防卡工具在修井作業(yè)中的應(yīng)用

摘要：油田開發(fā)中后期，大修井施工難度逐年加大，大多數(shù)油水井套管存在變形的情況，在修井作業(yè)過程中卡鉆事故時常發(fā)生，針對目前大修井的卡鉆現(xiàn)象，從改進(jìn)工具性能、優(yōu)化工具參數(shù)、鉆具組合、防卡技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行了研究，不斷完善了防卡工具的研制與應(yīng)用，提高防卡工具的實用性，達(dá)到了保護(hù)套管、延長使用壽命、降低卡鉆事故的發(fā)生的目的。

關(guān)鍵詞：防卡技術(shù)；防卡工具；降低卡鉆事故

前言

目前油田基本都進(jìn)入了開采的中后期，套管腐蝕嚴(yán)重，大多存在縮徑變形情況，在打撈大直徑落物、通井過程中極易發(fā)生卡鉆事故。近幾年來，在打撈過程中因套管變形等原因造成大修井逐年增多，處理難度大、施工周期長、工具選擇不當(dāng)甚至造成油水井報廢。近年來，防卡工具及配套工具等技術(shù)方面取得了一些成果，但還有待于深入研究與完善，如何完善與磨套銑工具的配合使用，達(dá)到保護(hù)套管、降低卡鉆機(jī)率，提高施工效率的目的；如何完善防卡磨鞋、防卡通井規(guī)以及卡鉆后能夠有效的處理；如何保護(hù)套管并回收正常循環(huán)回落的碎削，防止卡鉆。解決以上問題是防止卡鉆關(guān)鍵技術(shù)，同時提高生產(chǎn)時效，減低生產(chǎn)運(yùn)行成本，實現(xiàn)作業(yè)提速。

1防卡技術(shù)研究與應(yīng)用

針對大修井施工過程的實際情況，研制開發(fā)了系列防卡工具、保護(hù)套管并且在井下可以改變循環(huán)流向的局部反循環(huán)打撈器等，降低卡鉆的機(jī)率，提高生產(chǎn)時效。

1.1 基本原理

（1）鉆具組合。磨銑鉆具組合要充分考慮磨銑時保護(hù)套管、防止卡鉆及磨銑碎削充分循環(huán)至地面等情況，防止各類生產(chǎn)事故發(fā)生。

防卡磨銑工具+安全接頭+撈杯/局部反循環(huán)打撈器+鉆挺+鉆桿+方鉆桿

（2）大修井防卡工具的研制與應(yīng)用。研制一體式磨鞋打撈杯，防卡磨鞋以及防卡鉆通井規(guī)等防卡工具，解決了磨銑時磨損壞套管及碎削、小件物的回收，旋轉(zhuǎn)鉆具改變卡點位置解決磨鞋卡鉆的問題、改變通徑規(guī)的外徑解決了卡鉆的問題。

（3）漏失井不暫堵磨銑裝置的研制與應(yīng)用。研制一種局部反循環(huán)打撈器，在漏失嚴(yán)重井不進(jìn)行暫堵作業(yè)進(jìn)行正常磨銑作業(yè)，主要通過該裝置在井下改變循環(huán)方式、收集磨銑過程種回落的碎削及磨銑扶正，達(dá)到磨銑時扶正保護(hù)套管、降低卡鉆機(jī)率、提高作業(yè)施工速度、降低施工成本等目的。

1.2 工具結(jié)構(gòu)及工作原理

（1）一體式磨鞋打撈杯。該工具可實現(xiàn)磨銑、收集碎削及保護(hù)套管等功能，保證了一體多功能的特性。

（2）防卡磨鞋。防卡磨鞋的設(shè)計為三個水眼、成120分布、磨銑齒按照一定規(guī)則排列，端面成橢圓形，并和接箍成一定的錐度以減小本體與套管的相對位移、防止卡鉆，卡鉆后可以旋轉(zhuǎn)鉆具改變卡點位置解決磨鞋卡鉆的問題。

（3）防卡鉆通井規(guī)。普通的通井規(guī)卡鉆后般無法解卡，多功能通井規(guī)遇到套管變形也可以實現(xiàn)通井規(guī)變徑，避免造成卡鉆事故。遇阻被卡的是防卡通井規(guī)頭部滑塊部位，卡后上提負(fù)荷后，固定滑塊的剪釘被剪斷，滑塊下移被卡部位直徑變小，通井規(guī)順利解卡；另外通井規(guī)本體開導(dǎo)流槽就可以建立循環(huán)洗井通道，避免臟物堆積卡死通井規(guī)。

（4）局部反循環(huán)打撈器。在井下磨銑過程中（在漏失嚴(yán)重井不進(jìn)行暫堵作業(yè)進(jìn)行正常磨銑作業(yè)），主要是通過該裝置在井下改變循環(huán)方式（實現(xiàn)正循環(huán)轉(zhuǎn)換成反循環(huán)），收集磨銑過程種回落的碎削、扶正保護(hù)套管、降低卡鉆幾率、提高作業(yè)施工速度、降低施工成本等目的。

1.3技術(shù)特點

（1）研制了防卡工具、漏失井不暫堵磨銑裝置等系列防卡工具，形成一套成熟的防卡技術(shù)，降低修井卡鉆機(jī)率，提高作業(yè)時效。

（2）局部反循環(huán)打撈器的研制。在漏失嚴(yán)重井內(nèi)井下將正循環(huán)改成反循環(huán)，利用水流渦流的工作原理，收集磨銑過程中回落的砂子及碎削，實現(xiàn)扶正、碎削回收、套管保護(hù)等功能，降低卡鉆機(jī)率，提高施工時效。

