修井工具与技术
修井工具与技术
第一章 检测工具
判断、证实井下状况是处理井下事故和油水井大修作业的首要前提，是选择应用修井工具的主要依据。因此，检测工具的作用是很重要的。
第一节 通径规
1．用途
检测套管、油管、钻杆以及其他井下管子的内通径是否符合标准，检查他们变形后能通过的最大几何尺寸。
2．结构
套管通径规如图1-1所示，使一个两端加工有连接螺纹的筒体；上端与钻具相连接，下端备用。
油管或钻杆通径的测量一般都在地面进行。通径规的形状为一长圆柱体。其中一种形式是两端无螺纹，如7-2图（a ）。可利用刺油管时的蒸汽作动力，将其从被测管子的一端推入，另一端顶出。另一种形式为两端有抽油杆螺纹，与抽油杆连接用人力进行痛径，如图1-2（b ）
3．参数系列标准和技术规范
表1-1 套管系列用通径规
表1-2油管系列用通径规
4．操作方法及注意事项
1）将套管通径规连接下井管柱下入井内通径规应
能顺利通过，若遇阻则说明井下套管有问题。
2）当下井的工具较长时，可以在通径规下端再连接另一个通径规，两通径规间距大于工具长度进行通井。
3)地面通径实验时,管内应没有任何外来物质,并应适当支撑,防止管子下垂,以便通径规自由通过.
图1-1 套管通径规
图1-2 油管、钻杆通径规
第二节 铅模
1．用途
用来探测井下落鱼鱼顶状态和套管情况。通过分析铅模同鱼顶接触留下的印记和深度，反映出鱼顶的位置、形状、状态、套管变形等初步情况，作为定性的依据，提供施工作业参考。
2．结构
铅模由接箍1、短节2、拉筋3及铅体4等组成，中心有水眼，以便冲洗鱼顶。如图1-3所示。 3．技术规范 技术规范见表1-3所列。
表1-3铅模技术规范
4.操作方法
1） 检查铅模柱体四周与底部，不能有影响印痕判断的
伤痕存在，如有轻微伤痕，应及时用锉刀将其修复平整。
2） 测量铅模的外形尺寸，如果是一次成型铅模，铅体
成锥形，应以铅模底部直径为下井直径，，并留草图。 3） 丝扣涂油，接上管柱，下入井中。
4） 下钻速度不宜过快，以免中途将铅模顿碰变形，影
响分析结果。
5） 下至鱼顶以上一单根时开泵冲洗，待鱼顶冲净后，
加压打印。
6） 打印钻压一般为30kN ，最大不能超过50kN. 7） 加压打印一次后即行起钻。
5．注意事项
1） 铅模在搬运过程中必须轻拿轻放，严禁甩碰。存放及车运时，应底部向上或横放，并
用软材料垫平。
2） 铅模水眼小易于堵塞，要求钻具清洁，无氧化铁宵。为防止堵塞，可下钻300~400m
后洗井一次。
3） 打印加压时，只能加压一次，不得二次打印，而使印痕重复，难于分析。
图1-3 铅模
图1-4 铅模制作工具示意图
第三节井径仪Array 1．用途
探测油、套管管内腐蚀、穿孔、裂缝、磨损、变形
及破裂等缺陷。
2．结构
一般由电缆接头、上扶正器、磁定位器、电桥探
针、电桥、下扶正器、尾接头组成。如图1-5所示。
3．作用原理
通电的电桥随井径仪由井底匀速上提，测管子内
径的探针随着管子内径的变化而动作，从而改变了电
桥的电阻值，通过电桥的电流也随之变化，将这个信
号通过放大器及地面二次仪表，记录出管子内壁的不
规则曲线，从曲线中可以分析出管子内壁损坏程度的
百分比。
4．技术规范
油管和套管用井径仪规范分别见表1-4、表1-5所
图1-5 管内井径仪
列。
表1—4 油管井径仪技术规范
表7—6 套管井径仪技术规范
5．操作方法
测管子内径时,先将仪器下到管子最下部,接通电源,慢速上提电缆,上提速度不超过25m/s.仪器下入深度靠仪器上部的磁定位器控制.通过电阻的改变及相关电信号的放大,由地面的二次仪表记录下来.
测量油管的记录纸共分五格,每格代表20%的管子壁厚。如图1—6所示。
测套管的记录纸共分九格。其他同上。 如果管子无损坏，则记录曲线较平稳的。只有在接箍部分出现峰值。若曲线超出格外，说明管子已经穿孔或有较长的纵向裂缝。
第四节 测卡仪
1．用途
测卡仪是处理钻井或修井被卡管柱中的辅助仪器，与爆炸倒口一起使用时。可迅速起出卡点以上的管柱，为处理卡钻事故提供了方便。
2．结构
如图1-7所示，主要有以下部件组成： 1电缆头，2磁定位仪，3加重杆，4滑动接头，5振荡器，6上弹簧锚，7传感器，8下弹簧锚，9底部短节，10爆炸接头，11爆炸杆
1）电缆头 是连接电缆和磁定位仪的部
件，中间有导线与仪器连接，形成一闭合回
路。
2）磁定位仪 用来准确地确定卡点以上第一个接箍的位置。与测卡仪配套使用的是小直径磁性定位器,接在电缆头的下面。
3) 加重杆 是保证工具顺利下放的附件。为空心杆,孔中有导线,可与仪器接通电路.每根加重杆长2m,重约16kg.测卡时通常接三根,最多不得超过五根.
4) 滑动接头 内腔是密封的,腔内有呈双层螺旋弹簧的导线。内层导线接壳体,外层导线接芯子,将滑动接头与磁定位及传感器连接后即接通电路.
5) 震荡器 接在滑动接头下部,中间有导线连通。当传感器线圈电感量发生变化时,震荡器频率也发生变化。
6) 上、下弹簧锚 测卡仪有上下两个弹簧锚,将传感器两端固定在被测管柱内壁上.其中间距离是1.32m,每个弹簧锚都是由4组弹簧沿圆周均匀分布构成的,每组有两片弹簧,且用螺钉固定在定位坐上。用螺旋压簧来调节弹簧的外径,并用中心杆上的定位套与定位环来固定弹簧的外径尺寸.中心杆内有导线。
在不同直径的管内测卡时,应选用不同规格
的弹簧支座,使弹簧外径适当,以保证测试精度.
7)传感器 感受拉力和扭矩，并对外传出相
应的信号。传感器接在两个弹簧锚之间，当钻杆受拉或受扭时，传感器电阻值发生变化。
图1-7 测卡仪 图1-6 油管内径曲线
8）底部短节接在弹簧支撑体下面。下接爆炸接头10和接爆炸杆11。
9）爆炸杆上有导爆索。找准卡点后，通400V高压电，低电流引爆倒扣。
3．工作原理
依据管材在弹性极限范围内受拉或受扭时，应变与应力或力矩成一定的线性关系的规律，被卡管柱在卡点以上的部分受力时，应符合上述关系；而卡点以下部分，因为力或力矩传不到而无应变。因此，卡点位于无应变到有应变的显著变化的部位。测卡仪能精确的测出 2.54×10-3mm的应变值。地面二次仪表能准确地接受、放大并明显地显示在仪表盘上，从而测出卡点。
4．技术规范
测卡仪本体有1//和15/8//两种规格，更换弹簧卡座，改变弹簧外径尺寸，可以适应从23/8//至113/4//的各种管内侧卡。
5．操作方法
(1)调试地面仪表先将调试装置与地面仪表连接好，再根据被卡管的规范，将调试装置上的拉伸应变表调到适当的测量范围（超过最大伸长应变）后，把地面仪表的读数调到100,然后把指针拨转归零。用同样的方法调试地面仪的扭矩。这样才能保证测卡时,既不损伤被卡管柱,又能准确测出正确的数据。
(2)测卡操作
1)先用试提油管柱等方法估算卡点的大致位置和卡点以上管柱的重量,并根据管柱的类型,规范确定上提管柱的附加力.
方法:用大于管柱悬重的拉力p1提拉油管,并在管柱上沿转盘平面作记号;然后再加大上提力(加100—200kN),记下拉力P2；用同样方法在管柱上作记号.两次拉力的差(ΔP=P2-P1)是对管柱相对状态1的拉力;两次记号之间的距离就是管柱相对状态1的伸长量ΔL.设卡点到井口的距离为L,管柱材料的当量截面积为F,则:
管柱轴线方向上的线应变ε=ΔL/L
在管柱横街面上的相对应力σ=ΔP/F
由虎克定律知σ=Eε
联立以上三式，可得到卡点到井口的距离L为
L=EΔLF/ΔP
从而可计算卡点以上管柱的重量W=ρgLF
式中E—管柱材料的弹性模量,一般碳钢E=206GPa;
F--管柱材料的当量截面积,查有关手册,或简单计算为F=л(D2-d2)/4；D,d分别为油管的外、内径。
ρ—管柱材料的密度，一般碳钢ρ=7800kg/m3
g—重力加速度。9.8m/s2
现场用经验公式为
L=kΔL/ΔP m
其中：k—与管柱有关的常数，对21/2//油管，k=2450
ΔL—两次伸长量之差，cm
ΔP—两次拉力之差，kN
2）将测卡仪下到预计卡点以上某一位置，然后自上而下逐点分别测拉伸与扭转应变，寻找卡点。一般先测拉伸应变，再测扭转应变。
测拉伸应变先松电缆，使测卡仪滑动接头收缩一半，此时仪器处于自由状态。将表盘读数调整归零，再用确定的上提管柱拉力上提管柱，观察仪表读数，并做好记录。
测扭转应变根据管柱的规范确定被卡管柱旋转转数（一般经验：每300m的自由管柱转3/4圈）。先松电缆，使测卡仪处于自由状态，然后将地面仪器调整归零，再按已确定的旋转转数缓慢平稳的转动管柱，观察地面仪读数的变化，并记录。然后控制管柱缓慢退回，观察仪表读数的变化，以了解井中情况。
逐点测试，直到找准卡点为止。
6．注意事项
（1）被测管柱的内壁一定要干净，不得有泥饼，硬蜡等，以免影响测试精度。
（2）测卡仪的弹簧外径必须合适，以保证仪器正常工作。
（3）所用加重杆的重量要适当。要求既能保证仪器顺利起下，又能保证仪器处于自由状况；以利于顺利测试。
7．爆炸倒扣
测卡仪可以一次连续完成测卡与爆炸倒扣两项工作，但最好分开进行。爆炸倒扣的简单操作如下：
（1）测卡后先将管柱上紧，借助磁定位器，将测卡仪的爆炸杆对正卡点以上管柱的第一个接箍处。
（2）按每300m转动3/4圈的经验（厚壁管、大直径管一般按每300m转动1/2圈），反转管柱。
（3）用400V，1.5A的直流电源引爆,一般就可能倒扣解卡.
