浅析修井工具的应用

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大，对工具的需求也不断增长。专家预言：修井工具产业将是今后一段时间内的朝阳产业。希望 业 内人士抓住机遇，抓紧研制开发新产品，满足日益增长的市场需求，为我国乃至世界石油修井市 场 提供更多、更好的修井打捞工具。
第二部分：典型工具工艺组合
一、 解卡打捞管柱工具组合
组合原则： 管柱组合应遵循：下得去，抓得住，起得出，有退路的原则。 工具选择一般是先外捞，后内捞，先捞筒，后捞矛的原则。 解卡方式一般为先提拉，后倒扣，实在不行就切割，最后一招是铣磨。 管柱工具组合： 解卡打捞管柱工具组合有多种方式。我们仅以最简单的工具组合为例进行分析。 由上而下：钻杆——开式下击器——安全接头——可退式捞筒。 可退式捞筒抗拉强度高，且具有可退性，是打捞作业的首选工具。 在管柱上安装安全接头，是防止事故扩大化的有效措施。 以上两种工具给打捞管柱带来了很大的保险系数，增加了作业的安全性。但是，在有些特殊 情 况下，仍不能化解作业风险。 在深井、超深井、斜井打捞作业中，如果抓住落鱼后，经过大负荷提拉仍不能解卡时，往往 会 出现意想不到的反常现象：可退式工具不可退，安全接头卸不开。这是什么原因呢？ 可退式捞筒抓住落鱼并用力上提后，筒体、卡瓦、被捞落鱼之间象楔子一样夹紧。只有在受 到 比较大的下压力作用下，三者才能松开，为退出工具创造条件。但由于井深、斜井，钻杆与套管 之 间有较大的磨擦力，而且在井口施压后，钻杆进一步产生弯曲，磨擦阻力进一步增大，抵消了大 部 分下压力，使捞筒难以解卡退出。 为了防止这种现象发生，我们在可退式捞筒和安全接头上方安装了开式下击器。当需要退出 工 具时，我们拉开下击器行程，然后迅速下放管柱，关闭下击器。瞬间产生的向下震击力，就在可 退 捞筒附近，足以使工具解卡退出。目前，打捞管柱中安装的安全接头大部分属于美国波纹公司生 产 3
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四、取套补接工具 1）修补套管一般原则 油（水）井进入中后期开采阶段之后，套管变形，管柱错断，套管破漏等现象经常发生。修 补 套管成了井下作业一大课题。 一般说来，套管损坏部位在井段上部比较浅的位置，最好采用取套补接方案；损坏部位在井 段 下部，靠近油层的较深位置，可采用开窗侧钻方案修复；损坏部位在井段中部，以上两个办法成 本 太高，可采用套管补贴或下加固管，用密封加固的方法来处理。 2）铅封注水泥套管补接器简介 铅封注水泥套管补接器（以下简称补接器）主要用于换套补接。当套管某一段发生破漏、错 断 之后，可通过套铣、切割等办法，将损坏部位以上套管全部取出，然后用好领眼磨鞋；磨鞋的切削材料 YD 合金最便宜，但铣磨效率较低，可用于一般铣磨；钮扣合 金价 格高于 YD 合金，铣磨效果也好于 YD 合金，可用于深井和重点井事故处理。金刚石价格最贵， 只有 特别需要时，才预以考虑。 提高铣磨效率的几种途径： ① 正确的选用磨鞋的形状和切削材料，使之适应被磨铣对象； ② 正确选用铣磨时的钻压和转速，平底磨鞋的钻压大于锥形铣鞋的钻压。前者一般为 2-3 吨， 后者一般为 1-2 吨。用钮扣合金制造的磨鞋，可适当降低钻压，提高转速。 ③ 正确选用泥浆的比重、粘度和排量，保证能将铣削及时返至地面。 ④ 合理配备钻柱 磨鞋之上安装扶正器，防止磨鞋偏摆，损伤套管，并改善受力状态，加快进尺速度。安装随 钻 打捞杯，将重颗粒收集到打捞杯中，减少继续铣磨的阻力。 铣磨钻管工具组合：从上而下：钻杆—开式下击器—配重钻铤—随钻打捞杯—扶正器—安全 接 头—磨鞋 工作时，开式下击器处于半开半闭状态，下击器以下的配重钻铤、随钻打捞杯、扶正器、 安 全接头共同构成向下铣磨的钻压，而且这个钻压不受井口影响，非常稳定。 扶正器下井时扶正辊子外径向内收拢，便于下井。铣磨开始后，辊子向外张开，紧贴在套管 内 壁上旋转，将磨鞋扶正居中，防止偏摆，处于最佳工作状态，且不损伤套管。 注意事项：当磨铣活动鱼头时，可向井内注适量水泥固定鱼头，再进行铣磨。
