浅析修井工具的分类与应用

浅析修井工具的分类与应用 目 录 第一部分 修井工具分类 第二部分 修井工具简介 第三部分 典型工具工艺组合 第一章 修井工具分类 根据用途可把修井工具分成十大类 . 一 二 三 四 铣磨类工具 . 六 补贴类工具 . 七 八 九 十 一 . 打捞类工具 内捞工具： 公锥、高强度公锥、滑块捞矛、提放式倒扣捞矛、提放式可退捞矛、倒扣捞矛、伸缩捞矛、泵套捞矛、对扣接头 。 外捞工具 ： 母锥、高强度母锥、卡瓦捞筒、可退式捞筒、提放式 可退捞筒、测井仪器打捞兰、开窗捞筒、活页捞筒。 其它打捞工具： 强磁打捞器、反循环捞兰、强磁反循环捞兰、内钩、外钩、活齿外钩、液压牙轮打捞器、三球打捞器、随钻打捞杯。 二 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、聚能割刀。 三 液压上击器、机械上击器、开式下击器、闭式下击器、液体加速器、气体加速器、双向震击器、超级震击器。 四 套管整形器、梨形胀管器、长锥面胀管器、双扣胀管器、弹头胀管器、契形胀管器、鱼顶修整器、冲击整形器、滚球整形器。 五 按形状分类有： 平底磨鞋、凹面磨鞋、梨形铣鞋、锥形铣鞋、空心铣鞋、环形铣鞋、圆头铣鞋、裙边铣鞋、柱形铣鞋、领眼铣鞋、套铣头、三刮刀钻头。 按材料分类有： 焊 硬质合金块、镶硬质合金柱、镶钮扣合金、镶金刚石、镶复合片。 六 贴类工具： 铅封注水泥套管补接器、封隔器式套管补接器、波纹管套管补贴器、密封式套管加固器。 七 通道式导器、封隔器式导器、液压式导斜器、可捞式导斜器、钻铰式铣锥、尾管悬挂器、双挂钩胶塞、截断磨鞋、阻流阀。 八 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、提放式倒扣捞筒。 九 爆炸松扣装置、爆炸整形装置、爆炸补贴装置、爆炸加固装置、爆炸切割装置。 十 安全接头、套管刮削器、扶正器、铅印、活动肘节。 纵观世界修井工具的发展趋势 ,工具正朝着高效率 ,长寿命 ,多功能 ,人性化方向发展。 公锥 是一种专门从油管 ,钻杆 ,配水器的内孔进行造扣打捞的不可退工具 . 第二部分 工具简介 母锥 是一种专门从油管 ,钻杆 ,配水器的外壁 ;进行造扣打捞的不可退工具 . 副 目录 可 退 式 打 捞 矛 可退式打捞矛是从落物内部进行打捞的打捞类工具 它是由心轴与卡瓦之 间所产生的径向力通过卡瓦外部的螺纹牙实现对落物的打捞 . 心轴 卡瓦 释放环 引鞋 副 目录 配件 副 目录 伸缩捞矛 是用于小修井的内捞不可退工具。 主要处理事故及时，修井作业迅速，且多数均未遇卡的油管。 副 目录 提放式分瓣捞矛 是一种专门用来打捞落鱼上端是接箍的可退式工具。 副 目录 可 退 式 打 捞 筒 此工具是从落物的外部进行打捞的一种打捞工具 如 :打捞油管 钻杆及鱼顶为圆柱形落物 可退式打捞筒有蓝式和螺旋式两种 副 目录 短 鱼 顶 打 捞 筒 此工具是为鱼顶距卡点很近或鱼顶在接箍以上仅有很小一段长度的情况而设计的一种特殊捞筒 一般情况下 0可打捞 副 目录 短鱼头捞筒配件 副 目录 强 磁 打 捞 器 此工具是通过磁力对掉入井中的小件落物进行打捞的一种有效的理想工具 . 如打捞 :钻头 接头 缓冲垫 磁钢 钢套 副 目录 反循环打捞篮 是打捞井底重量较轻的碎散落物的工具 . 副 目录 螺旋式卡瓦打捞筒 螺旋式卡瓦打捞筒是从管子外部进行打捞的一种工具 钻杆和套管等鱼顶为圆柱形的落鱼 副 目录 配件 副 目录 提放式可退捞筒 是在套管内打捞断落于井下的油管及相应管柱的可退工具 . 本捞筒是利用长短轨迹槽的换向和锥面胀紧的原理来实现打捞释放落鱼的 . 