【正文】 清潔的要求。與常規(guī)鉆井相比 ， 其泥漿循環(huán)系統(tǒng)的容積要小一些。 泥漿循環(huán)系統(tǒng) 連續(xù)油管鉆井中所選擇的泥漿 ， 既不能損壞泥漿馬達橡膠定子 ， 同時能最大限度地減少連續(xù)油管內(nèi)的摩擦壓力損失 ， 使泥漿在環(huán)空中具有足夠的攜巖能力。加拿大公司開發(fā)的用于北極或沙漠地區(qū)使用的 ，連續(xù)油管鉆井 技術(shù)與配套裝備 16 安裝在該公司制造的重型自走式車上。圖 至圖 展示了幾種典型的地面設(shè)備 ， 其中圖 所示的車裝式連續(xù)油管作業(yè)機結(jié)構(gòu)相對較為簡單 ， 移運方便靈活 ， 適合我國的道路和井場條件 ，較小直徑的連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備通常采取這種結(jié)構(gòu)形式 ； 圖 車裝式連續(xù)油管作業(yè)機 圖 所示的拖車式連續(xù)油管作業(yè)機將各個工作機構(gòu)集中布置在拖車上 ， 采用通用的牽引車移運 ， 適合較好的道路和井場條件 ， 較大直徑的連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備通常采取這種結(jié)構(gòu)形式 ； 連續(xù)油管鉆井 技術(shù)與配套裝備 14 圖 拖車式連續(xù)油管作業(yè)機 圖 所示的橇裝式連續(xù)油管作業(yè)機采用模塊化結(jié)構(gòu)形式 ， 根據(jù)連續(xù) 油管作業(yè)機的機構(gòu)特點，將其主要部件劃分為合適的模塊 ， 因此制造相對較為簡單 ， 用于海上平臺的連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備通常采用這種結(jié)構(gòu)形式 ； 圖 橇裝式連續(xù)油管作業(yè)機 圖 和圖 所示的自帶吊車和井架的連續(xù)油管作業(yè)機結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜 ，其突出特點是 ， 作業(yè)時不需要另外的起吊設(shè)備 ， 但移運時對道路和井場條件的要求較高 ； 圖 拖車帶吊車式連續(xù)油管作業(yè)機 連續(xù)油管鉆井 技術(shù)與配套裝備 15 圖 拖車帶井架式連續(xù)油管作業(yè)機 圖 所示的專用連續(xù)油管鉆井裝備結(jié)構(gòu)齊全而復(fù)雜 ， 造價昂貴 ,移運困難 ，其突出的結(jié)構(gòu)特點是 ， 這種裝置將滾筒置于注入頭上 方 ， 作業(yè)時 ， 省去了注入頭的導(dǎo)向器消除了因?qū)蚱饕鸬膹澢推谄茐?， 因此能大大提高的使 用壽命。復(fù)合型 CTU可用 CT 和鉆桿柱進行作業(yè)。 CTU 可分為常規(guī)型和復(fù)合型 2 種型式 ， 以適應(yīng)不同的作業(yè)用途、工況和道路條件的要求 ， 其中 ,常規(guī)型主要有拖車式、車裝式、橇裝式 3 種型式。 連續(xù)油管鉆井 技術(shù)與配套裝備 13 目前 ， 世界上較大的連續(xù)油管作業(yè)供應(yīng)商主要有美國的哈里伯頓公司、Hydra Rig 公司、 CVDD 公司、 Bowen 工具公司、 Stewart Stevenson 公司、加拿大 DRECO 能源公司。