大修钻杆套铣松扣技术研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 大修钻杆套铣松扣技术研究 【摘 要】大修处理卡钻事故一 般采用爆炸松扣和套铣打捞等方法。在 一些恶性卡钻事故中，由于被卡钻杆扣 紧，爆炸松扣打捞后卡点以上剩余管柱 无法倒扣捞出。针对此情况，提供一种 套铣松扣的方法来解决倒扣问题。以钻 杆接头模拟研究结果为基础，确定了套 铣的对象是钻杆台肩和前三扣丝扣，再 根据现场应用效果，从套铣头尺寸和材 料两方面进行优化，提高了套铣松扣效 率。 中国论文网 /1/view-13042363.htm 【关键词】大修；卡钻套铣；倒 扣台肩 大修过程中发生卡钻后若处理不 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 当，不仅会使井下复杂程度增大，甚至 可能导致油水井报废。当一些恶性卡钻 事故发生时，一般处理方法往往无能为 力，寻找处理恶性卡钻事故的方法是很 有必要的，套铣钻杆接头松扣方法就是 其中一种有效方法。 一、大修过程中的恶性卡钻事故 与钻井发生卡钻的类型不同，大 修过程中发生的卡钻主要是钻塞、套磨 铣过程中的沉“ 砂” 卡钻，管柱碎片和工 具落井造成的落物卡钻和套管变形或错 断造成的套损卡钻。钻杆接头密封性不 好，在套磨铣或钻塞时一部分循环液从 接头漏出，实际水力参数下降，循环液 携带能力不足造成沉” 砂”卡钻。若此时 未及时发现继续钻进，旋转系统输出的 大扭力使钻杆发主严重粘扣形成恶性卡 钻事故。所谓粘扣，是指钻杆螺纹或两 台肩面间的金属粘接在一起，发生这种 破坏后，公母扣成为一体，无法卸开。 发生严重粘扣的主要原因有： （l）钻杆密封性下降，循环液漏 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 出的同时冲洗掉了螺纹脂，保护失效； （2）地层温度较高和旋转过程 中钻杆接头部位会与地层或套管碰撞相 互摩擦，a 生大量的摩擦热，使接头 表面层局部区域温度达到接头材料的淬 火温度造成粘扣； （3）卡钻后未及时停止旋转， 旋转系统输出的大扭力造成钻杆粘扣。 二、套铣松扣技术理论基础 处理至卡点附近时，若钻杆无法 倒开，可使用套铣钻杆接头松扣的方法 打捞剩余管柱。即使用套铣的方法，将 钻杆接头套铣薄，破坏钻杆接头的连接 实现松扣的目的。使用有限元方法，对 钻杆接头受力情况进行模拟分析。可得 钻杆接头所承受的力和扭矩主要集中在 台肩和前三扣上，因此严重粘扣主要也 发生在台肩和前三扣上。套铣钻杆接头 松扣技术就是以套铣钻杆台肩和前三扣 为目的展开。 三、套铣松扣技术应用 某井在钻塞时卡钻并将钻具拧断， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 钻杆接头连接过紧无法倒开。使用爆炸 松扣处理至卡点以上 4 根钻杆时，由于 内空间受限无法再实施爆炸松扣，针对 此情况，使用了套铣松扣技术成功解决 了倒扣问题。 （一）套铣钻杆接头 参考被卡钻杆的尺寸，以套铣被 卡钻杆台肩和前三扣为目的，制造了专 用加厚套铣头，套铣头内径为 80mm， 外径为 114mm。首先下磨鞋磨铣掉鱼 顶钻杆母接头，保证套铣头能引人鱼顶。 将套铣头焊接在套铣筒上后，还需要在 套铣头附近钻水眼防止憋压跳钻。套铣 时，控制转速 50-100r/min，钻压 10 一 25kN，连续套铣 8h 无进尺后起钻更换 套铣头继续套铣。套铣过程累计 28h， 第四个套铣头将钻杆接头套铣通。