尾管固井回接筒銑錐限位清銑及修復技術

劉德平 付 燾 楊 璨 廖富國 董 宇 楊 林

（中國石油集團川慶鉆探工程有限公司川東鉆探公司，重慶 401147）

0 引言

深井套管固井一般采用先尾管再回接的固井技術，177. 8 mm 懸掛器回接外筒喇叭口壁厚只有5 mm，位于回接外筒頂部（圖1），在鉆井作業中比較容易被損壞［1-13］。盡管尾管坐掛后要實探喇叭口井深，也要求送尾管鉆具不能倒換，由于種種原因仍然可能損壞回接外筒上部喇叭口，近年來發生了GS001-H20 等3 井次損壞回接外筒上部喇叭口的事件，其中GS001-H20 井固井施工損失時間為12 d、MX009-H13井固井施工損失時間為8 d。

圖1 回接外筒示意圖

1 現狀及存在的問題

1.1 技術現狀

現在所使用的回接固井工具由回接外筒和回接插入筒組成［14-17］，回接插入筒外有4 道高強度密封件，有效密封面從底部往上2. 5m 以內均布（圖2）。回接外筒由短喇叭口和密封面構成，常用的?177.8 mm 尾管回接外筒上部喇叭口長度為50mm，喇叭口外徑為?210 mm，內徑從?200 mm 逐漸過渡到回接外筒密封面內徑?186 mm+，回接筒外筒結構如圖2 所示。回接固井前采用柱狀銑錐（最大外徑為?186 mm），清銑密封面柱狀銑錐如圖3 所示。如果回接外筒上部喇叭口損壞，柱狀銑錐清銑無法修復回接外筒上部喇叭口。

圖2 回接筒結構示意圖

圖3 柱狀銑錐結構示意圖

1.2 存在的問題

回接外筒喇叭口損壞后，通常采用?200 mm 普通銑錐（圖4）清銑、修復回接外筒喇叭口［18-21］，由于回接外筒喇叭口短，長度只有50 mm，要么清銑不到位造成回接內筒進不去、要么可能銑壞密封面造成密封失效。

圖4 普通銑錐示意圖

GX2 井銑喇叭口未到位回接固井失敗。出于保護喇叭口的考慮，以前尾管固井后一般喇叭口上水泥塞預留0.3～0.5 m 不鉆完，由于鉆具誤差實際水泥塞達2 m以上，形成了2 m以上水泥環，回接固井前用?200 普通銑錐銑了近1 m，由于未銑到喇叭口，回接固井失敗，采用永久式封隔器完井。

GS001-H20 井回接外筒密封面銑壞。該井下柱狀銑柱銑喇叭口，下回接外筒+套管柱進行試回接，下至回接外筒喇叭口處，通過多次旋轉換、上提下放回接筒無法插入回接外筒，開泵下放仍無法通過，泵壓也無變化。①再次下銑柱清銑喇叭口：下銑柱至井深2 680.08 m遇阻50 kN，磨銑喇叭口，工具磨銑位置在2 680. 08 m 處，10 h 后起鉆完成。②再次試回接：再次下回接筒至井深2 680.08 m 試回插，關井反憋2次均無套壓，正眼冒泥漿。開泵轉動鉆具下探，泵壓、扭矩無變化，回接筒插入不成功。分析認為可能是套管變形或者回接外筒喇叭口損壞。③下普通銑錐（圖4）磨銑喇叭口：下?200 mm普通銑錐磨銑井段2 680.18～2 682.70 m，循環返出大量絲狀鐵屑，無水泥顆粒返出。經電測實際上由于長度（深度）誤差銑錐已銑通了長2.80 m內徑?186 mm密封面（圖5），平均內徑為?196.57 mm，后經加工特殊插入筒完成回接固井作業。

2 技術改進的必要性

回接外筒上部喇叭口壁厚只有5 mm，在鉆上水泥塞、起下鉆等鉆井作業中容易損壞。專用柱狀銑柱和普通銑錐結構不一樣、功能不一樣、清洗或修復的部位也不一樣。專用柱狀銑柱主要清銑回接外筒密封面。普通銑錐可以清銑、修復回接外筒上部喇叭口部分，由于長度（深度）誤差可能銑壞回接外筒密封面，造成密封失效。

2.1 柱狀銑錐

圖5 電測解釋數據

專用柱狀銑柱是清銑回接外筒密封面，密封面近段長為2.8 m，清銑后下入帶有4 道密封環的回接筒實現管柱密封（圖3）。

2.2 普通銑錐

普通銑錐沒有限位裝置，采用普通銑錐清銑、修復回接外筒喇叭口（圖4），由于長度（深度）誤差清銑過回接外筒喇叭口后仍可以繼續向下銑，銑壞回接筒外筒密封面造成密封失效。

3 技術改進

3.1 工藝限位

第一步下鉆頭或者磨鞋實探喇叭口深度。第二步采用普通銑錐（圖4）限段長清銑、修復回接外筒喇叭口。

3.2 限位銑錐設計

改進普通銑錐結構、增加限位裝置（圖6），設計限位銑錐。從工具層面上實現限段長清銑、修復回接外筒上部喇叭口。短喇叭口長度為50 mm，設計的限位銑錐清銑、修復段長最多為110 mm。

圖6 限位銑錐結構示意圖

4 現場應用

4.1 工藝限位清銑、修復

GS001-H27 等井在回接外筒喇叭口變形或者損壞，采用工藝限位清銑、修復回接外筒喇叭口。該井下銑柱鉆至井深2 657.35 m提前探得喇叭口（鉆塞探得喇叭口為2 659.02 m，此次誤差1.67 m）；然后下215.9 mm 牙輪鉆頭鉆至井深為2 659.57 m 探得喇叭口起鉆完；下普通銑錐（圖4）限段長為0. 20 m 清銑、修復回接外筒喇叭口至井深為2 659.77 m，回接筒插入順利、密封可靠、固井成功。

4.1 限位銑錐清銑、修復

MX001-H13井177.8 mm尾管固井后實際回接外筒喇叭口井深為2 715.82 m，下?186 mm-柱狀銑錐（圖3）至井深2 715.98 m遇阻無法通過。下加工的限位銑錐（圖6）至井深2 716.03 m遇阻，清銑、修復至井深2 716. 18 m，清銑、修復段長為0. 15 m。經清銑、修復后回接筒插入順利、密封可靠、固井成功。

5 結論與建議

回接外筒喇叭口壁厚僅有5 mm，在固井后鉆喇叭口以上水泥塞以及起下鉆作業中容易受到損壞。通過工藝限位、限位銑錐限位都可以實現限段長清銑、修復回接外筒上部喇叭口，從可靠性來講采用限位銑錐可靠性更高，建議可以根據不同尺寸的回接筒加工相應尺寸的限位銑錐。