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作 业 大 队 2011年6月6日 水平井修井油层套管保护装置 一、设计缘由 二、主要结构 三、创新点 四、工作原理及优点 五、经济效益 目 录 一、设 计 缘 由 设计缘由： 井由于水平井特殊的钻井轨迹，使其与常规垂直井、小斜度井的井下作业技术存在较大差异。如：在起下管柱作业过程中，不仅管柱负荷显示不准确（造斜段及水平段内的管柱受套管摩擦阻力影响，在下放管柱时降低管柱负荷，在上提管柱时增加管柱负荷），而且对造斜段及水平段的套管损伤极大。 如何才能解决上述作业施工过程中，在造斜段、水平段内修井管柱负荷显示不准确及套管保护问题，提高水平井作业一次成功率、缩短占井周期、延长水平井的使用寿命，成为我们迫切需要解决的技术难题。 水平井修井管柱与油层套管之间的受力分析 直井段 增斜段1 稳斜段 水平段 增斜段2 上提修井管柱受力分析示意图 A B C D 修井管柱 （例图一） 垂直段 稳斜段 水平段 增斜段2 B C D 修井管柱 E （例图二） 上提修井管柱受力分析示意图 我们将水平井整个井筒分为直井段、增斜1段、稳斜段、增斜2段水平段，通过例图（一、二）模拟修井管柱在下放、上提过程中，A、B、C、D、E五个点修井管柱与油层套管之间的受力、磨损关系。 一、设 计 缘 由 套管钢珠减磨装置 二、主 要 结 构 主要结构： 套管钢球减磨装置的基本结构由上接头、钢球套、中心管、钢球及下接头组成（专利号：ZL201020126355.2）。 三、创 新 点 创新点： 将修井管柱与油层套管的滑动摩擦转变为滚动摩擦，使摩擦系数、摩擦阻力大幅降低。 套管钢珠减磨装置 四、工作原理及优点 工作原理： 套管钢球减磨装置现场使用时，将其连接在水平井修井管柱中、下部（即水平井造斜点以下）的油管或钻杆本体上，每隔2-3根油管或钻杆（即：相隔20-30m）连接一个。当修井管柱在起、下钻过程中，套管钢球减磨装置上的钢球与油层套管内壁形成点接触，将纯滑动磨擦变成半滑动半滚动磨擦。当进行钻、磨、铣施工需要旋转修井管柱时，套管钢球减磨装置将旋转滑动磨擦，变成旋转滚动磨擦，减少了旋转摩擦阻力和旋转扭矩损失，从而达到减少磨擦损伤、保护油层套管的目的。 优点： 其一是在旋转修井管柱时，将修井管柱与油层套管之间的纯滑动磨擦，变成滚动磨擦，大幅降低对油层套管的磨损伤害； 其二是水平段内进行钻、磨、铣施工时，能最大限度地将地面旋转扭矩传递到钻、磨、铣位置。 提、放管柱降低磨擦阻力损失达：（58.5%+60.6%）÷2=59.55%； 旋转管柱降低扭矩损失达： 85.7%。 3.65÷（9.71-5.45）×100%=85.7% 5.45 垂直井段同长度管柱旋转扭矩（Kn.m） 7 -3.65 6.06 9.71 旋转管柱扭矩（Kn.m） 6 +6.5 155.0 148.5 长时间静止负荷（kN） 5 +13.1 147.4 134.3 下放后静止负荷（kN） 4 +20.8 141.5 120.7 下放最小负荷（kN） 3 -12.2 162.9 175.1 上提后静止负荷（kN） 2 -21.4 170.2 191.6 上提最大负荷（kN） 1 对比 磨铣（带装置） （深度：1325.0m） 打捞（不带装置） （深度：1325.0m） SJSH54P8 （造斜点：798.34m、人工井底：1390.29m） 项 目 （修井管柱为φ73mm钻杆） 序号 套管滚轮减磨装置实验数据统计对比表（表二） 四、工作原理及优点 五、经 济 效 益 （一）直接经济效益： 1、减少油水井套管损坏的几率，延长水平井使用寿命的30%以上。按延长使用寿命一年，日产油5.0吨计算，可实现增油365×5=1825.0m，按吨油2000.0元计算，可实现增效365.0万元。 2、提高打捞、解卡、钻塞、磨铣施工一次成功率50%以上，按全年施工30口井，单井节资5000.0元计算，可节约费用7.5万元。 合计：365.0+7.5=372.5万元 （二）间接经济效益： 1、由于施工有效率的提高，从而大幅缩短占井周期。 敬请领导、专家指正谢谢！