本章作业
1.通径规的作用是什么?使用时应注意哪些问题?
2.铅模的作用是什么? 使用时应注意哪些事项?
3.井径仪的作用是什么?作用原理是什么?能分析由井径仪测得的油管内径曲线.
4.测卡仪主要由那几部分组成,各部分的作用是什么?
5.在测卡作业中，若已知预提油管拉力P1=150kN,第二次拉力P2=268kN, 两次提拉力之间油管的平均伸长量ΔL=25cm,被卡油管为21/2//标准油管,计算卡点的深度.(519m)
6.如何进行爆炸倒扣操作?
第二章切割类工具
对于被卡的管类落物或需要修理的套管,用其他方法无法处理时,常采用切割的方法处理。本章只介绍三种典型的切割工具及技术。
第一节机械式内割刀
1.用途
机械式内割刀是一种从井下管柱内部切割管子的专用工具。除接箍外可在任意部位切割。若在其上部配有可退式打捞锚,就可以将卡点以上的管柱一次性切割和提出.
2.结构
如图2-1所示,主要由芯轴、切割机构、限位机构、锚定机构等部件组成。
（1）芯轴其上部有与钻杆相连接的母扣，底部螺纹接引鞋，其他部件均套在芯轴上，芯轴中心有水眼，可进行循环。
（2）切割机构由刀片5、刀枕6、主弹簧14等组成。刀片外边有弹簧片4，自由状态的弹簧片停放在心轴的刀片槽内；坐卡后，芯轴下放，刀片沿刀枕斜面外伸；钻柱旋转时，刀片和刀枕一起随芯轴转动进行切割。刀片进给时，刀枕所承受的轴向力完全由主弹簧承担，保证了进刀平稳，不致因冲击载荷而损坏刀片。
（3）限位机构切割过程中，旋转和下放两种运动形式同时进行。旋转速度由地面控制。
而下放时，刀片总进给量是由限位圈来控制的。其结构是，限为圈端面上有三个凸台，切割时与刀枕一起转动，但不能随工具下行。当芯轴达到最大下放量时，凸台与芯轴台肩接触，此时刀片外伸量为极限值，主弹簧受到最大压力。
（4）锚定机构由扶正壳体20、滑牙套18、滑牙板17、弓形板簧19、弹簧9、卡瓦16、锥体13等零件组成。扶正壳体内均布三个T形槽，内装滑牙板和弓形板簧。扶正壳体上部均布三个T形孔，吊挂着三个卡瓦。滑牙板内侧表面有3～4锯齿形牙，在弓形板簧作用下，紧紧贴合在滑牙套外表面的锯齿螺纹上，滑牙套与芯轴螺纹连接。
3．作用原理
当工具下放到预定深度时，正转钻杆柱,由于摩擦块紧贴套管壁产生一定的摩擦力,迫使滑牙板与滑牙套相对转动,推动卡瓦上行,沿锥面张开,并与套管壁接触,完成锚定动作。继续转动并下放钻柱,则进行切割。切割完毕后,上提钻柱,芯轴上行, 滑牙套上的单向锯齿螺纹压缩滑牙板板簧,使之收缩,由此滑牙板与滑牙套即可跳跃复位,卡瓦脱开,解除锚定.各元件复位.
4.技术规范
见表2—1所示
5.操作方法
(1)通井,保证下井工具畅通无阻;
(2)根据被切管子尺寸,选好机械内切刀;
(3)将工具接在钻柱下端,下至预定深度;
(4)循环洗井;
(5)正转钻柱,逐渐下放,直至坐卡,此时悬重应保持原钻柱重量;
(6)继续以每分钟12～24的转速(参照表2-1)正转,从开始切割(扭矩增加)为起点,
每次下放量为1～2mm(或参照表2-1).
(7)若扭矩显著减小,说明管柱被切掉;
(8)上提管柱即可恢复常态.
8.注意事项
(1)下工具过程中,应防止正转钻柱,以免中途坐卡;若中途坐卡,可上提钻柱即可复
位,然后继续下放
(2)切割时应按规定控制下放量和转速,以防刀片损坏.
7.优、缺点
优点：
(1)结构紧凑,性能可靠,切割成功率高.
(2)切割深度准确,切口平整.
(3)更换少量零件即可扩大切割范围.
(4)有水眼,可进行循环.
缺点：操作较难掌握.
第二节机械式外割刀
1.用途
从套管、油管或钻杆外部切断管柱。更
换成卡瓦式卡爪装置后，可在除接箍外任何
部位切割。切割后，可直接提出断口以上的
管柱。
2．结构
如图2—2所示。主要由上接头1、卡爪
装置2，3，4、止推环5、承载环6、隔套7、
筒体8、主弹簧9、进给套10、剪销11、刀
片12、轴销14、丝堵15、引鞋13等组成。
筒体8上接上接头，下连引鞋，体内装
有卡爪装置、止推环、承载环等零件。上接
头可同套洗筒或其他工具管柱相连。卡爪装
置有三种形式：弹簧爪式、棘爪式和卡瓦式。
卡爪装置的主要作用是：使割刀固定在预切
割部位的管住上。
弹簧爪式卡爪装置可卡在套管、油管、
钻杆等标准接箍处，也可卡在带台阶的工具
接头外。用以固定割刀来实现定位切割。如
图所示.
卡爪装置的下面是止推环和承载环。这
两个零件是上部静止部分与下部运动部分
的分界，因而有承压、耐磨的作用。主弹簧
由矩形截面的弹簧钢板绕制而成。装配状态
下，主弹簧处于受压状态。
引鞋有两种：一种是筒形，下端有一大的内锥面；另一种下部有螺旋形缺口及内锥面。后者更容易引入靠在井壁上的落物。
3．作用原理
接在套铣管柱最下端的外割刀下入井后，引鞋将被卡管柱引入外割刀内腔，卡爪装置中的卡爪紧紧贴在被切管柱本体外壁下行。当遇到接箍或者加厚部位时，卡爪被推开或者被胀大，在弹性力的作用下，卡爪滑过接箍后，又重新贴在管柱本体下行。
工具下至切割位置后，上提工作管柱，卡爪便卡在被切段上部的第一个接箍台肩处。随着上提力的增加，卡紧力也增大；达到一定值后，进给套上的剪销被剪断。进给套在弹簧力的作用下，推动刀片内伸。转动工作管柱，刀片便进入了切割状态。
随着切削深度的增加，进给套将不断地使刀片产生进给运动。可见在切割过程中，卡爪装置卡在被切管柱上，是不动的。机械式外割刀的其余部分随工作管柱一起转动，止推环和承载环是一对滑动摩擦副。
棘爪式卡爪装置如图2-2(b)所示,可卡在整体管柱的加厚部位，不受接箍的限制。由座体6、间隔套9、棘爪3、扭力弹簧4、销轴5等组成。座套上半部六个豁口，安装六个棘爪。棘爪长而扁，被销轴和扭力弹簧固定并压向水平位置。
卡瓦式卡爪装置 如图2-2(c)所示.可卡在
管子本体的任意部位上.由卡瓦5、中间接头2、卡瓦锥体4、卡瓦锥体座6、弹簧3等零件组成。中间接头连在上接头与筒体之间，用以补偿原工具尺寸的不足；同时中间接头上部有一台阶，压住弹簧。下端面压住卡瓦锥体座，使其固定不动。卡瓦锥体是圆柱形套，内孔有一锥面。两个剪销把锥体座和锥体连在一起。卡瓦是整体式。圆环体的下部有四个卡瓦片，卡瓦片内表面有坚硬的内齿，外表面是圆锥面。安装这种卡爪装置的外割刀，还可以退出落鱼。
4．技术规范
见表2-2所列
5.操作方法
(1)套铣在下割刀前要进行套铣,使被割管住与水泥环分开.套铣鞋的尺寸必须符合其外径稍大于所选定的外割刀外径,内径要小于外割刀内径2～4mm的规定.若要割断的管柱是套管内的油管或钻杆则不必套铣.
(2)下井
1)根据被切管柱的尺寸选定外切刀,并用工作井眼的最小尺寸校验工具能否通过.
2)根据被切管柱的连接接箍或台肩选定卡爪装置.
3)拧紧各部分螺纹,下至预切深度.
(3)切割
1)校准切割深度,开泵循环,正常后,上提工作管柱,卡爪装置卡住接箍,使割刀固定.继续增加上提负荷达到表2-2的规定值,进给套上的销钉被剪断,在主弹簧的作用下,进给套压迫刀片,实施割刀进给.
2)均匀地、慢慢地旋转工作管柱，刀片开始切割。
3）指重表有明显摆动时说明切割完成。提出被割管柱及工具。
6．注意事项
（1）在整个切割过程中，要保持剪断剪销的上提负荷。
（2）接上方钻杆后开泵循环，待循环正常后停泵，然
后才开始对刀和切割。
（3）切割开始时，要慢转小扭矩，实现轻微切割。如
果发现扭矩过大，转速过慢，应轻微下放工作管柱，直
至扭矩小，转动自如为止。再上提管柱6mm左右进行切
割。
（4）在裸眼中切割，一般情况下，切断长度不要超过
140m。
7．维护保养
（1）使用后的机械式外割刀应彻底冲洗干净、擦干、
涂油后装配好，放阴干处保存。
（2）对刀片、卡爪装置应进行全面检查，及时更换磨
损件。
（3）更换的剪销必须有剪切数据，不得用其他材料代
替。
8．特点
（1）切割深度准确，切口整齐，有利于下步作业。
（2）切割速度平稳，能够自动进刀。
（3）可进行泥浆循环。
（4）缺点：是一种不可退式工具，操作中要特别细
心，保证一次切割成功。
第三节水力式外割刀
1．用途
图2-3 水力式外割刀
同机械式外割刀
2．结构
如图2-3所示，由筒体部分、进给机构、切割机构、限位机构四部分组成。
筒体部分由上接头1、外筒12和引鞋13组成,上接头上接套铣管柱,下接外筒.外筒壁上有五条纵向刀槽,其内各装一个刀片9、刀销10和一个刀销螺丝11。引鞋下部为螺旋线缺口，便于引入落鱼，上接外筒。
进给机构由活塞3和进刀套6两部分组成。活塞是一个完整的锥筒切成相等的四片，被橡皮箍2和“O”型密封圈4紧抱在一起，构成一个锥形可胀缩的特殊活塞。每个活塞片上斜开一个溢流孔，用以保证工具工作时稳定泵压和冷却刀片。活塞片下部的T型头倒挂在下部的进刀套6的T型槽里。
进刀套外表面有O型密封圈,以形成水力压差;上部均布4个T型槽,用以倒挂活塞片.中下部对开两条导向长槽.