（3）防卡磨鞋的研制。磨銑端面成橢圓形，和接箍成一定的錐度以減小本體與套管的相對位移、防止卡鉆，卡鉆后可以旋轉(zhuǎn)鉆具改變卡點位置解決磨鞋卡鉆的問題。

（4）防卡鉆通井規(guī)。普通的通井規(guī)卡鉆后般無法解卡，多功能通井規(guī)遇到套管變形也可以實現(xiàn)通井規(guī)變徑，避免造成卡鉆事故；另外通井規(guī)本體開導(dǎo)流槽就可以建立循環(huán)洗井通道，避免臟物堆積卡死通井規(guī)。

1.4技術(shù)參數(shù)

防卡磨鞋、防卡通井規(guī)、反循環(huán)打撈器等防卡工具可以根據(jù)不同的的套管內(nèi)可以選擇不同的打撈筒的外形尺寸，確保施工效果。

2 現(xiàn)場實驗和應(yīng)用效果

該套系列防卡工具在2014年在沈陽采油廠的15口大修作業(yè)井進(jìn)行了現(xiàn)場實驗使用，成功的在漏失井段不暫堵沖砂作業(yè)，套管變形井段通井、磨銑被卡管柱等，有效的杜絕了卡鉆施工的發(fā)生，平均單口井施工時間縮短了12天，取得良好的效果，提高了生產(chǎn)時速，增加了交井?dāng)?shù)。

在法42-36、靜46-66井，前23-54、安19-15井等井進(jìn)行了現(xiàn)場使用，證明本套防卡技術(shù)和各種防卡工具，有極強(qiáng)的實用性和可操作性，達(dá)到了設(shè)計精度指標(biāo)、滿足了現(xiàn)場使用，以法42-36井為例。

2.1應(yīng)用實例

（1）施工目的：起出井筒內(nèi)生產(chǎn)管柱，打撈出井筒內(nèi)落物，打撈、解封起出 FXY445 橋塞×1952.11m。

（2）鉆具組合：磨套銑工具+安全接頭+撈杯/局部反循環(huán)打撈器+鉆挺+鉆桿+方鉆桿。

通過幾次磨銑實施情況對比：

（1）利用常規(guī)磨銑組合時，返出鐵削較多，易循環(huán)不徹底卡鉆，對循環(huán)泵組要求比較嚴(yán)格；利用反循環(huán)裝置時，正常返液且無雜質(zhì)（全部收集到了工具的內(nèi)腔），無卡鉆現(xiàn)象出現(xiàn)，說明其設(shè)計合理。

（2）使用常規(guī)磨銑和普通撈杯在磨銑時，卡鉆750KN活動1小時開；使用新型磨銑工具和反循環(huán)打撈器時，未有卡鉆現(xiàn)象，撈出的落魚也比較規(guī)則，說明磨銑鉆具組合較合理，對套管在磨銑中也沒有損傷。

（3）使用新型通井規(guī)時，遇阻加壓20KN卡鉆，活動解卡25KN 開，起出發(fā)現(xiàn)銷釘剪斷而解卡，工具合格。

結(jié)論：所下的防卡磨銑及通井規(guī)等工具，都達(dá)到了本項目的考核指標(biāo)，實現(xiàn)反循環(huán)裝置、磨銑工具的耐磨性、工具的防卡性、操作不當(dāng)卡鉆后的有效處理都取得了很好的效果。

2.2應(yīng)用效果

（1）不同類型套管內(nèi)的不規(guī)則魚頂、不易打撈且無常規(guī)打撈工具可選擇的情況進(jìn)行打撈施工作業(yè)，打撈成功率達(dá)100%；

（2）實現(xiàn)在不同套管內(nèi)的磨銑、套銑及打撈作業(yè)一體化。

（3）2014年使用該套工具已成功交井15口，計節(jié)約成本約300萬元，提高了修井施工速度，縮短了施工工期，保證了油水井的正常生產(chǎn)。

3 結(jié)論

（1）完善了防卡技術(shù)、優(yōu)化鉆具組合，提升磨銑效率，提高生產(chǎn)時效，實現(xiàn)作業(yè)提速；

（2）完善與提高防卡工具的實用性，達(dá)到保護(hù)套管、降低卡鉆機(jī)率，提高施工效率的目的；

（3）完善防卡磨鞋、防卡通井規(guī)，卡鉆后能夠有效的處理。改變磨銑工具的外形尺寸和形狀，減小工具和套管的相對卡鉆位移，降低了卡鉆的機(jī)率，提高磨銑成功率；

（4）反循環(huán)打撈器的研制，改變井下磨銑時的循環(huán)方式，對磨銑時的碎削收集和保護(hù)套管起到了很好的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]聶海光，王新河.油氣田井下作業(yè)修井工程[M].石油工業(yè)出版社，2001，（8）.

[2]吳奇主編.井下作業(yè)工程師手冊.石油工業(yè)出版社，2002.

作者簡介：張軍，（1979.07-），男，工程師，2002年畢業(yè)于重慶石油高等專科學(xué)校，現(xiàn)工作于遼河油田沈陽采油廠，從事油水井修井作業(yè)工作.

（作者單位：中國石油遼河油田分公司沈陽采油廠）