套管鞋是石油天然气钻井工程中的一个关键部件,主要起到多种重要作用:
1.结构位置:它位于套管柱的最下端,是套管串的底部组件。在钻井时,随着井眼不断加深,下入的套管需要逐段连接,底部这一段套管的底部特制装置就是套管鞋。
2.功能作用
引导钻头:当钻头重新下入井眼继续钻进时,套管鞋能够起到引导和扶正钻头的作用,确保钻头正确地沿着预定的井眼轨迹行进,避免钻头偏离路线,有助于维持井身质量,让井眼保持垂直或按设计的斜度延伸。
防塌护壁:在钻井过程中,井壁周围的岩石可能由于受到钻具扰动、地层压力变化等因素影响,出现坍塌现象。套管鞋与井壁贴合,为井壁提供额外支撑,阻挡上部松软地层向井内垮塌,稳定井壁,防止复杂井下情况的发生。
防止回流冲刷:钻井液在循环过程中,会存在向上的回流,如果没有套管鞋,回流的钻井液可能会对井底产生严重冲刷,破坏井底的稳定性。套管鞋能够改变钻井液的流向,缓冲回流的冲击力,保护井底的地层结构。
封隔地层:不同地层有着各异的压力系统、流体性质 ,套管鞋可以作为初步的封隔屏障,阻止下部高压地层的流体向上运移,防止地层间流体互窜,一定程度上维持各层压力的相对稳定,为后续的固井、完井作业创造安全的条件。
3.材质与设计:通常用高强度合金钢制造,因为要承受巨大的轴向压力、侧向挤压力以及钻井液冲刷等复杂外力。其外形设计一般为底部带有圆滑的喇叭口形状,这种形状既有利于钻头进出,也增强了它与井壁贴合支撑的效果。
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