特殊井修套打捞技术研究与应用

李艳辉LI Yan-hui

（辽河石油勘探局曙光工程技术处，盘锦 124109）

（Dawning Engineering Technology Department，Liaohe Petroleum Exploration Bureau，Panjin 124109，China）

1 概述

辽河油田曙光区块的生产井大部分为稠油井，由于长期注汽，油井套管寿命大幅降低，套管变形复杂。在套变井中经常出现套管弯曲段达到200m 左右，同时伴有错断、破裂、缩径等情况，针对这类套变井的修复尚未有好的解决办法。常规胀管器类工具在这种情况下基本无法使用，而铣锥类磨铣工具常有出套、钻具被割断等情况，导致施工一次成功率低，影响修井时率。机动采油过程中造成的井下事故的处理上也比较棘手，捞油抽子上下接头、配重等部件多为非标准件，常规的打捞工具无法打捞，不得不通过多种工序转换才能够将其打捞上来，严重影响了施工效率。

2 研究内容

2.1 特殊井修套 在部分特殊的复杂套变井中，常常有缩径、破裂、错断、弯曲等情况同时出现。我们设计制定出该种情况下的修套施工工艺和配套工具，主要包括：①特殊高效磨铣工具（特制领眼铣锥、打通道专用磨铣工具）。②活动肘节。③钻具保护短节。④液压扩刀。

特殊高效磨铣工具主要包括特制的高效领眼铣锥和打通道专用磨铣工具这两大类。领眼铣锥主要用于防止在修套过程中容易出套的情况；打通道专用磨铣工具主要针对部分套变井无井眼通道的情况，这种工具能够有效的找出原井眼通道，保证不会出套。

活动肘节主要用于套变弯曲情况下的修套施工，能够有效防止钻具、工具、钻铤等连接扣不被别断，降低修套施工中不可预见质量事故的发生。钻具保护短节主要用于修套过程中钻具、工具、钻铤容易被划伤割断的情况，该工具能够有效的保护下井工具的接箍和钻具。液压扩刀主要用于修套后出现的缩径情况，该工具能够有效对井眼缩径部位进行扩径，实现补贴、衬管加固或防砂等完井工艺。

2.2 特殊井打捞 针对部分特殊的井下落物，研制了具有针对性的打捞工具，该工具综合滑块捞矛和短鱼头捞筒的优点，能够有效实现非标准件落物的打捞，解决了非标准件落物给施工带来的困难，提高施工工序一次成功率，缩短施工周期。

3 技术原理

3.1 特制高效领眼铣锥 采用示踪原理设计制作，铣锥的下端可以连接示踪管，保证铣锥在工作时始终在原井眼内，有效避免出套，在施工过程中，通过示踪管加的钻压在修套时更能有效提高工具的效率。铣锥本体设计制作时，采用YD 合金条、YD 合金柱、YD 合金块相结合，通过孕嵌、堆焊相结合的制作工艺，大幅度提高了工具的使用寿命。有效提高了铣锥各个部位工作面的使用频率，实现了修套过程中修复和扩径工艺的结合。

3.2 打通道专用工具 打通道专用工具是依据磨鞋而进行改进设计的专用工具，整体设计采用内凹、台阶式，各个台阶部位采用YD 合金柱与YD 合金块相结合，提高了各个台阶面的工作效率；工具在旋转磨铣时，能够有效抓住损坏部位的套管进行切割式磨铣，保证高效磨铣的同时不会出现丢井眼的情况。

3.3 活动肘节 该工具依据汽车的万向轴设计制作，主要由上接头、球体、球座、下接头四部分组成，通过球体的自由偏转实现工具整体角度的360°偏转，通过球体“十”字设计和上接头部位的吻合实现扭矩的传递。通过该辅助工具的自由偏转可有效避免处于套变弯曲段内的工具、钻铤、钻具不被别弯或别断，实现安全磨铣修套的目的。使用时可以根据套变弯曲的幅度确定使用的数量，此外，在示踪修套时，还可以连接在示踪管的上部，确保示踪管不会断掉。

