套管鞋是石油天然氣鉆井工程中的一個關鍵部件,主要起到多種重要作用:
1.結構位置:它位于套管柱的最下端,是套管串的底部組件。在鉆井時,隨著井眼不斷加深,下入的套管需要逐段連接,底部這一段套管的底部特制裝置就是套管鞋。
2.功能作用
引導鉆頭:當鉆頭重新下入井眼繼續(xù)鉆進時,套管鞋能夠起到引導和扶正鉆頭的作用,確保鉆頭正確地沿著預定的井眼軌跡行進,避免鉆頭偏離路線,有助于維持井身質量,讓井眼保持垂直或按設計的斜度延伸。
防塌護壁:在鉆井過程中,井壁周圍的巖石可能由于受到鉆具擾動、地層壓力變化等因素影響,出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。套管鞋與井壁貼合,為井壁提供額外支撐,阻擋上部松軟地層向井內垮塌,穩(wěn)定井壁,防止復雜井下情況的發(fā)生。
防止回流沖刷:鉆井液在循環(huán)過程中,會存在向上的回流,如果沒有套管鞋,回流的鉆井液可能會對井底產生嚴重沖刷,破壞井底的穩(wěn)定性。套管鞋能夠改變鉆井液的流向,緩沖回流的沖擊力,保護井底的地層結構。
封隔地層:不同地層有著各異的壓力系統(tǒng)、流體性質 ,套管鞋可以作為初步的封隔屏障,阻止下部高壓地層的流體向上運移,防止地層間流體互竄,一定程度上維持各層壓力的相對穩(wěn)定,為后續(xù)的固井、完井作業(yè)創(chuàng)造安全的條件。
3.材質與設計:通常用高強度合金鋼制造,因為要承受巨大的軸向壓力、側向擠壓力以及鉆井液沖刷等復雜外力。其外形設計一般為底部帶有圓滑的喇叭口形狀,這種形狀既有利于鉆頭進出,也增強了它與井壁貼合支撐的效果。
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