钻分级箍时效及效果分析

赵 明（中原油田钻井四公司哈萨克斯坦分公司，河南濮阳 457300）

钻分级箍时效及效果分析

赵 明
（中原油田钻井四公司哈萨克斯坦分公司，河南濮阳 457300）

在进行双级固井施工时，使用分级箍能够达到分层封固地层的作用。保证钻分级箍的时效，达到预期的效果很重要。因此，有必要研究钻分级箍的时效，优选钻头，完成分级箍的钻探，达到分层固井的目的。

钻分级接箍；时效；效果；分析

1 分级箍概述

对于单级固井一般使用浮箍和上下胶塞，达到封固的作用，形成固井水泥环，满足固井质量的要求即可。而对于双级固井需要使用分级箍，分级箍的材质一般为金属，给钻探时候的时效控制增加了难度，只有准确地钻探分级箍，才能达到分层封固的作用。

选择合适的钻头，钻探分级箍的关闭塞的金属部分，与钻具组合的形式，才能提高钻速，达到分级箍的质量标准。分级箍常用的是机械式结构，金属材质的分级箍钻探的时候，相当于硬质的地层，必须采取必要的技术措施，才能保证钻探的质量，达到分级的效果。

2 钻分级箍时效及效果

中原哈萨克斯坦KKM区块806井与802井固井施工过程中，分别下入分级箍，采用二级固井，在候凝72h后，806井下入121mmPDC钻头，802井下入124mm磨鞋，分别对分级箍重力塞进行钻穿作业。下面对两口井钻分级箍重力塞的时效情况及钻进参数进行对比分析，如表1所示。

从以上数据，得出以下结论：

表1 钻分级箍重力塞的时效分析及参数对比

1）在钻具结构、钻进参数相同的情况下，806井使用的PDC钻头与802井使用的磨鞋，在钻关闭塞时，机械钻速和效果相同，关闭塞的材质为铝合金的情况下进行操作。

2）在钻具结构、钻进参数相同的情况下，在钻重力塞时，802井使用磨鞋的钻进效果，从纯钻时间上来看，比806井使用的PDC钻头节约用时10.5h，机械钻速提高了一倍；分级箍重力塞为铸铁构造，材质比较坚硬，故从切屑的角度来看，磨鞋的切屑破岩效果比PDC要好。

3）由于井队没有组织到小钻铤，所以不能充分加上钻压，两口井的钻压都为0.5～1t，钻压的限制影响了机械钻速，导致机械钻速不高，也能完成钻探任务。

4）从破岩机理来看，磨鞋与PDC钻头都为切屑式破岩，此种破岩方式不利于钻铸铁类坚硬物质；牙轮钻头是在轴向力方向上垂直冲击破岩，利于钻此重力塞的材质，建议下口井可以在保证组织到小钻铤的前提下，使用牙轮+钻铤的钻具组合，释放钻压，钻重力塞，则会取到良好的效果。

5）在钻重力塞时，由于下部没有钻铤，稍一加压，钻具弯曲导致压力传递加压至井壁套管上，不但会损害套管，导致下部磨鞋损坏，需要特别注意这个问题。

3 钻分级箍的时效分析

从分级箍的结构分析钻探的时效性。分级箍一般由分级箍本体、一级旁通塞和座、一级碰压塞和座、分级箍打开塞和分级箍关闭塞等部件组成。由于分级塞和座的接触面均是金属构造，没有防转的设计，在钻探压力不够高的情况下，接触面会发生相对转动的现象，影响到钻头提供的力，减弱其有效性，必须在钻头上加很大的力，才能钻穿分级塞。由于分级座是圆环形状的，钻头作用力很难均匀作用在座上，给钻探施工带来了非常大的难度，降低钻探的时效，而且效果不佳。

分级箍打开塞的钻探过程中，利用PDC钻头钻探时，会加剧套管的偏磨，损坏套管，而牙轮钻头不存在这样的问题，牙轮钻头能够将胶塞切削成为更小的碎块，避免磨损套管。牙轮钻头能够避免胶塞的塑性变形造成的影响，能够直接钻穿胶塞。而且牙轮钻头具有更小的泄油面积，防止大块的胶塞颗粒进入到钻头以上，造成卡钻事故。

4 结论

通过对钻分级箍时效及效果分析，对比两口井的分级箍的钻探过程，应用PDC钻头和钻铤的组合形式，钻探施工效率高。使用磨鞋进行钻探的切削效果好些，可以考虑使用牙轮钻头进行钻探施工。钻探的效果更加突出，解决了PDC钻头钻探施工时存在的问题，有利于分级箍的钻探，为分层固井打下基础，提高了分级箍钻探的时效性。

[1] 毕开原.钻分级箍附件的钻头优选[J].城市建设理论研究：电子版，2013，（27）.

Analysis of Aging and Effect of Drilling Classification

Zhao Ming

During the construction of two-stage cementing，the use of the graded hoop can achieve the effect of stratified seal formation.It is very important to ensure the aging of the drill classification hoop and achieve the desired effect.Therefore，it is necessary to study the aging of the drilling classification hoop，preferably drill bit，to complete the classification hoop drilling，to achieve the purpose of layered cementing.

drill classification coupling；aging；effect；analysis

TE256

A

1003-6490（2016）12-0029-01

2016-11-29

赵明（1981—），男，河南濮阳人，工程师，主要从事石油钻井工作。