副 目录 测井仪捞筒 用于打捞各种直径的没有卡阻的仪器的工具 . 是靠多股钢丝的弹力造成的摩擦力将落物卡住 副 目录 开窗打捞筒 . 副 目录 活页式捞筒 副 目录 抽油杆打捞筒 是专门用来打捞断脱于油管或套管内的抽油杆的一种工具 . 分为可退式和不可退式 副 目录 副 目录 滑块卡瓦打捞矛 滑块卡瓦打捞矛是一种内捞工具 . 由上接头 ,矛杆 ,卡瓦 ,锁块 ,螺钉 ,引鞋组成 . 上接头 矛杆 卡瓦 锁块 螺钉 副 目录 倒 扣 捞 矛 倒扣捞矛既可打捞且可倒扣的一种倒扣类工具 此工具综合各种捞矛 ,公锥等工具的优点使打捞 ,倒扣 ,退出落鱼 ,冲洗鱼顶一同实现 . 上接头 花键套 卡瓦 矛杆 副 目录 倒 扣 捞 筒 倒扣捞筒既可打捞且可倒扣的一种倒扣类工具 此工具综合各种捞筒 ,母锥等工具的优点 ,使打捞 ,倒扣 ,退出落鱼 ,冲洗鱼顶一同实现 . 上接头 弹簧 螺钉 限位座 筒体 卡瓦 上隔套 密封圈 下隔套 引鞋 副 目录 提放式倒扣捞矛 副 目录 提放式倒扣捞筒 副 目录 内（外）钩 副 目录 活齿外钩 副 目录 三球打捞器 副 目录 机 械 式 内 割 刀 此工具是一种从井下管柱内部切割管子的专用工具 . 工具可以将可退式捞矛接在内割刀上部 ,使切割 ,上提一次完成作业 . 副 目录 机械式外割刀 是一种从套管 ,油管或钻杆外部切断管柱的专用工具 副 目录 配件 副 目录 水力式外割刀 是一种靠液压推动的切割工具 ,它专门用来从管壁外部切割各种油管 ,套管 . 特点 :切割平稳 ,迅速 ,容易控制 . 副 目录 开 式 下 击 器 开式下击器是一种机械式震击工具 ,除可以下击之外 传递拒矩 ,施加进给力等作用 . 副 目录 液压式上击器 作用同开式下击器 . 副 目录 偏 心 辊 子 整 形 器 该工具是对油 ,气 ,水井轻度变形的套管进行整形修复的整形类工具 . 副 目录 梨 形 胀 管 器 副 目录 长 锥 面 胀 管 器 副 目录 鱼 顶 修 整 器 副 目录 平 (凹 ) 底 磨 鞋 副 目录 镶合金柱平底 (凹 )磨鞋 副 目录 滚球式平底磨鞋 是用底面所堆焊的 并且在磨鞋圆柱面上有可以扶正作用的滚球 ,使磨鞋在井眼内工作时不磨铣套管内壁 . 副 目录 梨 形 磨 鞋 此工具可用来刮铣套管壁 还可用来刮削套管上残留的水泥环 ,矿物结晶以及小量的飞边等 . 副 目录 刮 刀 钻 头 是用以钻水泥塞 ,堵塞井筒的砂桥和各种矿物结晶的工具 . 结构由接头与钻头体焊接而成 . 副 目录 尖 钻 头 是修井作业中常用的一种简单工具 ,可用以钻水泥塞 ,冲钻砂桥 ,盐桥 ,刮去套管壁上脏物和硬蜡及矿物结晶 . 副 目录 十字钻头 偏心钻头 副 目录 铣 鞋 主要用于修理破坏的鱼顶 钻杆本体 . 铣鞋可分梨形 ,锥形 ,和内齿铣鞋 , 裙边 ,套铣鞋等 . 副 目录 铅封注水泥套管补接器 此工具是用于更换井下损坏套管时起联接新旧套管的一种补接工具 还可以注水泥固井 ,用水泥二次密封 . 3. 副 目录 封隔器式套管补接器 作用同铅封注水泥套管补接器 副 目录 侧钻工具 当油层部位套管严重损坏或油层坍塌砂埋 ,油井无法再进行生产时 ,为了利用上部套管减少重新钻井的费用 ,可在油层上部的套管进行”开窗”侧钻 , 形成新的井眼采油 侧钻工具主要包括三大部分 :造斜工具 固井工具 . 副 目录 一 . 造斜工具 (一 )该工具主要用于非水泥封隔下部油 ,水层定向开窗侧钻 . 