修井作业磨铣、套铣技术浅析

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[摘 要]随着大庆油田开发生产进入中、后期，油田很多的油、水井由于地质原因、开发原因、管理原因、增产措施等原因造成很多油水井需要修井作业，有的井甚至产生井下落物，需要进行井下作业大修、磨铣、补套、打捞等特殊作业。井下修井工具是修井作业必不可少的工具。它的质量、技术含量决定了修井施工成功率的百分比。

[关键词]修井作业、磨铣工具、技术参数

中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）15-0260-01

一、磨套铣类工具

1.钻头类工具的用途、结构及工作原理

1）刮刀钻头的用途、结构及工作原理

（1）刮刀钻头的用途

刮刀钻头用于钻铣死蜡、死油、砂桥、水泥塞、固砂剂、岩石等。

（2）刮刀钻头结构

刮刀钻头由接头、刀片、水眼、硬质合金等组成。刮刀钻头刀片前端镶有硬质合金块，用于切削和剪切岩石或水泥等物体。刀片侧面分布有水眼，用于喷射修井液，冲击被钻铣物体，具有一定的“破岩”效果。

（3）刮刀钻头工作原理

在钻具旋转、钻压及水力射流的作用下，被磨铣物被破碎成为钻屑随循环的修井液带出地面，完成钻铣。

（4）刮刀钻头使用要求

①所选用钻头外径尺寸应与套管规格及被钻磨物相匹配。

②钻头水眼应保持通畅。

③钻压一般不超过15kN，转速控制在80r/min以内，冲洗排量应能使钻屑排出。磨铣过程中不得随意停泵，如需停泵，则必须将钻头上提原位置20m或上提悬挂器以上。

2）牙轮钻头的用途、结构及工作原理

（1）牙轮钻头的用途

牙轮钻头主要用于钻树脂塞、灰塞、岩石等。修井常用牙轮钻头，其钻压和转速一般分别为 0.35？1.00KN/mm（钻压/钻头直径）和50？150r/min。

（2）牙轮钻头结构

牙轮钻头由壳体、巴掌、牙轮、牙齿、轴承、水眼和喷嘴等部件组成。单牙轮钻头和三牙轮钻头结构如图1-2所示。

（3）牙轮钻头工作原理

依靠钻具的旋转带动牙轮旋转，在钻压的作用下使牙齿频繁冲击被钻物体，同时喷嘴出高速流体，进行水力破岩；在机械和水力的同时作用下完成钻进。

（4）牙轮钻头使用注意事项

①井底要清洁，禁止有小件落物。

②根据岩性或钻统物的硬度选择牙轮钻头型号。

③根据最大泵压加装喷嘴。喷嘴座和喷嘴应密封，防止液流刺漏；喷嘴卡簧必须卡到位，防止中途脱落。

④钻头下到井底，应轻压慢转，钻压控制为10？20kN，转速为60r/min，磨合0.5？lh后正常加压钻进。

⑤钻进过程中若发现泵压变化明显、长时间不进尺、蹩钻、跳钻等异常现象，应起钻检恕

⑥牙轮松旷、水嘴刺漏、牙齿磨损严重的钻头应停止使用。

2.磨鞋类工具的用途、结构及工作原理

1）平底磨鞋工具的用途、结构及工作原理

（1）平底磨鞋工具的用途

平底磨鞋用于磨铣油管、钻杆、封隔器、桥塞、砂 塞、水泥塞、岩石、电缆和钢丝等坚硬或非坚硬的物体。

（2）平底磨鞋结构

平底磨鞋由接头、本体、镶焊材料、硬质合金块、过水槽、水眼及自锐槽等组成（有时自锐槽也是过水槽）。常见的硬质合金块有YD硬质合金块、YG硬质合金块、FX硬质合金块、Al2O3陶瓷块、金刚石复合块、立方氮化硼（PCBN）块等。磨鞋顶部和磨鞋侧面分别如图。

（3）平底磨鞋工作原理

平底磨鞋以其底面上堆焊的硬质合金或耐磨材料在钻压的作用下吃入并磨碎落物，钻屑随循环洗井液带出地面或沉入鱼顶下部。自锐槽也称出刃槽，在槽的边缘能够使硬质合金块的锐棱露出，更好地和被磨铣物接触产生切削效果。自锐槽越多，切削效果越明显。因此，相同材料的磨鞋，其自锐槽的多少决定其磨洗效率，自锐槽越多，磨铣效率越高。所以在设计和制作磨鞋时，如强度许可，自锐槽尽量增加：