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① 切断管柱后应及时停钻，以免打碎刀片。 ② 切割 P105 或 P110 高强度管柱时，要更换使用硬质合金刀片。 ③ 切割位置要避开接箍。
三、铣磨管柱工具组合 当遇到井下被捞管柱拔不动、倒不开、割不断的情况时，应当考虑用铣磨或套铣的办法去处理。 一般原则： 如果能用套铣解除卡点的，就不要采用全部磨铣方式；选用磨鞋的形状时，只要落鱼有孔， 尽
的安全接头仿制系列，因结合面呈锯齿形，我们习惯上称之为锯齿安全接头。 这种安全接头设计构思独特，它具备卸开时的灵活性，又具备工作时的自锁性。锯齿安全接 头 卸开时，也和可退式捞筒一样需要一个强大的下击力，使上下接头之间产生松动，为卸开创造条 件。 管柱中安装了开式下击器后，这一关不成问题，即使是深井、超深井或斜井，也可以保证。 要卸开锯齿安全接头，还必须具备下一个条件：在保持下压负荷的情况下，同时施加反扭矩。 只有同时具备这些条件，安全接头才会顺利卸开。如果忘记了向下压，只管施加反扭矩，即使其 它 连接螺纹都卸开了，安全接头也不会卸开。 从以上分析可以看出，可退式捞筒、安全接头、开式下击器共同组成了一个安全可靠的解卡 打 捞管柱。优化组合，再加上正确操作，完全可以保证作业成功。
二、机械式内割刀切割管柱组合 机械式内割刀主要优点：
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机械式内割刀是切割类工具中最常用的工具。它的主要优点是：切割成功率高，切割位置准确， 切口平整，无切割事故。操作简单，割刀可反复利用，切割成本低。因此，它是切割作业的首选 工 具。 机械式内割刀的主要用途： 机械式内割刀经常用于切割油管和切割套管。在潜油泵采油生产中，一旦电潜泵遇卡，最好 先 用机械式内割刀将卡点以上的油管和电缆切断，然后再进行打捞电潜泵。 在取套补接作业时，可先将套管周围水泥环套铣掉，然后用机械式内割刀将套管分段切割取出。 如果想要回收废弃井的套管，最好办法是先用机械式内割刀分段切割，然后用拔管机拔套管。 有的油田曾试用先爆炸切割，后拔套管的办法，但多次均未获得成功。原因是爆炸切割后的套管 断 口呈外翻喇叭口状，给拔套管带来很大阻力，改用机械式内割刀后均获得成功。 机械式内割刀操作的基本要求： 转速：30–50 转/分； 钻压：450 公斤–900 公斤；
浅析修井工具的分类与应用
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第一部分：工具分类
近些年来，随着修井工艺的发展与进步，修井打捞工具也有了长足的发展。新工具不断推出， 性能不断提高。深入了解修井打捞工具的种类与用途，正确选择和使用修井打捞工具，是全面提 升 作业效率与质量的关键。 目前，全世界凡是生产石油的国家，几乎都在研制和生产修井打捞工具。修井打捞工具品种 繁 多，异彩纷呈，令人眼花缭乱。据不完全统计，仅常用修井打捞工具就有 200 多种，几千个规格。 习惯上，人们按用途把修井打捞工具分成十大类。每一类工具包括若干品种和规格，各类工 具 之间不是孤立的，它们之间即有区别，又有联系。在修井作业中，有时单独使用，有时配套使用。 像机械手一样巧妙地排除井下故障，使停产井恢复产能，发挥出越来越重要的作用。
修后的井强度不降低，整体强度相当于一口新井。
修后的井密封长久。铅的化学性能稳定，流动性好，耐高温，抗老化，可长期密封而不失效。 可见，采用补接器取套补套，是根治套管损坏的最好办法，只要损坏部位不太深，套铣 不
修井打捞工具分类