切割机构有刀片9、导销10、刀销螺丝11组成。不工作时，刀片由剪销7靠进刀套锁定在刀槽内。
限位机构由剪销7、导向螺丝8和外筒上的限位台肩构成。剪销可在未进入切割之前限定着进给机构、切割机构的动作。导向螺丝是在切割过程中，限定进给套只能上下移动。外筒上的限位台肩控制切割过程中进给机构的最大进给量，以防损坏刀片。
3．作用原理
接在套铣管柱最下端的水力式外割刀下到预定的切割位置后，加大循环液量，活塞在上下压差的推动下，下移。使进刀套剪断销钉后推动刀片绕刀销轴向内转动。此时，转动工作管柱，刀片就切入管壁，实现切割运动。在整个切割过程中，应保持循环泵压稳定，直至切断管柱。
切割完成后，只要上提工作管柱，活塞片就将卡在被切管柱最下一个接箍上，连同被切下的管柱，一起提出井口。
4．技术规范
技术规范见表2-3所列
表2-3 水力式外割刀技术规范
5．操作方法
（1）准备套铣被卡管柱，铣鞋外径稍大于割刀外径，内径稍小于割刀内径。套铣至低于预割位置以下一根管的深度。
(2)下井选用适当规格的外割刀,配上合适的活塞,接到套铣管柱上,下至预割位置.
(3)开泵打开放泄阀,启动泥浆泵,再逐步关闭放泄阀,增大排量,使活塞上下产生1～1.2MPa压差,将销钉剪断(排出压力表出现明显波动),然后,打开放泄阀放掉压力.
(4)切割以15～25r/min的转速转动割刀(工作管柱),慢慢关小放泄阀,直至压力达到规
定值,流量大于规定值.
(5)起钻切割中,若转速、扭矩和悬重出现明显变化，说明管柱可能已经被切断。先将割刀向上试提25～50cm，旋转钻柱，如不受阻，证明切割成功。即可起钻。
6．注意事项
（1）水力式外割刀在使用过程中，必须保证工作压力平稳。若有较大波动，将使工作中的刀片折断。
（2）水力外割刀为不可退式。下井前、切割中，一定按以上操作规定使用。
7．维修保养
（1）工具出井后,清洗干净,检查全部零件,
损坏的应更换。组装时，剪销要固定装
好.
（2）各配合面涂机油,并在各螺纹连接处涂
螺纹脂,放阴干处保管.
本章作业
1.修井用切割类工具的作用是什么?
2.机械式内割刀的作用原理是什么?操作方法
是什么?
3. 机械式外割刀主要由那些主要元件组成?工
作原理是什么?
4.说明机械式外割刀的操作方法.
5.水力式外割刀的活塞进给原理是什么?
第三章倒扣类工具
是指在修井过程中倒出卡点以上遇卡管柱的专
用工具.种类很多,本章只介绍两种典型的倒扣工具.
第一节倒扣器及其倒扣
工艺
1.用途
将钻杆的右旋转动(正扭矩)变成遇卡管柱的左
旋转动,使遇卡管柱的连接丝扣松开.由于这种变向
装置没有专门的抓捞机构,因此必须同特殊形式的打
捞筒、打捞矛、公锥或母锥等工具联合使用，以便
完成倒扣打捞工作。
2．结构
倒扣器主要由接头总成、变向机构、锚定机构、
锁定机构等组成，如图3-1所示。图3-1 倒扣器
（1）接头总成1 主要由连接轴、牙嵌块、锁定套、节流塞等组成。其主要作用是：用连接轴、牙嵌块将钻杆上的转动扭矩传至变向机构的长轴；中间水眼和溢流孔的作用是投球之后，在倒扣器以上形成新的循环通道，以免憋泵；锁定套及其上的紧定螺钉、锁定连接轴和变向机构，都是用来防止松扣和脱节。
（2）变向机构
主要由长轴、行星齿轮、支撑套、外筒承载套等零件组成。其主要作用是：通过行星齿轮机构变换了从上接头，经中心长轴传来的转速和转向，从而把右旋扭矩变成左旋扭矩；行星机构上的支承套把钻杆上的运动和扭矩传给锚定机构,使其坐定在套管内;长轴和承载套负担打捞作业中的全部上提力.
(3)锚定机构主要包括空心轴、锚定翼板、连动板、摩擦套筒、摩擦胀圈、转套、销轴等。锚定机构的主要作用如同减速器的地脚，靠展开的翼板和坚硬的合金块啃入套管壁内，将倒扣器坐定在套管上。
（4）锁定机构主要包括滑动轴、弹簧、钢球、下接头等。锁定机构的主要作用是：在投球后憋压，迫使滑动轴上的键进入下接头的键槽内，将倒扣器的四部分连成一体，有利于打捞作业和释放落鱼。
3．作用原理
（1）变速、换向运动钻杆右旋→带牙嵌的连接轴右旋→长轴右旋→行星齿轮组，此时有两种运动：行星齿轮的自转n自，星轮支承套（系杆）同行星齿轮一起绕长轴公转n公。则有三种工况：
1）倒扣器未打捞到落鱼,空转，外筒与支承套均无制动力矩,倒扣器整体右旋，n筒=n钻.
2) 倒扣器抓住落鱼,外筒被制动, n筒=0, 行星齿轮除自转外,还带动支撑套公转
n公= n钻(1+z筒/z轴)
式中z筒—外筒内齿的齿数; z轴—长轴的外齿齿数.
由于支撑套的转动,使锚定翼板伸出,将倒扣器锚定在套管上。
3) 倒扣器锚定后, 支撑套不再转动, n公=0,此行星机构成为定轴轮系,外筒将钻杆的右旋转变为左旋转动.实现倒扣.
n筒= n钻(z筒/z轴)
(2)锁定运动在整个打捞倒扣的操作中,有时要求上、下接头同步同向转动，而锚定机构不能坐定在套管上。为此必须对倒扣器的左旋部分加以锁定。
锁定方法：向倒扣器内投放一钢球，待钢球滑落在滑动轴的球座上后，开泵，以大流量量、中压力循环。液压力克服弹簧力压下滑动轴，滑动轴上的两个键进入下接头，但又脱不开长轴的键槽，从而使长轴和下接头连成一体，即所谓的锁定。
4．技术规范
技术规范见表3-1所列。
5.操作方法及注意问题
（1）倒扣器与打捞工具的组装顺序：自落鱼向上为倒扣捞筒（或倒扣捞矛）+倒扣安全接头+倒扣下击器+倒扣器+正扣钻杆（或油管）。
其中用倒扣捞筒或倒扣捞矛去抓捞落鱼；用倒扣下击器去补偿连接螺纹松扣时的上移量。用安全接头去收回倒扣捞筒或倒扣捞矛在不能释放落鱼时安全接头以上的管柱。
（2）倒扣器操作要点
1）按使用说明书检查钢球尺寸。
2）根据落鱼尺寸选择打捞工具，按组接顺序连接好工具管柱。
3）将工具管柱下至鱼顶深度，记下悬重G1值，开泵洗井，正常后停泵。
4）直下或缓转反转工具管柱入鱼，待指重表下降10~20kN停止下放，在井口记下第一个记号。
5）上提工具管柱，其负荷为Q=G1+(20~30)kN，并在井口记下第二个记号（此时抓住落鱼，拉开下击器）。
6）继续增加上提负荷。上提负荷大小视倒扣管柱长度而定，但不得超过说明书规定负荷。
7）在保持上提负荷的前提下，慢慢正转工具管柱（使翼板锚定）。
8）继续正转工具管柱（倒扣作业开始）。
9）当发现工具管柱转速加快，扭矩减少，说明倒扣作业完成。
10）反转工具管柱（锚定翼板收拢）。
11）提钻。
（3）倒扣器使用中应注意的几个问题
１）倒扣作业前，井下情况必须清楚。如鱼顶形状、落鱼自然状态、鱼顶深度、套管和落鱼间的环形空间大小、鱼顶部位套管的完好情况等。对不规则鱼顶要修整、而对倾斜状态下的落鱼可加接引鞋。
２）倒扣器不可锚定在裸眼内或者破损套管内。如果鱼顶确系处于裸眼或破损套管处时，必须在倒扣器与下击器间加接反扣钻杆，使倒扣器锚定在完好套管内。
３）倒扣器在下至鱼顶深度的过程中，切忌转动工具。一旦因钻柱旋转，使倒扣器锚定在套管内时，则应反转钻柱，即可解除锚定。
４）扣器工作前必须开泵洗井，循环不正常不得进行倒扣作业。
５）锚定翼板上的每组合金块安装时必须保证在同一水平线上。校对方法可用一钢板尺检查，低者、高者均需更换。
（４）退出工具管柱的操作要点根据倒扣作业中某种情况，需要释放落鱼退出工具时，应按下列程序退出工具。
１）反转工具管柱，关闭锚定翼板。
２）下压工具管柱至井口第一个记号（关闭下击器），使倒扣器正转0.5~1圈起钻。
３）如果仍不能退出工具，可投球憋压（有的倒扣器可直接憋压）锁定工具，边正转边上提卸开安全接头。（注：倒扣安全接头内为左旋方牙螺纹）
6.维修保养
(1)倒扣器每次使用后，必须进行彻底清洗，冲刷净泥浆、油泥等各种污物。
(2)倒扣器在使用正常的情况下，每下井3~5次小修一次。
(3)每下井8~10次要中修。
第二节倒扣捞筒
1．用途
倒扣捞筒既可用于打捞、倒扣，又可释放落鱼，还能进行洗井液循环。在打捞作业中，倒扣捞筒是倒扣器的重要配套工具之一，同时也可同反扣钻杆配套使用。主要特点是：（1）综合了各种捞筒、母锥等工具的优点，使打捞、倒扣、退出鱼顶、冲洗鱼顶一次实现。
（2）动作灵活，性能可靠，打捞成功率高。
（3）结构复杂而紧凑，加工难度大。
（4）抗拉负荷大，倒扣力巨大。
（5）操作容易，维修简便。
2．结构
如图3-7所示，主要由上接头1、筒
体6、抓捞卡瓦5、限位座4、弹簧2、
密封装置8和引鞋10等零件组成。
上接头1：上接钻杆或其他工具，
下接筒体6，中间内孔装弹簧2。
筒体6：上接上接头，下接引鞋。上
部均布三个键控制着限位座的位置
(A—A剖视图)，允许限位套上下滑动和
0~900转动;下部是圆锥形内表面，在圆
锥形内表面上也有三个键，与上部三个
键遥遥相对，用来向卡瓦传递扭矩。三
个键沿锥面随坡就势，且高度不一，上
起点最高，越向下越低，到末端随同锥
度消失而高度为零。起端的上端面为正
锥斜面,与筒体内表面有一夹角，用以容
纳卡瓦下斜脚，悬挂卡瓦以便退出落鱼。
锥形内表面使卡瓦产生夹紧力，实现打
捞或倒扣。
限位座4：可上下滑动和0~900转动，
中部环形槽悬挂着三个卡瓦，在下放工
具过程中传递弹簧力，使卡瓦压向落鱼;
同时与上接头限定了卡瓦上升高度，迫
使卡瓦张开,引入落鱼。
卡瓦5：共三块，均布在限位座上。
上端吊挂块挂在限位座上;下部位卡瓦
锥体外锥面与筒体内锥面配合,内弧面加工有三角形牙,弧面直径稍小于落鱼外径，有利于卡紧落鱼。最下端有一大的内倒角，有利于引入落鱼。
3．作用原理
下放工具至落鱼顶，转动工具，引入落鱼。当内径略小于落鱼的外径的卡瓦接触到落鱼时，筒体相对卡瓦开始下滑，弹簧被压缩，限位坐顶在上接头下端面上，迫使卡瓦外胀，落鱼进
入卡瓦，由于弹簧力的作用，卡瓦牙始终贴紧落鱼外表面。若停止下放后,上提钻具,筒体相对卡瓦上行,由于卡瓦与筒体锥面贴合,随着上提力的增加,三块卡瓦对落鱼的夹持力也相应增加；三角牙吃入落鱼外壁。继续上提,就可实现打捞。
如果此时对钻杆施以扭矩，通过筒体上的键传给卡瓦和落鱼，使落鱼接头松扣，即实现倒扣。
如果打捞和倒扣都失败，要退出落鱼，收回工具，则可放松并将钻具下击，使卡瓦与筒体锥面脱开，然后右旋，卡瓦最下端大内倒角进入内倾斜面夹角中，将卡瓦锁定在筒体上，随筒体一起转动。上提钻柱就可退出落鱼。
4．技术规范
技术规范见表3-2所列。
表3-2倒扣捞筒规范参数表
2/8REG表示正常型锥管螺纹,大端基面中径为2/8. NC31表示数字型锥管螺纹,大端基面中径为3.1吋.
