液压刮壁器研制与应用

李元斌，段永贤，单　锋，黄世财，蔡　伟

（1.塔里木油田公司塔北勘探开发项目经理部，新疆库尔勒841000；2.塔里木油田公司塔中勘探开发项目经理部，新疆库尔勒841000；3.库尔勒中油能源技术服务有限公司，新疆库尔勒841000）

液压刮壁器研制与应用

李元斌1，段永贤2，单锋2，黄世财1，蔡伟3

（1.塔里木油田公司塔北勘探开发项目经理部，新疆库尔勒841000；2.塔里木油田公司塔中勘探开发项目经理部，新疆库尔勒841000；3.库尔勒中油能源技术服务有限公司，新疆库尔勒841000）

常规弹簧式套管刮壁器由于其在入井时刮刀体就已经张开，无法与钻、铣、磨、通井等工具同时入井作业，导致套管的刮壁作业必须在钻、铣、磨、通井等作业完成并起出管柱后才能进行。介绍了液压刮壁器的工作原理，简述了其在现场应用过程中的施工要求。通过5口井的现场应用，认为该工具的研制丰富了一体化管柱作业的内容，实现了一趟管柱可完成钻磨、刮壁、通井等作业，有效地减少了作业时间、降低了作业成本，为钻完井及修井作业提供了一种新的思路。

液压刮壁器；一体化管柱；钻塞；刮壁

由于弹簧力的作用，常规的弹簧式套管刮壁器的刮刀体外径始终大于套管内径，因此不能与通井、钻磨等其他工具同时入井作业［1-3］，导致刮壁作业必须在钻、铣、磨、通井等作业完成并起出管柱后才能进行。随着完井工具装备水平的提高、勘探开发一体化的持续推进，对钻完井及修井作业提出了更高的要求，采用一趟管柱实现多项作业功能的作业方式越来越成为一种趋势［4-7］。随钻液压刮壁器的研制解决了一次起下管柱可以完成多种不同作业的问题，实现了一趟管柱可完成钻磨、刮壁、通井等作业，有效地减少了作业时间、降低了作业成本，为钻完井及修井作业提供了一种新的思路和选择。

1　结构

随钻液压刮壁器［8-11］的结构如图1所示。在本体上有供安装刮刀体的凹槽，刮刀体两侧靠与压块相连的压紧螺钉固定在本体凹槽的底部，在刮刀体和本体相对应的孔内安装有弹簧，其特征是刮刀体与压块接触的部位装有剪切销钉、刮刀体与本体凹槽底部之间装有承压塞。

图1　随钻液压刮壁器结构

2　工作原理

与常规弹簧式刮壁器的结构相比，该工具采用的是销钉锁定、液压打断销钉、弹簧打开刮刀体的结构，即：下井时，刮刀体在销钉的限制下被锁定在本体槽内的底部，同时装在刮刀体和本体之间的弹簧被压缩、刮刀体上的承压塞密封在本体孔内；当钻、铣、磨、通井等作业完成后，不必起出管柱，只需向管柱内投入密封钢球，待密封钢球下落到刮壁器下方的加压滑套上时，通过向管柱内加压到一个特定的压力值，承压塞上承受的力和弹簧的合力大于剪销的剪切力，剪切销钉锁定的刮刀体在弹簧力的作用下从本体槽中弹出紧贴在套管内壁，此时就可上提下放或旋转管柱进行刮壁作业。

3　工具特点

1） 该工具可单独使用，也可与钻磨、完井、试油、测试等作业工具配合使用。

2） 单独使用该工具时，组装时不需安装承压塞和剪销，下井作业程序和常规刮壁器的操作方式相同。

3） 当与其他修井工具配合进行多合一作业时，此工具须与开关滑套工具配合使用，以便投球憋压剪断剪销。

4） 由于多合一作业下井时的组装状态仍然是刮刀体外径略大于刮壁器本体的最大外径，因而，为防止在工具下井后进行钻、铣作业时刮壁器的刮刀体刮坏套管，还需在刮壁器上方连接上相同套管规格的扶正器。

4　技术参数

技术参数如表1～3所示。

表1　随钻液压刮壁器基本参数

表2　扶正器基本参数

表3　滑套开关基本参数

5　随钻液压刮壁器的操作要求

5.1入井前工具准备与管柱配置

由于该工具是与钻头、通井规、磨鞋等其他修井工具一同下井作业，因此，其下部应连接开关滑套工具。对于177.8 mm（7英寸）和200.0 mm（7英寸）两种规格的套管井，所配开关滑套规格均为127 mm（5英寸）。

