水平井磨铣打捞关键技术与工具改进探讨

杜兵　张方明　苏绍刚　赵法武

摘要：为降低了油气井综合开采成本，提高油气采收率，在常规钻井技术的基础上开发了水平井、侧钻水平井等特殊工艺钻完井配套工艺技术，

在老油区挖潜增效和新油田整体高效开发中取得了显著的经济效益和社会效益。经过开发研制适用于水平井特殊结构的系列磨铣打捞及相关配套工具，为水平井修井提供了有力的保障，现场应用效果明显。

关键词：水平井；套管损坏；井下落物；磨铣打捞；

随着水平井、侧钻水平井数量的增加，与之配套的修井问题越来越突出。目前因套管损坏、井下落物等各种原因而停产，为较快地恢复水平井/侧钻水平井的产能，分析水平井磨铣打捞的难点，主要表现在：①由于井眼曲率大，井口上提力和扭矩无法有效地传递到井下水平段，直井的方法不适用；②打捞管柱受力更加复杂，很容易发生井下管柱断、脱事故；③由于水平井大曲率井身结构的限制，钻具在井内旋转会引起钻具的疲劳破坏和套管的磨损加剧；④在水平井中磨铣，环空流体速度上下偏差很大，在靠近井底位置流速很低，携带碎屑的能力大大降低，导致管柱被卡；⑤常规的磨鞋工具很容易将套管磨坏，所以需要研制专门的水平井磨铣工具。这对磨铣工具的结构和强度提出了更高的要求，水平井磨铣打捞必须达到三个条件：①磨铣打捞管柱、工具必须安全可靠；②能够克服水平井结构限制，尽可能地降低摩擦阻力；③尽可能利用液压技术，消除机械操作的缺陷。

针对水平井特殊的井身结构，结合现场实际情况，从水平井磨铣打捞难点分析、磨铣打捞管柱的优化选择、磨铣打捞工具的设计与试验三个方面进行了系统的分析和研究，开发研制了适用于水平井特殊结构的系列磨铣打捞及相关配套工具，现场应用效果明显，为水平井修井提供了有力的保障。

1水平井，侧钻水平井打捞工具研制

1.1水平井专用可退式打捞矛

1.1.1工具结构

工具主要由接头、弹簧、矛杆、转环、转环帽、分瓣卡瓦、顶丝、限位套、导向螺钉等组成（如图1）。

1.1.2工作原理

分瓣卡瓦在矛杆锥面作用下直径涨大，将落鱼抓住，同时弹簧将矛爪压在鱼腔内，防止打捞工具中途脱开。退出时，只要下放管柱使换向螺钉进入短轨道后再上提管柱即可。

1.1.3技术参数（见表1）。

1.2水平井修井用可退式卡瓦捞筒的研制

1.2.1工具结构

该工具由上接头、外筒、弹簧、导向套、导向销、单向推力球轴承、顶丝、卡瓦、引鞋组成，如图2所示。

1.2.2工作原理同水平井专用可退式打捞矛相似。 1 .2.3技术参数（表2）此外，还研制了液压小件落物打捞器、液压打捞助力器等工具。

2水平井，侧钻水平井磨铣类工具的研制

2.1滚子平底磨鞋

2.1.1工具结构（图3）

2.1.2工作原理

滚子磨鞋是利用底面所堆焊的YG8八棱柱硬质合金、YD合金去全面磨铣井内落鱼管柱。并且在磨鞋圆柱上有可以起扶正作用的键槽式滚珠总成，抵消磨削时产生的径向磨擦力，使磨鞋在井眼内工作时不偏磨套管内壁。

2.2活动引子磨鞋

2.2.1工具结构

该工具主要由接头体、磨鞋体、备帽、O型圈、YG8八棱柱硬质合金、键槽式滚珠总成、引子等组成。

2.2.2工作原理

在磨鞋本体的外侧，设计有滚柱，磨铣时滚柱将滑动摩擦变为滚动摩擦，减少了磨鞋的摩擦阻力，滚柱外径微大于磨鞋底的硬质合金外径，减少了偏磨套管的机率，从而起到防偏磨的目的。

2.3活動锥体引子磨鞋

该工具设计目的是修复坏损的套管。将活动磨鞋连接到钻柱下端下放到变形、错断口，如果活动磨鞋导杆插入套损通道内，磨削体遇阻，相对芯轴向上滑动，进人六方杆部位，旋转钻柱，芯轴六方带动磨削体进行正常磨铣。如果磨铣无进尺，说明活动磨鞋没有插入错断处，磨削体还没有达到六方杆部位，钻柱空转，没有起磨削作用。工具外径154mm，水眼内径50mm，连接螺纹NC38，适用177.8mm套管。

3结束语

（1）水平井专用可退式打捞工具，克服了常规打捞工具退出困难的缺陷，同常规打捞工具相比，大大提高了打捞退出成功率。（2）水平井磨铣类工具能够降低管柱施转时的摩擦阻力，避免了对套管的损害。（3）辅助配套工具能够克服水平井结构限制，尽可能地降低摩擦阻力，实现磨铣打捞工具安全可靠。（4）奢铣打捞工具规格齐全，加工简单，操作方便。