目前 ， 美國有三家公司 (均位于休斯敦 )制造連續(xù)油管 ， 即精密管技術(shù)公司、優(yōu)質(zhì)管公司、西南管子公司。 (5)連續(xù)油管。 (4)控制室。動力系統(tǒng)主要為作業(yè)機和各部件提供動力源。卷筒所能纏繞連續(xù)油管的長度和直徑的大小主要取決于卷筒的外徑、寬度、筒芯的直徑、運輸設(shè)備的要求等。卷筒的轉(zhuǎn)動由液壓馬達控制 ， 液壓馬達的作用是在連續(xù)油管起下時在油管上保持一定的拉力 ， 使其緊繞在卷筒上。 (2)卷筒。它的主要功能是克服連續(xù)油管在井筒內(nèi)的浮力及摩連續(xù)油管鉆井 技術(shù)與配套裝備 12 擦力使油管下入井內(nèi) ； 在不同情況下控制連續(xù)油管的下入速度 ； 懸掛油管和 圖 鏈條牽引總成剖面 示意圖 控 制從井內(nèi)起出油管的速度。 地面設(shè)備 連續(xù)油管鉆井的地面設(shè)備主要由連續(xù)油管作業(yè)機、泥漿循環(huán)系統(tǒng)和井控系統(tǒng)組成 [8]。 (5)鉆壓、轉(zhuǎn)矩、水力參數(shù)和井底鉆具組合受到限制。 (3)因連續(xù)油管不能像常規(guī)鉆桿那樣旋轉(zhuǎn) ， 無法攪動可能形成的巖屑床 ，增大了卡鉆的風(fēng)險。 (2)盡管連續(xù)油管可以用來下入較短的襯管 ， 但如果要下入較長的套管柱或尾管柱 ， 則需要借助常規(guī)鉆機或修井機才能完成。 (6)減少作業(yè)人員。 (4)地面設(shè)備少 ， 占地面積小 ， 特別適合于條件受限制的地面或海上平臺作業(yè) ， 能減少對周圍環(huán)境的影響 ,降低井場建設(shè)和維護費用 ， 同時設(shè)備移運安裝快捷、方便、靈活。 (3)連續(xù)油管鉆井特別適用于小眼井鉆井、老井側(cè)鉆、老井加深。安裝在防噴器上方的環(huán)形橡膠 ， 其作用相當(dāng)于始終處于關(guān)閉狀態(tài)的環(huán)形防噴器 ， 它能在鉆進和起下鉆作業(yè)過程中密封環(huán)空 ， 使鉆井作業(yè)得以在欠平衡壓力下進行 ， 從而可防止地層傷害并提高鉆速。連續(xù)油管鉆井與常規(guī)鉆井相比 ， 主要有以下幾方面的優(yōu)點 [7]： (1)能夠安全地實現(xiàn)欠平衡壓力鉆井作業(yè) ， 有利于保護油氣層 ， 提高鉆速。北海油田用連續(xù)鉆機鉆井更為普遍。美國從 1994 年起就開始在其 Pruhole 灣油田東部地區(qū)全面實施連續(xù)油管鉆井計劃。 目前世界上研究和應(yīng)用連續(xù)油管鉆井技術(shù)的公司大都集中在歐、美地區(qū)的一些發(fā)達國家 ， 如美國、法國、加拿大和委內(nèi)瑞拉等。用連續(xù)油管鉆機進行鉆井的最大優(yōu)點是井控安全 ,操作簡便靈活 ， 不接單根 ， 不必壓井就可以進行換鉆頭和起下鉆作業(yè)。連續(xù)油管鉆井的另一個用途是欠平衡鉆井 ， 而且在此領(lǐng)域有著巨大的潛在市場。 連續(xù)油管鉆井對小直徑淺直井、定向井和水平井都適合。近年來 ， 世界上用連續(xù)油管所鉆井的數(shù)量急劇增加 ， 1996年為 410 口 ， 1997 年猛增至 600 多口 ， 目前仍在繼續(xù)增加。 連續(xù)油管鉆井技術(shù)（ CTD）的發(fā)展和應(yīng)用始于 90 年代初 ， 目前仍處于研究和開發(fā)的初級階段。 