套管回接工艺在定向井施工中的应用_马金良.pdf
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1、2023年第2期西部探矿工程*收稿日期:2021-12-23作者简介:马金良(1978-),男(汉族),山东寿光人,工程师,现从事石油钻井工作。套管回接工艺在定向井施工中的应用马金良*(大庆钻探工程公司钻井四公司,吉林 松原 138000)摘要:在定向井施工中,如果对邻井井斜和方位等资料掌握不清,在施工中很可能导致两井相碰,造成事故复杂。被碰井被损坏之后必须进行修复,而修复的方法之一就是将被碰井损害套管取出,用回接工具回接,使之重新恢复生产。详细介绍了取套管和套管回接的常规工艺,及其使用工具的结构、工作原理和使用方法。同时通过具体事例深入地分析了回接工具在使用中的注意事项。关键词:相碰;取套管
2、;回接;工具;试压中图分类号:TE925 文献标识码:A 文章编号:1004-5716(2023)02-0059-04在钻井过程中若两井相碰,会导致邻井套管损坏,此外,有的生产井由于长期采油或受地层因素影响,套管会发生形变或破裂。为防止以上情况影响后续采油,必须采用特殊工艺修复损坏的套管,以便恢复正常生产。目前修复套管多采用套管补贴、水泥回注和套管回接等工艺。套管补贴工艺和水泥回注工艺虽然简单经济,但使用周期短,使用周期一般最长为35年,而且还会导致套管内径变小,影响后续正常施工。而套管回接是一劳永逸的技术措施。所谓套管回接工艺就是将损坏套管取出,用套管回接筒连接套管并回接,满足后续施工作业要
3、求而采取的施工工艺。该工艺有保持套管型号不变、套管内径不变、安全可靠、使用周期长等优点。套管回接工艺的施工程序为:套管测卡、套管内切割、套铣、套管外切割、回接、固井、钻水泥塞和试压等。下面对此工艺的作业程序、工具使用方法进行简要介绍,并结合现场应用实例总结列出套管回接过程中的注意事项。1套管回接工艺与工具1.1套管回接程序1.1.1套管测卡套管测卡一般采用提拉测卡,其目的主要是确定套管卡点位置,从而确定套管切割深度。如果卡点在损坏套管以下,则直接用化学切割或用机械式内割刀切割,取出损坏套管后回接便可;如果卡点在损坏套管以上,则在取出损坏套管前还必须采用套铣和外切割的方法取出部分套管,直至将损坏
4、套管取出。1.1.2套管内切割套管内切割的方法一般有三种:化学切割、聚能切割和机械切割。(1)化学切割:用电缆带化学切割弹切割。具有切割点准确,切割后的切面规则平整、省时的特点。但价格比较昂贵,海上油田使用较广,而陆地油田使用较少。(2)聚能切割:用电缆带聚能切割弹切割。具有切割点准确、但切割后的切面不太规则的特点,如果要进行后续施工,施工前必须用磨鞋磨铣鱼顶,直至鱼顶整齐规则。(3)机械切割:一般是下钻具带机械式内割刀(或段铣工具)切割。其具有切割点准确、切面规则平整等特点,因此在陆地使用较广,本文主要介绍此工艺。1.1.3套铣有些井切割点在套管损坏点以上,因此必须采用套铣的方法,套活上部套