1 丢手接头 2 中心管 3 缸筒 4定位键 5活塞 6锁定套 8上卡瓦 9上锥体 11胶筒 12下锥体 13下卡瓦 副 目录 造斜工具 (二 )造斜器总成 1 领眼铣鞋 2导斜板 3焊口 4斜口接头 5键槽 副 目录 造斜工具 (三 )丢手侧向总成 ,6.”O”型圈 副 目录 特点 : 这些工具定位性能好 ,定向准确 ,泵压力大 副 目录 二 . 钻铰式开窗铣锥 是国内较先进的用于套管内侧钻开窗的磨铣工具 . 此工具只须一次下井便可开一个或多个窗 窗口平整 ,圆滑 ,是侧钻开窗的首选工具 . 上接头 矩型刀片 球型体 棱型刀片 副 目录 三 . 固井工具 (一 )双挂钩胶塞 双挂钩胶塞主要是于侧钻下尾管后注水泥的固井作业 . 副 目录 阻流阀 副 目录 固井工具 (二 )尾管悬挂器 主要用于在套管内侧钻开窗完后下尾管用 . ,6“O”型圈 副 目录 截断磨鞋 副 目录 倒扣器 倒扣类工具是指在修井过程中倒出卡点以上遇卡钻柱的专用工具 . 倒扣器的优点是可直接用正扣钻柱进行倒扣 从而实现倒扣动作 . 倒扣器主要分 4大部分 :接头连接部分 换向部分 副 目录 一 这部分起传递动力和连接钻杆的作用 . 副 目录 二 此部分是倒扣前及倒扣作业时使翼板张开 ,锚牙锚定在套管内壁上 使工具完成倒扣动作 . 副 目录 三 这部分相当于一个变速箱 ,上部钻杆输入的右旋运动 ,通过太阳齿轮 ,行星齿轮 ,齿圈转换为工具的左旋运动 ,实现倒扣动作 . 副 目录 四 此部分是将钻杆的提拉 ,钻压 ,扭矩直接传给打捞工具 . 并在提拉不动 ,倒不开需要退出打捞工具时 ,把倒扣器上 ,下锁定成为一个整体 . 副 目录 倒扣下击器 副 目录 抽油杆防脱器 抽油杆防脱器用于防止抽抽油杆柱在井下长期抽油生产过程中自行松扣脱落 ,是一种提高生产效率的采油工具 . 副 目录 锯齿型安全接头 此工具是目前在钻井 ,修井当中应用比较广泛的特殊用途的接头 . 它能够传递正反扭矩 ,承受拉压负荷 ,工具遇卡时可将接头以上的管柱提出 . 副 目录 倒扣安全接头 与其它安全接头一样联接在工具管柱上 ,传递扭矩 ,承受拉 ,压 ,冲击负荷 . 副 目录 活 动 肘 节 副 目录 副 目录 胶筒式套管刮削器 6. 副 目录 弹簧式套管刮削器 弹簧式套管刮削器主要用于清除残留在套管内壁上的水泥块 ,硬蜡 ,各种盐类结晶及套管锈蚀后所产生的氧化铁等物 ,以利于提高工具下入作业的成功率 . 如 :封隔器的座封成功率 . 壳体 固定块 刀板座 螺钉 刀板 弹簧 副 目录 防脱式套管刮削器 作用同弹簧式套管刮削器 . 副 目录 脱 接 器 是在油管内使用 ,小井眼需下大泵时 ,首先将泵同油管一起入井 ,然后通过脱接器 ,使抽油杆柱和泵的活塞杆联接 ,以便进行抽油作业 脱接器又能使抽油杆柱与泵体分开 . 副 目录 铅 模 铅模是用来探井下落鱼鱼顶状态形状和井套管状况的一种常用工具 . 油管 加强筋 铅体 副 目录 典型铅印识别 文 72典型铅印识别 文 95型铅印识别 文 33型铅印识别 典型铅印识别 典型铅印识别 典型铅印识别 第三部分 典型工具工艺组合 一 1)组合原则： 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。 2)管柱工具组合： 解卡打捞管柱工具组合有多种方式。我们仅得以最简单的工具组合为例进行分析。 由上而下：钻杆 开式下击器 安全接头 可退式捞筒。 可退式捞筒抗拉强度高 ,且具有可退性 ,是打捞作业的首先工具 是防止事故扩大化的有效措施 . 以上两种工具给打捞管信柱带来了很大的保险系数 ,增加了作业的安全性 ,但是 ,在有些特殊情况下 ,仍不能化解作业风险 . 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 安全接头卸不开 ,这是什么原因呢 ? 