在此后的 20 多年內(nèi) ， 連續(xù)油管技術(shù)雖然取得了一些進步 ， 并在修井和完井作業(yè)中獲得了一些應(yīng)用 ， 也進行過鉆井嘗試 ， 但由于連續(xù)油管可靠性問題 ，未能在石油界取得大范圍的推廣應(yīng)用。 1964 年 ， Roy H. Culla Research 公司研制了一種鉆井系統(tǒng) ， 該系統(tǒng)使用了一 個連續(xù)的、靈活的鉆井管柱 (外徑 )來循環(huán)液體 ， 并使用電流來驅(qū)動井下電動馬達 ， 使用一個液壓注入頭來放入或回收鉆井管柱。 在二戰(zhàn)期間 ,盟軍曾用連續(xù)油管從海底輸送能源 ,以滿足戰(zhàn)爭的需要。因此 ,隨 著我國側(cè)鉆井和小井眼鉆井需求的不斷增加 ， 連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)在我國水平井鉆井、修井及完井作業(yè)中將會發(fā)揮巨大的作用。 隨著我國東部油田增產(chǎn)挖潛工作的深入 ， 需要采取在套管內(nèi)側(cè)鉆水平井的方法對一批復(fù)雜斷塊油田開采剩余油 ， 以及對待廢井、工程事故井、停產(chǎn)井進行挖潛復(fù)產(chǎn)或增產(chǎn)。在國外，用連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)已能完成 20 多種作業(yè)工藝，并且其應(yīng)用范圍正在進一步擴大。國內(nèi)遼河、新疆等油田稠油資源豐富，采用連續(xù)油管鉆井技術(shù)鉆短半徑多層多側(cè)向水平井開采具有獨特的優(yōu)勢，不僅有利于防止邊水水竄和底水推進，更有利于提高單井產(chǎn)量 和采收率。利用連續(xù)油管進行老井重入，為油公司提供了利用現(xiàn)有井筒開采其他儲層及深部儲層的機會，并可以達到提高井的產(chǎn)量、減少邊底水的錐進、重新構(gòu)造二次及三次采油過程中的泄流形式等目的，同時節(jié)省了打新井的鉆井、完井投入。 連續(xù)油管也可以用來在現(xiàn)有井中開窗側(cè)鉆、取心或電測、下尾管并固井、沖洗作業(yè)等。不論是在直井還是水平井，連續(xù)油管技術(shù)都是一種更加經(jīng)濟的作業(yè)手段，能夠大大前 言 8 降低作業(yè)成本和對作業(yè)環(huán)境的損害。 發(fā)展連續(xù)油管鉆井的意義 根據(jù)國外發(fā)展方向，采用連續(xù)油管技術(shù)進行水平井 欠平衡鉆井將成為油田增產(chǎn)、難動用儲量開采和提高最終采收率的主導(dǎo)技術(shù)。 (3)連續(xù)油管主要應(yīng)用在修井作業(yè)，還未應(yīng)用到鉆井上，且相應(yīng)配套的連續(xù)油管工具、鉆井技術(shù)差。對連續(xù)油管的機械物理性能、應(yīng)力、井下壓力等研究較少，現(xiàn)場人員還沒有認(rèn)識到這項研究的重要性。石油大學(xué)、青島建筑工程學(xué)院等對連續(xù)油管的受力、疲勞及可靠性進行了研究 ,吉林石油管理局還申請了 “ 油井多功能復(fù)合連續(xù)油管 ” 專利 ,但沒有形成產(chǎn)品 ； 江漢機械研究所、石油大學(xué)、西安石油學(xué)院對連續(xù)油管作業(yè)車及其配套裝置也只是在理論上進行了探討。 我國正處在引進和試驗連續(xù)油管階段，據(jù)不完全統(tǒng)計，己有 21 臺以上連續(xù)油管設(shè)備，主要用于修井作業(yè)，但對連續(xù)油管的研究甚少。