淺析螺桿鉆作業(yè)效率

蘇占全 張峰 杜亮（青海油田澀北作業(yè)公司，青海 810000）

1 螺桿鉆具的結(jié)構(gòu)及工作

螺桿鉆具是以液壓為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)井下鉆具旋轉(zhuǎn)的工具?？捎脕?lái)進(jìn)行鉆進(jìn)、磨洗、側(cè)鉆等作業(yè)。螺桿鉆具主要是由上接頭、旁通閥、轉(zhuǎn)子、定子、連軸節(jié)、過(guò)水接頭、軸承總成、下接頭、油管和地面管線組成的密閉系統(tǒng)。

2 影響鉆磨效率的因素及所采取的措施

經(jīng)過(guò)我們多年現(xiàn)場(chǎng)使用螺桿鉆作業(yè)，總結(jié)了一些影響鉆磨效率的因素及所采取的有關(guān)措施如下幾個(gè)方面：

2.1 現(xiàn)場(chǎng)使用的工作液

①工作液的干凈，使用的工作液干凈與否直接關(guān)系到下入井筒內(nèi)的螺桿鉆是否能夠正常作業(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)使用的工作液不干凈，有多個(gè)方面。工作液本身不干凈，工作液本身含有部分顆粒的雜質(zhì)，在施工現(xiàn)場(chǎng)又沒(méi)有安裝地面過(guò)濾器，工作液中的部分雜質(zhì)就會(huì)在作業(yè)過(guò)程沉淀在螺桿鉆里面，影響鉆磨效率或造成螺桿鉆堵塞。還有配套入井的油管及相關(guān)工具不干凈或者出現(xiàn)管柱內(nèi)外壁上有污物、結(jié)垢等。作業(yè)過(guò)程會(huì)使螺桿鉆出現(xiàn)撬裝泵壓力過(guò)高，出口液量小甚至無(wú)返出憋泵現(xiàn)象。所以在鉆磨施工前必須把入井工作液確保干凈，還要對(duì)地面循環(huán)系統(tǒng)清潔干凈，并且要徹底清潔入井管柱，最好用蒸汽車(chē)逐根清洗管內(nèi)外壁，確保入井管柱無(wú)污物，無(wú)結(jié)垢。在作業(yè)過(guò)程對(duì)地面循環(huán)系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行清理，嚴(yán)格控制工作液機(jī)械雜質(zhì)含量不大于0.3%，地面按要求安裝過(guò)濾器。②工作液的攜帶能力要合適，根據(jù)井內(nèi)磨洗情況調(diào)配合適的工作液粘度，良好的攜帶性將大大減少螺桿鉆重復(fù)磨銑作業(yè)。如果攜帶能力不好會(huì)導(dǎo)致磨銑過(guò)程中產(chǎn)生的碎屑顆粒大小不一，影響鉆磨效率。所以在鉆磨作業(yè)中對(duì)使用的工作液的粘度或攜帶性提出了更高的要求，及時(shí)將磨銑的碎屑循環(huán)帶出井筒，可減少重復(fù)磨銑，提高鉆磨效率。

2.2 鉆壓和鉆速

通過(guò)多年現(xiàn)場(chǎng)使用螺桿鉆的經(jīng)驗(yàn)，得知，轉(zhuǎn)速增加，磨銑速度將同步增加。在一定程度上加大鉆壓可提高鉆磨效率，但是也會(huì)對(duì)螺桿鉆及鉆頭造成一定程度的損壞。大的鉆壓會(huì)產(chǎn)生較大的連續(xù)碎屑，引發(fā)循環(huán)攜帶問(wèn)題。同時(shí)大鉆壓下，被磨銑的落魚(yú)一部分不是被磨掉，而是被撕掉，由此產(chǎn)生大量大塊鐵屑，大塊鐵屑不容易循環(huán)攜帶出井筒，會(huì)大量鐵屑參與重復(fù)磨銑，使磨銑工況變得不穩(wěn)定，出現(xiàn)蹩跳鉆現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明磨銑轉(zhuǎn)速不影響循環(huán)效果，高轉(zhuǎn)速有利于提高磨銑速度，而鉆壓控制在20KN-35KN對(duì)鉆磨速度最快。即在同樣磨銑速度下，提高轉(zhuǎn)速可以相應(yīng)降低鉆壓，有助于保持良好的磨銑工況。

2.3 螺桿鉆管柱組合及配置

管柱組合選擇不合理也會(huì)影響鉆磨效率，如①大直徑套管內(nèi)采用小直徑磨鞋進(jìn)行的磨銑作業(yè)管柱；②磨銑處理脆性材料物或其他易產(chǎn)生大塊碎屑的落物等作業(yè)的管柱；③磨銑深度超過(guò)井深2500m的磨銑作業(yè)或循環(huán)效果無(wú)法得到保證的磨銑作業(yè)管柱。這些井的情況入井管柱不選合適的隨轉(zhuǎn)撈杯，就會(huì)影響到鉆磨效率。在鉆磨過(guò)程隨著鉆壓、排量及磨銑面的變化和材料的差別，會(huì)導(dǎo)致鉆柱經(jīng)常憋鉆發(fā)生急速反轉(zhuǎn)，井口應(yīng)配置合理的反轉(zhuǎn)措施，控制鉆磨管柱反轉(zhuǎn)，保證施工的連續(xù)性、安全性，提高鉆磨效率。

3 應(yīng)用實(shí)例

某井，水平井鉆灰塞。該井施工目的現(xiàn)將原生產(chǎn)井段5#、6#層擠封（1541.4-1572.0m），擠封后鉆灰塞，重新射孔5#層（1541.4-1558.8m），該井為177.8mm生產(chǎn)套管。經(jīng)過(guò)前期井筒處理擠封后選用D152mm三牙輪鉆頭+D127mm螺桿鉆具。采用循環(huán)鉆塞，泵壓6MPa，排量400L/min，鉆壓20-30kN，順利鉆完灰塞，起出螺桿鉆具后下入沖砂管住反循環(huán)沖至人工井底，返出大量灰塊。

上述施工難點(diǎn)：

A、大直徑套管鉆塞灰屑不容易返出，容易卡鉆。

B、反沖洗易堵死管柱。

C、螺桿鉆磨銑橋塞鉆壓不易控制。

4 技術(shù)要求及注意事項(xiàng)

（1）修井液保持清潔，泵壓排量穩(wěn)定，這樣能夠有效提高螺桿泵的工作效率。

（2）選擇空心銑鞋鉆銑橋塞，減少切削面積，使磨銑過(guò)程中加速切削速度。

（3）采用高鉆速、底鉆壓可有效提高磨銑效率。

（4）在大直徑的井筒內(nèi)鉆灰塞，盡管螺桿鉆具及施工的排量達(dá)到要求，但仍有大量的灰塊不能返出地面，在水平井及大井斜角的井鉆穿灰塞后要下入沖砂管柱井灰塊沖出。

[1]王學(xué)杰.李根生編著，《利用水力脈沖空化射流復(fù)合鉆井技術(shù)提高鉆速》石油學(xué)報(bào)出版社，2009.01.

[2]吳修國(guó)、劉暢編著，《提高小眼井鉆井速度初探》石油鉆探技術(shù)出版，2000.01.