套管是用来做支护或保护的，正如楼上所说的，如果岩心破碎，掉块，坍井等情况，就可能需要下套管了，但是一般刚开孔地表一带的岩石较碎，也有可能是土层，都需要下套管，不用全孔都下，前几米或前几十米就行，但是前提是下套管的这一段，必须已经取芯了。
这个问题回答完整比较长，我简要说一下：
1、钻孔是怎么钻的？如果你见过工厂里的钻床或建筑中在墙体上打孔穿管等原理相同（除冲击钻进外），首先是要有一个足够硬的能钻入地下的钻头，其后面接一个取芯工具，再往上接一个能传递回转的钻杆，还要有能够提供冷却用水泵或风机。不仅如此，还应该有一个能够提供回转推进的设备叫钻机。因此钻孔是钻机通过钻头不断地刻取地下岩石得到的。
2、我们知道所形成的钻孔地层多种多样，套管是用来保护钻孔的，通常用钻口处，防止井口塌陷等。也可用在井下某个支护段。
3、取芯有几种，对岩石来说，有一个取芯工具管叫岩芯管，分为卡具与卡料两种，卡具是提钻时自动完成卡取将岩芯带出钻孔的一种方式。卡料是通过钻杆内向下投入的钢粒等将管内岩石（芯）与管内壁形成摩擦力达到取出的目的。
地质管（YB235-70）钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。按用途可分为钻杆、钻铤、岩心管、套管和沉淀管等。
地质管用途
钻杆(Drill pipe)：
钻孔工具中连接钻头、用以传递动力的杆件。 钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻杆的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压；(3)传递动力；(4)输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。
钻铤(drill collar)：
处在钻柱的最下部，是下部钻具组合的主要组成部分。其主要特点是壁厚大（一般为38~53mm,相当于钻杆壁厚的4~6倍），具有较大的重力和刚度，它在钻井过程中主要起以下几方面的作用：
（1）给钻头施加钻压；
（2）保证压缩条件下的必要强度；
（3）减轻钻头的振动、摆动、和跳动等，使钻头工作平稳；
（4）控制井斜。
钻铤有许多不同的形状，如圆的、方的、三角形和螺旋形的。最常用的是圆形（平滑的）钻铤和螺旋形钻铤两种。
套管(casing pipe)：
套在另一部件上的管子
断面为环形，用于保护其他设备的各种材质的圆管，多为铁，钢质。
套管是放入裸眼的大直径管，并且需要使用水泥固定。油井设计者须设计套能够承受各种外力，如碰撞，爆裂，拉力等，以及化学侵蚀。
在钻井过程中将套管固入井眼，可以起到稳定井眼的作用。套管作为井眼的重要组成部分有以下几个重要的作用：
1. 防止井壁坍塌，隔离不同地层以防止地层之间液体对流，进而起到打钻时控制地层液体和压力作用。
2. 套管还能够辅助地面井控设备和井下生产设备实现各自功能。
3. 套管适用于不同井径，以及不同材质等级。
管井沉淀管(grit compartment)：
位于管井最下部，用以容纳进入井内的沙粒和从水中析出的沉淀物的管段。
在地质管、地质钻探管实际应用中：
为探明地下岩层结构、地下水、石油、天然气及矿产资源情况，利用钻机打井。石油、天然气开采更离不开打井，地质钻探用石油钻探用无缝钢管是钻井的主要器材，主要包括岩芯外管、岩芯内管、套管、钻杆等。由于钻探用管要深入到几千米地层深度工作，工作条件极为复杂，钻杆承受拉、压、弯曲、扭转和不均衡冲击载荷等应力作用，还要受到泥浆、岩石磨损，因此，要求管材必须具有足够的强度、硬度、耐磨性和冲击韧性，钢管用钢用“DZ”（地质的汉语拼音字头）加数字一代表钢屈服点表示，常用的钢号有DZ45的45MnB、50Mn；DZ50的40Mn2、40Mn2Si；DZ55的40Mn2Mo、40MnVB；DZ60的40MnMoB、DZ65的27MnMoVB。钢管都以热处理状态交货。
地质管分为 钻杆 套管 岩心管等
常用规格 50*6.5 60.3*7.1 73*4.5 89*4.5 108*4.5 127*4.5 146*5 168*6.3