在美國休斯敦，每年都要舉行幾次有關(guān)連續(xù)油管方面的專題研討會。近幾年來，國外專家學(xué)者不斷 研究連續(xù)油管在作業(yè)時的抗內(nèi)前 言 7 外擠壓力、摩阻力、轉(zhuǎn)輸至井底的松馳力等問題，建立了其抗外擠壓力的理論模型、預(yù)測小橢園度 (≤ 3%)連續(xù)油管抗外擠壓力值的理論模型、在井中彎曲度的力學(xué)模型，設(shè)計出連續(xù)油管應(yīng)用于水平井的計算機模型 (CIRCA)等。國外開發(fā)了“連續(xù)油管強度狀態(tài)實時監(jiān)測器”，可隨時了解連續(xù)油管的損害狀況。 八十年代后 期至九十年代，國外一些連續(xù)油管制造商為了了解和模擬連續(xù)油管在循環(huán)負荷和各類型應(yīng)力下的物理機械性能，進行大量研究和試驗工作，建立了連續(xù)油管壽命預(yù)測計算機模型，可以較好預(yù)測連續(xù)油管的疲勞壽命，如美國 Stewart amp。從七十年代末到八十年代初，連續(xù)油管制造商對連續(xù)油管的牽引起下和卷繞設(shè)備的設(shè)計及操作規(guī)范做了許多改進，改善了地面設(shè)備的性能和可靠性，顯著地降低了設(shè)備的損壞率。 自連續(xù)油管問世以來，國外就對連續(xù)油管進行了研究。三十多年，國內(nèi)外專家學(xué)者對連續(xù)油管進行了大量的試驗和研究，取得了許 多有益的進展。深度指示位置不準(zhǔn)確。排管器離合器的摩擦片失效。注入頭驅(qū)動主軸被折斷或鏈條張緊軸被折斷。連續(xù)油管被皺折或癟脹。連續(xù)油管表面有砂眼、凹坑、劃痕或連續(xù)油管泄漏。各油田在作業(yè)工藝的開發(fā)上發(fā)展不均衡 ， 表 國內(nèi)陸上油田連續(xù)油管作業(yè)分布表 油田單位 數(shù)量（臺） 作業(yè)工藝 引進時間 作業(yè)井次（累計） 長慶井下 技術(shù)作業(yè)處 1 沖砂、打撈、氣舉助排（排液） 土哈井下 技術(shù)作業(yè)公司 2 洗井、氣舉排液鉆磨、酸化解堵 四川井下 技術(shù)作業(yè)公司 吉林井下 技術(shù)作業(yè)公司 3 通井、沖砂洗井 大慶試油 試采公司 1 替噴、氣舉、氮氣排液、洗井、沖砂解卡、解除蠟堵蠟卡 遼河沈陽 工程技術(shù)處 2 198 198 1991 新疆準(zhǔn)東石油技術(shù)有限公司 3 華北井下 作業(yè)技術(shù)公 司 1 克拉瑪依 試油處 3 大港油田 井下作業(yè)公司 1 勝利油田 1 南陽油田 1 中原油田 1 合 計 21 前 言 6 使得整體應(yīng)用水平一般 ， 有待于研究開發(fā)新的作業(yè)工藝及工具 ， 解決各油田存在的作業(yè)難題 ； 設(shè)備動力下降 、 液路系統(tǒng)內(nèi)漏 !配件供應(yīng)不及時 ，使得作業(yè)效率下降 ； 采油廠按照連續(xù)油管作業(yè)成本和通常的利潤支付作業(yè)費用 ， 未考 慮用常規(guī)作業(yè)的高額費用和施工周期長對原油產(chǎn)量造成的影響 ，大大地減少了連續(xù)油管作業(yè)的利潤和積極性 ， 同時也降低了采油廠的綜合經(jīng)濟效 益 ； 宣傳力度不夠 ， 對此項技術(shù)的特點和優(yōu)勢的認(rèn)識不到位 。