Q/SY
中国石油天然气集团有限公司企业标准
Q/SY 02864—2020
顶驱旋转下套管作业规程
Rotating operation code for casing running
2020－10－12实施
202007—30 发布
发布
中国石油天然气集团有限公司 Q/SY 02864—2020
目 次
前言· 范围
Ⅱ
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2 规范性引用文件
施工准备 3.1 资料准备 3.2 井眼准备 3.3 设备和器材的准备 3.4 顶驱旋转下套管工具准备（以“TESCO”顶驱旋转下套管工具为例）施工作业 4.1 现场作业交底 4.2 安装顶驱旋转下套管工具 4.3 调试和标记 4.4 旋转上扣、灌钻井液、循环钻井液 4.5 旋转上提与下放套管串 4.6 套管卸扣 4.7 起套管 4.8 作业过程中的检查和保养 5　安全环保要求附录A (资料性附录) 顶驱旋转下套管施工设计示例附录B (资料性附录) 特殊螺纹套管的推荐扭矩表
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前言
本标准按照GB/T 1.1一2009《标准化工作导则第 1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由中国石油天然气集团有限公司标准化委员会石油工程技术专业标准化技术委员会提出并
归口。
本标准起草单位：渤海钻探工程公司、北京石油机械公司、中油油服。 本标准主要起草人：雷齐松、高哗、刘刚、贺彦亮、尹东宇、赵雷、常珂、崔波、孙长春、米凯夫、
楚飞、邱卫红。
II Q/SY 02864—2020
顶驱旋转下套管作业规程
1 范围
本标准规定了顶驱旋转下套管作业的施工准备、施工作业、安全环保要求等。 本标准适用于陆上和海上石油天然气钻井的顶驱旋转下套管作业。
2　规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 23512石油天然气工业套管、油管、管线管和钻柱构件用螺纹脂的评价与试验 GB/T 31033石油天然气钻井井控技术规范 SY/T 5724　套管柱结构与强度设计
3施工准备 3.1资料准备 3.1.1收集井身结构、实际井深、造斜点位置、井斜及其方位、水平位、裸眼内摩阻系数、数环空返速、地层承压能力、大钩悬重等。 3.1.2收集钻井液性能、地层流体特性及分布、裸眼段地质分层及岩性。 3.1.3收集套管技术参数、扶正器布置情况。依据上述资料编制施工设计，模板参见附录 A。 3.2井眼准备 3.2.1钅 钻井液应具有良好的稳定性、流变性、润滑性、封堵防塌性及携屑能力和悬浮能力。 3.2.2下套管前的钻井液应加人润滑剂降低滤饼摩阻系数，摩阻系数控制在0.08 之内。 3.2.3井身质量符合设计要求。 3.2.4下套管前，应按固井设计钻具组合及技术措施进行通井，要求：
a）通井到底，井眼畅通无阻。 b）钻进过程中，严格控制井斜和全角变化率，水平段狗腿度<3°/30m，保证井眼轨迹平滑、井
壁稳定、井径规则，为下套管创造良好的条件。 c）推荐的裸眼内摩阻系数<0.35，上层套管 Φ244.5内摩阻系数< 0.25。同时应根据环空返速、
地层承压能力等计算套管柱允许下放速度和下放阻力，制订相应的下套管措施。
3.3设备和器材的准备 3.3.1应根据SY/T 5724 的规定，校核下套管过程的钻机载荷。 3.3.2井控准备工作应按 GB/T 31033 和施工区域油田井控实施细则的规定执行。 3.3.3普通套管螺纹密封脂应符合GB/T 23512 的规定，特殊螺纹密封脂应符合钻井工程设计要求。
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3.4顶驱旋转下套管工具准备（以“TESCO”顶驱旋转下套管工具为例) 3.4.1顶驱旋转下套管工具应采用“一备一”方式，易损部件应有备件。 3.4.2当所下套管外径≤177.8mm时，应采用外卡式执行系统，防止因载荷过大使套管变形损坏。 3.4.3当所下套管外径>177.8mm时，应采用内卡式执行系统 3.4.4可根据现场情况，液压动力系统采用单或双动力模式。 3.4.5安装顶驱旋转下套管工具的液压摆臂。 3.4.6应准备与旋转下套管工具和顶驱保护接头相匹配的变扣短节。 3.4.7 根据钻井设计要求，准备套管划眼工具。 3.4.8按固并设计要求准备一定数量的刚性扶正器，严禁使用弹性扶正器。 3.4.9 浮箍（浮鞋）应选择强制复位型、耐冲蚀（>24h)、阀体运动稳定可靠的型号，反向承压>35MPa。 3.4.10 顶驱旋转下套管工具的执行系统技术参数见表1。
表1顶驱旋转下套管工具的执行系统技术参数套管尺寸
最大扭矩 kN·m
最大循环压力
最大转速 r/min 200 200 100
最大下压重量
型号 350型外卡式 89.0 ～ 219.08 500型内卡式
mm
MPa 34.5 34.5 34.5
t 11.34 11.34 18.14
54 54 108
114.3 ~ 508
750型内卡式 244.5 ~ 508
4施工作业
4.1现场作业交底
