4″套管井修井工具研究与应用
摘要：4″套管技术是修复51/2″套管损坏井及侧钻井的一种有效手段。
随着油田的不断开发，4″套管井的数量不断增加。
由于内径小、修井时钻具与套管环空间隙小、施工泵压高、套磨铣钻屑不易返出等特点的限制，修井配套工具不多，工具选用范围小，增加了修井的难度。
针对这种情况，参照常用工具原理结构及井下落物等情况，对4″套管井配套工具进行了研究，引用了一系列适合于处理小井眼工具，并通过现场作业应用与实践，取得明显成效。
毕业论文网 /2/view—12021594.htm 关键词：4″套管井；修井；配套工具；应用 中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1672—3198（2015）06—0197—02 14″套管井修井工艺的研究 4″套管井落物一般为管类落物、杆类落物、绳类落物、小件落物。
但是4″套管内的修井与51/2″套管内相比，存在着入井钻柱尺寸复杂、外径大、内径小，外受井眼环空限制、内受打捞工具尺寸限制，导致打捞工具不匹配，卡钻几率较高；并且还存在着环空间隙小、摩阻大、施工时泵压高、扭矩传递困难、套磨铣形成的铁屑无法有效返出等技术难题。
为了完善4″套管井修井配套技术，在施工时，我们依据4″套管的内径小的状况，参照常用工具类型、原理、结构以及井下落物等情况，考虑修井工具的可靠性、有效性、实用性，引进了一些钻、磨、铣系列修井工具，尽可能减少对施工造成的影响。
1.1钻、磨、铣系列修井配套工具 （1）小直径套铣头、套铣筒。
依据4″套管井内径以及2″油管的外径为参数，设计出套铣头和套铣筒的外径为80mm，内径为66.5mm，其壁厚为6.0mm。
可用来套铣2″油管的本体。
用套铣筒和套铣头配合使用来套铣油管环空堵剂、水泥、坚硬的沉砂等。
（2）小直径磨鞋。
设计的磨鞋外径为75mm，长度250mm。
用来磨铣4″套管井内水泥塞、堵剂、砂塞等物质。
（3）小直径螺杆钻。
根据大直径螺杆钻具的结构、原理、参数，设计出适合4″套管井的小直径螺杆钻具，其外径为73mm，长度2.76m。
配合磨鞋、套铣筒来磨铣、套铣砂塞、水泥塞等物质。
1.2管类、杆类、小件打捞系列修井配套工具 （1）2″小接头滑块打捞矛。
以4″套管的空间为依据，在2″滑块捞矛的基础上改进出2″小接头滑块捞矛，矛杆直径48mm，接头直径80mm，长度0.8—1.5m，安全负荷400KN，可以打捞落井的管类落物。
（2）2″可退式打捞矛。
2″可退式打捞矛，矛杆直径48mm，接头直径80mm，长度1.0—1.5m，安全负荷30吨。
该工具动作灵活可靠，操作简便易行，不易破坏鱼顶，打捞成功率高，可循环冲洗鱼顶，一旦落物遇卡，可根据需要退出落物。
（3）小直径母锥。
小直径母锥外径为80mm，因2″油管加大丝扣处外径是65.9mm，其最大内径为66mm，接头直径73mm，长度为400mm。
用母锥可以打捞那些无法内捞的落鱼，也可用来修复鱼顶。
（4）小直径公锥。
小直径公锥直径为80mm，长度560mm，打捞范围38—67mm，用小直径公锥可打捞带接箍的2″油管，也可以用来倒掉油管接箍。
（5）2″可退式捞筒。
根据4″套管井的空间尺寸，设计捞筒的外径为80mm，内径61mm，长度800mm。
其许用提拉负荷400kN。
可打捞范围58—60.3mm。
（6）2″倒扣捞矛。
2″倒扣捞矛是根据2″油管和4″套管井的尺寸在21/2″倒扣捞矛的基础上进行改进，矛杆直径设计为48mm，接头直径80mm，长度620mm。
打捞范围49—52mm，许用拉力390kN。
（7）活页打捞筒。
根据4″套管井的内径，设计其外径80mm，接头直径73mm，长度300mm可用来打捞19mm、22mm的抽油杆。
带接箍的抽油杆进入捞筒，顶开活页后上提管柱即可捞获落鱼。
打捞成功率较高。
其提拉负荷300kN。
（8）开窗一把抓。
根据常规一把抓的结构、原理，设计出78mm、长度1000m，接头直径73mm的外加厚油管接箍。
一把抓牙齿以上20cm处对称开窗，把壁厚减掉2mm，做成薄壁开窗一把抓。
24″套管井修井工具的实际应用 2.1施工工艺流程 4″套管井施工作业生产流程：查寻该井的井史、井况→根据施工要求进行井下工具选用→出台施工设计、施工准备→按设计及操作规程起下钻作业→钻、铣、磨、打捞→下完井管柱、交井。
下面以明354侧为例，进行阐述4″套管井修井工具的实际应用。
2.2明354侧井施工过程 （1）查寻该井井史、井况。
