科钻的活动套管设计

1．采用活动套管设计的必要性。
 
  由于地层存在大量不确定因素，钻孔结构设计需留有足够的套管程序，以对付可能出现的复杂问题。但实际施工中又要考虑钻探成本，根据实际情况调整套管程序及下深。每次下套管后都是先以小尺寸钻头钻进，当钻遇复杂情况需下套管时再扩孔，这种施工方式造成两种不良后果：①上部井段环隙（套管内壁与钻具之间）远大于下部井段环隙（裸眼与钻具之间），加之绳索取心钻进循环压耗大，排量受到限制，造成上部井段泥浆流速变缓，不能有效携岩；②高速旋转钻具易在井眼尺寸突变处（裸眼与套管鞋交界处）发生断钻具事故。
 
  为解决上述问题，设计采用了活动套管技术。即在较大直径套管下入完毕后，在套管里面再下入一层不用水泥固结的，内孔直径比下部钻头直径略大的，必要时可以回收的套管，称之为活动套管。这样，既改善了上部井段较小排量下的携岩能力，预防了高速旋转钻具与大直径套管内壁碰撞引起的断钻具事故，又使钻具与套管之间的运动形成轴承效应，防止了长时间钻进时钻具对固定套管的严重磨损造成的断套管事故。因此，在大套管中取心钻进时采用活动套管技术是非常必要的，前苏联及德国的科学钻探经验表明该技术是必要的、可行的。
 
  2．活动套管的固定。
 
  本设计采用石油钻井用的Φ339. 7mm(133/8in)×Φ177. 8mm( 7in)和Φ273. Omm(或声219. Imm)×Φ177. 8mm两种螺纹式单级套管头解决活动套管的上部固定、悬挂及回收等问题。在活动套管中间部位使用刚性扶正器，提高其稳定性；活动套管的下部使用特制的大接触面带水槽的双锥面套管鞋以防止活动套管下移。套管的重量分别由上部的悬挂和下部的承托支撑，支撑重量按一定比例分担，初期安装时上部悬挂比例大一些，随着井深加大，井温升高引起套管伸长，下部支撑的比例逐渐加大，但仍在设计范围内变化。
 
  3．活动套管的安全管理。
 
  活动套管长期处在高速旋转钻具的冲击、磨损状态，为防止折断、磨穿套管，应采用切实合理的套管事故预防、处理及安全检查技术方案，并实施严格的套管安全管理措施。
 
  设计中应制定严格的防卡、防断及处理卡断事故的措施。