螺杆钻施工过程异常情况分析及处理

2014-08-11李柱银宋燎原

中国科技纵横 2014年7期

关键词：桥塞修井油管

李柱银宋燎原

(1.胜利石油管理局井下天峰公司,山东东营 257077;2.东营职业学院石油装备与机电工程学院,山东东营 257091)

螺杆钻施工过程异常情况分析及处理

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(1.胜利石油管理局井下天峰公司,山东东营 257077;2.东营职业学院石油装备与机电工程学院,山东东营 257091)

本文对螺杆钻在修井过程中出现的各种异常情况进行分析,通过实例讲述了异常情况的处理方法。

螺杆钻修井蹩钻

螺杆钻施工方便、使用费用低,在修井作业中发挥着重要的作用,是小修队的重要修井工具。但从使用情况看,很多作业人员对施工过程遇到的异常现象不会正确分析,恰当处理,致使修井周期延长,甚至不得不移交大修处理,从而使修井费用大量增加。下面分析以下螺杆钻施工过程常见的异常情况分析及处理措施。

1 经常出现的异常情况及其原因

1.1 螺杆钻不转或转速低

螺杆钻不转的原因有以下三个方面:一是由于水泥车排量小或者油管漏失等原因使旁通阀上的压差过低难以关闭旁通阀,驱动转子的水力小,甚至作用不到螺杆钻上。二是进水过滤不良,造成堵塞,致使螺杆钻不能工作。三是操作失误,送钻量过大,致使螺杆钻蹩钻。四是螺杆钻有质量缺陷。

1.2 井口油管倒转

螺杆钻转子与定子之间存在着作用力与反作用力,当磨铣反作用于螺杆转子的扭矩大于螺杆钻具的扭矩时,转子不转,定子反向转动,带动上部油管倒转。倒转原因:一是操作失误,进给量过大。二是磨铣鱼顶太浅,井越浅越严重。

2 螺杆钻施工异常的处理方法

2.1 螺杆钻工作状况的判断

判断螺杆钻是否处于正常工作状态,一是观察指重表指针是否在不停的跳动并慢慢回升。二是观察井口油管是否有反扭矩,三、通过用手模油管感知油管是否转动。如果指重表的指针在不停的跳动并慢慢回升,井口油管有反扭矩,则说明螺杆钻在正常工作,否则螺杆钻已停止工作。

2.2 螺杆钻蹩钻的处理方法

在现场中,发现螺杆钻蹩钻,通常的处理方法是上提管柱至原负荷,就不再上提了,这样是不能很好地解决蹩钻问题的,此时钻压虽为零,但磨铣工具与磨铣介质依然接触,存在进给量,磨铣工具仍处于被磨铣介质包裹状态,根据螺杆钻工作特性曲线,启动力矩比较小,因此,此时螺杆钻仍不能启动。这就象在加工车间进行车磨铣等加工一样,总是先起动机床再进刀,而带负荷启动机床是绝对不行的。正确的作法应该是将管柱继续上提,从指重表上可以看到管柱悬重继续上升到一定数值后突然下降,恢复到原悬重,管柱正转时蹩钻才可以解除。

2.3 确定最佳施工参数

在施工过程中,最佳参数的不是一成不变的,不同的磨铣介质会有不同的最佳施工参数,一般的介质比较坚硬致密的,采用稍大一点的钻压,这与车削加工进刀量是一个道理。要根据现场实际情况设定特定情况下的磨铣参数。确定参数的方法:将钻压由小到大逐点调整,并监视指重表读数,指重表悬重恢复最快时施加的压力就是所选最佳钻压,水泥车的泵压一般不要超过9Mpa,在泵压允许的情况下,排量要取得大些。一般大于45m3/h。磨铣水泥塞时,由于水泥固结的不均匀性,致使水泥疏松分布不均匀,施工参数将随着介质疏硬程度的变化。

3 螺杆钻施工过程异常情况处理实例

3.1 营66井钻水泥塞施工

营66井是胜利石油管理局东辛采油厂作业26队施工的一口井,该井施工是用螺杆钻钻铣水泥塞,第一趟钻下Φ114刮刀钻头,钻11m,即从1017m至1028m后钻不动,起出检查螺杆钻及钻头使用情况,均无问题。改下Φ114平底磨鞋磨铣,仍磨不动。又下Φ116磨鞋,但由于螺杆钻定子反扭矩无法克服,井口油管强烈倒转,无法施工,这样持续七天再无进展,后采用特制五刃磨鞋以及螺杆钻防扭装置,结果仅有一个班就将水泥塞钻完。施工步骤:(1)准备工作:通过螺杆钻的地面实验来验证螺杆钻性能性能质量。(2)将安装螺杆钻防扭装置螺杆钻与磨鞋一起下入油井内,检查地面进水口过滤器的连接。(3)开泵磨铣,加压5KN,这时指重表的指针呈现不停的跳动状态,并慢慢回升,水泥车泵压3Mpa,井口油管有明显反转趋势,这说明螺杆工作是正常的,磨铣段使用小直径磨鞋铣留下的水泥环,开始一段时间磨铣速度很快,当压力升至1028M时,磨铣速度明显变慢,套管在此段可能有轻微变形,或者钻进中介质过于坚硬,采取小钻压,大排量可增加螺杆钻转速,上下活动钻柱使磨鞋上下移动,对正在磨铣的水泥塞产生水利冲击,使水泥塞塞面的加速破碎。在磨铣过程中,由于机械设备及操作人员的因素,多次因加压过重,导致螺钻蹩钻。

3.2 宋1井磨铣注水泥桥塞施工

该井是江苏油田的一口油井,采用注水泥桥塞堵炮眼施工技术。在打通径时,江苏油田井下小修队带螺杆钻下平底磨鞋磨铣七次,历时一个多月总进尺只有150mm。以下是我公司对这口井的处理方案:开泵,加压5KN,磨铣10分无进尺,指重表表针不动。分析原因:正在磨铣桥塞胶皮及中心管,钻压太小,磨鞋没有与硬介质接触,只是在胶皮上空转。处理措施:加大钻压,逐渐加至15KN,这时开始有钻进效果,指重表指针也开始跳动并有恢复趋势,油管反扭矩也明显加大,继续加压到钻进速度最快,维持15kN钻压防止出现蹩钻情况。在此参数下钻进250mm后,钻进速度明显减慢,根据钻进进尺及桥塞结构尺寸分析,现已磨至全钢体段,减钻压至5KN,继续钻进,钻进350mm时,钻速又降为零,指重表指针静止,反扭矩很小,分析原因:注水泥桥塞底座的一小段在螺杆钻扭矩的作用下,与固结它的水泥脱离,并随磨鞋一起旋转。措施:加大钻压至23KN又有进尺,指重表指针跳动轻微,此时磨鞋并没有作用于水泥塞上,而是桥塞底座在起磨铣作用,磨铣600mm后,再无进尺,说明桥塞底座已磨光滑。从以上的施工情况看,如何正确确定磨铣施工参数对应用螺杆钻进行修井施工是相当关键的。