此外，为防止在其他工具工作时刮壁器的刮刀切削套管壁，刮壁器上部还要连接与套管规格相适应的扶正器，其管串结构从上到下依次为：扶正器+液压刮壁器+滑套开关。

5.2操作要求

1） 送井的液压刮壁器必须进行室内性能试验，并且达到要求的性能指标及设计要求。

2） 下井前将刮壁器、滑套开关按照各自组装要求组装好，钻头（磨鞋或铣鞋）在最下部，其上为滑套开关，滑套开关上部为刮壁器，刮壁器上部为扶正器。

3） 下井前检查钻杆接头螺纹是否完好，水眼是否畅通。组装好的工具串在下井时应匀速下放，下钻速度不宜太快，下至鱼顶上部2～3 m，开泵冲洗鱼顶，待井口返出洗井液流平稳之后，启动转盘慢慢下放钻具，使其接触落鱼进行磨削，应注意作业中不得停泵。

4） 待落鱼或水泥塞钻磨完后，先将工具上提40～50 m，开泵反循环冲洗刮壁器大约5 min，然后向管柱内投入34 mm钢球，从管柱内正向加压至22～24 MPa时刮壁器剪销剪断，刮刀打开，继续加压使泵压30～32 MPa时开关滑套剪销剪断，循环孔打开，此时即可进行正向循环，亦可反向循环洗井。

5） 下放、上提管柱操作进行刮壁作业时，由于循环孔已经打开，在操作管柱上提刮壁过程中，管柱内的液体不会返出钻台，从而保证了安全生产的需要。刮壁结束后再次进行正（或反）循环洗井，以返出清除的杂质。

6　应用情况

为了进一步检验随钻液压刮壁器的性能，在塔里木盆地区块5口直井上进行了现场试验及应用（如表4所示）。滑套开关在施工井段能按照设计要求正常打开，起出井口后发现6块刮刀均已完全打开、下压后均能正常弹出，刮刀片无明显损坏现象，综合判断液压刮壁器入井后工作正常，刮壁效果很好，施工成功率100%。

表4　随钻液压刮壁器现场应用情况统计

7　结论

1） 现场应用效果证明，随钻液压刮壁器性能稳定可靠，且多合一作业配合使用的安全性高，施工质量满足后期完井作业需求。

2） 随钻液压刮壁器可与钻井过程中的钻、磨、铣等工具配合工作，实现了一趟管柱可完成钻磨、刮壁、通井等作业，完全满足钻塞、刮壁清理等作业的要求，减少了钻试修作业过程中起下钻次数，大幅提高作业效率，有效地减少了作业时间、降低了作业成本，为钻完井及修井作业提供了一种新的思路。

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Development and Application of Hydraulic Wall Scratcher

LI Yuanbin1，DUAN Yongxian2，SHAN Feng2，HUANG Shicai1，CAI Wei3
（1．Department of Tabei Exploration and Development，Tarim Oil Field Company，Korla 841000，China；2．Department of Tazhong Exploration and Development，Tarim Oil Field Company，Korla 841000，China；3．Sino-Energy Technology Service Co．，Ltd．，Korla 841000，China）

Because of its already open at the well，the conventional spring-type casing scraper blade body can’t simultaneously with the apparatus of drilling，milling，grinding，etc.casing scraper op-eration must be carried out after the completion of other processes.Working principle of the hy-draulic wall scratcher is discussed，whose requirements in completion well test is illustrated.5 wells are taken as example to introduce its application effect.It is thought that application of the hydraulic wall scratcher enriches the content of integrated string，which makes the string effec-tively reduce the operation time and operating costs through drilling and milling，casing drifting and scraping at the same time，but also provides a kind of new idea and selection for drilling，well completion and workover operation.

hydraulic wall scratcher；integrated string；plug；drilling scraping

TE935.07

B

10.3969／j.issn.1001-3482.2015.11.017

1001-3482（2015）11-0070-03

2015-05-05

中石油股份公司科技重大专项”碳酸盐岩安全、快速、高效钻完井技术”（2010E-2109）

李元斌（1965），男，天津人，高级工程师，硕士，2012年毕业于中国石油大学（北京），从事试油完井及井下作业管理工作。