(一)常用地质套管规格
我国钻探管材的标准系列曾有几次颁布,1970年由原冶金部颁布了《YB235—70地质勘探用钢管》标准。这个标准总结了新中国成立后20年来的成果,这套标准俗称岩心钻探大口径标准系列,沿用至今。20世纪60年代推广金刚钻进技术,受瑞典、日本的影响,1975年颁布了《YB848—75小口径钻进用管材》,使用几年后发现一些缺陷,国家标准局正式颁布了《GB3423—82金刚石岩心钻探用无缝钢管》国家标准,宣布从1983年11月1日起实施,原YB848—75标准同时作废。为适应国家GB3423—82标准,原地矿部于1984年颁布了《DZ1.1—84金刚石岩心钻探管材螺纹》标准和《DZ1.3—84硬质合金、钢粒岩心钻探管材螺纹》标准及《DZ25—83地质钻探杆锁接头》标准。
《GB/T9808-2008钻探用无缝钢管》的颁布,作为现行地质岩心钻探用无缝钢管的国家标准。常用地质套管、岩心管规格如表4-6所示。
(二)起下套管操作
岩心钻探施工下入孔内套管的主要目的是保护孔壁、隔离地层、防止坍塌、封闭涌水或漏水层。
一般在开孔钻进揭穿第四纪覆盖层或风化岩层后,需下一层套管,因其数量不多,又是第一层套管,故称井口管或表层套管。
常用套管有146mm,127mm,108mm,89mm,73mm。套管与岩心管的区别是,套管丝扣长,为60mm。岩心管丝扣短,为40mm。
1.下管前的准备
1)下管前,必须清除孔底岩心及岩粉,先用导向钻具换好径。
2)套管必须坐在硬岩上,并准确丈量孔深。
3)准备好所需套管,逐根检查是否畅通,弯曲变形的套管不得下入孔内。
4)配套管接箍时,丝扣必须吻合,过松过紧应予更换。接箍上好后,用小一级的标
准合金钻头在接箍连接处试探能否通过。
表4-6 岩心管、套管尺寸表
注:外径公差φ34～89mm按±0.8%计算,φ108mm以上按±1.0%计算;壁厚公差φ34～89mm按±8%～12%计算,φ108mm以上按±10%～15%计算。
5)检查合格后,丈量套管,逐根编号,并记入班报表,以便存查。
6)在特殊孔段下入套管时,套管丝扣必须粘接,准备好黏接剂。一般不用套管鞋;如用套管鞋则必须用电焊焊牢,其内径与底部应不妨碍钻具通过。
7)备好专用工具及涂抹套管油(黄油或废机油)。
2.下管
将套管夹板摆平在井口,按事先准备的套管序号逐根吊放到井口连接。在用套管夹板夹持套管时,夹板应夹在距离管口20mm以下位置,螺栓要拧紧。
连接套管时,丝扣必须吻合,并要用加力杆扳紧。丝扣部位应涂抹油料,以利拆卸。如需粘接,应按粘接要求,将丝扣粘接牢固。
下管的同时,套管外壁应涂抹油料或缠绕塑料薄膜,草绳,也可涂抹化学处理剂,以利起拔。
3.下管注意事项
1)吊运套管的岩心管接头要适当拧紧。连接套管时,提引器的钢绳不要绷得太紧,以防上部接头回扣,造成跑管;
2)下小径套管时,孔口部位应考虑主动钻杆能通过套管。
3)在涌水或漏水层下管时,套管距孔底2m停止下放,投入1.5～2.0m黏土球,捣实后再送下套管(也可采用其他止水方法),以防地下水渗透或冲洗漏失。
4)下管中途遇阻,需用吊锤打击时,应控制打击高度,以防接头及套管变形;打击无效,必须将套管提出重下。
5)套管下完,注意套管口要适当高于地面,套管中心应与立轴中心对正,管口周围要严密封填,以防岩粉沉淀卡塞套管,不利起拔。同时,套管口要加以固定。一般深孔施工,其孔口部位又是松散地层,为便于套管口周围封闭,开孔前先在孔口处挖一坑;浇注一井口水泥墩,开孔后便可形成一个完整的井筒,便于封闭。
6)套管下完后,如管内沉渣过多,应下小两级的钻具清理孔底,以防双层管挤夹或造成下部套管回扣脱落事故发生。
4.起拔套管常用方法
起拔套管比下入套管要困难很多。原因是套管下入孔内后,受各种因素影响可能导致套管出现下列情况。
1)钻孔完工周期长,会造成套管在孔内因岩粉、岩屑在套管与孔壁之间因沉淀,使套管与孔壁间的摩擦阻力增大;从而起拔套管困难。
2)钻进过程中,因钻杆在孔内的旋转,会造成套管的回扣和套管的损坏;严重时套管甚至会脱节等。