5.操作方法及注意事项
(1)检查捞筒规格是否与打捞的落鱼尺寸相等.
(2)拧紧各部丝扣、下井。
(3)距鱼顶1~2m开泵循环，冲洗鱼头。待循环正常后3~5min停泵,记录悬重.
(4)慢慢右旋,慢慢下放工具,待悬重回降后,停止旋转和下放..
(5)按规定负荷上提并倒扣.当左旋力矩减小时,说明倒扣完成，起钻。
(6)当需要退出落鱼时，钻具下击，使工具向右旋转1/4~1/2圈，并上提钻具，即可退出落鱼。
6．维修保养
（1）工具起出后，用清水冲洗干净。
（2）检查全部零件，卡瓦应进行探伤检查，若有裂纹，不得再用。
（3）擦拭干净，各接头螺纹涂润滑脂，重新装好，放阴干处保存。
第三节倒扣捞矛
1．用途
同倒扣捞筒。不同点是从落鱼内部卡住后实施倒扣的。
2．结构
如图3-8所示。由上接头1、矛杆2、花键套3、限位块4、定位螺钉5、卡瓦6等零件组
成。
上接头1：上接钻杆或其他工具，下联矛杆2。下端面上有三爪牙嵌，与花键套3相连；通孔内是细牙螺纹，与矛杆2相联。
矛杆2：中间有水眼。上部的细牙螺纹与上接头1连在一起，承担着工具许用的全部上提力和下砸力。与花键套3之间为花键联接，传递扭矩（A—A截面）。中段圆柱面上有单键（B—B 剖面），对卡瓦起着导向和定位作用。下部正锥面上有三个键，此三键在锥面上高度不一，上起端最高，下末端随着锥度的消失而消失，上端面为内倾斜面，与圆柱面之间有一夹角，如图。锥面的作用是：使卡瓦产生外胀夹紧力而实现抓捞。三个键的作用是把钻杆的力矩转给卡瓦实现倒扣。内倾斜面间的夹角是挂住卡瓦，使工具退出落鱼。
花键套3：键联在矛杆2上，上端
牙嵌与上接头相联传递扭矩。在倒扣
捞矛总装完成后，就被限位块4和定
位螺钉5固定，只起传递扭矩的作用。
卡瓦6：可在矛杆上移动和转动一
定角度,.上部为筒体,内壁有1/4弧型槽,
与矛杆上的单键构成卡瓦工作和非工
作状态的限定机构;下部捞爪为三瓣卡
瓦,是由整体加工成的锥套切成，装配
状态下均匀分布在矛杆上的三个键之
间。每瓣外表面略成锥度，上大下小，
并加工有十分坚硬的三角形牙；内表
面是与矛杆同锥度的内圆锥面与矛杆
锥面贴合；下端有大的外倒角，以便
进入矛杆锥面上的三个键内倾斜面夹
角内，使三瓣卡瓦锁住，退出落鱼。
3．作用原理
倒扣捞矛在抓捞和倒扣作业中，主
要动作过程如下：
当外径稍大于落鱼通径的卡瓦接
触落鱼时，卡瓦与矛杆开始产生相对
滑动，卡瓦后退，从矛杆锥面脱开，
矛杆继续下行，花键套顶住卡瓦上端
面，迫使卡瓦缩入落鱼内。若停止下
放，此时卡瓦对落鱼内径有外胀力，
紧紧贴住落鱼内壁。而后上提钻柱，
矛杆上行，矛杆与卡瓦锥面吻合。随
着上提力的增加，卡瓦被胀开，外胀
力使得卡瓦牙咬入落鱼内壁，且上提
力越大外胀力越大，永远不会打滑。继续上提即可实现打捞。
如果此时在钻杆上施加扭矩，那么扭矩将通过上接头的牙嵌→花键套的内花键→矛杆下部三个键→卡瓦→落鱼，即实现倒扣。
如果打捞和倒扣都失败，要退出落鱼，收回工具，则可下击矛杆，使矛杆与卡瓦锥面脱开，然后右旋钻杆使矛杆转动，卡瓦下端倒角斜面进入锥面键的夹角中，卡瓦上部筒体内壁的弧
形槽限定了卡瓦与矛杆的相对位置，使矛杆与卡瓦锥面不再贴和，即可退出落鱼。
4．技术规范
技术规范见表3—3所列。
表3—3 倒扣捞矛技术规范
5.操作方法及注意事项
(1)检查工具卡瓦尺寸是否符合所打捞的油管或钻杆的尺寸。
(2)拧紧各部连接螺纹,下井,引入落鱼。
(3)离鱼顶1~2m时停止下放，记录悬重，开泵循环，冲洗鱼顶，待循环稳定后停泵。
(4)再慢慢右旋的同时下放工具，待悬重下降，有打捞显示时，停止下放及旋转。
(5)上提至设计的倒扣负荷、倒扣。
(6)需要释放落鱼时，可用钻具下击，右旋若1/4~1/2圈，上提钻具即可退出。
6．维修保养
（1）工具出井后，用清水冲洗干净。
（2）检查全部零件，花键套、卡瓦要作无损探伤试验，确认无损伤方可装配再次使用。
（3）各零件重新组装后，涂机油，放阴干处保管。
第四节倒扣安全接头
1．用途
连接在工具管柱上，传递扭矩，承受拉、压和冲击负荷，而在打捞工具遇卡，或者动作失灵，无法释放落鱼收回钻具时，可以很容易的将此接头旋开，收回安全接头以上的工具及管柱，再行处理下部钻柱和工具。它可以单独使用，也可作为倒扣器的配套工具。
2．结构
倒扣安全接头如图3-9所示，由上接头1、防挤坏2、下接头5、密封圈4和螺钉3组成。
上接头1上部为钻杆母扣，同钻
杆或倒扣下击器连接。下部外柱面
上是方牙螺纹，同下接头5旋合在
一起。下接头下端为钻杆公扣，将
同打捞工具连接。上下接头之间是
防挤环，套装在上接头台阶下的圆
柱表面上，圆柱表面上有环形槽；
四个沉头螺钉拧紧在防挤环体上，
穿过环体壁，凸出部分伸入环槽中，使得防挤环可任意转动和少量轴向移动。环体上、下端经特殊热处理，并均布16个半圆槽，可十分有效的防止了因端面受巨大压力和扭矩而粘合。
3．工作原理
连接在钻具上的安全接头靠其防挤环与上、下接头的端面摩擦力传递扭矩，承受压力。靠其方牙螺纹承受拉力。因此，当防挤环不受挤状态时，几乎不能传递反向扭矩。只要上提工具管柱力大于工具管柱悬重20~30kN倒扣，安全接头能轻便地旋开。
同倒扣器配合使用时（此时为左旋方牙螺纹），一旦需要卸脱安全接头。必须先投球关闭倒扣器，再行旋开。
4．技术规范
技术规范见表3—4所列。
表3—4倒扣用安全接头技术规范
5.操作方法
在大于钻柱悬重下,边反转边上提。与倒扣器配合工作时见倒扣器一节。
6．维护保养
（1）每次用后清洗检查，更换易损件。
（2）擦干、涂油，放阴干处保管。
第五节倒扣下击器
1．用途
（1）作为一个开式下击器连接在管柱中，必要时对卡点施以瞬间下砸力，帮助解卡。
（2）同倒扣器配合使用，吸收倒扣过程中螺纹松扣的升移量。
2．结构
如图3—10所示，倒扣下击器主要由芯轴1、承载套2、圆柱键3、筒体4、弹性销5、导管7、下接头9及密封件7、8组成。
芯轴1上部是钻杆母扣，用以同倒扣器或钻杆连接；下部连接导管，用弹性销锁紧防松；
各类修井作业的技术特点及安全技术要求
各类修井作业的技术特点及安全技术要求 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
各类修井作业的技术特点及安全技术要求石油修井作业的主要工程包括：试油、中途测试、工程测试、小修、射孔、大修、侧钻、封串、压裂、酸化、防砂、堵水、调剖、解堵等。这里主要介绍试油、小修、大修、压裂、酸化等。 (1)清蜡包括机械清蜡和热力清蜡两种 ①机械清蜡。包括刮蜡片清蜡和套管清蜡。刮蜡片清蜡是利用井场电动绞车下入油井中，在油管结蜡井段上、下活动，将管壁上的腊刮下来被油流带出井口，该方法适用于自喷井和结蜡不严重的井；套管清蜡是将螺旋式刮蜡器接在油管下面，利用油管的上下活动将套管璧上的蜡清理掉，也可以利用转盘带动刮刀钻头刮削；同时利用液体循环把清理下的蜡带到地面。②热力清蜡。包括电热清蜡、热化学清蜡、热油循环清蜡和蒸汽清蜡等。电热清蜡是以油井加热电缆，让电能转化为热能共给油流加热，使其温度升高达到清蜡、防蜡目的。热化学清蜡是利用化学反应产生的热能来清蜡。热油循环清蜡是利用本井生产的原油，经加热后注入井内不断循环，使井内温度达到蜡的熔点，蜡被逐渐融化并随同油流到地面。蒸汽清蜡是将井内油管起出来，摆放整齐，然后利用蒸汽车的高压蒸汽融化并刺洗管内外的结蜡。 (2)冲砂
(I)冲砂方式有正冲、反冲、旋转冲砂等。正冲：冲砂液沿管柱流向井底，由环形空间返回地面。反冲：与正冲相反。旋转冲砂：利用动力源带动工具旋转，同时用泵循环卸砂，大修冲砂常用此法。 (II)安全技术要求：①不准带泵、封隔器等其他井下工具探砂面和冲砂②冲砂工具距油层上界20m时，下放速度应小于0.3m/min；③冲砂前油管提至离砂面3m以上，开泵顺环正常后，方可下放管柱；④接单根前充分顺环，操作速度要快，开泵顺环正常后，方可再下放管柱；⑤冲砂过程中应注意中途不可停泵，避免沉砂将管柱卡住或堵塞；⑥对于出砂严重的井，加单根前必须充分洗井，加深速度不可过快，防止堵卡及憋泵；⑦连续冲砂5个单根后要洗井一次，防止井筒悬浮砂过多；⑧顺环系统发生故障，停泵时应将管柱上提至砂面以上，并反复活动；⑨提升系统出现故障，必须保持正常顺环；⑩泵压力不得超过管线的安全压力，泵排量与出口排量保持平衡，防止井喷或漏失； 对检泵的安全技术要求如下：①要取全、取准下井泵的各项资料； ②下泵深度要准确，防冲距要合适；③下井油管丝扣要涂抹密封脂，要求油管无裂缝，无漏失，无弯曲，丝扣完好；④抽油管应放在5个支点以上的支架上，不准落地；⑤起抽油管时如果遇卡，不准硬拔；⑥对深井泵的起下与拉运过程要特别注意。
修井工具与技术
