一、适用范围

分级箍又称双级箍或分级注水泥器，是将注水泥作业分成两次完成的一种特殊装置。该产品是液压式分级箍，主要用于以下场合的固井注水泥作业：

1．一次注水泥量过大。

2．地层不能承受过大的液柱压力。

3．封隔特殊层位。

4．防止固井后环空气窜。

5．封固段上下温差大，水泥浆性能不易调节。

6．斜井及水平井的双级固井。

二、结构组成

分级箍主要由分级箍(本体)、一级胶塞承托环、一级胶塞、重力打开塞(根据客户需求提供)、关闭塞组成(见图1)。

三、主要特点

该产品具有以下主要特点：

1．采用内卡簧锁紧结构，关闭套关闭后永久性自锁。

2．打开、关闭动作时，均不存在小腔液体压缩问题。

3．设备整体均无任何焊接处。

4．较短的设备长度设计有效的降低了弯曲应力。

5．本体、下接头内径与套管内径一致，但小于关闭套内径，起钻及钻除作业时可有效保护关闭套免遭损伤。

6．全部附件均由可钻性好的橡胶／铝质材料制成，且具有防转机构，钻除方便。

7．所有部件均符合或超过了质量控制标准要求，以求可以得到最大的井下性能。

四、技术参数

该产品的主要技术参数见表1：

表1

五、工作原理

第一级水泥注完后，释放一级胶塞，当一级胶塞碰压后，继续憋压，打开套剪切销钉断开（若此时剪切销钉未断开，应投放重力塞打压直至其断开），打开套下滑露出循环孔，建立循环，然后可进行第二级注水泥作业。

当关闭塞座于关闭套支承环后，加压，关闭套剪切销钉剪断，关闭套下行，直至到下接头，关闭循环孔，由于设计具有内卡簧自锁装置，循环孔永久关闭。

六、推荐的操作程序

1.下套管前，仔细检查分级箍本体及其附件，尤其是本体上下丝扣及附件密封件。

2.套管要按标准要求通径。

3.根据固井设计排列好套管串结构：浮鞋+套管+浮箍+套管+一级胶塞承托环+套管串+分级箍+套管串+水泥头。

注意：①一级胶塞承托环放在两根套管的接箍中间，不占长度；

      ②分级箍位置应选在地层稳定、井径规则、不易坍塌的井段。

4.按顺序下入套管及附件，按标准扭矩上紧。套管附件及分级箍与套管连接时应涂丝扣粘结剂。上扣扭矩见表2：

表2

注意：①适当控制套管下放速度，并及时灌浆，每下20根套管灌满一次泥浆，防止分级箍提前打开。

      ②分级箍本体上下3～5根套管应连续安装弹性扶正器。

      ③分级箍上井使用过程中注意防止磕碰，严禁撬杠穿入本体内部进行搬运。

      ④严禁在本体上打大钳，钳子只能打在接头位置。

5.套管下完后，接水泥头以及固井管线，排量由小到大循环，防止憋漏地层。严格控制开泵泵压和循环压力，确保分级箍内外压差≤12MPa，以防止其提前打开。

6.按设计要求进行第一级注水泥作业。

7.加压一级胶塞，替泥浆，碰压。

8.继续憋压16MPa,打开套销钉断开,打开套下行,循环孔打开。（注：在直井中，若此时剪切销钉未断开,则从井口释放压力，投放重力打开塞(下落速度一般为60m／min), 重力打开塞座于打开套支承环上，加压，打开套剪切销钉断开，打开套下行，循环孔打开。）

9.循环。装入关闭塞。

10.按设计要求进行第二级注水泥作业。

11.压入关闭塞，替泥浆，碰压，表压应为最终循环压力+附加压力。关闭压力应≥关闭压力+2MPa，关闭套剪切销钉断开，关闭套下行，关闭循环孔。

12.停泵，从井口释放压力，检验关闭套关闭情况。若回流不断，应再次进行关闭动作。第二次附加压力应大于第一次。

13.卸管汇，施工结束。

七、推荐的钻除参数

一般来说，固井一段时间后，就可以钻除附件的。利用牙轮钻头或者PDC钻头都可以成功钻除该型分级箍。

（一）使用牙轮钻头

1.应选用短——中短齿适应硬地层的牙轮钻头。

2.推荐钻井参数

钻压（T）：7—11T（钻胶塞皮碗时） 8—13T（钻铝质内套时）

转速（rpm）：40—60rpm

排量(l/s)：22 l/s

3.每钻进5cm应上提一次，活动时不停泵，并保持钻具转动，以便清除钻头周围的橡胶或金属屑。

4.当使用井底动力钻具时，钻压不得超过2.5T。

（二）使用PDC钻头

1.应选用适应中—硬地层的平底式PDC钻头。

2.推荐钻井参数

钻压（T）：4—6T

转速（rpm）：40—75rpm