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连续管钻井技术 1 连续管钻井技术简介 连续管钻井(Coiled Tubing Drilling，简称CTD)是一种采用连续管完成钻井的技术。它的发展和应用始于二十世纪90年代初，是一项新技术。连续管钻井按钻井的类型可分为定向重钻和直井钻井两类，按工艺方式分为欠平衡钻井、近平衡钻井和过平衡钻井三种。进行连续管钻井必须至少具备以下几个条件:配套设备必须齐全 ,连续管车、制氮车、井下工具组合、随钻测量工具、连续管、注入头等必不可缺;富有经验的操作队伍等。 （1）连续管钻井的优点 ①井场占地小，适合于地面条件受限制的地区或海上平台作业； ②特别适用于小井眼钻井； ③在老井重钻(加深钻或侧钻)作业中，因连续管管径小，可进行过油管作业，而且无需取出老井中的现有生产设备，可实现边钻边采的目的； ④可安全地进行欠平衡钻井作业，其最大的优势是可以确保井下始终处于欠平衡状态，减少泥浆漏失，防止地层伤害的发生； ⑤小井眼钻井可以减了硬件和人力需求，降低作业成本； ⑥ 连续管不需接单根可以实现连续循环泥浆，减少起下钻时间和作业周期，提高起下钻速度和作业安全性，避免因接单根可能引起的井喷和卡钻事故； ⑦连续管内置电缆后可改善信号的随钻传输，实现随钻测井，有利于实现闭环钻井； ⑧ 最小限度地冲蚀地层，可以得到良好的录井质量(连续进行，无需接管)。 （2）连续管钻井的缺点 ①必须借助常规钻机或修井机才能下入长段套管； ②连续管作业装置钻井前，需要借助常规钻机或修井机做下井前的准备工作； ③连续管不能旋转，因而增加了卡钻的可能性； ④需要频繁起下钻以更换井下钻具组合或调整马达的弯曲角度。结果是连续管过早疲劳，降低使用寿命； ⑤因直径小而限制了井眼尺寸和泥浆排量； ⑥钻压、转矩、水力参数和井下钻具组合受到限制，可能出现螺杆钻具故障、压差卡钻、钻压传递和钻头泥包等问题； ⑦庞大的滚筒不易运输和提升。 （3）连续管钻井的应用范围[8] ①软地层小井眼直井； ②水平井负压重钻井； ③在不用永久性安装钻井设备的海上平台或浮动生产设施上钻井； ④在Φ88.9 mm 或直径更大的油管中过油管钻井； ⑤加深井钻井； ⑥可以作为监测井堵塞或完井的勘探井； ⑦浅层气救援井（降压井）； ⑧浅层气无基座钻井； ⑨郊区或环境敏感区降低噪音、场地限制、降低污染钻井。 （4）连续管钻井的设备 连续管钻井的设备包括地面设备和井下工具。 ①地面设备 1）连续油管作业机 a．连续管注入头：它的主要功能是克服连续管在井筒内的浮力及摩擦力使连续管下入井内；在不同情况下控制连续管的下入速度；悬挂连续管和控制从井内起出连续管的速度。连续管注入头的关键部位是链条总成。 b．卷筒：它由筒芯和边凸缘组成：卷筒的转动由液压马达控制，液压马达的作用是在连续管起下时在其上保持一定的拉力，使其紧绕在卷筒上。卷筒前上方装有排管器和计数器。卷筒所能缠绕连续管的长度和直径的大小主要取决于卷筒的外径、宽度、简芯的直径、运输设备的要求等。 c．动力系统：动力系统主要为作业机和各部件提供动力源。大多数连续管作业机的动力系统是柴油机和水力泵。 d．控制室：控制室上装有各种仪表、开关及有关控制系统，操作人员在控制室里控制注入头、卷简、泥浆泵、防喷器 和节流管汇的工作。 e．连续管：连续管是一种高强度、高韧性管材。 2）泥浆循环系统 连续管钻井中所选择的泥浆，既不能损坏泥浆马达橡胶定子，同时能最大限度地减步连续管内的摩擦压力损失，使泥浆在环空中具有足够的携岩能力。连续管钻井所应用的泥浆循环系统与小眼井钻井所使用的泥浆循环系统大致一样。与常规钻井相比，其泥浆循环系统的容积要小一些。固控设备也包括振动筛、除砂器、除泥器和离心机。泥浆泵的功率应满足井下泥浆马达和井眼清洁的要求。 3）井控系统 与常规钻井一样，连续管钻井中的主要井控设备也是防喷器组，它是由全封闭闸板、剪切式闸板、带卡瓦闸板和连续管组成。在欠平衡压力钻井中，通常采用两套防喷器组，一套用在连续管上，一套用在井底钻具组台上。 ②井下工具 1）钻头 用于连续管钻井的钻头应具备： a．在低钻压和高转速下应具有足够的破岩能力； b．在钻井过程中，钻头对扭矩的要求要低，避免高扭矩使连续管疲劳破坏。目前，常用的钻头有 TSP、天然金刚石钻头和PDC钻头。 2）弯接头、定向工具 用连续管钻定向井和水平井过程中，在下部钻具组台中应配有弯接头和定向工具。用常规钻柱钻定向井或水平井时，底部钻具组合的工具面方位可在地面通过转动钻柱进行调整。但用连续管钻井时，因连续管不能旋转，必须用一种专门的井下工具即定向工具来调整底部钻具组合的工具面方位。 3）钻铤 钻铤主要给钻头施加钻压，提高钻头的破岩能量，从而提高机械钻。在使用导向工具或MWD系统时，必须使用无磁钻铤避免电磁干扰，避免导向和测量错误。 4