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石油装备新技术

题目：顶驱下套管技术

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学号：

专业：机械电子工程

顶驱下套管技术

西南石油大学，成都610500

摘要：下套管作业是钻井作业过程中的一个非常重要的环节,作业质量好坏直接影响固井

质量、采油产量及油井的寿命。顶驱下套管技术具有作业效率高、套管上扣质量高、现场作

业安全度高、劳动强度低等优点。通过对顶驱下套管技术的工作原理，结构，技术参数的研

究，对顶驱下套管技术具有重大工程指导意义。

关键词：顶驱；下套管；原理机构

1.引言

石油钻井工程是石油工业中一项为石油天然气增储上产而开辟油气通

道和采集地下信息的入地工程。下套管作业作为钻井工程中的的一项常规作

业，是指把大直径管子（套管）按照设计下放到裸眼井的预定深度的作业。

套管是指从地表下入已钻井眼作为衬壁的管子，根据下入阶段和深度不同依

次分为导向套管、表层套管、技术套管、生产套管和射孔段等，如图1-1所

示。

1-1套管结构图

1.1.常规下套管技术

常规的下套管工艺流程是使用简易吊卡提升单根套管；安装对扣护套对扣；

在连接时使用液压套管钳旋转顶部套管单根；启动上部气动卡瓦，松开下部钻台

启动卡瓦，使上部气动卡瓦支撑套管柱的全部重量，下放套管柱；按要求及时向

1

【】

套管柱内灌注泥浆，完成一根套管下入井内。重复以上流程，直至把全部套管

连接并下入井底。传统下套管技术存在如下缺点：（1）套管旋扣操作复杂、扭矩

不易精确控制；（2）悬挂在井眼中的套管柱不能旋转；（3）不能根据需要随时循

环泥浆；（4）下套管作业效率不高，存在极大的安全隐患。

图1-2常规下套管作业

1.2.顶驱钻井系统

[1]

为避免传统下套管技术作业的缺点，在下石油装备领域，顶驱钻井系统已

成为代替传统下套管技术的一种必然趋势。顶驱套管送入装置是一种基于顶部驱

动钻井系统，集机械、液压于一体的新型套管送入装置，该装置需针对不同规格

的套管配套相应系列工具，以适应相同规格各种常用壁厚的下套管作业。利用顶

驱套管送入装置进行下套管作业具有作业效率高、套管上扣质量高、现场作业安

全度高、劳动强度低等优点，大大减少下套管遇卡、遇阻等潜在的安全危害，极

大地提高了下套管作业的成功率，可降低或避免井下事故的发生，降低钻井综合

成本。从世界钻井机械的发展趋势上看，它符合21世纪钻井自动化的历史潮流。

现在我国赴国外打井的队伍，如果没有安装该系统将不允许在投资竞争中中标，

2

【】

由此可见顶部驱动钻井系统已经到了非用不可的地步。

1.3.顶驱下套管技术

顶驱套管送入装置，它是顶驱装置的延伸产品，它扩大了顶驱装置的应用范

围，除了钻井作业外还可完成下套管作业，替代了目前普遍应用的液压套管钳等

3

设备【】

。

顶驱套管送入装置是一种基于顶部驱动钻井系统，集机械、液压于一体的新

型套管送入装置，该装置需针对不同规格的套管配套相应系列工具，以适应相同

规格各种常用壁厚的下套管作业。利用顶驱套管送入装置进行下套管作业具有作

业效率高、套管上扣质量高、现场作业安全度高、劳动强度低等优点，大大减少

下套管遇卡、遇阻等潜在的安全危害，极大地提高了下套管作业的成功率，可降

低或避免井下事故的发生，降低钻井综合成本。配备相应的装备是保证套管顺利

下入预定深度的前提。应用顶驱套管送入装置可以极大减少下套管作业事故的发

生，提高下套管质量和效率，降低钻井成本，因而具有良