套管變形井高效磨銑技術研究

秦曉飛

摘要：在油田開發過程中，磨銑工藝是井下作業中常見的修井工藝，在油水井作業過程中，針對油田打通道修復套管變形時，由于磨銑工具等造成打通道效果不佳問題，研究了套變井高效磨銑工藝管柱， 形成了套管變形井機械磨銑打通道技術，該技術可較大幅度的提高了施工效率，使得部分施工井在極有可能出套情況下完成修復工作，避免修套過程各種工程質量事故的發生。

關鍵詞：井下作業；大修施工；磨銑；高效

引言

遼河油田油井、水井受增產措施及地質因素的影響，大部分井都存在不同程度套管損壞。套損種類的多樣性與復雜性嚴重影響了油井的正常生產，套損的復雜性更加重了修井技術的負擔，大修施工時，由于檢測技術有限，現場常通過的打印等方式檢測所得到的套變程度往往反應不了真實情況，這給修復工藝帶來巨大困難。簡單來說，長距離彎曲、縮徑、錯斷三種情況同時出現時，一般的打印通常只能夠反應出套變初始點的損壞程度，下部的套變情況無法檢測。采用銑錐類磨銑工具進行修套時，避免不了出套，同時容易發生鉆具被割斷的情況，針對以上情況，研究了防出套高效磨銑技術，能夠有效實現對各類復雜套變井的打通道工序，為后續加固措施奠定良好基礎。

1高效磨銑打通道技術

高效磨銑打通道技術工具是根據目前套變種類多樣性、復雜性而設計的高效修套工具組合，該工具組合能夠有效實現對各類復雜套變井的修復，同時能夠確保井下鉆具及工具的安全，避免修套過程各種工程質量事故的發生。

1.1特殊高效磨銑打通道工具

高效磨銑打通道工具主要由高效領眼銑錐、鉆具保護短接、萬向節、找通道磨銑工具構成。

1.1.1 高效領眼銑錐

高效領眼銑錐適用于有通道（套變段通道≥110mm）復雜套變井修復，工具有效工作面采用高效復合材料鑲嵌及YD合金堆焊而成，可實現高效切削；工具下端采用NC31公扣連接鉆具，實現示蹤修套原理，確保修套時不會出套，具有防出套功能。

1.1.2找通道專用工具

找通道專用工具是依據磨鞋而進行改進設計的專用工具，各個臺階部位采用YD合金柱與YD合金塊相結合，提高了各個臺階面的工作效率；該工具工作面設計方式遠比普通凹底磨鞋的施工效率高，工具在旋轉磨銑時，能夠有效抓住損壞部位的套管進行切割式磨銑，保證高效磨銑的同時不會出現丟井眼的情況。

1.2 萬向節

該工具依據汽車的萬向軸設計制作，主要由上接頭、球體、球座、下接頭四部分組成，通過球體的自由偏轉實現工具整體角度的360°偏轉，通過球體“十”字設計和上接頭部位的吻合實現扭矩的傳遞。工具本身可實現360°偏轉，偏轉角度根據工具外徑大小而定，最小的偏轉角70°。通過該輔助工具的自由偏轉可有效避免處于套變彎曲段內的工具、鉆鋌、鉆具不被別彎或別斷，實現安全磨銑修套的目的。

該工具采用內置球形設計，可實現60°以上的軸向自由偏轉，降低領眼銑錐下部連接扣在套管狗腿彎處產生的應力集中，防止領眼銑錐公扣被折斷，在使用時可以根據套變彎曲的幅度確定使用的數量，此外，在失蹤修套時，還可以連接在示蹤管的上部，確保示蹤管不會被別斷或別掉。

1.3鉆具保護裝置

鉆具保護裝置采用軸承的原理設計制作，通過心軸承受扭矩和拉伸擠壓載荷，通過外部保護軸套實現保護鉆具的目的。該工具的外保護軸套可根據需要設計外徑大小，整體的長度也根據施工需要而定。在修套磨銑施工工藝中，將該工具連接在容易劃傷鉆桿的井段部位，通過軸套的不旋轉而達到鉆具保護的目的，磨銑時的扭矩和鉆壓則通過心軸進行傳遞，軸內采用修井液進行冷卻潤滑。只要井內存在劃傷鉆具的地方我們都可以連接使用，即便是在領眼銑錐的下部也可以連接使用。鉆具保護裝置由于采用軸承及螺旋軸套最大化設計，可有效避免鉆具與套管破裂處接觸，防止鉆具被劃傷割斷。

該工具采用液壓擴張的原理設計制作。在使用時，通過地面循環系統提供液壓動力，迫使刀片張開，從而建立循環，刀片的張開最大為Φ240mm，張開幅度受地面液壓動力大小而定。一般情況下，刀片的驅動壓力為1.5-3.0MPa，當遇見特殊的井壁時，需要的液壓動力就相應增加。液壓動力主要由地面泥漿泵提供，因此，當地面提供液壓動力越大時，刀片的擴張度越大，反之，地面液壓動力越小，刀片的擴張度也就越小。

1.4、技術特點

（1）防出套高效磨銑技術研制的特殊高效領眼銑錐對套變部位進行磨銑修復，可避免修套時出套情況的發生；

（2）防出套高效磨銑技術設計研制的活動肘節以保證下井的工具、鉆鋌、鉆桿連接扣和剛性下井工具本體不被別斷，活動肘節采用自身的360°自由偏轉的特點，能夠大幅度降低套管彎曲給下井工具鉆具帶來的橫向受力，最大可能的減少井下事故的發生概率。

（3）防出套高效磨銑技術采用設計研制的液壓擴刀能夠有效的對井眼縮徑部位進行修復，以保證補貼管、篩管、襯管等完井工藝的順利實現。

2結論與認識

（1）高效磨銑打通道技術配套的領眼銑錐不同于其他類型的銑錐，底部端面無有效工作切屑能力，因此在適用該工具進行修套時，下部必須連接相應的管柱作為示蹤作用。

（2）磨銑施工時首先要保證修套時下井工具、鉆鋌、鉆具的安全，確保施工中不出現任何質量事故的發生，充分結合輔助配套工具的性能。

（3）高效磨銑打通道技術可較大幅度的提高了施工效率，使得部分施工井在極有可能出套的情況下完成修復工作，磨銑管柱至始至終保持在原井眼內，應用前景廣闊。

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