修井过程中使用倒扣法应注意的问题

1、修井过程中使用倒扣法应注意的问题尚伟平 ，闫继东 ，孔祥辉 ，韩立娟 （大庆油田有限责任公司 第四采油厂）摘要：杏北油田开发进入中后期以后，由于地质和工程因素的影响，作业施工越来越复杂。在常规井作业时由于有落物或者套变出现拔不动情况，形成事故井；在大修和井况调查工作中，出现井下管柱遇卡的现象更多，约占修井总数的8090%。在大量的解卡打捞工作中，机械倒扣法是解决这类施工井的较好措施。本文叙述了倒扣原理，并对在倒扣过程中经常出现的问题，从技术上进行了初步探讨。关键词：倒扣法；中和点；卡点；修井杏北油田开发进入中后期以后，井下作业成为油田保持稳产的重要手段，由于地质因素和工程因素的影响，作业施工变

2、得越来越复杂。在常规井作业时由于有落物或者套变出现拔不动情况，形成事故井；在大修和井况调查工作中，出现井下管柱遇卡的现象更多，约占修井总数的8090% 。在每年施工的2800口井中（大修井和井况调查180口，事故井占常规作业井比例约为10%），大约有400口井要进行解卡打捞，对管柱进行解卡打捞的工作量是很大的。一般来说，随着解卡打捞的完成，该井作业施工的主要技术难题就得到了解决。机械倒扣法是解决这类施工井的较好措施，本文从倒扣法在修井过程中的应用和使用中需要注意的几个问题进行初步的探讨。1 问题的提出在处理解卡的施工过程中，一般采取以下几种技术方案：大力活动管柱解卡；取出卡点以上管柱法解卡；震

3、击解卡；钻磨铣套法解卡。活动管柱法解卡对管杆柱的寿命影响大，尤其是对管杆柱使用年限长的井，大力活动管柱会很快缩短管杆柱的使用寿命。使用震击法解卡，由于目前缺少此类震击器工具（国产的使用效果差，进口的又缺乏），无法进行实效性判断。钻磨法施工难度大，技术含量高，是一种万不得已才采用的方法。取出卡点以上管柱法可以采用聚能切割弹切割法、爆炸松扣法、机械割刀法和机械倒扣法，受到现有的工具条件和操作技术水平限制，前3种方法我们很少采用，主要是采用机械倒扣法进行处理。机械倒扣法（简称倒扣法）相对而言，对管杆柱的寿命影响小，操作也比较容易掌握，一旦熟练掌握这门技术，可以使绝大多数解卡井得到较好的处理效果。2

4、倒扣法的原理倒扣法原理是：使欲倒扣的管或杆在上提拉力的作用下，正好处于中和点的位置，这样这根管或杆处于既不受拉，又不受压的受力状态，然后对解卡管柱施加反向扭矩，扭矩通过解作者简介：尚伟平(1976-)，男，助理经济师，现从事经营办干事工作。卡管杆柱作用在欲倒开的管杆接箍上，使该管杆卸扣与被卡管柱脱开，上提倒扣打捞管柱，将倒开的管杆柱取出。倒扣法的技术关键是使欲倒开的管或杆处于中和点位置，找准中和点的位置是倒扣成功的先决条件。中和点的位置反映在井口就是大钩的指重表指示拉力大小，在井内管柱遇卡的状态下，指重表拉力决定井下哪根管杆处于中和点位置。目前，对中和点的确定主要采用如下经验公式计算： L=P

5、/q，L代表中和点深度，m；P代表指示拉力，KN，从指重表上直接读出；q代表每m管、杆在井液中的重量，N/m（表1）。表1 q值 类别重量抽油杆油管钻杆25mm22mm19mm62mm76mm73mm88.9mmq(n/m)40.8730.0922.54113136151.7194.0q=mg-f浮 =mg-gV排，其中:mg代表每m管或杆的重量，f浮代表管或杆在井液中所受的浮力，代表井液的密度，V排代表每m管或杆排开井液的体积。可f浮与油井沉没度相关，油井的沉没度一般在150300 m左右，以2 1/2英寸油管为例，对于每m油管的浮力平均为9×10-318 ×10-3N/