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 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 使捞筒难以解卡退出 . 为了防止这种现象发生 ,我们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 打捞管柱中安装的安全接头大部分属于美国波纹公司生产的安全接头仿制系列 ,因结合面呈锯齿形 ,我们习惯称之为锯齿安全接头 . 这种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 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 这一关不成问题 ,即使是深井、超深井或斜井 ,也可以保证 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 安全接头才会顺利卸开 只管施加反扭矩 ,即使其它联接螺纹都卸开了 ,安全接也不会卸开 . 从以上分析可以看出 ,可退式捞筒 ,安全接头 ,开式下击器共同组成了一个安全可靠的解卡打捞管柱 ,优化组合 ,再加上正确操作 ,完全可以保证作业成功 . 二 1) 主要优点是： 切割成功率高，切割位置准确，切口平整，无切割事故。操作简单，割刀可反复利用，切割成本低。因此，它是切割作业的首选工具。 2) 机械式内割刀经常用于切割油管和套管 在潜油泵采用生产中，电潜泵遇卡，最好先用机械式内割刀将卡点以上的油管和电缆切断，然后再进行打捞电潜泵。 取套补接作业时，可先将套管周围水泥环套铣掉，后用机械式内割刀将套管分段切割取出。 如要回收废弃的套管，最好的办法是先用机械式内割刀分段切割，然后用拔管机拔套管。 例如 :油田曾试用先爆炸切割 ,后拔套管的办法，但多次均未获得成功。原因是爆炸切割后的套管断口呈外翻喇叭口状，给拔套管带来很大的阻力，改用机械式内割刀后均获得成功。 3) 转速： 30分 ; 钻压： 450公斤 下放量： 每分；切割时要求平稳、缓慢下放； 总下放量： 30切割时间 10可成功切断。 4) 钻杆柱或可在油管内使用的小直径油管 _开式下击器 _配重钻铤 _可退式捞矛 _安全接头 _机械式内割刀 . 这种工艺管柱适用于油管和套管的切割 7/8油管时 ,可选用 1 小油管 +2 7/8内割刀 +1 加重杆 套管时 ,可选用 2 7/8钻杆 +105钻铤 +5 机械式内割切 开式下击器处于半开半闭状态 ,上部管柱悬在井口 ,只有下击器以下的配重钻铤和工具压在机械式内割刀上 ,构成切割钻压 ,确保切割成功 . 可退式捞矛将每次切断后的管柱一同捞获 ,减少一趟起下管柱 ,切割时 ,可退式捞矛处在鱼顶上方 1不要进入鱼腔内 ,以免影响正常切割 先上提钻具 ,内割刀收回座卡部分 ,再下放管柱 ,使可退捞矛进入被套割断的鱼腔内进行正常打捞 . 注意事项 : 1切断管柱后应及时停钻 ,以免打碎刀片 . 2切割 110高强度管柱时 ,要更换使用硬质合金刀片 . 3切割位置要避开接箍 . 内割刀切割管柱 三 当遇到井下被捞管柱拔不动 ,倒不开 ,割裂不断的情况时 ,应当考虑用铣磨或套铣的办法去处理 . 1) 能用套铣解卡点的 ,就不要采用全部磨铣方式 . 2) 使之适应被磨铣对象 . 粘度和排量 ,保证能将铣屑及时返至地面 . 磨鞋之上安装扶正器 ,防止磨鞋仿摆 ,损伤套管 ,安装随钻打捞杯 ,将重颗粒收集到打捞杯中 ,减少铣磨阻力 . 