采油作业磨铣及钻塞技术培训.ppt

1、YOUR SITE HERE,磨铣及钻塞技术,主讲人：王德金,联系电话Email:,YOUR SITE HERE,目 录,第一部分磨铣技术 引言 1、磨鞋的概念与对象 2、磨鞋的作用与分类 3、磨铣操作 4、异常情况的处理 5、磨鞋常见故障 6、磨铣参数的选择 7、磨铣操作要求 8、磨铣施工实例分析,YOUR SITE HERE,目 录,第二部分套铣技术 引言 1、套铣的概念 2、铣鞋的作用与分类 3、套铣筒的作用与分类 4、套铣工艺 5、套铣施工实例分析 第三部分钻塞技术 1、常用钻塞工具 2、螺杆钻具的结构及工作原理 3、螺杆钻具工作特性 4、螺杆钻具分类及应用

2、5、螺杆钻具使用方法及注意事项,YOUR SITE HERE,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。作为下一步处理的过渡工序或直接处理工艺，必须借助于钻、磨、铣工具来进行处理。所谓“铣磨工具”,是指各种类型的铣鞋和磨鞋。当落鱼被卡死在井内,用任何打捞工具都不能解卡时,就要用铣磨工具将落鱼被卡部分铣磨掉,或将卡在落鱼周围的障碍物铣磨掉,使故障得以解除。从某种意义上说,铣磨工具是处理复杂事故的最后手段。因此, 磨铣能否取得成效，关键在于工具的选择是否合理，操作方法是否得当，对井下异常情况的判断是否准确，采取的措施是否及时和具有针对性。,引言,第一部分 磨铣

3、技术,YOUR SITE HERE,1、磨铣的概念及对象,什么是磨铣,用底部或侧面镶焊有硬质合金的工具压住落鱼，以动力钻具或地面转盘为动力，通过旋转管柱带动工具转动，在钻压的作用下切削磨碎落鱼或或将卡在落鱼周围的障碍物铣磨掉,使故障得以解除一种方法。,YOUR SITE HERE,1、磨铣的概念及对象,YOUR SITE HERE,2、磨鞋的作用及分类,由于磨铣对象存在多种形态，被磨物的性能差异较大，有强度较低的水泥塞，也有强度较高的金属物，甚至还有强度很高的合金钢，为了提高磨铣效率，广大修井工作者经过多年的探索，开发出多种多样的磨铣工具，在磨铣施工时必须根据具体情况选用合适的工具。磨铣工具按

4、其外形可分为平底磨鞋、凹面磨鞋、梨形磨鞋、环形磨鞋（套铣鞋）、尖钻头、牙轮钻头、PDC钻头、领眼磨鞋、裙边磨鞋、多刃磨鞋等。按耐磨合金的镶嵌不同又可分为铣鞋和磨鞋。,YOUR SITE HERE,2、磨鞋的作用及分类,用途：平底磨鞋是用底面所堆焊的YD合金或耐磨材料去磨研井下落物的工具，如磨碎钻杆钻具等落物。,平底磨鞋,结构：平底磨鞋由磨鞋本体及所堆焊的YD合金或其他耐磨材料组成。如图。 磨鞋本体有两段圆柱体组成。小圆柱体上部是钻杆扣，同钻柱相连；大圆柱体底面和侧面有过水槽，在底面过水槽间焊满YD合金或其他耐磨材料。磨鞋体从上至下有水眼。水眼可做成直通式和旁通式两种。,YOUR SITE HE

5、RE,2、磨鞋的作用及分类,操作注意事项：（1）下钻速度不宜太快。（2）作业中不宜停泵。（3）如果出现单点长期无进尺，应分析原因，采取措施，防止磨坏套管。（4）对活动鱼顶不以宜使用，以防止磨鞋带动落鱼向井底钻进，或损坏下面落鱼。,平底磨鞋,图示为高效平底磨鞋。该磨鞋在不同部位镶嵌了硬质合金，使易受损部位得到加强，提高了磨鞋的使用效果。针对桥塞、落井磨鞋磨铣时，磨鞋内部均布20-30个合金柱，使之产生类似牙轮式的冲击效果，将落物上的碳化钨颗粒强行从铜钎料中剥离。,YOUR SITE HERE,2、磨鞋的作用及分类,用途：凹面磨鞋可用于磨削井下落物以及其他不稳定落物。如钢球、螺栓、螺母、炮垫子、钻