（4）平底磨鞋使用方法

①根据套管尺寸、钻铣目的选择磨鞋。

②磨鞋下井前检查：要求接头合适，水眼畅通，排水槽及自锐槽排列合理，无超出技术要求的外出刃。测量外形尺寸并画出草图。

③工具下至距鱼顶1？5m时开泵循环，启动转盘转动，缓慢下放钻具至鱼顶位置，缓慢加压，磨铣至预计位置。

④磨铣时要保护套管，事先在钻柱上接2？3根钻铤或扶正器。

⑤如无进尺、中途发生严重跳钻、蹩钻等异常现象；应及时分析原因，研究下一步措施。

⑥对起出的磨鞋应检查磨铣痕迹和磨铣部位，用以判断井内鱼顶情况，作为制定下一步措施的参考依据。

2）领眼磨鞋工具的用途、结构及工作原理

（1）领眼磨鞋的用途

磨削有内孔且在井下处于不定而晃动的落物

（2）领眼磨鞋结构

由磨鞋体和领眼锥体或圆柱体组成如图。

（3）领眼磨鞋原理

靠锥体或圆柱体将落物定位，在钻压的作用下进行磨削落物，磨屑随循环洗井液带出地面。

（4）领眼磨鞋操作方法

①下井前检查钻杆丝扣是否完好，水眼是否畅通，YD合金或而磨材料不得超过本体直径。

②将平底磨鞋连接在工具最下端下井。

③下至鱼顶以上2-3m，开泵冲先鱼顶。待井口返出洗井液流平之后，启动转盘慢慢下放钻具，使其接触落鱼进行磨削。

3.套铣筒工具的用途、结构及工作原理

1）套铣筒的用途

套铣筒可用来清蜡、清死油，解除砂埋、水泥卡钻、硬物卡钻，钻铣桥塞、配合取套和通井等。

2）套铣筒结构

套铣筒是由上接头、筒体、套铣头（套铣鞋）等组成。

3）套铣筒工作原理

套铣筒以其底面上堆焊的硬质合金或耐磨材料在钻压的作用下吃入并磨碎落物，钻屑随循环洗液带出地面或沉入鱼顶下部；中空的位置可以容纳落鱼，使套铣头沿落物外壁向下切削，解除卡钻。

二、磨套铣井下落物操作

操作程序

（1）二、三岗位将套铣筒与钻杆连接，至井口入井前卸掉包装物，连接前在套铣筒与钻杆之间涂螺纹密封脂。

（2）四岗位检查防喷器是否处于完全打开的状态；二三岗位负责井口操作，班长操作修井机提升设备，下第一根钻杆时内钳工和外钳工扶正钻杆，缓慢下放，严防套铣筒撞击井口；使用液压钳上扣时，待液压钳退出后，才能提升钻杆。

（3）下至落物鱼顶以上1-2m时清洗鱼顶后，开泵循环工作液、洗井，由四岗位负责记录钻柱悬重，记录方余，计算出深度。

（4）套铣落物作业由技术员操作，下放钻柱、预探落物顶点，观察方余，做记号。

（5）技术员根据钻柱及配重钻铤数量确定计算出上提的预套铣高度，以钻研10-40kN，钻速50-100r/min，对落物鱼顶套铣整形。套铣深度直至下部打捞要求位置。套铣后循环45-60min，将落物套铣后残削全部循环出井口。

（6）套铣后班长负责缓慢起钻，待悬重正常后按标准起出钻具。

（7）即将起出套铣工具时，技术员观察工具工作后状态，做好记录。

总结：井下作业工应当掌握的修井工艺。能掌握钻头类工具、磨鞋类工具、套铣筒工具的用途、结构、工作原理和磨套铣井下落物的技能操作

参考文献

[1] 胡博仲主编.大庆油田机械采油配套技术.北京：石油工业出版社，1998

[2] 王鸿勋主编.采油工艺原理.北京；石油工业出版社，1981