修井工具与技术 第一章 检测工具 判断、证实井下状况是处理井下事故和油水井大修作业的首要前提，是选择应用修井工具的主要依据。因此，检测工具的作用是很重要的。 第一节 通径规 1．用途 检测套管、油管、钻杆以及其他井下管子的内通径是否符合标准，检查他们变形后能通过的最大几何尺寸。 2．结构 套管通径规如图1-1所示，使一个两端加工有连接螺纹的筒体；上端与钻具相连接，下端备用。 油管或钻杆通径的测量一般都在地面进行。通径规的形状为一长圆柱体。其中一种形式是两端无螺纹，如7-2图（a ）。可利用刺油管时的蒸汽作动力，将其从被测管子的一端推入，另一端顶出。另一种形式为两端有抽油杆螺纹，与抽油杆连接用人力进行痛径，如图1-2（b ） 3．参数系列标准和技术规范 表1-1 套管系列用通径规 表1-2油管系列用通径规 4．操作方法及注意事项 1）将套管通径规连接下井管柱下入井内通径规应 能顺利通过，若遇阻则说明井下套管有问题。 2）当下井的工具较长时，可以在通径规下端再连接另一个通径规，两通径规间距大于工具长度进行通井。 3)地面通径实验时,管内应没有任何外来物质,并应适当支撑,防止管子下垂,以便通径规自由通过. 图1-1 套管通径规 图1-2 油管、钻杆通径规
第二节 铅模 1．用途 用来探测井下落鱼鱼顶状态和套管情况。通过分析铅模同鱼顶接触留下的印记和深度，反映出鱼顶的位置、形状、状态、套管变形等初步情况，作为定性的依据，提供施工作业参考。 2．结构 铅模由接箍1、短节2、拉筋3及铅体4等组成，中心有水眼，以便冲洗鱼顶。如图1-3所示。 3．技术规范 技术规范见表1-3所列。 表1-3铅模技术规范 4.操作方法 1） 检查铅模柱体四周与底部，不能有影响印痕判断的 伤痕存在，如有轻微伤痕，应及时用锉刀将其修复平整。 2） 测量铅模的外形尺寸，如果是一次成型铅模，铅体 成锥形，应以铅模底部直径为下井直径，，并留草图。 3） 丝扣涂油，接上管柱，下入井中。 4） 下钻速度不宜过快，以免中途将铅模顿碰变形，影 响分析结果。 5） 下至鱼顶以上一单根时开泵冲洗，待鱼顶冲净后， 加压打印。 6） 打印钻压一般为30kN ，最大不能超过50kN. 7） 加压打印一次后即行起钻。 5．注意事项 1） 铅模在搬运过程中必须轻拿轻放，严禁甩碰。存放及车运时，应底部向上或横放，并 用软材料垫平。 2） 铅模水眼小易于堵塞，要求钻具清洁，无氧化铁宵。为防止堵塞，可下钻300~400m 后洗井一次。 3） 打印加压时，只能加压一次，不得二次打印，而使印痕重复，难于分析。 图1-3 铅模 图1-4 铅模制作工具示意图
论井下作业修井技术现状及新工艺优化研究
论井下作业修井技术现状及新工艺优化研究 石油是现代工业的血液，是最为重要的能源之一。我国是一个相对贫油的国家，提高石油的开采率和开采量对于缓解我国的石油危机具有非常重要的意义。井下作业修井技术可以有效提高油井的采收率，提高石油产量。但是井下作业修井技术的专业性高，目前还存在着一些问题，影响井下作业修井技术的使用，本文对我国井下作业修井技术的现状进行介绍，并对事故以及设备情况进行论述，针对现存的一些问题提出一些工业优化措施，以促进我国井下作业修井技术的发展，提高我国现有油田的石油产量和开采效率，缓解我国的能源危机。 标签：井下作业;修井技术;现状;新工艺优化 近年来，随着我国经济发展的持续加快，我国对于石油的需求逐年增长，石油进口已经成为我国对外最为重要的依赖之一。但是国际局势瞬息万变，我国的石油安全也受到极大的威胁。石油是现代工业最为重要的原材料之一，而我国是世界最大的工业国，对于石油尤其依赖。井下作业修井技术可以有效提高我国现有油田的开采量和开采效率，缓解我国对于外界石油的依赖情况[1]。但是现阶段，我国的井下作业修井技术还相对落后，没有发挥出其应用的作用。随着我国科技的进步与发展，井下作业修井技术也逐渐提高，如何在现有的技术与环境下优化井下作业修井技术，提高石油开采效率与开采量，是一个值得研究的课题。 一、井下作业修井技术 井下作业修井技术是在采油工艺的基础上发展而来的，其主要的目的是为了提高油田的开采率和开采量，因此严格来讲，井下作业修井技术也是采油工艺的一部分。为了提高油田的采收率，在進行井下作业修井时可能要对原有的井身进行结构性的改变，因此在进行时要特别注意，做到以下几点： （1）在井下作业修井期间，所有的环节都必须有专业的负责人员进行监督工作，保证所有的环境都严格按照要求和规范进行操作; （2）监督人员要随时检查井中的水量、水温、排水量以及实时关注电流情况。 （3）在井下作业修井时如果出现冲程慢的情况要提高排水量，紧急情况时要及时停机; （4）洗井完工时，回液的温度至少为50摄氏度，且泵车温度不低于65摄氏度，对于停产井以及过渡带进行井下作业修井时要适当增加洗井时间和强度; （5）井下作业修井完成后，第一时间要进行记录，并分析各个油层的渗透能力。
定向井(水平井)钻井技术概述
第一章定向井（水平井)钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)Ｔ.A．英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。 早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达1０,654米; 水平位移最大的定向井是BＰ勘探公司于己于199７年在英国北海的Ｒｙtｃh Ｆａｒｍ油田钻成的M1１井,水平位移高达１，011４米。 垂深水平位移比最高的是Sｔatoｉl公司钻成的的33/9—Ｃ2达到了１：3.1４； 丛式井口数最多，海上平台:9６口;人工岛:170口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—１5井和磨三井,其中磨三井总井深16８5米，垂直井深表遗憾350米，水平位移4４4.2米，最大井斜9２°，水平段长１60米；7０年代扩大实验,推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JＦ128井,井深达到70００米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长３８4米,宽１1５米,该丛式井平台共有钻定向井４2口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井
定向井常用井下工具概要
油田技术－定向井工程师序列培训讲义（T2－21） 第一部分定向井常用井下工具的分类 1、泥浆马达（PDM） 2、旋转导向工具 3、扶正器（STB） 4、非磁钻铤（NMDC） 5、悬挂短节（HOS） 6、短非磁钻铤（SNMDC） 7、浮阀（F/V） 8、定向接头（O/S） 9、挠性短节（F/J） 10、震击器（JAR） 11、加重钻杆（HWDP） 12、短钻铤 13、弯接头 14、套管开窗工具 15、其它定向井工具 第二部分定向井常用井下工具的现场检查测绘及使用 一、泥浆马达 1、泥浆马达的主要组成部分 1) 旁通阀总成2) 马达总成 3) 万向轴总成4) 驱动轴总成 2、泥浆马达的工作原理: 马达是一种螺杆钻具（SCREW DRILLS），它是以泥浆作为动力的一种井下动力钻具。马达工作原理：泥浆泵产生的高压泥浆流，经旁通阀进入马达时，转子在压力泥浆的驱动下，绕定子的轴线旋转，马达产生的扭矩和转速，通过万向轴和传动轴传递给钻头，来实现钻井作业。 3、旁通阀结构及工作原理： 旁通阀有旁通和关闭两个位置，在起下钻时位于旁通位置，下钻时允许环空的泥浆由旁通阀阀体侧面的阀口孔流向钻杆(钻具)内孔，起钻时使钻杆内孔的泥浆从阀体侧面的阀口流入环空，减少井台溢出泥浆，当泥浆流量及压力达到一定值时，旁通阀关闭，泥浆流经马达，将泥浆能量转换为机械能。 4、马达总成的结构及工作原理： 马达总成由转子和定子两部分组成。定子与转子之间形成若干个密封腔，在泥浆动力作用下，密封腔不断的形成与消失，完成能量交换从而推动转子在定子中旋转。马达可形成几个密封腔就称几级马达。
5、万向轴总成的工作原理： 万向轴总成位于转子下端，其作用是把马达产生的扭矩和转速传递到传动轴上。由于转子作的是偏心运动，因此要求万向轴具有较好的挠性功能，能将偏心运动转换成传动轴的定轴转动。 6、传动轴总成(drive shaft assembly) 的工作原理： 它的作用是将马达的旋转动力（扭矩和转速）传递给钻头，同时承受钻压所产生的轴向和径向负荷。 7、泥浆马达操作参数及注意事项 <工作压力 <循环压力 <工作压差 <马达井口试验应注意的问题 <不同马达所允许的轴向间隙 <马达使用结束后应注意的问题 <马达到达井场后先要作什么 二、旋转导向工具（另有专题讨论） 旋转导向工具是钻柱保持旋转状态下就能实现造斜、增斜、稳斜、降斜和扭方位等定向钻井目的的井下工具。旋转导向工具的种类繁多，工作原理各异，从技术手段上分有全机械式、电子机械式、电子液压式等，从工作原理上分有静止式和调节式等。静止式是指，当钻柱旋转时，导向支撑块不转动，可沿井眼轴线方向滑动；调节式是指，当钻柱旋转时，支撑块随钻柱一起转动，但其整体工作效果具有导向作用。 到目前为止我们只用过SCHLUMBERGER公司的POWER DRIVE、BAKER HUGHES INTEQ公司的AUTO TRAK 和HALLIBURTON公司的GEO-PILOT旋转导向系统。前者为调节式，后两者为静止式 三、扶正器 1、扶正器的分类 可调扶正器 一体式扶正器 近钻头扶正器 可换套筒式扶正器 2、扶正器的作用 1)．在增斜钻具组合和降斜钻具组合中，稳定器起支点作用，通过改变稳定器在下部钻具组合中的位置，可改变下部钻具组合的受力状态，达到控制井眼