6、杆、牙轮等。由于磨鞋底面是凹面，在磨削过程中罩住落鱼，迫使落鱼聚集在切削范围之内而被磨碎，由洗井液带出地面。,凹面磨鞋,结构：凹面磨鞋的底面为530凹面角，其上有YD合金或其他耐磨材料，其余结构与平面磨鞋相同。如图8-9所示。,YOUR SITE HERE,2、磨鞋的作用及分类,注意事项：（1）在磨削较长落物时（如钻杆、钻铤等），容易出现固定部位磨削，当YD合金和耐磨材料全部磨损后，落物进入工具本体，形成落物与本体之间的摩擦，使泵压上升无进尺，扭矩下降。此时应上提钻具再轻压，改换磨削的位置。（2）旁通式水眼容易被泥沙堵死，影响井下作业。除下井前检查外，在下井过程应分段洗井，一般为400m洗一次

7、井。,凹面磨鞋,YOUR SITE HERE,2、磨鞋的作用及分类,平底磨鞋依其底面上YD合金，和耐磨材料在钻压的作用下，吃入并磨碎落物，磨削随循环洗井液带出地面。,平底、凹面磨鞋工作原理,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合金或耐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23m，开泵冲洗鱼顶。待井口返出洗井液流平稳后，启动转盘慢慢下放钻具，使其接触落鱼进行磨削。,YOUR SITE HERE,2、磨鞋的作用及分类,领眼磨鞋可用于磨削有内孔，且在井下处于不定而晃动的落物，如钻杆、钻铤、油管等。,领眼磨鞋,领眼磨鞋由磨鞋体，领

8、眼锥体或圆柱体两部分组成。磨鞋体上部为钻杆母扣与钻柱相连，下部是直径较大的圆柱体，其底面加焊YD合金或耐磨材料。由于底面平凹不同，故有平底领眼磨鞋和凹面领眼磨鞋之分。底面中央安装一锥体或圆柱体，起着导向固定鱼顶的作用。磨鞋体锥体或圆柱体有水眼，水眼也可做成旁通式。另外，在平底或凹面加焊的YD合金间留24个过水槽，以保证循环畅通。,YOUR SITE HERE,2、磨鞋的作用及分类,梨形磨鞋可用来磨削套管较小的局部变形，修整在下钻过程中各种工具将接箍处套管造成的卷边及射孔时引起的毛刺、飞边，清理滞留在井壁上的矿物结晶及其它坚硬的杂物等，以恢复通径尺寸。,梨形磨鞋,梨形磨鞋由磨鞋本体和焊接在其上的

9、YD合金组成。磨鞋本体上部是钻杆母扣同钻具相连接，下部是一段锥体，中部是一段圆柱。圆柱体上有扶正块，以防作业中严重磨铣套管内壁。沿轴向有35个过水槽。本体从上到下有直通式或者旁通式水眼，以保证洗井畅通。本体上除过水槽及水眼处均堆焊很厚一层YD合金，焊后略成梨形而得名。,YOUR SITE HERE,2、磨鞋的作用及分类,工作原理：梨形磨鞋依靠前锥体上的YD合金铣切突出的变形套管内壁和滞留在套管内壁上的结晶矿物及其它杂质。其圆柱部分起定位扶正作用，铣下碎屑由洗井液上返带出地面。,梨形磨鞋,YOUR SITE HERE,2、磨鞋的作用及分类,用以修整略有弯曲或轻度变形的套管、修整下衬管时遇阻的井段