旋转下套管工具到达现场后，组织相关人员召开作业交底会，交底会内容包括以下： a）顶驱旋转下套管施工设计内容和要求。 b）作业中的施工安全要求、风险识别及防范措施。 c）核实套管型号、规格、数量。 d）明确作业中各方的工作职责。
4.2安装顶驱旋转下套管工具 4.2.1清点顶驱旋转下套管工具及附件，确认齐全完好。 4.2.2确认顶驱保护接头的扣型和尺寸与顶驱旋转下套管工具应一致。 4.2.3确认动力站、扭矩仪电源和顶驱扭矩信号输出端的位置。 4.2.4拆下顶驱的短吊环和导向盖，安装旋转下套管工具的防转支架，安装过程中保护好井口，防止井下落物。 4.2.5顶驱旋转下套管工具的液压控制管线固定到井架一侧高处。 4.2.6顶驱的5mA～20mA信号线、旋转下套管工具上的编码器分别与扭矩仪相连 4.2.7按规定扭矩将旋转下套管工具与顶驱主轴上紧。 4.3 调试和标记 4.3.1 1顶驱上扣扭矩控制值依据套管厂家推荐值而定，推荐的顶驱上扣转数为10r/min ～ 20r/min。 2 Q/SY 02864—2020
4.3.2控制管线及传感器连接好后，应进行顶驱旋转下套管工具功能测试。 4.3.3在连接第一根套管时，顶驱旋转下套管工具对套管进行上扣试验，确认顶驱的扭矩信号与扭矩仪信号应一致，若不一致应对扭矩仪进行调整。 4.3.4内卡式顶驱旋转下套管工具的缓冲器与套管接箍距离为 5cm ～ 6cm，作为工具插入套管位置标记。 4.3.5外卡式顶驱外卡套管位置以工具的缓冲器与单根吊卡下端距离为准，在套管母螺纹端作的标记。 4.4旋转上扣、灌钻井液、循环钻井液 4.4.1旋转下套管工具的液压摆臂带动单根吊卡，将套管吊至井口，注意起吊前应确认单根吊卡安全销插入到位。 4.4.2套管外螺纹插入到井口套管内螺纹内，旋转下套管工具下放至标记位置后，顶驱停止下放。 4.4.3旋转套管上扣时，若套管串重量不足时应使用背钳。 4.4.4扭矩仪实时记录上扣扭矩曲线，特殊螺纹套管合格判定按照套管制造商推荐做法，同时进扣长度应达到要求，部分特殊螺纹套管推荐扭矩参见附录B。 4.4.5上扣结束后上提和下放套管串，依据钻井工程设计中的要求，开泵向套管内灌注钻井液。 4.4.6套管串下放井口时用套管卡瓦或卡盘卡住套管，当套管串重量轻时还应使用安全卡瓦，同时关注指重表悬重。 4.4.7作业中途或结束时，需要循环钻井液时，旋转下套管工具夹紧或抱紧套管时，打开顶驱内放喷器，开泵后逐渐提高钻井泵排量直到钻井设计要求（严禁开泵排量一次性调大），循环完毕后，停泵关顶驱内放喷器，注意旋转下套管工具密封胶筒压力完全释放后，才能将工具从套管中提出。 4.5旋转上提与下放套管串 4.5.1正常下放套管柱时，应注意以下事项：
a）气动卡瓦与顶驱的配合，防止管柱撞击、滑脱，下放时应匀速，不得猛放急停 b）顶驱下放套管过程中，卡瓦卡紧套管前，不得打开套管吊卡。
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4.5.2当下套管遇阻时（通过套管的自重无法下放套管），应采取以下步骤：
a）将套管串提离遇阻点1m ～2m，开泵循环 b）顶驱下压套管串，下压力应小于 2t。 c）仍未解决问题，采用旋转套管串措施，直到问题解决。
4.5.3旋转套管串的原则如下：
a）推荐旋转套管转速为30r/min ～50r/min。 b）套管串的旋转扭矩以套管最小上扣扭矩为准。 c）顶驱允许下压范围依据钻井工程设计，但不能超过顶驱旋转下套管工具允许的范围。 d）当旋转到位置后，在释放和提出工具前，需确保压力完全卸掉。
4.5.4旋转下套管作业终止条件：当单根套管旋转划眼时间超过5h，应停止顶驱旋转下套管作业，采取其他技术措施。 4.6　套管卸扣 4.6.1当用顶驱旋转下套管卸扣，突然出现卸扣扭矩增大时，应用背钳卸松套管，顶驱旋转下套管工具继续卸扣。 4.6.2当出现螺纹挂扣时，应下放单根套管，待单根套管卸松扣后才能提起，防止螺纹损坏。 4.6.3卸开套管应进行螺纹检查，重新上扣或甩套管。
3 Q/SY 02864—2020 4.7　起套管
确定井口中的套管在手提卡瓦1.1m以上的位置，保证顶驱旋转下套管工具抓取的空间。 4.8作业过程中的检查和保养 4.8.1根据现场使用情况，每下入套管1000m应检查卡瓦的磨损情况，及时清洁卡瓦表面异物。 4.8.2 每下入套管1000m应检查皮碗的磨损情况，皮碗磨损严重或表面有裂纹应更换皮碗 4.8.3顶驱旋转下套管作业中，每 1000m进行一次轴承润滑脂补充。
5　安全环保要求
5.1 作业应执行井场的相关 HSE规定。 5.2 应遵循钻井井场及作业的防爆要求。 5.3 液压动力系统周围应设置醒目的警示牌、禁令牌，非工作人员不得进入。 5.4 禁止人员站在顶驱旋转下套管装置和坡道之间。 5.5 在高空中，安装管线悬挂轮和旋转下套管工具时，应系好安全带。 5.6 施工前对动力系统、液压控制箱的阀门及管线进行试压，确保施工中无漏失。 5.7 安装、拆卸钻台上的设备时禁止交叉作业。 5.8 连接液压管线时不得带压作业，拆卸液压管路前，应当准备适宜的容器、棉丝、油堵等，防止管路打开时液压油流出，污染设备与周围环境。 5.9施工后，垃圾分类处置。
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