套管變形井高效磨銑技術(shù)研究

秦曉飛

摘要：在油田開發(fā)過程中，磨銑工藝是井下作業(yè)中常見的修井工藝，在油水井作業(yè)過程中，針對油田打通道修復(fù)套管變形時(shí)，由于磨銑工具等造成打通道效果不佳問題，研究了套變井高效磨銑工藝管柱， 形成了套管變形井機(jī)械磨銑打通道技術(shù)，該技術(shù)可較大幅度的提高了施工效率，使得部分施工井在極有可能出套情況下完成修復(fù)工作，避免修套過程各種工程質(zhì)量事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：井下作業(yè)；大修施工；磨銑；高效

引言

遼河油田油井、水井受增產(chǎn)措施及地質(zhì)因素的影響，大部分井都存在不同程度套管損壞。套損種類的多樣性與復(fù)雜性嚴(yán)重影響了油井的正常生產(chǎn)，套損的復(fù)雜性更加重了修井技術(shù)的負(fù)擔(dān)，大修施工時(shí)，由于檢測技術(shù)有限，現(xiàn)場常通過的打印等方式檢測所得到的套變程度往往反應(yīng)不了真實(shí)情況，這給修復(fù)工藝帶來巨大困難。簡單來說，長距離彎曲、縮徑、錯(cuò)斷三種情況同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，一般的打印通常只能夠反應(yīng)出套變初始點(diǎn)的損壞程度，下部的套變情況無法檢測。采用銑錐類磨銑工具進(jìn)行修套時(shí)，避免不了出套，同時(shí)容易發(fā)生鉆具被割斷的情況，針對以上情況，研究了防出套高效磨銑技術(shù)，能夠有效實(shí)現(xiàn)對各類復(fù)雜套變井的打通道工序，為后續(xù)加固措施奠定良好基礎(chǔ)。

1高效磨銑打通道技術(shù)

高效磨銑打通道技術(shù)工具是根據(jù)目前套變種類多樣性、復(fù)雜性而設(shè)計(jì)的高效修套工具組合，該工具組合能夠有效實(shí)現(xiàn)對各類復(fù)雜套變井的修復(fù)，同時(shí)能夠確保井下鉆具及工具的安全，避免修套過程各種工程質(zhì)量事故的發(fā)生。

1.1特殊高效磨銑打通道工具

高效磨銑打通道工具主要由高效領(lǐng)眼銑錐、鉆具保護(hù)短接、萬向節(jié)、找通道磨銑工具構(gòu)成。

1.1.1 高效領(lǐng)眼銑錐

高效領(lǐng)眼銑錐適用于有通道（套變段通道≥110mm）復(fù)雜套變井修復(fù)，工具有效工作面采用高效復(fù)合材料鑲嵌及YD合金堆焊而成，可實(shí)現(xiàn)高效切削；工具下端采用NC31公扣連接鉆具，實(shí)現(xiàn)示蹤修套原理，確保修套時(shí)不會(huì)出套，具有防出套功能。

1.1.2找通道專用工具

找通道專用工具是依據(jù)磨鞋而進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)的專用工具，各個(gè)臺階部位采用YD合金柱與YD合金塊相結(jié)合，提高了各個(gè)臺階面的工作效率；該工具工作面設(shè)計(jì)方式遠(yuǎn)比普通凹底磨鞋的施工效率高，工具在旋轉(zhuǎn)磨銑時(shí)，能夠有效抓住損壞部位的套管進(jìn)行切割式磨銑，保證高效磨銑的同時(shí)不會(huì)出現(xiàn)丟井眼的情況。

1.2 萬向節(jié)

該工具依據(jù)汽車的萬向軸設(shè)計(jì)制作，主要由上接頭、球體、球座、下接頭四部分組成，通過球體的自由偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)工具整體角度的360°偏轉(zhuǎn)，通過球體“十”字設(shè)計(jì)和上接頭部位的吻合實(shí)現(xiàn)扭矩的傳遞。工具本身可實(shí)現(xiàn)360°偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度根據(jù)工具外徑大小而定，最小的偏轉(zhuǎn)角70°。通過該輔助工具的自由偏轉(zhuǎn)可有效避免處于套變彎曲段內(nèi)的工具、鉆鋌、鉆具不被別彎或別斷，實(shí)現(xiàn)安全磨銑修套的目的。