10、和用以修整断口错位不大的套管断脱井段。当上下套管断口错位不大于40mm时，可用以将断口修直，便于下步工作顺利进行。,柱形磨鞋,柱形磨鞋实质是将梨形磨鞋的圆柱体部分加长的磨鞋，其柱体部分可以加长到0.52.5m。,YOUR SITE HERE,2、磨鞋的作用及分类,注意事项：下钻速度应在12m/min之内。有水刹车设备的应挂水刹车下钻，切忌快速下钻。其害处一会将磨削合金碰坏及损伤套管，二在发生突然遇阻时会形成卡钻事故，而且难于处理。下至磨铣井段以上23m开泵洗井，待洗井液返出及泵压正常后，方能加压进行磨削，洗井液上返速度不低于32m/min。磨铣时钻压不能超过10kN，应采用低压快转慢放的操作方

11、法。磨铣过程中若发现扭矩增加，应及时上提钻具再进行慢放重磨。,柱形磨鞋,YOUR SITE HERE,2、磨鞋的作用及分类,结构：复式铣锥由四级不同锥度的锥体组成。最下一级是锥体头部，锥度20-30，具有底部切削刃，其作用是引导铣锥前进，防止铣锥提前滑出套管。第二段锥度6-10，刀刃长度最长，是磨铣套管的主要工作段。第三段锥体斜度与斜向器斜度基本相同，其作用是扩大窗口。最上一段锥度为零，主要作用是修整窗口。,复式铣锥,YOUR SITE HERE,2、磨鞋的作用及分类,随着油田开发的不断深化，事故的类型越来越复杂，针对这些事故开发的铣磨类工具品种也相应多样化。,其它铣磨鞋,YOUR SITE

12、HERE,2、磨鞋的作用及分类,其它铣磨鞋,领眼楔形铣锥是用来套管打通道（ 3050通径）专用工具。,锥形铣锥是用来套管打通道的专用工具。,YOUR SITE HERE,3、磨 铣 操 作,当磨鞋下至鱼顶以上5m处，应开泵循环30min以上，然后启动转盘，缓慢下放管柱，开始磨铣时应以较小的钻压、较慢的转速试磨落鱼，待磨铣工况稳定后，再根据井下情况适当的增加钻压、提高转速。,YOUR SITE HERE,3、磨 铣 操 作,在整个磨铣过程中都应该像一位老中医与人诊病一样采用“望、闻、问、切”的方式，即眼睛时刻盯着指重表，掌握钻压变化；耳朵听着发动机声音和井下传来的异常响声；随时了解泵压变化及出口

13、返出情况，判断钻压的高低与否；在磨铣全过程必须一手扶刹把、一手扶转盘离合器操作手柄，及时应对蹩钻、跳钻、憋泵等异常状况。尤其是在磨铣无进尺时，决不能把刹车一刹，随它慢慢磨，自己坐在一边休息。,YOUR SITE HERE,4、异常情况的处理,在磨铣过程中，发生不正常情况时应及时分析原因，不能盲目施工。如泵压突然升高或憋泵，就要立即上提钻具，一直提到泵压恢复正常为止，这是环空碎屑太多的现象，应停止钻进，循环洗井，清除碎屑，待井下情况正常后再继续钻进。如井下蹩钻严重，无进尺，就应考虑环空是否有落物？铣鞋是否脱落？钻具是否断落？是否在磨铣落鱼本身？应立即起钻检查，再决定下一步的措施。,YOUR SI

14、TE HERE,4、异常情况的处理,如果泵压突然下降，就应考虑铣鞋是否脱落，钻具是否有刺漏，如在地面查不出原因，就要起钻检查。如在磨铣过程中听见井下传来连续不断的异常响声，就要考虑铣鞋是否被撕裂，应立即减小钻压，降低转速，轻压慢转进行试磨，如果响声不能消除，就要起钻检查。磨铣时如果发现转盘转速时快时慢，发动机声音忽高忽低，就要考虑环空有落物，应停止旋转，大排量冲洗后再磨铣。,YOUR SITE HERE,4、异常情况的处理,在磨铣过程中经常会遇到无进尺的现象，这种现象往往与多方面的因素有关，不能一遇到无进尺就起钻换钻头，应考虑是否是泥包、镜面或鱼顶碎屑过多等。针对泥包现象应通过大排量洗井，根据