下母 锥打捞倒扣，倒扣过程无明显扭矩，捞 出钻杆一根。钻杆加厚过渡带直径为 84mm，接头直径为 110mm，套铣后钻 杆加厚过渡带和接头已经无法区分，外 径均为 80.5mm，观察发现钻杆的台肩 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 和第一扣已经被完全套铣掉，2、3 扣被 套铣了一部分，本次套铣时间长，使用 套铣头数量多，并且根据打捞出的钻杆 发现还套铣掉了对松扣无效的钻杆加厚 部分。另外，根据第二次套铣、打捞出 的钻杆发现母接头端（第一次套铣留下） 已经完全被破坏、撕裂，易形成落物， 造成事故。 （二）提高套铣效率方法 1.套铣头尺寸优选 由于第一次套铣时间长、消耗大， 套铣效率低且易形成落物。另外，套铣 的目的是松扣，没有必要完全解除粘扣， 因此必须对套铣参数进行优化。根据钻 杆接头尺寸，第二次套铣选用内径 89mm 的套铣头，此尺寸比钻杆母接头 台肩内径大 lmm，不仅避开了钻杆加厚 段，还保留了一定厚度的钻杆台肩防止 形成落物。第二次套铣累计套铣时间 11.5h，第二个套铣头将钻杆接头套铣通。 下母锥打捞倒扣，倒扣过程所遇扭矩较 小，捞出钻杆 1 根。套铣后钻杆公扣端 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 丝扣未被破坏，台肩剩余住 0.5mm 仍 可辨别。钻杆公母端加厚过渡带长度分 别为 17.5cm 和 18.5cm，直径均为 84mm，套铣后钻杆公母端加厚过渡带 长度和直径均未变化，而钻杆接头直径 套铣后变为 89.5mm。套铣避开了钻杆 加厚过渡带同时保留了一定厚度的台肩 未形成落物，套铣时间和消耗大大减少， 套铣效率明显提高。 2.套铣头材料优选 第二次套铣耗时虽大幅度减少， 但套铣时间还是相对较长，需要进一步 优化。通过第二次套铣发现：（l）倒扣 时所遇扭矩较小，还可以再多保留一定 厚度的台肩，套铣头尺寸还有进一步优 化的空间；（2）增大套铣头内径虽能 减小套铣时间，但总时间还是较长，仅 通过加大套铣头尺寸来减少套铣时间难 以达到理想效果。为此，在进一步增大 套铣头内径的同时，在材料上对套铣头 进行了优选，制造了含人造金刚石颗粒 的超硬度套铣头，硬度 HRC 值为 52， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 套铣头内径扩大到了 90mm，外径为仍 为 114mm。由于对套铣头的尺寸和材 料两方面进行了优选，第三次套铣取得 了非常理想的效果，累计套铣时间仅为 2.5h 即将钻杆接头套铣通，取出套铣头 后发现还能用于下次套铣使用，至少还 能再套铣掉一个钻杆接头。第三次套铣 后下母锥打捞，打捞过程所遇扭矩相比 上一次更大，但松扣效果明显，倒扣非 常顺利，捞出钻杆 1 根，套铣后钻杆接 头直径变为 90mm，公扣丝扣完好，同 时留下了更清晰的台肩。在该井恶性卡 钻处理过程中，使用套铣松扣技术不仅 实现了松扣打捞，还逐步确定了套铣头 的适当尺寸和材料，提高了套铣松扣的 效率。再结合套捞一体化技术可全面提 高套铣打捞效率，将该技术运用于爆炸 松扣或聚能切割后卡点以上剩余管柱的 打捞既安全又高效。 四、结论 根据钻杆接头的数值模拟结果和 套铣钻杆接头方法的现场应用及优化， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 主要得到以下结论： （l）理论模拟结果表明，钻杆接 头所承受的力和扭矩主要集中在台肩和 前三扣上，严重粘扣也