小修浅表取换套技术及应用

王增戍

一、小修取换套现状

目前小修设备取换套施工的操作步驟为先将井口外露油套及套管头、表套四通处理，然后下入反扣钻杆+机械式内割刀或公锥将下部油套切割或倒开，将破损油套取出进行更换，然后下入对扣，用卡盘将油套固定，完成取换套施工。通过近几年的现场实践，对利用小修设备进行取换套施工有了较为全面的认识和成熟的工艺流程，但是在施工的过程中我们也发现了一些问题：

（1）目前小修取换套作业主要是使用B型大钳或者液压钳来进行倒扣、紧扣。通过近几年的现场实践发现，液压钳在倒扣、紧扣的过程中存在严重缺陷，在作业中扭矩达不到施工要求，在倒扣的过程中往往难以倒开，而在紧扣的过程中无法达到规定的扭矩标准，操作安全风险大。而B型大钳不易操作，单次旋转角度小、劳动强度较大，安全风险较大。

（2）当破损套管取出后，下入新套管后对扣成为了取换套施工中的关键。对扣不成功尤其是套管丝扣的损坏严重影响了施工的质量和效益;

（3）在起下套管的过程中，没有套管钳，给上、卸套管带来了极大的困难;

二、取换套工具改进和应用

针对以上在取换套施工中出现的问题对取换套的作业设备进行了改进。用液压转盘+控压钻台来取代1200型液压钳进行倒扣、紧扣，用套管紧扣器+双公接头来连接方钻杆和下井套管并传递扭矩、用对扣器来对鱼顶实施精确引进。

（1）液压转盘的使用

液压转盘是利用通井机或修井机提供的液压源作为动力源，设计制作了闭压式液压控制操作系统，将该控制系统串联在修井机液的供油路上，液压油驱动液压马达转动，从而带动整体转盘转动和井内管柱旋转。现场应用情况表明，该液压转盘体积小、重量轻、扭矩大、旋转速度范围广、动力来源方便、安装使用方便，操作简单平稳，转向灵活可靠等优点。相比于1200型液压钳，能够提供足够大的扭矩和合适的转速。XYZ2400型液压转盘最大扭矩24kN.m，1200型液压钳的最大扭矩为12 kN.m。而两者的转速均能达到70r/min。

（2）专用小修取换套钻台

小修设备进行取换套作业，井口地面狭小、通道不畅，操作时的安全防护难度大，作业安全风险极大，采用专用小修取换套钻台，可实现在坑洼不平的狭小井口上部再建一个操作平面，为操作人员提供一个安全的操作空间;专用钻台有四个可调节支腿能适应不同井口高度的需要。同时液压钻盘可以直接与钻台进行配套安装，安装后液压转盘相对于钻台固定，操作时不产生摆动、晃动现象，操作平稳安全，倒扣、紧扣扭矩输出稳定，满足施工要求。

（3）梯形粗牙套管紧扣器的使用

套管紧扣器是用于连接套管和驱动方钻杆之间的一个连接器，其下端为套管公螺纹，与井口套管相连接，上端为钻杆扣，与驱动方钻杆连接。在紧扣作业时，由于下端的套管螺纹为锥管扣螺纹，扭矩过大时会产生“造扣”现象，故紧扣器采用背帽和限位环来限制套管造扣情况，但常规紧扣器设计其背帽处螺纹采用的是细扣管螺纹，导致套管紧扣后，紧扣器拆卸非常困难。通过设计优化，将紧扣器背帽螺纹改为了梯形粗牙螺纹，既完美解决了紧扣限位问题，又实现了紧扣器的轻松拆卸，大大降低了劳动强度，提高了生产效率。

使用方法：当套管下入距鱼顶套管1-2米，将紧扣器连接到套管上，上部和方钻杆连接，当对扣器引入鱼顶后，通过旋转方钻杆缓慢下放带动下部套管旋转进行引扣紧扣。

（4）套管上扣紧扣操作技术

小修设备在套管上扣、紧扣过程中，由于受设备局限，井架高度、井口居中、操作方法等限制，很容易导致套管错扣、偏扣或上扣不到位，对套管引扣、上扣、紧扣进行了规范。

1.下井套管与原井套管对扣时，应确保井口居中，悬吊套管后缓慢用管钳反转引扣，并在井口套管外壁做记号;

2.反转引扣后，用管钳正转上扣，根据管钳反馈回的力的大小及时调整，判断套管是否进扣。紧扣过程中随时观察拉力表负荷变化，每当拉力表负荷超过对扣器上部套管悬重时，应指挥通井机手缓慢下放负荷至悬重后，再用管钳紧扣，直至紧扣15圈以上。

3.用1200型液压钳或液压转盘紧扣。直至紧扣20圈以上，或是套管外壁记号下入井内8cm以上，整个紧扣过程，都要提负荷为对扣器以上套管悬重紧扣。

（5）套管示踪、对扣引扣技术

在下入对扣器对扣过程中，经常出现“穿袖”现象，这是因为表套内径为320mm，下入套管外径为139.7mm，示踪管接箍为89mm相加为228.7mm，容易“错位插偏”给施工造成了不必要的损失。一是穿袖以后，对扣时转动方钻杆时扭矩增大，无法完成对扣，造成员工无效而又劳累的工作;二是增加了作业的强度及重复性以及质量问题。“穿袖”后，下入的所有套管都要重新从井内提出，无形中增加了巨大的工作量，同时也存在着套管丝扣损坏的质量问题。为此我们做了两项工作：一是下入示踪管柱时，我们加工了一个Φ73mm油管变Φ73mm钻杆变扣，其外径为120mm，此变扣下在在示踪管柱倒开的位置，当示踪管柱倒开后，使变扣留在井内，变扣的直径120mm，对扣器的外径210mm，加在一起330mm，而表套内径为320mm，这样就不会在发生“穿袖”现象;二是在没有加工变扣接头的情况下进行取换套施工对“取换套操作规程”进行了补充规定——下入套管在经过示踪管后，一定要下入油管对示踪管进行探鱼顶操作，当探到示踪管后就证明没有“穿袖”，可以进行继续下套管作业，如没探到鱼顶则上提套管到示踪管以上位置，然后再下放引入示踪管。

三、套管对扣与紧扣注意事项

当提出套损管后，更换合格新套管下放至倒开位置，轻探套管鱼顶位置，反转钻柱2-3圈，然后慢慢正转钻柱引入鱼顶，同时观察指重表负荷变化，在套管悬重的基础上加压2-4KN，继续慢慢用管钳正转方钻杆，使底部套管进扣并旋紧，同时密切观察指重表负荷变化，当指重表负荷每上涨30-50KN，再次下放套管使指重表负荷降至套管起始悬重值，重复正转套管柱紧扣，直至人工不能转动后再用液压转盘达到套管紧扣设计扭矩要求。测量紧扣前后套管下降深度，如达到或超过10cm，可初步判断套管对扣成功，通过套管试压进行准确判断。