3) 从上而下 :钻杆 _开式下击器 _配重钻铤 _随钻打捞杯 _扶正器 _安全接头 _磨鞋 . 4)注意事项 当磨铣活动鱼头时 ,可向井内注适量水泥固定鱼头 ,再进行铣磨 . 铣磨管柱工具组合 四 1) 油 (水 )进入中后期开采阶段后 ,套管变形 ,管柱错断 ,套管破漏等现象经常发生 一般说来 ,套管损坏部位在井段上部比较浅的位置 ,最好采用取套补接方案 ,损坏部位在井段下部 ,靠近油层的较深位置 ,可采用开窗 ,侧钻方案修复 ;损坏部位在井段中部 ,以上两个办法成本太高 ,可采用套管补巾或下加固管 ,用密封加固的方法来处理 . 2)铅封注水泥套管补接器简介 铅封注水泥套管补接器 (以下管称补接器 )主要用于换套补接 可通过 套铣 ,切割等办法 ,将损坏部位以上套管全部取出 ,然后用好套管带着补接器下井打捞对接 . 补接器主要由打捞总成 ,密封总成和注水泥总成三大部分组成 ,打捞总成与可退式捞筒 的结构十分相似 ,可以抓住井下旧套管 ,实现新旧套管对接 ;密封总成由三道铅封组成密封系统 ,使新旧套管对接后能够密封 ,注水泥总成是为补接之后注水泥而设计的 ,通道可开可闭 ,保证不用射孔即可完成注水泥作业 . 3) 打塞 _套铣 _切割 _对接 _试压 _注水泥 _钻铣_清理 _试压 . 4) 修后不产生缩径 . 修后的井强度不降低 修后的井密封长久 可见 ,采用补接器取套补套 ,是根治套管损坏的最好办法 ,只要损坏部位不太深 ,套铣不太困难 ,应尽量采用这种办法 ,目前大庆井下已实现 900米取套 ,不久就可突破 1000米大关 ,创造取套补接新纪录 . 取套补接工具 使用倒扣器 倒扣管柱工具组合 当修井过程中需要进行倒扣作业 ,而现场又没有反扣钻杆 ,只有正扣钻杆或油管时 ,只要有倒扣器 ,同样能够进行倒扣作业 . 1)倒扣器简介 : 倒扣器是一种换向装置 ,它能够将上部管柱的右旋运动转变成下部工具的左旋运动 倒扣器主要由接头提升部分 ,坐卡部分 ,换向部分及锁定部分四大部分组成 坐卡部分为可以张开又可以闭合的 锚定翼板 ,倒扣时锚定在套管上 ,成为工作支点 ,换向部分为行星 齿轮机构 ,将上部的右旋运动变成下部的左旋运动 ;锁定部分是为防止事故而设计的退卡机构 上部钻杆可转 下部钻杆左转 1圈 . 如果扭矩传递过程中的效率损失忽略不计 ,则输也扭矩为输入扭知矩的 2)管柱组合 :(由上而下 ) 右旋钻杆 (或油管 )+倒扣器 +反扣下击器 +反扣安全接头 +反扣打捞工具 (倒扣捞矛、倒扣捞筒、提放式倒扣捞矛、提放式倒扣捞筒 ) . 这些工具的作用是 : 反扣下击器 :用来补尝和调整倒扣过程中落鱼管柱因螺纹倒开而产生的上升移动距离 ,否则翼板的锚牙将因向上滑动而崩齿 . 反扣安全接头 :当遇到倒不开 、 提不动 、 工具又退不出鱼头的情况下 ,可以从安全接头处旋开 ,将安全接头以上钻杆 、 工具提出井口外 ,从而把事故限制在最低程度 . 反扣打捞工具 :主要用于对井下落鱼进行打捞和倒扣 尽量采用可退式倒扣工具 ,最好不用公母锥 3)操作程序 联接好各种工具 ,上紧联接螺纹 ,其扭矩不应小于 将工具下入井内，下放过程中最好不要旋转管柱 下放至预定深度后抓住落鱼，向上提拉 保持上提负荷，慢速右旋倒扣，观察扭矩表和指重表当扭矩突然下降，转盘转速加快，说明扣已松动，再继续倒扣，见悬重减轻，说明已完成倒扣作业 左旋钻杆圈，使倒扣器翼板收回，然后将倒掉的管柱提出 ）退出工具程序 左旋钻杆圈，使翼板收回； 下击打工具，使工具处于松开状态； 逐渐加大循环泥浆的排量和压力，使压力达到 将倒扣器上下锁定 . 保持循环压力 ,右旋钻杆 1上提管柱 ,退出工具 . 如果下部接的打捞工具不是倒扣捞筒或倒