一、打捞类工具 内捞工具： 公锥、高强度公锥、滑块捞矛、可退式捞矛、提放式倒扣捞矛、提放式可退捞矛、倒扣捞矛、 伸缩捞矛、泵套捞矛、对扣接头。 外捞工具： 母锥、高强度母锥、卡瓦捞筒、可退式捞筒、提放式可退捞筒、测井仪器打捞兰、开窗捞筒、 活页捞筒。 其它打捞工具： 强磁打捞器、反循环捞兰、强磁反循环捞兰、内钩、外钩、活齿外钩、液压牙轮打捞器、三 球 打捞器、随钻打捞杯。 二、切割类工具： 机械式内割刀、机械式外割刀、水力式内割刀、水力式外割刀、化学割刀、聚能割刀。 三、震击类工具： 液压上击器、机械上击器、开式下击器、闭式下击器、液体加速器、气体加速器、双向震击 器、
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捞对接。 补接器主要由打捞总成，密封总成和注水泥总成三大部分组成。打捞总成与可退式捞筒的结 构 十分相似，可以抓住井下旧套管，实现新旧套管对接；密封总成由三道铅封组成密封系统，使新 旧 套管对接后能够密封；注水泥总成是为补接之后注水泥而设计的，通道可开可闭，保证不用射孔 即 可完成注水泥作业。 3）补接程序 测井：测出套管损坏部位的准确位置； 打塞：在损坏部位之下 10 米左右的地方打一个桥塞，防止重新注水泥时灌满整个井筒； 套铣：套铣套管外部水泥环，以便进行切割取套。为了防止套铣过程中丢失鱼头，应在套管 内 预先插入视踪管。 切割：边套铣边切割，每套铣 80—120 米，用内割刀切割一次，直至切割到预定深度。 对接：用套管连接补接器下井，接近鱼顶时缓慢右旋下放，当悬重减轻时，停止下放。 试压：上提管柱，压缩铅封，清水试压。 注水泥：试压合格后，下放管柱，打开补接器特制水泥通道，注入水泥。当水泥返高达到预 定 高度后，上提管柱，关闭水泥通道，防止倒灌。保持上提负荷，等候水泥凝固。 钻铣：用三刮刀钻头钻掉多余的水泥柱和桥塞，使套管上下贯通。 清理：用套管刮削器刮削套管，清除井壁残留水泥。 试压：清水试压后，合格交井。 如果在第⑥道工序试压中有泄漏，可按退出程序退出工具。造成泄漏的原因可能是鱼头不规整， 因此要进一步修整鱼头。更换补接器铅封，重新下井对接，重复进行以上工序，直至成功。 4）取套补接的优点 修后的井不产生缩经，有利于今后作业。
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超级震击器。 四、整形类工具： 套管整形器、梨形胀管器、长锥面胀管器、双扣胀管器、弹头胀管器、楔形胀管器、鱼顶修 整 器、冲击整形器、滚球整形器。 五、铣磨类工具： 按形状分类有：平底磨鞋、凹面磨鞋、梨形铣鞋、锥形铣鞋、空心铣鞋、环形铣鞋、圆头铣鞋、 裙边铣鞋、柱形铣鞋、领眼铣鞋、套铣头、三刮刀钻头。 按材料分类有：焊 YD 合金、镶硬质合金块、镶硬质合金柱、镶钮扣合金、镶金刚石、镶复合 片。 六 补接、补贴类工具： 铅封注水泥套管补接器、封隔器式套管补接器、波纹管套管补贴器、密封式套管加固器。 七 侧钻类工具： 通道式导斜器、封隔器式导斜器、液压式导斜器、可捞式导斜器、钻铰式铣锥、尾管悬挂器、 双挂钩胶塞、截断磨鞋、阻流阀。 八、倒扣类工具： 倒扣器、倒扣捞筒、倒扣捞矛、倒扣下击器、倒扣安全接头、提放式倒扣捞矛、提放式倒扣 捞 筒。 九、爆炸类工具： 爆炸松扣装置、爆炸整形装置、爆炸补贴装置、爆炸加固装置、爆炸切割装置。 十、辅助类工具： 安全接头、套管刮削器、扶正器、铅印、活动肘节。 纵观世界修井打捞工具的发展趋势，修井工具正朝着高效率、长寿命、多功能、人性化方向 发 展。工具功能越来越全、可靠性越来越高，而操作越来越简单。我们预计，随着深井和超深井的 出 现，随着海洋油田的勘探与开发，随着钻井、采油技术更新和修井工艺的进步，许多更新更好的 新 工具一定会随之出现。 油田生产的发展必将带动修井工具生产企业的快速发展。油井越多，井令越长，作业工作量 越