該工具采用內(nèi)置球形設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)60°以上的軸向自由偏轉(zhuǎn)，降低領(lǐng)眼銑錐下部連接扣在套管狗腿彎處產(chǎn)生的應(yīng)力集中，防止領(lǐng)眼銑錐公扣被折斷，在使用時(shí)可以根據(jù)套變彎曲的幅度確定使用的數(shù)量，此外，在失蹤修套時(shí)，還可以連接在示蹤管的上部，確保示蹤管不會(huì)被別斷或別掉。

1.3鉆具保護(hù)裝置

鉆具保護(hù)裝置采用軸承的原理設(shè)計(jì)制作，通過心軸承受扭矩和拉伸擠壓載荷，通過外部保護(hù)軸套實(shí)現(xiàn)保護(hù)鉆具的目的。該工具的外保護(hù)軸套可根據(jù)需要設(shè)計(jì)外徑大小，整體的長度也根據(jù)施工需要而定。在修套磨銑施工工藝中，將該工具連接在容易劃傷鉆桿的井段部位，通過軸套的不旋轉(zhuǎn)而達(dá)到鉆具保護(hù)的目的，磨銑時(shí)的扭矩和鉆壓則通過心軸進(jìn)行傳遞，軸內(nèi)采用修井液進(jìn)行冷卻潤滑。只要井內(nèi)存在劃傷鉆具的地方我們都可以連接使用，即便是在領(lǐng)眼銑錐的下部也可以連接使用。鉆具保護(hù)裝置由于采用軸承及螺旋軸套最大化設(shè)計(jì)，可有效避免鉆具與套管破裂處接觸，防止鉆具被劃傷割斷。

該工具采用液壓擴(kuò)張的原理設(shè)計(jì)制作。在使用時(shí)，通過地面循環(huán)系統(tǒng)提供液壓動(dòng)力，迫使刀片張開，從而建立循環(huán)，刀片的張開最大為Φ240mm，張開幅度受地面液壓動(dòng)力大小而定。一般情況下，刀片的驅(qū)動(dòng)壓力為1.5-3.0MPa，當(dāng)遇見特殊的井壁時(shí)，需要的液壓動(dòng)力就相應(yīng)增加。液壓動(dòng)力主要由地面泥漿泵提供，因此，當(dāng)?shù)孛嫣峁┮簤簞?dòng)力越大時(shí)，刀片的擴(kuò)張度越大，反之，地面液壓動(dòng)力越小，刀片的擴(kuò)張度也就越小。

1.4、技術(shù)特點(diǎn)

（1）防出套高效磨銑技術(shù)研制的特殊高效領(lǐng)眼銑錐對套變部位進(jìn)行磨銑修復(fù)，可避免修套時(shí)出套情況的發(fā)生；

（2）防出套高效磨銑技術(shù)設(shè)計(jì)研制的活動(dòng)肘節(jié)以保證下井的工具、鉆鋌、鉆桿連接扣和剛性下井工具本體不被別斷，活動(dòng)肘節(jié)采用自身的360°自由偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，能夠大幅度降低套管彎曲給下井工具鉆具帶來的橫向受力，最大可能的減少井下事故的發(fā)生概率。

（3）防出套高效磨銑技術(shù)采用設(shè)計(jì)研制的液壓擴(kuò)刀能夠有效的對井眼縮徑部位進(jìn)行修復(fù)，以保證補(bǔ)貼管、篩管、襯管等完井工藝的順利實(shí)現(xiàn)。

2結(jié)論與認(rèn)識

（1）高效磨銑打通道技術(shù)配套的領(lǐng)眼銑錐不同于其他類型的銑錐，底部端面無有效工作切屑能力，因此在適用該工具進(jìn)行修套時(shí)，下部必須連接相應(yīng)的管柱作為示蹤作用。

（2）磨銑施工時(shí)首先要保證修套時(shí)下井工具、鉆鋌、鉆具的安全，確保施工中不出現(xiàn)任何質(zhì)量事故的發(fā)生，充分結(jié)合輔助配套工具的性能。

（3）高效磨銑打通道技術(shù)可較大幅度的提高了施工效率，使得部分施工井在極有可能出套的情況下完成修復(fù)工作，磨銑管柱至始至終保持在原井眼內(nèi)，應(yīng)用前景廣闊。

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