+l2(m)
式中:
l-坐挂后下压时钻杆回缩距;
W-下压重量,N;
l1-吊卡高度,m;
l2-钻杆(方钻杆)母接头长度,m。
注:
不用方钻杆倒扣时,这里所说的方余系指最后一个单根高出转盘面长度。