防卡工具在修井作業中的應用

摘要：油田開發中后期，大修井施工難度逐年加大，大多數油水井套管存在變形的情況，在修井作業過程中卡鉆事故時常發生，針對目前大修井的卡鉆現象，從改進工具性能、優化工具參數、鉆具組合、防卡技術等內容進行了研究，不斷完善了防卡工具的研制與應用，提高防卡工具的實用性，達到了保護套管、延長使用壽命、降低卡鉆事故的發生的目的。

關鍵詞：防卡技術；防卡工具；降低卡鉆事故

前言

目前油田基本都進入了開采的中后期，套管腐蝕嚴重，大多存在縮徑變形情況，在打撈大直徑落物、通井過程中極易發生卡鉆事故。近幾年來，在打撈過程中因套管變形等原因造成大修井逐年增多，處理難度大、施工周期長、工具選擇不當甚至造成油水井報廢。近年來，防卡工具及配套工具等技術方面取得了一些成果，但還有待于深入研究與完善，如何完善與磨套銑工具的配合使用，達到保護套管、降低卡鉆機率，提高施工效率的目的；如何完善防卡磨鞋、防卡通井規以及卡鉆后能夠有效的處理；如何保護套管并回收正常循環回落的碎削，防止卡鉆。解決以上問題是防止卡鉆關鍵技術，同時提高生產時效，減低生產運行成本，實現作業提速。

1防卡技術研究與應用

針對大修井施工過程的實際情況，研制開發了系列防卡工具、保護套管并且在井下可以改變循環流向的局部反循環打撈器等，降低卡鉆的機率，提高生產時效。

1.1 基本原理

（1）鉆具組合。磨銑鉆具組合要充分考慮磨銑時保護套管、防止卡鉆及磨銑碎削充分循環至地面等情況，防止各類生產事故發生。

防卡磨銑工具+安全接頭+撈杯/局部反循環打撈器+鉆挺+鉆桿+方鉆桿

（2）大修井防卡工具的研制與應用。研制一體式磨鞋打撈杯，防卡磨鞋以及防卡鉆通井規等防卡工具，解決了磨銑時磨損壞套管及碎削、小件物的回收，旋轉鉆具改變卡點位置解決磨鞋卡鉆的問題、改變通徑規的外徑解決了卡鉆的問題。

（3）漏失井不暫堵磨銑裝置的研制與應用。研制一種局部反循環打撈器，在漏失嚴重井不進行暫堵作業進行正常磨銑作業，主要通過該裝置在井下改變循環方式、收集磨銑過程種回落的碎削及磨銑扶正，達到磨銑時扶正保護套管、降低卡鉆機率、提高作業施工速度、降低施工成本等目的。

1.2 工具結構及工作原理

（1）一體式磨鞋打撈杯。該工具可實現磨銑、收集碎削及保護套管等功能，保證了一體多功能的特性。

（2）防卡磨鞋。防卡磨鞋的設計為三個水眼、成120分布、磨銑齒按照一定規則排列，端面成橢圓形，并和接箍成一定的錐度以減小本體與套管的相對位移、防止卡鉆，卡鉆后可以旋轉鉆具改變卡點位置解決磨鞋卡鉆的問題。

（3）防卡鉆通井規。普通的通井規卡鉆后般無法解卡，多功能通井規遇到套管變形也可以實現通井規變徑，避免造成卡鉆事故。遇阻被卡的是防卡通井規頭部滑塊部位，卡后上提負荷后，固定滑塊的剪釘被剪斷，滑塊下移被卡部位直徑變小，通井規順利解卡；另外通井規本體開導流槽就可以建立循環洗井通道，避免臟物堆積卡死通井規。

（4）局部反循環打撈器。在井下磨銑過程中（在漏失嚴重井不進行暫堵作業進行正常磨銑作業），主要是通過該裝置在井下改變循環方式（實現正循環轉換成反循環），收集磨銑過程種回落的碎削、扶正保護套管、降低卡鉆幾率、提高作業施工速度、降低施工成本等目的。

1.3技術特點

（1）研制了防卡工具、漏失井不暫堵磨銑裝置等系列防卡工具，形成一套成熟的防卡技術，降低修井卡鉆機率，提高作業時效。

（2）局部反循環打撈器的研制。在漏失嚴重井內井下將正循環改成反循環，利用水流渦流的工作原理，收集磨銑過程中回落的砂子及碎削，實現扶正、碎削回收、套管保護等功能，降低卡鉆機率，提高施工時效。