15、泵压变化情况来进行判断；针对镜面现象可以考虑用顿钻的方式使磨鞋重新出刃；如果鱼顶上碎屑过多，应加大排量进行冲洗，将碎屑冲离井底，通过捞杯进行收集，在冲洗时应不停地活动管柱，也可以采取快速下放的方式，改变井底液流流动的方式，增加冲洗效果。,YOUR SITE HERE,5、磨鞋常见故障及原因分析,磨鞋故障类型及表现,中心穿孔：磨鞋中心磨损，形成深坑甚至磨鞋心部被掏空的非正常使用现象。,“镜面”：磨鞋表面堆焊的合金全部被打掉，使表面形成光滑镜面，就像麻将里的白板一样，以致于无法正常使用。,掉鞋底：磨鞋的堆焊层从基体金属上脱落，掉入井中。,泥包：磨鞋表面磨损不严重，但使用中磨鞋进尺明显减慢，磨鞋表面

16、附着泥层，形成泥包现象致使磨鞋不能正常使用。,YOUR SITE HERE,5、磨鞋常见故障及原因分析,磨鞋故障原因分析,引起磨鞋非正常损耗的原因是什么呢？我们知道，磨鞋的表面堆焊有一层硬质合金强化材料，相当于一个具有多个刀头的切削工具。当堆焊面对着落物旋转磨铣时，有大量的硬质合金颗粒嵌入被铣削的落物中，每颗硬质合金颗粒相当于一个小刀刃。当硬质合金颗粒切削刃被磨钝时，一方面硬质合金胎体金属受到强烈的冲刷，使硬质合金逐渐露出；另一方面，硬质合金颗粒内的压力和应变增加，使其产生裂纹，沿裂纹面又造成一个新的切削刃。这一过程周而复始，直到全部合金颗粒耗尽为止。,YOUR SITE HERE,5、磨鞋常

17、见故障及原因分析,磨鞋故障原因分析,从磨鞋工作的过程可以看出，磨鞋在铣削落物时工况十分恶劣。磨鞋以旋转方式推进切削，需要承受很大的压力、剪切弯曲力、扭转力，以及周期性或突发性载荷的作用，同时还要承受瞬时高温的作用。因此，影响磨鞋非正常损耗的因素很多。但从可控因素来看，应如何降低磨鞋的非正常损耗呢？这就要求我们必须对施工参数做出合理的选择。,YOUR SITE HERE,6、磨铣参数的选择,磨铣作业时较高的钻压、不良的循环效果以及不完善的管柱配备将导致磨铣进尺慢、铣鞋镜面磨损以及崩齿等非正常损坏。,YOUR SITE HERE,磨鞋有许用钻压，主要保证磨铣时合金受力控制在强度范围内。许用钻压的确

18、定与合金性能和铣鞋的结构形式有关。由于磨铣工况十分复杂，许用钻压通常由试验数据获得或遵从厂家的推荐数据。过高的使用钻压除可造成合金研磨损坏外，会产生较大的连续铁屑，引发循环携带问题。大钻压下，被磨铣的油管一部分不是被磨掉，而是被撕掉，由此产生大量大块铁屑。这些铁屑由于无法正常循环出井筒而聚集在磨鞋中心，加剧磨鞋中心磨损直至形成深坑或将磨鞋中心掏空形成穿孔。大量铁屑参与重复磨铣，还使磨铣工况变得不稳定，出现蹩跳钻现象，合金受到的冲击变大，合金被击碎脱落，使磨鞋表面形成镜面。,钻压的选择,6、磨铣参数的选择,YOUR SITE HERE,循环排量的选择,6、磨铣参数的选择,磨铣时我们使用的修井液多为清水或采出的污水，携带能力差，大