3.4 钻具保护短节 采用轴承的原理设计，通过心轴承受扭矩和拉伸挤压载荷、外部保护轴套实现保护钻具的目的。该工具的外保护轴套可以根据需要设计外径大小，整体的长度也根据施工需要而定。在修套磨铣施工工艺中，我们将该工具连接在容易划伤钻杆的井段部位，通过轴套的旋转达到钻具保护目的，磨铣时的扭矩和钻压则通过心轴进行传递，轴内采用修井液进行冷却润滑。

3.5 液压扩刀 该工具采用液压扩张的原理设计制作。在使用时，通过地面循环系统提供液压动力，迫使刀片张开，从而建立循环，刀片的张开最大为Φ240mm，张开幅度受地面液压动力大小而定。一般情况下，刀片的驱动压力为1.5-3.0MPa，当遇见特殊的井壁时，需要的液压动力就相应增加。液压动力主要由地面泥浆泵提供，因此，当地面提供液压动力越大时，刀片的扩张度越大，反之，地面液压动力越小，刀片的扩张度也就越小。

扩刀刀片采用硬质合金制作，当磨损后可以定制相应的刀片进行更换，而其他的部件不需要进行更换。

设计抗拉强度：150kN。

该打捞筒与其他工具相比具有以下的优点：①打捞范围比较大，相对常规的卡瓦捞筒只能够打捞一个尺寸的标准件落物来说，具有更加广泛的实用性。②相对母锥必须造扣打捞的情况，该工具更加适合于打捞活动的小件落物，这是母锥无法实现的。③打捞行程短，更适合于打捞鱼顶露出少的落物。④在退出落物时比较容易，不会对工具造成伤害。

4 技术要求

活动肘节的设计满足两个条件：一是能够有足够的强度传递扭矩，二是保证径向360°可自由偏转，偏转角度在8°左右。钻具保护短节的设计满足两个条件：一是能够有足够的强度传递扭矩，二是能够有效保护钻具不被划伤或割断。高效磨铣修套工具有效工作时间在48 小时以上。扩孔工具必须能够有效扩大井眼直径，7″井眼扩径后能达到Φ165mm 以上。不规则打捞筒的设计必须符合强度及合理实用的要求。

5 现场实施情况

以杜813-45-50 井为例：井下技术状况主要是套变，包括缩径、长距离弯曲变形、破裂、错断这四种情况。套管在H：761.61m 处通井遇阻，打印侧面有刮痕；最小通径约为Φ130mm。该点通过简单修复后探至H：808.52m，发现钻具弯曲，铅印为缩径：Φ140-150mm，对上部套变进一步修整后，对该点进行修复时发现地层出砂。

针对该井技术状况分析，常规施工很容易出套。在施工中首先保证修套时下井工具、钻铤、钻具的安全，确保施工中不出现任何质量事故的发生，充分利用特殊井修套工具，历时13 天，成功完成该井修复工作。

6 结论

①与原有工具相比，特制高效领眼铣锥、活动肘节、钻具保护短节等修套工具有效工作时间大幅延长，提高了施工效率。施工结束后经检查可重复利用，使用寿命有很大提高。②活动肘节和钻具保护短节的使用，保证了钻铤、钻具以及下井工具的安全，降低了修套施工中存在的质量风险。③液压扩刀的使用，使衬管一次性成功下到预定位置，保证了完井工艺的顺利进行。④通过现场试验来看，特制高效磨铣工具及其配套工具（活动肘节、钻具保护短节）、液压扩刀满足现场施工的需要，保护下井工具、钻铤、钻具的同时，提高了施工效率，推广应用前景很好。

[1]陈浩等.用有限元法对下步钻具组合的动态分析[J].石油学报，1991，12（3）：120-127.

[2]苏华等.钻柱力学发展综述之三：钻柱动力学[J].大庆石油学院学报，1994，18（3）.

[3]狄勤丰等.钻柱动力学研究及应用进展[J].天然气工业，2006，26（4）：57-60.