套管变形井高效磨铣技术研究

秦晓飞

摘要：在油田开发过程中，磨铣工艺是井下作业中常见的修井工艺，在油水井作业过程中，针对油田打通道修复套管变形时，由于磨铣工具等造成打通道效果不佳问题，研究了套变井高效磨铣工艺管柱， 形成了套管变形井机械磨铣打通道技术，该技术可较大幅度的提高了施工效率，使得部分施工井在极有可能出套情况下完成修复工作，避免修套过程各种工程质量事故的发生。

关键词：井下作业；大修施工；磨铣；高效

引言

辽河油田油井、水井受增产措施及地质因素的影响，大部分井都存在不同程度套管损坏。套损种类的多样性与复杂性严重影响了油井的正常生产，套损的复杂性更加重了修井技术的负担，大修施工时，由于检测技术有限，现场常通过的打印等方式检测所得到的套变程度往往反应不了真实情况，这给修复工艺带来巨大困难。简单来说，长距离弯曲、缩径、错断三种情况同时出现时，一般的打印通常只能够反应出套变初始点的损坏程度，下部的套变情况无法检测。采用铣锥类磨铣工具进行修套时，避免不了出套，同时容易发生钻具被割断的情况，针对以上情况，研究了防出套高效磨铣技术，能够有效实现对各类复杂套变井的打通道工序，为后续加固措施奠定良好基础。

1高效磨铣打通道技术

高效磨铣打通道技术工具是根据目前套变种类多样性、复杂性而设计的高效修套工具组合，该工具组合能够有效实现对各类复杂套变井的修复，同时能够确保井下钻具及工具的安全，避免修套過程各种工程质量事故的发生。

1.1特殊高效磨铣打通道工具

高效磨铣打通道工具主要由高效领眼铣锥、钻具保护短接、万向节、找通道磨铣工具构成。

1.1.1 高效领眼铣锥

高效领眼铣锥适用于有通道（套变段通道≥110mm）复杂套变井修复，工具有效工作面采用高效复合材料镶嵌及YD合金堆焊而成，可实现高效切削；工具下端采用NC31公扣连接钻具，实现示踪修套原理，确保修套时不会出套，具有防出套功能。

1.1.2找通道专用工具

找通道专用工具是依据磨鞋而进行改进设计的专用工具，各个台阶部位采用YD合金柱与YD合金块相结合，提高了各个台阶面的工作效率；该工具工作面设计方式远比普通凹底磨鞋的施工效率高，工具在旋转磨铣时，能够有效抓住损坏部位的套管进行切割式磨铣，保证高效磨铣的同时不会出现丢井眼的情况。

1.2 万向节

该工具依据汽车的万向轴设计制作，主要由上接头、球体、球座、下接头四部分组成，通过球体的自由偏转实现工具整体角度的360°偏转，通过球体“十”字设计和上接头部位的吻合实现扭矩的传递。工具本身可实现360°偏转，偏转角度根据工具外径大小而定，最小的偏转角70°。通过该辅助工具的自由偏转可有效避免处于套变弯曲段内的工具、钻铤、钻具不被别弯或别断，实现安全磨铣修套的目的。

该工具采用内置球形设计，可实现60°以上的轴向自由偏转，降低领眼铣锥下部连接扣在套管狗腿弯处产生的应力集中，防止领眼铣锥公扣被折断，在使用时可以根据套变弯曲的幅度确定使用的数量，此外，在失踪修套时，还可以连接在示踪管的上部，确保示踪管不会被别断或别掉。

1.3钻具保护装置

钻具保护装置采用轴承的原理设计制作，通过心轴承受扭矩和拉伸挤压载荷，通过外部保护轴套实现保护钻具的目的。该工具的外保护轴套可根据需要设计外径大小，整体的长度也根据施工需要而定。在修套磨铣施工工艺中，将该工具连接在容易划伤钻杆的井段部位，通过轴套的不旋转而达到钻具保护的目的，磨铣时的扭矩和钻压则通过心轴进行传递，轴内采用修井液进行冷却润滑。只要井内存在划伤钻具的地方我们都可以连接使用，即便是在领眼铣锥的下部也可以连接使用。钻具保护装置由于采用轴承及螺旋轴套最大化设计，可有效避免钻具与套管破裂处接触，防止钻具被划伤割断。

该工具采用液压扩张的原理设计制作。在使用时，通过地面循环系统提供液压动力，迫使刀片张开，从而建立循环，刀片的张开最大为Φ240mm，张开幅度受地面液压动力大小而定。一般情况下，刀片的驱动压力为1.5-3.0MPa，当遇见特殊的井壁时，需要的液压动力就相应增加。液压动力主要由地面泥浆泵提供，因此，当地面提供液压动力越大时，刀片的扩张度越大，反之，地面液压动力越小，刀片的扩张度也就越小。

1.4、技术特点

（1）防出套高效磨铣技术研制的特殊高效领眼铣锥对套变部位进行磨铣修复，可避免修套时出套情况的发生；

（2）防出套高效磨铣技术设计研制的活动肘节以保证下井的工具、钻铤、钻杆连接扣和刚性下井工具本体不被别断，活动肘节采用自身的360°自由偏转的特点，能够大幅度降低套管弯曲给下井工具钻具带来的横向受力，最大可能的减少井下事故的发生概率。

（3）防出套高效磨铣技术采用设计研制的液压扩刀能够有效的对井眼缩径部位进行修复，以保证补贴管、筛管、衬管等完井工艺的顺利实现。

2结论与认识

（1）高效磨铣打通道技术配套的领眼铣锥不同于其他类型的铣锥，底部端面无有效工作切屑能力，因此在适用该工具进行修套时，下部必须连接相应的管柱作为示踪作用。

（2）磨铣施工时首先要保证修套时下井工具、钻铤、钻具的安全，确保施工中不出现任何质量事故的发生，充分结合辅助配套工具的性能。

（3）高效磨铣打通道技术可较大幅度的提高了施工效率，使得部分施工井在极有可能出套的情况下完成修复工作，磨铣管柱至始至终保持在原井眼内，应用前景广阔。

参考文献：

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