大慶油田、塔前 言 5 里木油田、吐哈油田利用連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)進行了氣舉、清蠟 、洗井、沖砂、測井、擠水泥作業(yè) ， 成功地解決了油田生產(chǎn)中的一些特殊難題 ， 取得了良好的效果 ,但與國外相比 ， 作業(yè)設(shè)備的利用率還比較低。連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備作業(yè)車的數(shù)量已達到 600 多臺 ， 并且每年以 20%的速度增長 ，它們是由美國 HULLIBUTON 公司、 BOVEN 工具公司、 CVDD 公司、加拿大和俄羅斯的一些公司生產(chǎn) ,這些作業(yè)車集氣、液、電一體化 ,自動化程度高、可靠性好 ， 能完成多種作業(yè) [4]。連續(xù)油管的直徑從 ～ 共有 100 多種規(guī)格 ； 屈服強度為 ～ ， 可以滿足不同作業(yè)需要 ?，F(xiàn)在全世界連續(xù)油管的年耗量近 500104m， 井下作業(yè)量以每年 25%的速度增加。北海油田用連續(xù)鉆機鉆井更為普遍。美國從 1994 年起就開始在其 Pruhole 灣油田東部地區(qū)全面實施連續(xù)油管鉆井計劃。 目前世界上研究和應(yīng)用連續(xù)油管鉆井技術(shù)的公司大都集中在歐、美地區(qū)的一些發(fā)達國家 ,如美國、法國、加拿大和委內(nèi)瑞拉等。用連續(xù)油管鉆機進行鉆井的最大優(yōu)點是井控安全 ,操作簡便靈活 ,不接單根 ,不必壓井就可以進行換鉆頭和起下鉆作業(yè)。連續(xù)油管鉆井的另一個用途是欠平衡鉆井 ,而且在此領(lǐng)域有著巨大的潛在市 場。 連續(xù)油管鉆井對小直徑淺直井、定向井和水平井都適合。目前國外已研制出高強度的大直徑 (φ 89 或φ 127)連續(xù)油管、小直徑鉆井液馬達及高扭矩定向鉆井工具等連續(xù)油管鉆井井下鉆具組合工具。此后 ,連續(xù)油管鉆井便逐漸增多 ,其技術(shù)上的發(fā)展也大大加快。由于當(dāng)時用的是以對接焊方式將常規(guī)油管焊接成的連續(xù)油管 ， 其強度和可靠性差 ,限制了它的應(yīng)用。 國內(nèi)外應(yīng)用概況 國外現(xiàn)狀 連續(xù)油管鉆井技術(shù)是 90 年代國外大力研究和發(fā)展的熱門鉆井技術(shù)之一。 1992 年初，美國石油學(xué)會開始編制 “ 連續(xù)油管作業(yè)和應(yīng)用 ”作為 API 的推薦作法，以宣傳和規(guī)范有關(guān)連續(xù)油管的工程、設(shè)計、制造、配套、安裝、試驗及操作。 1990 年，外徑為 ； 1992 年 1 月，外徑為 的連續(xù)油管問世 ； 1993 年，外徑為 的連續(xù)油管已用于深井試油 ； 1994 年，連續(xù)油管的最大直徑己達 。 進入 90 年代后，連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速，連續(xù)油管作業(yè)已涉及所有 常規(guī)修井作業(yè)領(lǐng)域，并向更廣、更復(fù)雜的應(yīng)用領(lǐng)域擴展。到了 80 年代中期，連續(xù)油管己被應(yīng)用于各類泵送作業(yè)、輸送井下工具及替換生產(chǎn)管柱，各連續(xù)油管制造廠商致力于較大直徑連續(xù)油管的開發(fā)。 1980 年，前 言 3 開始采用屈服強度為 的鋼板軋制連續(xù)油管，明顯地改善了連續(xù)油管的性能。