【钻井工程】修井工具与技术
修井工具与技术 第一章检测工具 判断、证实井下状况是处理井下事故和油水井大修作业的首要前提，是选择应用修井工具的主要依据。因此，检测工具的作用是很重要的。 第一节通径规 1．用途 检测套管、油管、钻杆以及其他井下管子的内通径是否符合标 准，检查他们变形后能通过的最大几何尺寸。 2．结构 套管通径规如图1-1所示，使一个两端加工有连接螺纹的筒 体；上端与钻具相连接，下端备用。 油管或钻杆通径的测量一般都在地面进行。通径规的形状为一 长圆柱体。其中一种形式是两端无螺纹，如7-2图（a）。可利用刺油管时的蒸汽作动力，将其从被测管子的一端推入，另一端顶出。另一种形式为两端有抽油杆螺纹，与抽油杆连接用人力进行痛径，如图1-2（b） 3．参数系列标准和技术规范 表1-1 套管系列用通径规 套管规格in 41/2 5 51/253/4 65/8 7 通径规外径mm 92~95 102~107 114~118 119~128 136~148 146~158 通径规长度mm 500 500 500 500 500 500 上接头螺纹NC26- 12E NC26-12E 2TBG NC31- 22E NC31-22E 2TBG NC31-22E 2TBG NC38-32E 3TBG 图1-1 套管通径规 1
2TBG 2TBG 下接头螺纹NC26- 12E 2TBG NC26-12E 2TBG NC31- 22E 2TBG NC31-22E 2TBG NC31-22E 2TBG NC38-32E 3TBG 油管规格in 11/2 2 21/2 3 31/2 4 径规外径mm 38 48 59 73 84 95 径规长度mm 500 500 500 500 600 600 4．操作方法及注意事项 1）将套管通径规连接下井管柱下入井内通径规应 能顺利通过，若遇阻则说明井下套管有问题。 2）当下井的工具较长时，可以在通径规下端再连 接另一个通径规，两通径规间距大于工具长度进行通 井。 3)地面通径实验时,管内应没有任何外来物质,并应适当支撑,防止管子下垂,以便通径规自由通过. 图1-2 油管、钻杆通径规 1
定向井技术(入门基本概念)
定向井技术(入门基本概念)
定向井技术（部分） 编制：李光远 编制日期：2002年9月9日 注：内部资料为企业秘密，任何人不得相互传阅或外借泄露！！！
一、定向井基本术语解释 1）井眼曲率：指在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化，与“全角变化率”、“狗腿度严重度”都是相同含义。 K= v a SIN l l a 2*22 ?? ? ????Φ+??? ???? 式中： 均值 相邻两点间井斜角的平际长度 相邻两测点间井段的实的增量相邻两测点的增量相邻两测点----?--?Φ--?v a l a 方位角井斜角 2）井斜角、方位角和井深称为定向井的基本要素，合称“三要素”。 3）αA ：A 点的井斜角，即A 点的重力线与该点的井眼前进方向线的夹角。单位为“度”； 4）ΦA ：A 点的井斜方位角，亦简称“方位角”，即从正北方向线开始，顺时针旋转到该点井眼前进方向线的夹角。单位为“度”； 5）S B ’：B ’点的水平位移，即井口到B ’点在水平投影上的直线距离，也称“闭合距”。单位为“米”； 6）ΦS ：闭合距的方位角，也称“闭合方位角”。单位为“度”； 7）L A ：A 点的井深，也称“斜深”或“测深”，即从井口到A 点实际长度。单位为“米”； 8）H A ：A 点的垂深，即L A 在H 轴上的投影。 H A 也是A 点的H 坐标值。同样，A 点在NS 轴和EW 轴上的投影，也可得到A 点的N 和E 坐标值。 9）磁偏角：某地区的磁北极与地球磁北极读数的差异； 10）造斜点：在定向钻井中，开始定向造斜的位置叫造斜点、通常以开始定向造斜的井深来表示； 11）目标点：设计规定的、必须钻达的地层位置，称为目标点； 12）高边：定向井的井底是个呈倾斜状态的圆平面，称为井底圆。井底圆上的最高点称为 高边。从井底圆心至高边之间的连线所指的方向，称为井底高边方向。高边方向上水平投影的方位称高边方位，即井底方位； 13）工具面：造斜工具面的简称。即在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的 那个平面； 14）工具面角：工具面角有两种表示方法： A 、高边基准工具面角，简称高边工具角，即高边方向线为始边，顺时针转到工具
检修,常用修井打捞工具
第六章检修常用修井打捞工具 一、学习目标 掌握常用修井用公锥母锥、打捞矛、打捞筒的结构、工作原理和主要技术参数，能够识别常用修井打捞工具的规格,掌握常用修井打捞工具的用途和使用方法，并进行修井打捞工具的维修保养。 二、使用工具 (1)专用工作台和压力钳； (2)1200mm管钳； (3)扳手和螺丝刀各一套。 三、工作内容 注：（1）D应小于施工井套管内径6—8mm。 （2）δ一般为5—6mm。 （3）一般井长度为500mm，特殊井可按井下工具长度而定。
3)通井规的维修保养： ①清除通井规本体及螺纹部分的油污等杂质。 ②检查螺纹部分有无缺齿、滑扣及变形等现象，影响使用的应予以淘汰。 ③检查通井规本体有无损伤及变形等现象，影响使用的应予以淘汰。 ④检查通井规水眼有无堵塞。 ⑤螺纹部分涂抹黄油，带上护丝，油纸包裹，装箱于干燥处保存。 (二)检修公锥 1．公锥的用途 公锥是一种专门从油管、钻杆、封隔 器、配水器、配产器等有孔落物的内孔进行 造扣打捞的工具。对于带接箍的管类落物，打捞 成功率较高。公锥与正、反扣钻杆及其他工具配 ℃合使用，可实现不同的打捞工艺。 2．公锥的结构 公锥是长锥形整体结构。可分为接头 和打捞螺纹两部分，如图2-6-2所示。 接头上部有与钻杆相连接的螺纹。有 正、反扣标志槽，便于归类和识别。接头下 部有细牙螺纹，用以连接引鞋。公锥自上至下 有水眼。 公锥最重要的部分是打捞螺纹，按牙尖角分类有两种不同的规范。 (1)螺纹牙尖角为55，螺距为8牙／25．4。 这种打捞螺纹日前使用较多，其优点是螺纹牙尖角较小，易于吃人落鱼内壁，所需的造 扣扭矩也较小，但巾于牙尖角小，齿根断而也相应较小，螺纹强度较低，不适于打捞材质较硬、韧性较大的落物。如P110材质的落物，在造扣时可能造成螺纹崩扣挤毁，打捞部分螺纹损坏，导致打捞失败。 (2)螺纹牙尖角为89030/，螺距为5牙／25．4mm。 其优点是增大了牙尖角，加大了螺距，也相对的增加了螺纹根部的断面积，从而提高了打捞螺纹的强度，使之能承受较大的造扣扭矩及提拉负荷。但由于牙尖角的增大，在造扣吃人深度与550牙尖角相同的情况下则需要的造扣扭矩增大，因而增加了地面造扣扭矩。这种打捞螺纹对于材质较硬，韧性较大的落物，打捞成功率较高，建议选用。对于一般构·料落鱼的打捞，仍建议选用550牙尖角的打捞螺纹。 3．工作原理 当公锥进入打捞落物内孔之后加似适当的钻压，并转动钻具，迫使打捞螺纹挤压吃人落鱼内壁进行造扣，当所造扣能承受一定的拉力和扭矩时，则可采取上提或倒扣的办法将落物全部或部分捞出。 老式公锥多带有数条排屑槽，此槽原设汁意图足排㈩造扣切削时所产生的铁屑。实际造扣工况是挤压成型，并无铁屑生成。实践证明排屑槽末发生效用，而对某些造扣后需要憋压作业又极为不利，因它只能承受10MPa以下的泵压，再高则会由此槽窜通。
探究井下作业修井技术现状及新工艺的优化
