套管钻井的设计 套管钻井的钻井设计与常规钻井设计类似。主要的考虑因素是套管钻井过程中,套管要承受比常规钻井更多的应力。
工程设计要考虑的第一个要素是弯曲。下部钻井套管柱在发生弯曲前只能承受有限的压缩载荷。当压缩载荷和套管/井眼所产生的弯矩大得足以使套管失稳时,套管就会发生弯曲。若发生弯曲,可能会造成磨损、高扭矩或高应力。工程设计要考虑的第二个要素是疲劳破坏。疲劳破坏是由应力远低于材料的弹性强度时的交变载荷引起的。在重复载荷作用下,承受高应力的部位开始出现小裂纹,该裂纹会向套管本体延伸,直到剩余的横截面不足以承受静载荷为止。
套管钻井钻机 套管钻井可以使用特制的钻机,也可以使用由常规钻机改造成的套管钻井钻机。套管是以单根方式摆在套管架上的。因此,套管钻机不需要井架工操作台、立根盒和大型井架。由于较矮和较小的井架和可以降低风载,套管钻机可以用较轻的井架和底座。由于较大内径的套管可大幅度减少水力摩擦损失,因此可用较小的泥浆泵。另外大口径的套管使钻进时以较低的排量达到所要求的环空速度。
套管连接 在套管钻井中,对套管连接的基本要求是,连接后能承受钻进过程中的扭曲载荷、轴向载荷和弯曲载荷。Tesco套管钻井系统还要求能顺利通过钢丝绳操作BHA。除此之外,套管的连接要有安全操作特性,包括在钻机上容易操作、连接速度快以及完钻后能保持套管具有一定的承压能力。