起拔套管的常用方法有:升降机提吊法、吊锤、千斤顶起拔法、割刀分节起拔法、扩孔反套管法、爆破法、套管外钻小孔起拔法等。一般正常情况下起拔套管常用升降机提吊法和千斤顶起拔法。除此以外的其他起拔套管的方法都属于处理套管事故时采用的方法。
5.起拔套管的工具与措施
1)起拔前首先应清楚孔内套管的根数、长度、下入套管孔段的岩层情况、钻孔结构及施工期限、所用冲洗液类型和施工中是否出现过套管事故和处现情况等。
2)准备好起拔套管所需的与套管同规格的套管接头和套管丝锥、夹板(两副)及拧卸工具等。
3)起拔孔内多层套管时,先从最小径套管(内层套管)开始起拔,然后再逐层进行起拔。
4)将连接在套管上的保护接头拆下,拧上套管接头,用升降机直接进行提吊起拔;如果孔内套管提不动时,可用吊锤进行振动,配合升降机边振动边进行起拔。
5)若孔内套管起拔时阻力太大时,可采用液压千斤顶进行强力提拔。
6.起拔套管注意事项
1)戴好安全帽及穿好防护用品。
2)上套管接头和套管夹板时,一定要拧紧,以避免在提升过程中出现滑扣现象。
3)检查并调整好卷扬机提升与制动手杷、提引刚绳的磨损情况,若有磨损时应更换新绳。
4)在进行强力提拔时,其余人员应远离井口,提引器下面严禁站人。
5)升降机与液压油缸联合进行起拔需倒杆时,严禁先卸油缸负荷。
6)起拔出的套管,应清洗干净,并认真对丝扣及管壁加以检查,发现丝扣和管壁有损伤时,下次不得再用;对完好的套管,应将丝扣处抹油并码放整齐。
套管的材质与类型应根据钻孔结构设计及工程需要来选择。深孔岩心钻探施工周期长,套管下入深度大,钻进中钻杆柱对套管的敲击、磨损严重,若孔内套管柱发生问题,将造成严重的孔内事故,甚至报废钻孔,所以钻孔套管柱质量必须满足如下要求。
1.材质要求
一般根据套管下入深度、质量等参数来选择无缝钢管的材质。套管材质钢级选择推荐表见表3-2。
表3-2 钻孔套管材质钢级选择推荐表
选择套管材质时,还应考虑套管柱的质量。套管下入质量≤10t时,可选普通低碳钢级;10～20t时,应选DZ40～DZ50钢级;≥20t时,选DZ50以上钢级。另外,套管接头材质应比套管体钢级要求高一级。
2.套管弯曲度要求
套管的弯曲度是指套管在长度方向上呈曲线状,用测得的套管最大弯曲处弧高来表示,分为局部弯曲度(mm/m)和全长弯曲度(%)。深孔钻探一般规定:套管直径≤Φ89mm,局部弯曲度应在1mm/1.5m范围内;套管直径＞Φ89mm,局部弯曲度应在1mm/1m范围内。
3.套管椭圆度、壁厚不均度要求
套管横截面上最大外径与最小外径之差称之椭圆度(或不圆度),一般规定套管的椭圆度不超过外径公差的80%。套管直径≤Φ89mm,椭圆度控制在0.5mm以内;套管直径＞Φ89mm,椭圆度控制在1.0mm以内。
套管横截面及纵向管体上的壁厚不等现象称为壁厚不均度。一般规定不超过管壁厚公差的80%。套管直径≤Φ89mm,壁厚不均度控制在0.3mm以内;套管直径＞Φ89mm,壁厚不均度控制在0.5mm以内。
4.套管连接方式及加工质量要求
1)套管连接方式有直接连接、平接头连接和接箍连接三种方式,如图3-2所示。
图3-2 套管连接方式
(a)直接连接;(b)平接头连接;(c)接箍连接
一般情况下,套管质量≤10t时,采用直接连接或平接头连接方式;套管质量＞10t时,采用接箍连接方式。
2)深孔用套管接头、接箍料应进行热处理,以增加其强度。
3)套管接头两端螺纹中心线应重合,其同轴性偏差在任一端面应不大于0.25mm。
4)套管及接头、接箍螺纹标准主要有地质岩心钻探标准和石油钻井标准。在深孔和大直径地质岩心钻探中往往也执行石油管材螺纹标准。地质岩心钻探及石油钻井套管及接头螺纹加工参考扣型和参数见图3-3、表3-3和图3-4、表3-4。
图3-3 地质套管及接头螺纹剖面
表3-3 地质套管及接头螺纹参数参考表
图3-4 石油套管(油管)和接箍螺纹剖面
表3-4 石油钻井套管及接头螺纹参数表
注:上表为我国石油套管螺纹标准,现多采用国际API标准。
5)套管及接头、接箍螺纹加工精度要严格按照相应的规范执行。
6)套管及接头、接箍加工成型后应用标准内径规进行通孔检查。
本文转载自互联网，如有侵权，联系删除