探究井下作业修井技术现状及新工艺的优化 发表时间：2018-10-16T16:07:32.387Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：马军乾 [导读] 摘要：本文先从修井技术中使用的工具以及实施方式相关方面入手，对井下作业修井技术现状进行简述，然后在优化原则、优化元素以及优化程序相关基础上，对相关新工艺的优化措施进行详细阐述。 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司陕西西安 710000 摘要：本文先从修井技术中使用的工具以及实施方式相关方面入手，对井下作业修井技术现状进行简述，然后在优化原则、优化元素以及优化程序相关基础上，对相关新工艺的优化措施进行详细阐述。 关键词：井下作业；修井技术；新工艺 石油是一种十分重要的能源，对国家的发展极其重要。在我国石油领域逐渐发展之下，石油开采技术也不断的更新和进步。石油作为一种不可再生资源，在生产过程中怎样提升油井采油量是油井开采中的关键问题。在油井生产中遇到事故的可能性很高，问题和事故会影响石油的正常开采。在这种情况下就需要提升井下作业中修井技术的质量，确保石油开采工作的顺利进行。因此，对井下作业修井技术和新工艺优化进行分析有一定现实意义。 一、井下作业修井技术现状 我国疆土辽阔，有着极其丰富的地理面貌和地层结构。因为地层结构、空隙流体等相关的原因，在油井生产中很有可能存在出砂、出水、结钙以及穿孔等相关的现象。因为钻井井身设计不科学，井体质量不达标等因素，会导致套管的破裂。而不管是哪一种问题或失误，其都会导致井下事故出现，也会影响到油井的产量。所以必须要通过修井技术对井下事故进行及时处理。 （一）修井技术的工具 在油井的日常工作中，修井作业是十分重要的环节。石油生产过程中对修井技术非常重视，所以修井技术也得到相应的发展，修井技术中使用的工具也不断增多。在实际工作中比较常见的修井工具有爆炸相关的工具，例如爆炸松扣、加固、补贴装置以及切割装置等。还有则是震击相关工具，比如液压上击器、开式下击器等，还有则是侧钻相关工具，比如液压式、封隔器式、通道以及可捞式等导斜器。最后就是补接相关工具，这其中有封隔器式的套管、波纹管套以及密封式套管加固器等等，这些设备都在修井技术中起到了十分关键的作用。 （二）修井技术的实施模式 在大规模整装油田数量减少之下，能源储备量也在不断消耗。目前所有的国家都开始着重于环境复杂油田的开发，而油井本身存在的天然问题导致了井下事故发生几率的提升，当前比较常见的事故类型有井下坠落、井下卡钻、操作以及工艺等相关事故。在对这些事故进行处理时要使用修井技术，井下修井作业的基本实施方式就是先打捞，然后再修复，这样能够进行有效地打捞操作，这是井下作业修井技术中的重要环节。在井下打捞技术中，内捞是比较常见的一种方式，主要是使用滑块捞矛以及公锥等相关的工具，而外捞则使用母锥、卡瓦捞筒等相关的工具。从国内整体的修井技术上看，国外的修井技术更加先进，通过对一些先进技术的运用，在修井技术中将信息、探测以及感应等相关技术进行了综合化性运用，而这对我国修井技术而言是一个很好的参考方向。 二、井下作业修井技术的新工艺优化措施 在石油领域逐渐发展之下，石油相关的工艺和技术优化变得很有必要。修井技术作为石油生产中的一项重要技术，对其进行优化势在必行。井下修井技术的优化关键在于把技术中的一些散乱元素进行有效连接，让每个单一的元素在整合之后发挥出更好的效果。在对新工艺进行优化时要从以下几方面进行优化： （一）优化原则 在进行新工艺优化时，需要遵循以下几方面的原则：其一是经济性原则。井下施工是一种典型的资源消耗项目，在成本投入中要坚持成本控制理念，有效处理井下作业长期效益和短期效益之间的关系，合理分析其中的经济因素，制定出成本更低的方案，确保方案的实施不会经济经济效益。在工艺进行优化的时候，要把修井投入成本和技术成本等相关内容都考虑其中，然后再进行综合性的经济价值评价，在降低成本的同时提升经济效益。其二是效益原则，主要是让优化之后的工艺与技术利用率更高，降低经济成本，减少对环境的污染，让利益得到最大化，共同实现经济与环保。其三是适用性原则，优化之后的工艺和技术实用性要更强，可以被有效地使用在修井作业中，提升修井技术使用的效果。 （二）优化元素 修井技术优化不是一种单一性和静态性的升级，而是一种整体性的活动。修井技术中需要优化的元素比较多，并且元素之间会相互影响。因此，在实际优化过程中要寻找元素中的主体与客体，这样才能够让相互之间紧密联系，以此实现技术的优化目的。在面对一些比较难的技术时，要根据不同设计方案进行控制与管理，并且遵循国家法律法规建设标准的管理体系。除此之外，在确定管理制度以后，要加强对工作人员的安全培训工作，要让工作人员依据相关的规范和政策进行工作，在各个细节部分确保作业质量和自身的生命安全。经过知识宣传和教育提升工作人员专业能力，让修井技术可以发挥出更好的效果。 （三）优化程序 对工艺和技术实施的程序进行优化也十分重要。在优化过程中，要从以下方面进行程序优化工作：其一是明确修井技术优化意义和目标，要想对修井技术进行优化，最重要的就是寻找主要目的，优化目的对修井技术的检验而言也十分关键。只有先制定好修井技术的优化目标，才能够依据核心目标来明确需要优化的内容。其二是落实和应用相关的技术方案，任何的理论和技术都需要经过实践之后才能够证明其是否有价值。在对相关的修井技术进行优化时，要加强对图纸的审核与管理，保障图纸和实际作业相符合，遵从整体性和统一性原则。优化中的设计图纸要符合行相关的规定，全面保障各方无失误，尽可能的减少数据和设计信息中的错误。在这过程中要对关键区域进行重视，结合主要部位的设计，考虑其是否和国家的相关规定相符。要考虑到设计效能的发挥情况，降低对资源与人力的浪费，在此基础上实现资源的有效利用。除此之外，修井技术的优化要确保其和实际作业生产需要相互衔接，这是保障整个作业质量的关键。因此，要把优化的新工艺和技术方案应用到井下作业中，还需要在出现问题后进行及时的调整，直至其符合实际需求为止。 结束语 在油井的生产中会存在很多不确定和不能预测的因素，在石油资源逐渐紧缺的情况下，提升油井生产量的有效方式就是减少生产中的
修井工艺技术
第二章 修井工艺设计技术 生产过程中，油、气、水井经常会发生一些故障，导致井的减产，甚至停产。为了维持 井的正常的生产必须对它进行修理。 修井是指为恢复井的正常生产或提高井的生产能力，对它所进行解除故障的作业和实施 措施。亦称为井下作业。修井的目的和任务就是要保证井的正常工作，完成各种井下作业，提高井的利用率和生产效率，以最大限度增加井的产量。 根据修井作业的难易程度，常将修井分为小修和大修。若只需要起下作业和冲洗作业就 能完成的修井范围，称为小修。如更换生产管柱、检泵、清蜡、冲砂、简易打捞等井下作业均属小修范围，亦称为油水井日常维修。而大修则指工艺复杂、动用工具和设备较多的一些井下作业，如油水井打捞、套管修复、电泵故障处理、侧钻及生产井报废等井下作业都属大修范围。 修井作业基本过程 1.搞清地质动态、井下现状、判明事故原因。 2.充分准备，慎重压井。 3.安装作业井口、起或换管柱。 4.精心设计作业方案，进行事故处理。 5.下完井管柱、替喷洗井交井试生产。 第一节 解卡打捞工艺技术 是－项综合性工艺技术。目前多指井内的落物难于打捞，常归打捞措施较难奏效，如配 产配注工艺管柱中的工具失灵卡阻、电潜泵井的电缆脱落堆积卡阻、套管损坏的套损卡阻等，需要采取切割、倒扣、震击、套铣、钻磨等综合措施处理。这种复杂井况的综合处理方法通称为解卡打捞工艺技术。 综合处理措施是指解卡打捞工艺拄术实施中，采取两种或两种以上不同方式方法，如活 动管柱法无效后采取的割出卡点以上管柱，然后打捞以下落鱼并采取震击解卡，或分段分部倒、捞解卡等。直到解除卡阻、全部捞出落鱼。综合处理措施主要由下列各项工艺方法组成，而某些单项工艺方法也可独立处理完成打捞解卡施工井。 一、检测探明鱼顶状态或套管技术状况 印模法即常用的机械检测技术，通常使用各种规格的铅模、胶模、蜡模或泥模等。机械 法检测技术已在第三章套管技术状况检测技术中详细介绍，本章不再重复。只是印模检测的对象不尽相同，用于打捞解卡施工中的印模法和测井法，重点在于核定落鱼深度，鱼顶几何形状和尺寸，为打捞措施的制定和打捞工具的选择及管柱结构的组合提供依据。印模使用方 法要求同第三章。 二、卡点预测 井下工艺管柱遇卡有各种原因，而准确地测得卡点深度，对于打捞解卡是非常重要的。本 节重点介绍两种方法以供选择。 1．计算法 （1）理论计算法 理论计算法需与现场施工结合，经一定的提拉载荷后，测得被卡管 柱在某一提拉负荷下的伸长量，然后再按下式进行计算： W L A H s z p bl E ??= （7－1）
定向井、水平井专用工具
第章定向井、水平井专用工具 第一节定向接头 一、定向接头类别 目前国内常用的定向接头有两种：定向直接头和定向弯接头，定向直接头用于弯壳体螺杆定向钻进，而定向弯接头则用于直壳体螺杆定向钻进。定向弯接头因其具有制造简单、使用方便、成本低廉等特点，目前使用较为普遍。 二、技术规格 定向弯接头规格表表1-1 三、基本结构 1、直接头的基本结构，包括壳体、扶正套、定向键和定位螺钉，如图1-1所示： 图1-1
2．定向弯接头的基本结构，包括壳体、扶正套、定向键、定位螺钉如图1-2所示： 定向弯接头结构示意图 图1-2 弯接头弯曲度数的计算公式： α=57.3(a-b)/d 式中：α——弯曲角度（o） a——长边长度（mm） b——短边长度（mm） d——外径（mm） 四、弯接头性能 不同螺杆钻具使用弯接头在不同井眼的造斜率表1-2