5、管,然后切割,如果上部被卡套管较多,则还必须采用分段套铣、分段切割(外割)的方法,直至将损坏套管取出。1.1.4回接回接管柱:衬管+回接筒+套管。回接要求:(1)衬管与套管重合段一般为2030m。(2)衬管与回接工具及各处连接丝扣要上紧并密封。592023年第2期西部探矿工程(3)将衬管套入套管,回接工具距鱼顶0.5m左右,开始固井。(4)固完井后,下放管柱,目的是让回接筒内的卡瓦抓住落鱼,从而将整个管串连成一体,保证管串的连续性。1.1.5钻水泥塞固井候凝24h后,要将残留在套管内的水泥塞钻穿,同时通井到预计井深,其目的是保证套管内畅通而不影响后续施工,确保后续施工的安全可靠。1.1.6套管
6、试压按照常规套管试压的方式对回接的套管进行试压,其目的是验证整个套管串的密封性。试压合格即证明套管回接成功。1.2主要使用工具介绍1.2.1割刀割刀分为机械式内割刀和外割刀,它们的结构如图1所示。图1割刀结构图1.2.2内割刀(1)结构:内割刀由摩擦扶正机构、锚定缓冲机构和切削机构三部分组成。摩擦扶正机构主要由扶正体、摩擦块、滑牙套、滑牙片、带齿定位环及下引锥组成;锚定缓冲机构主要由卡瓦锥体、卡瓦主簧和主簧座等零件组成;切削机构主要由中心轴、刀片支撑、刀片、推刀块、刀片簧、止推环和开合螺环等零件组成。(2)工作原理:正转中心轴,卡瓦工作直径逐渐扩大,直至抵住套管内壁,下压中心轴卡瓦即把割刀固定
7、在套管内壁上,在下压中心轴的同时推刀块逐渐接近刀头,并进入中心轴上的嵌刀槽内,此时推刀块的斜面将刀片向外顶出,并逐渐下压中心轴,然后刀片逐渐外张,此时便可进行切割;当切割完成后,上提中心轴,推刀块和中心轴产生相对下移而退出嵌刀槽,刀片在刀片簧及其自重的双重作用下回收,当继续上提直至扶正体和卡瓦抵住下引锥,此时卡瓦锥体随中心轴一起上移,卡瓦失去楔紧作用,于是割刀松开,此时便可提出套管。(3)使用方法:将内割刀连接于钻柱上,并下至预定井深,但应避开套管或油管接箍,正转割刀3圈,使滑牙片和滑牙套脱开,下放钻具(510kN),使卡瓦和切割管柱内壁咬紧;以1018r/min的转速切割钻具,切割过程中应逐
8、渐加压,每次下放钻柱2mm,当旋转自如无反扭矩(即扭矩值复原)则表明切割完成,此时可以提高转速,并反复加压(05kN),若扭矩不增加,则证明管柱已被切断;停止转动钻具,缓慢上提,使内割刀恢复初始状态后,再将内割刀提出套管。(4)注意事项:下井前应核对被切割管柱部位内径尺寸是否和割刀相适应;刀片是否处于缩回状态;下放内割刀时严禁转动钻柱,如下放遇阻应上提钻柱检查原因,切割时应缓慢正转,操作要平稳,送钻要均匀;深井或大斜度井眼内切割时,为保证切割成功,可以在割刀之上装一个稳定器。1.2.3外割刀(1)结构:机械式外割刀主要由切割机构、引导锚定机构和止推轴承三部分组成。切割部分主要由刀头、压力弹簧、
9、进刀环、剪销、弹簧和弹簧帽等零件组成;引导锚定部分主要由卡紧套、引鞋和筒体上接头等零件组成;止推轴承部分主要由上止推环、下止推环和滑环等零件组成。(2)工作原理:当机械式外割刀用套铣管下入井内,并到达预定位置时,上提割刀,割刀内的卡紧套向上顶住管柱接头台阶,继续上提割刀,弹簧压缩下推进刀环,当弹簧全部被压缩时,进刀环上的铜销被剪断,弹簧的压缩势能向下推动进刀环,当进刀环向下推移时,进刀环的锥面就迫使5个刀头向割刀中心移动,使割刀处于切割状态;当割刀切割转动时,上止推环和卡紧箍固定在落鱼上不动,而下止推环及其以下部分都602023年第2期西部探矿工程与筒体一起旋转进行切割,由于弹簧的压缩势能的作
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