明354侧井是2009年8月投产的一口侧钻井，该井全井为4″套管。
人工井底2050.5m，射开层位S2下2—5、射开井段1844.0—1991.6米，钻遇油层32.2米，2009年8月酸化投产，2009.12补孔酸化，2010.3上修要进行冲砂、补孔。
（2）井下工具选用。
本次作业要进行冲砂，从井史、井况来看生产时间不长就要冲砂说明该井出砂严重，因此施工中要放慢速度。
冲砂工具首选小直径螺杆下带套铣或磨铣或75mm空心磨铣工具进行处理。
（3）施工准备。
（4）起下钻作业、完井。
因此对所下工具要认真检查是否合格，并检查钻具组合数据。
如打捞操作要严格执行操作规程，起钻时必须平稳，起出工具要认真检查捞获情况，根据检查情况决定继续用此工具打捞或更换。
2.3明354侧井施工简况 （1）施工时首先起出井下生产管柱，根据设计要求我们选用下75mm×0.13m空心磨鞋+60mm油管组合下探落实砂面后以上5—6m时开泵正循环洗井，缓慢下放至遇阻位置，加压10—20kN正转磨铣，泵压5.0MPa，排量500L/min，转速60r/min，磨铣至1945米，无进尺。
起出空心磨鞋发现，外壁没有划痕，检查螺杆钻堵死。
分析原因这是由于磨铣过程中加压过多、水泥车的排量小、更换单根不及时造成的。
（2）下80mm×0.25米平底磨鞋+60mm油管组合下至1945米开泵正循环洗井，缓加压5kN用液压钳正转套铣，泵压5.0MPa，排量500L/min，转速40r/min，进尺至1945.9m，无进尺，起出钻具。
平底磨鞋有明显的磨损，经验分析认为油层套管有可能点性变形或者有落物。
（3）为落实井下情况，决定下75mm×0.17m铅模+60mm油管组合下至1945m，冲洗，泵压5.0MPa，排量500L/min，缓慢下放于1945.9m，加压30kN，打印，起出铅印，印痕为35mm—40mm的杆类物体。
（4）认真筛选工具，决定使用外径为80mm可打捞直径38—66mm的小直径母锥+60mm油管组合下至1945米开泵正循环冲洗，排量500L/min，泵压5.0MPa，下探到1945.9m，加压2kN—5kN正转15圈—30圈，起出小直径母锥，无捞上。
分析捞不上的原因用小直径母锥造扣时下面的落物跟着转圈，故造扣打捞不成功。
（5）问题找到了，决定使用80mm×1000mm的一把抓+60mm油管组合下探到1945.9米，正转油管，加压70kN下放到1946.8米，无进尺，加压增至180kN，打捞，起出一把抓，两个牙齿弯曲，没有捞上，牙齿不能完全收回，落物漏出。
（6）根据印痕分析及以上两次打捞情况来看，决定在一把抓牙齿以上20公分处对称开窗，把壁厚减掉2mm，做成薄壁开窗一把抓和60mm油管组合下井，打捞深度1946.9m加压110kN，打捞，起出开窗一把抓，从开窗处一把抓弯曲，没有捞上。
（7）根据三次打捞失败原因分析，决定加工内钩套铣筒，其外径80mm×2000mm、壁厚10mm底部开深为30—35mm的10个牙齿。
在距牙齿20cm—30cm处镶4mm钢筋4根上下交错两层，该工具的最小内径25mm。
与60mm油管组合下到1945.9米，正转油管，加压80kN下放到1947.5米，无进尺，加压增至180kN，打捞，起出内钩套铣筒，捞上36mm长300mm螺栓一条。
而后下75mm×0.13m空心磨鞋+60mm油管组合顺利的冲洗到井底，为下步工序迎来了时间。
该井从搬迁到完井仅用15天时间就圆满完成了施工任务，使该井死而复生，这与正确的修井工艺技术与选用合适的修井工具有莫大的关系。
该井下泵生产后日增油4吨，为油田原油上产作出了贡献。
3认识与结论 （1）改进打捞、钻、磨、铣适合小井眼系列修井工具，以满足处理小井眼事故的需要。
（2）处理小井眼落物，要首选成熟的常规专用配套工具，在常规工具无法处理的情况下，则另行设计加工适用的打捞工具，实施打捞。
（3）打捞复杂落物时，要组织相关人员充分论证方案实施的可行性，做到不增加新的事故。
（4）处理小件落物打捞时，使用大直径工具打捞、尽可能不正循环冲洗打捞，以免造成卡钻事故。
（5）明354侧井成功的解决了用2″油管在4″套管井内钻、磨、铣等施工，但加压要控制在0.5吨—1.0吨。
（6）明354侧井的成功作业，解决了4″套管所需用的工具，为今后处理该类事故具有指导意义。
参考文献 [1]赵磊，姚凯等.简明井下工具实用手册[M].北京：石油工业出版社，2004，（11）. [2]李璐安等.小井眼井修井作业技术的应用分析[J].石油勘探与开发，2005，（06）.