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多年以來(lái)，從井眼運(yùn)移巖屑一直是從業(yè)者追求的目標(biāo)。巖屑會(huì)給油氣開采及 HSE 帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，故當(dāng)務(wù)之急是減少巖屑堆積或堵住井口頭的內(nèi)部。鉆井巖屑極大地阻礙了鉆井效率，延遲油氣開采，增加了鉆井作業(yè)成本。

 

巖屑問題降低效率增加成本鉆井作業(yè)者在尋求保持井口頭清潔的方法，保護(hù)其免受鉆井液殘留物、巖屑、鐵屑和水泥塞的損壞。下放懸掛器的同時(shí)，沉積的巖屑導(dǎo)致發(fā)生該問題，水泥通過立管回返時(shí)，巖屑或碎屑會(huì)沉積在井口頭的輪廓內(nèi)及負(fù)荷肩部之上，巖屑經(jīng)過橡膠密封元件時(shí)，會(huì)劃傷密封件，導(dǎo)致井控出現(xiàn)問題。 封隔防護(hù)裝置、防磨補(bǔ)心和防噴器測(cè)試裝置均易受到巖屑的損壞，需定期清除巖屑才能加速鉆井作業(yè)。巖屑可循環(huán)至地表，且?guī)r屑運(yùn)移的速度極易導(dǎo)致其正好堆積在易發(fā)生嚴(yán)重事故之處。無(wú)論在陸地還是在海上鉆復(fù)雜的井眼，鉆井液殘留物或其它巖屑會(huì)妨礙井口頭系統(tǒng)的正確安裝及使用，會(huì)產(chǎn)生昂貴的維修費(fèi)用。據(jù)估計(jì)因巖屑帶來(lái)的安裝問題會(huì)大幅延長(zhǎng)鉆井時(shí)間，會(huì)因非生產(chǎn)時(shí)間的增加，產(chǎn)生數(shù)百萬(wàn)美元的鉆井成本，而新鉆井人員或新井隊(duì)在新鉆井眼時(shí)產(chǎn)生的非生產(chǎn)時(shí)間成本則會(huì)翻番。例如，作業(yè)者接到井場(chǎng)的電話，被告知采油樹未完全安裝在油管掛或硬質(zhì)合金殼體上。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)測(cè)量尺寸后確定油管掛被傾斜地鎖入殼體內(nèi)，在修改連接器 48 小時(shí)后安裝并測(cè)試了該連接器，但安裝失敗花費(fèi)了作業(yè)者兩天的非生產(chǎn)時(shí)間，若巖屑未堆積在密封總成的上部，則可避免產(chǎn)生該費(fèi)用。

 

井口頭安裝失敗可追溯到未能正確安裝套管掛，這導(dǎo)致無(wú)法安裝封隔器。若懸掛器未能扶正或巖屑沉積在安裝肩部之上而導(dǎo)致懸掛器不能完全安裝，這會(huì)導(dǎo)致封隔器及油管掛泄露。造斜點(diǎn)高的井眼會(huì)進(jìn)一步增加對(duì)錯(cuò)位及扶正的危害。巖屑清除工具，比如洗井工具或清洗工具會(huì)降低風(fēng)險(xiǎn)，有助于安裝、修井及開采，但會(huì)產(chǎn)生停工期及高昂的費(fèi)用。 因工具不一定能及時(shí)到位，所以必須在現(xiàn)場(chǎng)管理工具清單。隨著用于油管掛向外偏置鎖環(huán)的使用，巖屑年復(fù)一年地沉積并固結(jié)在鎖環(huán)之后，可防止閉環(huán)損毀而導(dǎo)致懸掛器脫落。

 

從巖屑及錯(cuò)位的影響來(lái)看，若需一個(gè)小時(shí)來(lái)清理井眼內(nèi)每截套管段堆積的巖屑并清洗井口頭，且另需再花 30 分鐘來(lái)扶正井口頭上方的鉆機(jī)，那么對(duì)一個(gè)有 10 口井眼的項(xiàng)目而言，僅試圖避免懸掛器不過高地安裝在兩級(jí)殼體內(nèi)或傾斜地安裝于殼體內(nèi)就 需 花 費(fèi) 25 個(gè)小時(shí)。若不能在一口井內(nèi)進(jìn)行正確安裝的話，則需 在 30 個(gè) 小 時(shí)的非生產(chǎn)時(shí)間上再 增 加 5 個(gè) 小時(shí)，那么每口井的費(fèi)用會(huì)達(dá)到約625,000 美元，見圖 1。優(yōu)化井口頭設(shè)計(jì)減少防噴器故障使用新設(shè)計(jì)的井口頭能最大限度地減少停工時(shí)間，僅一個(gè)系統(tǒng)就能適用于多種不同的套管及油管，這保證工具能完全安裝，且能大幅減少堆積在井口頭內(nèi)的巖屑，無(wú)需使用洗井工具。

 

卡梅隆公司的 SOLIDrill 模塊化硬質(zhì)合金井口頭系統(tǒng)取代了懸掛器封隔裝置上方的油管掛。該系統(tǒng)能抑制巖屑提供錯(cuò)位容許界限，油管掛能安裝在其下入臺(tái)肩上，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了有角度的臺(tái)肩，避免了巖屑堆積，無(wú)平臺(tái)肩或能堆積灰塵及金屬細(xì)屑的區(qū)域，這減少了安裝封隔器及油管懸掛器前需清理巖屑堆積及清洗井口頭的必要。井口頭有帶角度的槽及下入臺(tái)肩，這促使巖屑偏離孔眼，且能在固定的界限內(nèi)定位套管，從而懸掛套管，井口頭還能減少懸掛器傾斜的風(fēng)險(xiǎn)。使用新井口頭系統(tǒng)簡(jiǎn)化了修井作業(yè)， 該系統(tǒng)采用了向內(nèi)偏置鎖環(huán)。鎖環(huán)后部幾乎無(wú)空間堆積并固化巖屑，一旦松開功能環(huán)，鎖環(huán)會(huì)向內(nèi)縮，因特別設(shè)計(jì)了懸掛器頸部保護(hù)裝置修井作業(yè)會(huì)更容易些，見圖 2。模 塊 化 硬 質(zhì) 合 金 井 口 頭 系 統(tǒng)達(dá)到了美國(guó)石油協(xié)會(huì) 6A 標(biāo)準(zhǔn)，能配置兩級(jí)或三級(jí)裝置，尺寸范圍從11"~13- 5 / 8 "。該井口頭系統(tǒng)適用于嚴(yán)苛的工況，這包括壓力達(dá) 10,000psi、 80 米 （262 英尺） 的造斜段內(nèi)，造斜率陡升至 60 度。該井口頭系統(tǒng)安裝了自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)懸掛器、位置指示裝置及扶正裝置，且安裝可靠，可供選擇的暫時(shí)鎖定裝置可用來(lái)安裝套管頭懸掛器，有助于固井。固井時(shí)，鎖環(huán)可用來(lái)移動(dòng)懸掛器升降裝置。（翻譯資料來(lái)自美國(guó)《EP》雜志）