液壓刮壁器研制與應用

李元斌，段永賢，單　鋒，黃世財，蔡　偉

（1.塔里木油田公司塔北勘探開發項目經理部，新疆庫爾勒841000；2.塔里木油田公司塔中勘探開發項目經理部，新疆庫爾勒841000；3.庫爾勒中油能源技術服務有限公司，新疆庫爾勒841000）

液壓刮壁器研制與應用

李元斌1，段永賢2，單鋒2，黃世財1，蔡偉3

（1.塔里木油田公司塔北勘探開發項目經理部，新疆庫爾勒841000；2.塔里木油田公司塔中勘探開發項目經理部，新疆庫爾勒841000；3.庫爾勒中油能源技術服務有限公司，新疆庫爾勒841000）

常規彈簧式套管刮壁器由于其在入井時刮刀體就已經張開，無法與鉆、銑、磨、通井等工具同時入井作業，導致套管的刮壁作業必須在鉆、銑、磨、通井等作業完成并起出管柱后才能進行。介紹了液壓刮壁器的工作原理，簡述了其在現場應用過程中的施工要求。通過5口井的現場應用，認為該工具的研制豐富了一體化管柱作業的內容，實現了一趟管柱可完成鉆磨、刮壁、通井等作業，有效地減少了作業時間、降低了作業成本，為鉆完井及修井作業提供了一種新的思路。

液壓刮壁器；一體化管柱；鉆塞；刮壁

由于彈簧力的作用，常規的彈簧式套管刮壁器的刮刀體外徑始終大于套管內徑，因此不能與通井、鉆磨等其他工具同時入井作業［1-3］，導致刮壁作業必須在鉆、銑、磨、通井等作業完成并起出管柱后才能進行。隨著完井工具裝備水平的提高、勘探開發一體化的持續推進，對鉆完井及修井作業提出了更高的要求，采用一趟管柱實現多項作業功能的作業方式越來越成為一種趨勢［4-7］。隨鉆液壓刮壁器的研制解決了一次起下管柱可以完成多種不同作業的問題，實現了一趟管柱可完成鉆磨、刮壁、通井等作業，有效地減少了作業時間、降低了作業成本，為鉆完井及修井作業提供了一種新的思路和選擇。

1　結構

隨鉆液壓刮壁器［8-11］的結構如圖1所示。在本體上有供安裝刮刀體的凹槽，刮刀體兩側靠與壓塊相連的壓緊螺釘固定在本體凹槽的底部，在刮刀體和本體相對應的孔內安裝有彈簧，其特征是刮刀體與壓塊接觸的部位裝有剪切銷釘、刮刀體與本體凹槽底部之間裝有承壓塞。

圖1　隨鉆液壓刮壁器結構

2　工作原理

與常規彈簧式刮壁器的結構相比，該工具采用的是銷釘鎖定、液壓打斷銷釘、彈簧打開刮刀體的結構，即：下井時，刮刀體在銷釘的限制下被鎖定在本體槽內的底部，同時裝在刮刀體和本體之間的彈簧被壓縮、刮刀體上的承壓塞密封在本體孔內；當鉆、銑、磨、通井等作業完成后，不必起出管柱，只需向管柱內投入密封鋼球，待密封鋼球下落到刮壁器下方的加壓滑套上時，通過向管柱內加壓到一個特定的壓力值，承壓塞上承受的力和彈簧的合力大于剪銷的剪切力，剪切銷釘鎖定的刮刀體在彈簧力的作用下從本體槽中彈出緊貼在套管內壁，此時就可上提下放或旋轉管柱進行刮壁作業。

3　工具特點

1） 該工具可單獨使用，也可與鉆磨、完井、試油、測試等作業工具配合使用。

2） 單獨使用該工具時，組裝時不需安裝承壓塞和剪銷，下井作業程序和常規刮壁器的操作方式相同。

3） 當與其他修井工具配合進行多合一作業時，此工具須與開關滑套工具配合使用，以便投球憋壓剪斷剪銷。

4） 由于多合一作業下井時的組裝狀態仍然是刮刀體外徑略大于刮壁器本體的最大外徑，因而，為防止在工具下井后進行鉆、銑作業時刮壁器的刮刀體刮壞套管，還需在刮壁器上方連接上相同套管規格的扶正器。