6、m。在现有的沉没度条件下浮力对计算的影响很小，一般可以采用数值修正的办法，即在计算出的拉力上减掉12 KN即可。q的常用值见表1。L的确定对于倒扣打捞来说就是卡点的位置，对于卡点的确定有以下几种办法：理论计算L=EAl/105P，其中L代表卡点深度，m；E表示钢材的弹性模量，Mpa；A表示被卡管柱的截面积，m2；l表示管柱平均伸长量，cm；P表示平均上提拉力，KN。在施工现场，常用的经验公式是：L=K l/P，K表示计算系数，其值见表2。表2 常用K值 类别系数油管钻杆62mm76mm73mm88.9mmK值2403365647505650例如：某井2 1/2油管，钢级J-55，下57 m m

7、整筒泵，下泵深度962m，管柱遇卡拔不动，计算其遇卡深度。试提三次，平均负荷300KN，管柱平均伸长1.15m。使用理论公式计算：L=EAl/105P=20.6*105*1169*10-6*115/105*300 =923.12m使用经验公式计算：L=K l/P=2403X115/300 =921.15m由此可以看出，经验公式和理论公式计算结果大致相同，可以认为经验公式的结果是可行的。计算出来的卡点位置就是要倒扣的管杆中和点位置，把卡点作为中和点进行倒扣，即可把卡点以上的管、杆柱取出。确定上提拉力P，则P=qL。利用上例计算数据，P= qL=113X921.15=104KN，这样就确定了大钩指

8、重表在倒扣时的指示拉力。如果该井的沉没度高，还应酌减指示拉力1-3KN。综上所述，只要通过简单的计算，就可以确定出卡点的位置和倒扣时应保持的大钩指重表拉力值，用这两个关键的数值来指导倒扣施工，就能够顺利取出卡点以上管柱。如果通过查阅井史和历次施工情况，施工前预知了卡点位置，则可以直接预算出上提拉力的大小，进行倒扣处理。若不知道卡点位置，出现拔不动管柱情况需要倒扣时，则应采取以下施工步骤：试提管柱，之前在井口做一个标记，在管柱许用拉力范围内，试提管柱3次,记下指重表的拉力和管柱伸长量，然后取上提拉力和伸长量的算术平均数，利用公式L=K l/P计算出卡点位置。再利用公式P= qL计算出上提拉力，用

9、此拉力上提倒扣管柱，即可倒出卡点以上管柱。3 倒扣过程中应注意的问题在倒扣过程中，经常出现这样两种情况：一是找不准倒扣点位置，需要进行反复几次倒扣才能将卡点以上管柱倒出；二是在倒扣过程中，将井内管柱倒散，造成多次打捞。分析这两种情况：一是因为没有掌握好上提力的大小，造成中和点位置不准，使倒扣没有在卡点和中和点重合位置就开始；二是因为倒扣力矩不恰当和倒扣经验不足，在开始倒扣前，应在倒扣点上提力的悬重下，正转管柱，边转边缓慢下放管柱，直到指重表悬重为0，把井内管柱上紧扣， 然后再开始倒扣，倒扣力矩按照表3推荐的数值进行，在倒扣过程中应随时注意指重表的变化，倒扣开始时指重表应有波动，当倒扣到10-1

10、5圈时，就应停止倒扣，上提管柱起管，如果此时不停止倒扣，就很容易将井内的管柱倒散。以上的情况是针对油管倒扣作的说明，对于钻杆和抽油杆倒扣，步骤和要求和油管倒扣一致，特别是抽油杆倒扣，应使用抽油杆倒扣器进行倒扣，以防发生事故。在倒扣时应使用液压钳，禁止用手工倒扣，见表3。表3 卸扣扭矩推荐数值 类别扭矩抽油杆油管钻杆25mm22mm19mm62mm76mm73mm88.9mm扭矩/n.m522.0755.51193.1180025508967137814 施工实例2002年6月,作业队施工杏7-D3-129过程中,管柱拔不动，试提三次,负荷300KN,管柱平均伸长117cm,预算出管柱在945m处遇卡，决定倒出遇卡管柱。根据公式计算确定大钩负荷107KN，首先保持110KN悬重将井内管柱上紧扣,然后保持107KN悬重倒扣,倒扣扭拒1800n· m,将井内105根油管倒出，使