传 统下套管作业是应用 动力大钳连接套管丝 扣形成套管柱，套管 吊卡与悬挂于游动滑 车上的提环相连接，通过环抱住套 管柱实现套管柱在井眼中的起升和 下放。人工下套管作业时要考虑安 全问题。如今，钻机自动化的实现 解决了这个问题，极大提高了钻机 效率，其代价是钻机配备的设备将 增多，尤其是自动化的相关设备， 增加了项目成本。
 
从 20 世纪 80 年 代中期开始， 钻井液的注入和循环 工具研发改善了下套管作业，使下 套管过程中循环可以随时开启，无 需在套管柱的顶部连接循环异径管 短节。这些工具与位于套管吊卡上 部的顶驱相连接，使得套管填充模 式与套管循环模式之间能够进行快 速转换，省去人工成本。
 
尾管钻井的应用趋势
 
当套管柱复杂情况发生时，循 环是惟一除去套管柱下方地层沉积 物的方式。在套管底端安装扩眼器 套管鞋，或通过上下活动套管柱， 用扩眼器套管鞋外径上的切削结构 来锉磨井壁。这一方法使井眼重新 扩展至一个合适的井径，并使套管 能够通过缩径井段。尽管该方法经 常使套管柱免于被拉出井眼，但与 套管柱旋转并且应用钻鞋的方法相 比，效率仍然有限。
 
如今，尾管钻井很快被钻井行 业所采用。尾管通过钻杆下入，可 以应用在钻机上的常规钻井设备， 旋转并钻至预定井深。一般是在地 层出现复杂情况的地方下尾管，比 如漏失层、高 / 低压层等处，尾管 下深不必很精确，旋转的尾管悬挂 器实际上可以被安放在上层套管内 的任何部位。通过在复杂地层段应 用尾管钻井，这些层段可以在尾管 被固结在井下之前被有效地隔离在 尾管后面， 建井施工得以继续进行， 用下一尺寸的钻具组合钻穿之前的 尾管底部钻鞋。
 
旋转套管钻井便捷降本
 
尾管钻井应用的好处也适用于 套管钻井，但旋转套管钻井必须采 用其他方法。其中，内部套管驱动 矛可以将套管悬挂在顶驱上，从顶 驱向套管柱传递扭矩，使套管柱旋 转。这一套管矛需要依靠最小管柱重量（几根单根）才能向管柱传递 钻矩，因此接单根过程中需要使用 动力大钳。
 
套管钻井或扩眼系统需应用一 种特殊钻头，叫做钻鞋。钻鞋直接 安装在第一根套管上（取代常规引 鞋或浮鞋）。“旋转套管”钻井系 统钻井过程中套管的旋转就像常规 钻井作业中钻杆的旋转一样，特点 是钻鞋铝制的中心也完全可钻。这 意味着一旦一段井眼钻完，无需起 钻，无需起出套管，降低了钻井液 密度。旋转套管钻井系统在套管柱 中应用常规套管浮箍可以立即进行 固井，相较于常规钻杆钻井，较小 的环空使低流速下的井眼清洁更有 效，固井前不需要再进行循环，与 常规钻井施工完全一样的方式下入 下一只钻头就可钻穿套管鞋。该系 统最大优势在于无需改进钻机，仅 需要按照顶驱装置， 成本节省显著。
 
成功解决套管扩眼作业难题
 
最初研制套管钻鞋是为了用于 尾管钻井和套管钻井作业，但这些 钻鞋对井眼清洁也十分有效。钻鞋 的切削结构搅动钻柱下方的松散地 层和钻屑， 而外径上也有切削结构， 可以更好地对膨胀地层、岩层和其 他井下障碍物进行扩眼切削。相较 于钻柱，套管柱刚性很大，可以将 钻鞋支撑在已钻地层上。
 
亚太地区在已钻井眼中应用套 管钻鞋已有成功案例。亚太地区应 用常规钻井和下套管方法无法将套 管柱下入到预定深度。下入 9- 5 / 8 ″ 英寸套管柱通过不稳定的火山岩断 面被证明问题颇多，需要反复起下 钻扩孔和改善井眼。以往的做法是 在成功下套管封隔井壁之前还需要 进行重钻，增加钻井成本。 2004 年，亚太地区引入可钻式 钻鞋和内部套管驱动工具进行套管 扩眼，解决套管穿越复杂地层的问 题，减少使套管通过复杂地层所需 的额外成本。自使用以来，应用可 钻式钻鞋的旋转套管系统在一次性 实现套管柱下入预定井深的作业中 取得了 100% 的成功。粗略估计， 在超过 22 次套管钻井中，每次套管 钻井可节约时间 1~40 天。对于复 杂地层的钻井作业，在顶驱装置和 配套工具方面的额外投入是值得的， 经济上十分划算。
 
顶驱下套管技术未雨绸缪
 
在另一个成功案例中，一位来 自北海油田的钻井作业人员证明了 使用套管旋转和循环突出的优势。 他监测了下套管和尾管非有效时间 的占用情况。这位人员在两年钻井 作业过程中，经历了超过 50 天非有 效时间损失，由于缩径和卡套管柱 产生的非有效时间占到了下套管过 程中总非有效时间的 50%。这位人 员现在估计，大部分时间损耗都可 以通过应用套管柱和减磨工具进行 预防性的旋转和循环 （扩眼） 来避免。 该案例还没有考虑和包括套管遇卡 引起的套变、 重钻、 侧钻、 分段磨铣、 斜向器侧钻等导致的时间和成本。 如果把这些情况都加以考虑，套管 钻井、尾管钻井以及相应的顶驱下 套管技术所体现出来的优势则更加 突出。
 
同时，顶驱下套管技术也提高 套管作业机械化程度和安全性，使 应用套管和尾管进行钻井和扩眼成 为可能。顶驱下套管技术极大地优 化了钻井作业，应用套管钻井或在 井眼中旋转套管柱时，必须考虑摩 阻和扭矩的模拟、周期疲劳的计算 和居中措施。随着顶驱下套管技术 的普及，钻井技术人员能够为钻井 作业减少大量的非有效时间。 另外， 顶驱下套管还可以减少钻井液循环 时间、消除在划眼起下钻、扩眼起 下钻和下套管过程中面临的清洁井 眼问题。顶驱下套管技术使得钻井 操作人员能够对未预见到的井眼复 杂情况进行快速反应。