我国海上油田修井工具的应用与发展

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【摘要】针对油水井大修井下作业中常用修井工具的现状，通过近几年的现场实践，结合理论分析，总结归纳出了修井工具的种类、用途及发展，以及正确的使用修井工具的方法。

【关键词】修井工具 发展历程 应用 发展

近些年来，随着修井工艺的发展与进步，修井工具也有了长足的发展。修井工具发展到现在已形成十几大类数百种规格。工具功能越来越齐全、可靠性越来越高，而操作越来越简单。随着深井和超深井的出现，随着海洋油田的勘探与开发，随着钻井、采油技术更新和修井工艺的进步，许多更新更好的新工具一定会随之出现。油田生产的发展，必将带动修井工具生产的快速发展，油井越多，井龄越长，作业工作量越大，对工具的需求也不断增长。

一、修井工具的分类

修井工具按其使用可分为打捞类、切割类、倒扣类、刮削类、震击类、磨铣类、整形类、补接、补贴类、侧钻类、检测类和辅助类工具等十几大类。

打捞工具包括内捞和外捞工具，包括锥类、矛类、筒类、钩类打捞器和其它打捞工具。如强磁打捞器、反循环捞篮、强磁反循环捞篮、液压牙轮打捞器、三球打捞器和随钻打捞环等。

常用的切割类工具有机械式、水力式和化学式几类；常用的有机械式内割刀、机械式外割刀、水力式内割刀、水力式外割刀、化学割刀和聚能割刀等。

倒扣器倒扣工艺：用正扣钻柱下接倒扣器及附属工具将遇卡钻柱倒出。倒扣类工具包括倒扣器、倒扣捞筒、倒扣捞矛、倒扣下击器、倒扣安全接头、提放式倒扣捞矛和提放式倒扣捞筒。

刮削套管内壁，清除套管上水泥，硬蜡、盐垢及炮眼毛刺，是修井作业和正常井下作业的一道重要工序。常用的刮削类工具有胶筒式套管刮削器和弹簧式套管刮削器。

使用震击类工具在卡点附近造成一定频率的震击，有助于被卡管柱和工具的解卡。常用的震击类工具有液压上击器、开式下击器、液体加速器和地而下击器。

在复杂事故井的处理中，经常遇到鱼顶破碎、形状复杂、落物卡死或被埋等多种复杂情况。须借助于钻、磨、铣工具来进行处理。按形状分类有：平底磨鞋、凹底磨鞋、锥形铣鞋、空芯铣鞋、环形铣鞋、圆头铣鞋、裙边铣鞋、柱形铣鞋、领眼铣鞋、套铣头和三刮刀等。按材料分类有：焊YD合金、镶硬质合金块、镶硬质合金柱、镶钮扣合金、镶金刚石和镶复合片等。

二、典型的工具组合

以最常用、最简单的解卡打捞管柱工具组合为例进行分析。

管柱组合应遵循：下得去，抓得住，起得出，有退路的原则。工具一般是先外捞，后内捞，先捞筒，后捞矛的原则。解卡方式先提拉，后倒扣，实在不行就切割，最后一招是铣磨。

解卡打捞管柱工具组合有多种方式，由上而下：钻杆――开式下击器――安全接头――打捞工具（可退式捞筒）。

在深井、超深井、斜井打捞作业中，如果抓住落鱼后，经过大负荷提拉仍不能解卡时，往往会出现意想不到的反常现象。可退式工具不可退，安全接头卸不开，这是因为可退式捞筒抓住落鱼并用力上提后，筒体、卡瓦、被捞落鱼之间象楔子一样夹紧。只有在受到比较大的下压力作用下，三者才能松开，为退出工具创造条件，但由于井深、斜井、钻杆与套管之间有较大的磨擦力，而且在井口施压后，钻杆进一步产生弯曲，摩擦阻力进一步增大，抵消了大部分下压力，使捞筒难以解卡退出。

为了防止这种现象发生，在可退式捞筒和安全接头上方安装了开式下击器，当需要退出工具时，我们拉开下击器行程然后迅速下放管柱，关闭下击器，瞬间产生的向下震击力，就在可退捞筒附近，足以使工具解卡退出。安全接头设计构思独特，它具备卸开时的灵活性，又具备工作时的自锁性。锯齿安全接头卸开时，也和可退式捞筒一样需要一强大的下击力，使上下接头之间产生松动，为卸工创造条件。要卸开锯齿安全接头，还必须具备下一个条件：在保持下压负荷的情况下，同时施加反扭矩。只有同时具备这些条件，安全接头才会顺利卸开。

三、发展前景分析

随着现代科技的发展，训一算机技术越来越广泛的应用，工具的发展可以利用现代科技构建力学模型，采用计算机模拟技术，模拟井下工况，对工具结构进行计算和分析，合理地优化工具结构，使其能向实用新型方而发展。设计上尽可能使工具具有互换性和通用性。零部件以及工具的互换与通用。

工具在性能上向一体多能方向发展。优化工具组合，实现一次作业可完成二项以上的施工要求。例如打捞工具和套磨铣工具组合应用，实现一趟管柱的起下，完成套磨解卡和打捞施工，可以大大提高时效。可以设计一种工具，完成这样的施工作业。也许将来，计算机技术、电子技术、传感技术应用到下井工具上，人类可以清楚地认识到井下工况，而不是现在的推断与理论分析，化学方法、火药技术和激光技术，或许也可以用来破解新的修井难题。未来经济的发展，机械手与机器人或许可以下井为人类工作，那样修井技术将有质的飞跃。

四、结语

修井工具组合应用，可以提高修井施工时效，减少和避免事故的发生，更好的适应市场竞争的要求，符合企业的发展和生存的经济规律。特殊的修井工具的研发与应用，是处理特定复杂井的关键，同一种工具，正确的操作方法和辅助的有效措施是施工成功的关键。未来修井工具的发展方向，不再是单纯机械设计，而是现代科技的广泛应用，修井工具将向智能化方向发展。

参考文献：

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[2]徐成均.井下作业修井技术现状及新工艺的优化[D].东北石油大学， 2010.

[3]蔡彬， 彭勇， 闫文辉等.不压井修井作业装备发展现状分析[J]. 钻采工艺， 2008， （6）.