（3）防卡磨鞋的研制。磨銑端面成橢圓形，和接箍成一定的錐度以減小本體與套管的相對位移、防止卡鉆，卡鉆后可以旋轉鉆具改變卡點位置解決磨鞋卡鉆的問題。

（4）防卡鉆通井規。普通的通井規卡鉆后般無法解卡，多功能通井規遇到套管變形也可以實現通井規變徑，避免造成卡鉆事故；另外通井規本體開導流槽就可以建立循環洗井通道，避免臟物堆積卡死通井規。

1.4技術參數

防卡磨鞋、防卡通井規、反循環打撈器等防卡工具可以根據不同的的套管內可以選擇不同的打撈筒的外形尺寸，確保施工效果。

2 現場實驗和應用效果

該套系列防卡工具在2014年在沈陽采油廠的15口大修作業井進行了現場實驗使用，成功的在漏失井段不暫堵沖砂作業，套管變形井段通井、磨銑被卡管柱等，有效的杜絕了卡鉆施工的發生，平均單口井施工時間縮短了12天，取得良好的效果，提高了生產時速，增加了交井數。

在法42-36、靜46-66井，前23-54、安19-15井等井進行了現場使用，證明本套防卡技術和各種防卡工具，有極強的實用性和可操作性，達到了設計精度指標、滿足了現場使用，以法42-36井為例。

2.1應用實例

（1）施工目的：起出井筒內生產管柱，打撈出井筒內落物，打撈、解封起出 FXY445 橋塞×1952.11m。

（2）鉆具組合：磨套銑工具+安全接頭+撈杯/局部反循環打撈器+鉆挺+鉆桿+方鉆桿。

通過幾次磨銑實施情況對比：

（1）利用常規磨銑組合時，返出鐵削較多，易循環不徹底卡鉆，對循環泵組要求比較嚴格；利用反循環裝置時，正常返液且無雜質（全部收集到了工具的內腔），無卡鉆現象出現，說明其設計合理。

（2）使用常規磨銑和普通撈杯在磨銑時，卡鉆750KN活動1小時開；使用新型磨銑工具和反循環打撈器時，未有卡鉆現象，撈出的落魚也比較規則，說明磨銑鉆具組合較合理，對套管在磨銑中也沒有損傷。

（3）使用新型通井規時，遇阻加壓20KN卡鉆，活動解卡25KN 開，起出發現銷釘剪斷而解卡，工具合格。

結論：所下的防卡磨銑及通井規等工具，都達到了本項目的考核指標，實現反循環裝置、磨銑工具的耐磨性、工具的防卡性、操作不當卡鉆后的有效處理都取得了很好的效果。

2.2應用效果

（1）不同類型套管內的不規則魚頂、不易打撈且無常規打撈工具可選擇的情況進行打撈施工作業，打撈成功率達100%；

（2）實現在不同套管內的磨銑、套銑及打撈作業一體化。

（3）2014年使用該套工具已成功交井15口，計節約成本約300萬元，提高了修井施工速度，縮短了施工工期，保證了油水井的正常生產。

3 結論

（1）完善了防卡技術、優化鉆具組合，提升磨銑效率，提高生產時效，實現作業提速；

（2）完善與提高防卡工具的實用性，達到保護套管、降低卡鉆機率，提高施工效率的目的；

（3）完善防卡磨鞋、防卡通井規，卡鉆后能夠有效的處理。改變磨銑工具的外形尺寸和形狀，減小工具和套管的相對卡鉆位移，降低了卡鉆的機率，提高磨銑成功率；

（4）反循環打撈器的研制，改變井下磨銑時的循環方式，對磨銑時的碎削收集和保護套管起到了很好的作用。

參考文獻

[1]聶海光，王新河.油氣田井下作業修井工程[M].石油工業出版社，2001，（8）.

[2]吳奇主編.井下作業工程師手冊.石油工業出版社，2002.

作者簡介：張軍，（1979.07-），男，工程師，2002年畢業于重慶石油高等專科學校，現工作于遼河油田沈陽采油廠，從事油水井修井作業工作.

（作者單位：中國石油遼河油田分公司沈陽采油廠）