4　技術參數

技術參數如表1～3所示。

表1　隨鉆液壓刮壁器基本參數

表2　扶正器基本參數

表3　滑套開關基本參數

5　隨鉆液壓刮壁器的操作要求

5.1入井前工具準備與管柱配置

由于該工具是與鉆頭、通井規、磨鞋等其他修井工具一同下井作業，因此，其下部應連接開關滑套工具。對于177.8 mm（7英寸）和200.0 mm（7英寸）兩種規格的套管井，所配開關滑套規格均為127 mm（5英寸）。

此外，為防止在其他工具工作時刮壁器的刮刀切削套管壁，刮壁器上部還要連接與套管規格相適應的扶正器，其管串結構從上到下依次為：扶正器+液壓刮壁器+滑套開關。

5.2操作要求

1） 送井的液壓刮壁器必須進行室內性能試驗，并且達到要求的性能指標及設計要求。

2） 下井前將刮壁器、滑套開關按照各自組裝要求組裝好，鉆頭（磨鞋或銑鞋）在最下部，其上為滑套開關，滑套開關上部為刮壁器，刮壁器上部為扶正器。

3） 下井前檢查鉆桿接頭螺紋是否完好，水眼是否暢通。組裝好的工具串在下井時應勻速下放，下鉆速度不宜太快，下至魚頂上部2～3 m，開泵沖洗魚頂，待井口返出洗井液流平穩之后，啟動轉盤慢慢下放鉆具，使其接觸落魚進行磨削，應注意作業中不得停泵。

4） 待落魚或水泥塞鉆磨完后，先將工具上提40～50 m，開泵反循環沖洗刮壁器大約5 min，然后向管柱內投入34 mm鋼球，從管柱內正向加壓至22～24 MPa時刮壁器剪銷剪斷，刮刀打開，繼續加壓使泵壓30～32 MPa時開關滑套剪銷剪斷，循環孔打開，此時即可進行正向循環，亦可反向循環洗井。

5） 下放、上提管柱操作進行刮壁作業時，由于循環孔已經打開，在操作管柱上提刮壁過程中，管柱內的液體不會返出鉆臺，從而保證了安全生產的需要。刮壁結束后再次進行正（或反）循環洗井，以返出清除的雜質。

6　應用情況

為了進一步檢驗隨鉆液壓刮壁器的性能，在塔里木盆地區塊5口直井上進行了現場試驗及應用（如表4所示）。滑套開關在施工井段能按照設計要求正常打開，起出井口后發現6塊刮刀均已完全打開、下壓后均能正常彈出，刮刀片無明顯損壞現象，綜合判斷液壓刮壁器入井后工作正常，刮壁效果很好，施工成功率100%。

表4　隨鉆液壓刮壁器現場應用情況統計

7　結論

1） 現場應用效果證明，隨鉆液壓刮壁器性能穩定可靠，且多合一作業配合使用的安全性高，施工質量滿足后期完井作業需求。

2） 隨鉆液壓刮壁器可與鉆井過程中的鉆、磨、銑等工具配合工作，實現了一趟管柱可完成鉆磨、刮壁、通井等作業，完全滿足鉆塞、刮壁清理等作業的要求，減少了鉆試修作業過程中起下鉆次數，大幅提高作業效率，有效地減少了作業時間、降低了作業成本，為鉆完井及修井作業提供了一種新的思路。

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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專項”碳酸鹽巖安全、快速、高效鉆完井技術”（2010E-2109）

李元斌（1965），男，天津人，高級工程師，碩士，2012年畢業于中國石油大學（北京），從事試油完井及井下作業管理工作。