第二节无磁钻铤 一、作用 由于所有磁性测量仪器在测量井眼的方向时，感应的是井眼的大地磁场，因而测量仪器必须是一个无磁环境。然而在钻井过程中，钻具往往具有磁性，具有磁场，影响磁性测量仪器，不能得到正确的井眼轨迹测量信息数据，利用无磁钻铤可实施无磁环境，并且具有钻井中钻铤的特性。国外已有相当数量的无磁钻铤产品于1990年列入API标准。我国根据国外产品和产品样本制订了SY/T 5145-86《无磁钻铤》标准。 二、工作原理 无磁钻铤工作原理如图2-1所示： 无磁钻铤的作用原理示意图2-1 注：①地磁场线；②磁性测量仪；③钢钻铤；④干扰磁场线；⑤钻头接头；⑥无磁钻铤 无磁钻铤上下的干扰磁场线对测量仪器部位没有影响，因而无磁钻铤为磁性测量仪器创造了一个无磁环境，保证了磁性测量仪器测到的数据为真实大地磁场信息。 三、无磁钻铤材料 1、蒙乃尔合金 （1）、化学成分及机械性能见表2-1 （2）、蒙乃尔合金的特点 蒙乃尔合金虽然具有不易腐蚀的优点，但是由于镍含量高而存在以下缺点： a.价格昂贵。 b.易磨损。 2、铬-镍合金 这种合金钢约含18%的铬和镍。易于塑性变形导致螺纹过早损坏，特别对需要上紧扭矩高的大钻铤更为不利。其化学成分见表2-2。
修井技术发展现状及新技术
修井技术发展现状及新技术 摘要：随着油田开采时间的不断增加油水井在地下的工作条件也日益恶化,井下事故不断涌现使得修井工艺技术日趋成熟, 为了进一步降低油水井的事故率有效缩短处理油水井井下事故时间保证油水井正常平稳的运行, 修井技术的研究显得尤为重要。本文通过对常见的修井技术的研究,对提高修井技术水平具有重要的指导意义,也为油田的稳产长效开发莫定坚实基拙。 关键词：修井油藏开发发展现状新技术 前言 修井技术是一项现代化工程技术，工程规模非常庞大，在作业期间还会受到各种因素的影响，特别是在开采低渗透油藏和重油时，水平井开发技术已经成为一种重要的技术手段，但随着开发年限的增加，常会出现例如井下落物、出砂、套管变形、穿孔、高含水等问题，为了保证油水井的正常平稳运行，修井技术在油藏开发过程中日益重要。 1 修井作业的难点 水平井因为井身结构的特殊性，与直井相比，水平井修井难度大，工程风险大。主要体现为：(1)受井眼轨迹限制，直井常规井下工具、管柱难以满足水平井修井要求。(2)斜井段、水平段管柱贴近井壁低边，受钟摆力和磨擦力影响，加之流体流动方向与重力方向不一致和接单根，井内赃物如砂粒等容易形成砂床，作业管柱容易被卡。(3)打捞作业，鱼头引入和修整困难；斜井段水平段常规可退式打捞工具不能正常工作，遇卡不易退出落鱼。(4)水平井摩阻大，扭矩、拉力和钻压传递损失大，解卡打捞困难；倒扣作业中和点掌握不准。(5)打印过程中铅模易被挂磨损坏，井下准确判断难。(6)套、磨、钻工艺难度大，套管磨损问题突出，套管保护难度大。(7)设计的修井液除了保证减少钻具摩阻和具有较好的携砂能力还要减少漏失保护油气层。这对低压中和特别是异常低压井，防漏及油气层保护问题难度大。(8)小井眼水平井修井难度大、风险大。 2 现有常规修井技术 （1）水平井常规打捞 在石油开采和生产的作业过程中，水平井出现工具落井的情况将会延迟下一步流程，为了之后工艺的顺利进行，必须采取打捞措施。针对水平井的特点以及
定向方法与定向专用工具介绍
根据测斜仪器的种类不同，分为四种定向方式： 1．单点定向 此方法只适用造斜点较浅的情况，通常井深小于1000米。因为造斜点较深时，反扭角很难控制，且定向时间较长。施工过程如下： （l）下入定向造斜钻具至造斜点位置（注意：井下马达必须按厂家要求进行地面试验）。 （2）单点测斜，测量造斜位置的井斜角，方位角，弯接头工具面； （3）在测斜照相的同时，对方钻杆和钻杆进行打印，并把井口钻杆的印痕投到转盘面的外缘上，作为基准点； （4）调整工具面（调整后的工具面是：设计方位角十反扭角）。锁住转盘、开泵钻进； （5）定向钻进。每钻进2～4个单根进行一次单点测斜，根据测量的井斜角和方位角及时修正反扭矩的误差，并调整工具面； （6）当井斜角达到8～10度和方位合适时，起钻换增斜钻具，用转盘钻进。在单点定向作业中要注意：
①在确定了反扭角和钻压后，要严格控制钻压的变化范围，通常在预定钻压±19.6千牛（2吨）内变化； ②每次接单根时，钻杆可能会转动一点，注意转动钻杆的打印位置至预定位置； ③如果调整工具面的角度较大（＞90度），调整后应活动钻具2～3次（停泵状态），以便钻杆扭矩迅速传递。 2．地面记录陀螺（SRO）定向 在有磁干扰环境的条件下（如套管开窗侧钻井）的定向造斜，需采用SRO定向。这种仪器可将井下数据通过电缆传至地面处理系统，并显示或用计算机打印出来，直至工具面调整到预定位置，再起出仪器，施工过程如下： （l）选择参照物，参照物应选择易于观察的固定目标，距井40米左右； （2）预热陀螺不少于15分钟，工作正常才可下井； （3）瞄准参照物，并调整陀螺初始读数； （4）接探管，连接陀螺外筒，再瞄准参照物，对探管和计算机初始化； （5）下井测量，按规定作漂移检查； （6）起出仪器坐在井口，再次瞄准参照物记录陀螺读数； （7）校正陀螺漂移，确定测量的精度； （8）定向钻进。 3．有线随钻测斜仪（SST）定向 造斜钻具下到井底后，开泵循环半小时左右，然后接旁通头或循环接头。把测斜仪的井下仪器总成下入钻杆内，使定向鞋的缺口坐在定向键上。定向造斜时，可从地面仪表直接读出实钻井眼的井斜、方位和工具面，司钻和定向井工程师要始终跟踪预定的工具面方向，保持井眼轨迹按预定方向钻进。 4．随钻测量仪（MWD）定向
石油行业修井工具
修井工具 专用修井工具按其使用特性目前可分成以下11 大类：打捞类、切割类、倒扣类、刮削类、补接类、补贴类、铣磨钻类、震击类、整形类、侧钻类、辅助类。 一、打捞类工具 打捞类工具是修井作业施工中应用最多、最普遍的工具。按其结构形式可分为锥类、矛类、筒类、强磁类、篮类、钩类等6 种形式。 （一）锥类打捞工具 锥类打捞工具是一种专门打捞管类落物（如油管、钻杆、封隔器、配水器等井下工具）的内孔或外壁上进行造扣而实现打捞落物的专用工具，打捞成功率较高，操作也比较容易掌握，使用时要注意选择锥度与鱼头匹配，尽可能多造几扣。对管里过薄的鱼头不宜使用，自由落物不能使用，小落鱼大套管必须使用引鞋（下同），缺点是一旦捞住后拨不动，退出工具较难。常用的公锥、母锥。 （二）矛类打捞工具 矛类打捞工具结构形式较多，它既能打捞自由落物，又能打捞遇卡落物，是最常用必备工具之一。按其结构形式可分成滑块捞矛、接箍捞矛、可退式捞矛3 种。 1．滑块捞矛 这是一种在落鱼腔内进行打捞的不可退式工具。主要用于打捞油管、钻杆和带通孔的井下工具。使用时要注意，单卡瓦滑块捞矛，带水眼，可以冲洗鱼头，提高打捞成功率，但是，由于单卡瓦造成捞矛单面受力，承载能力大为下降，适合打捞自由落物。而双卡瓦滑块捞矛，受力均衡，承载能力大，由于没有水眼不能冲洗鱼头，对落物以上有杂物时不宜采用，作用原理是，当捞矛卡瓦牙进入鱼腔一定深度后，卡瓦牙在自重作用下，沿滑道下滑与鱼内脏壁接触，上提钻具迫使卡瓦牙咬入鱼腔内壁，随上提负荷增大而咬入深度越深，咬紧力也越大。因此这类打捞工具最适合打捞自由落鱼。使用前必须测量卡瓦牙滑到最下端时，最大自由外径是否与被捞落物鱼腔相适应，一般最大自由外径应比鱼腔内径大4mm 以上。打捞不带接箍的落物，尽可能不用滑块捞矛，特殊情况下使用时，捞矛必须进入鱼顶超过1．2m ，而且上提是重不宜过大。使用滑块捞矛打捞解卡时可以和震击器配合使用，但应注意矛杆本体抗拉负荷要大于被捞落鱼抗拉负荷1．5 倍以上。也可以使用反扣钻杆配合安全接头倒扣脱手，或与倒扣器配合使用。 2．接箍捞矛 主要用于打捞接箍，凡鱼顶为接箍的落物均可使用接箍捞矛。目前已形成系列。接箍捞矛有抽油杆接箍捞矛、油管接箍捞矛和钻杆接箍捞矛3 种，这3 种捞矛基本结构相似，卡瓦下端加工成与被捞接箍螺纹相同的牙齿，纵向开4～6 条窄槽，卡瓦内端面倒成30°锥角，芯轴下部呈球棒形，开有水眼与接头连通。为方便引入鱼腔和冲洗鱼腔，下部须装冲砂管。现以油管接箍捞矛为例。 3 种接箍捞矛使用方法基本相同，选择工具时要注意扣型和扣径与落物必须相符，而且鱼顶变形不大。落鱼接箍尺寸过小时，承载能力不够，为了防止捞矛折断，使打捞工作复杂化，尽量不使用接箍捞矛。 3．可退式捞矛 与滑块捞矛相比构造较复杂，使用操作严格，打捞成功率高，最大优点是在抓获落物而拔不动时，可以脱手，缺点是不能倒扣。 可退式捞矛的作用原理是，工具在自由状态下，圆卡瓦外径略大于落鱼腔内径。当工具随引鞋进入鱼腔时，圆卡瓦被压缩，产生一定的外胀力，反转二三圈，使芯轴对卡瓦产生径向推力，使卡瓦贴紧鱼腔内壁，上提钻具，芯轴上行，芯轴锯齿形螺纹斜面，使卡瓦产生径向胀力，紧紧咬住落物。需要脱手时，则需给芯轴一定的下击力（与下击器配合使用），使圆卡瓦与芯轴锯齿形螺纹脱开，正旋转二三圈，卡瓦与芯轴产生位移，此时上提钻具即可脱手。 （三）筒类打捞工具
井下作业修井技术新工艺的优化研究
井下作业修井技术新工艺的优化研究 我国的井下作业和修井技术虽然在不断发展进步，但是与国外的技术相比较来说，还是不够成熟不够发达。针对这种现状，明确了要提高最终采收率和生产进度的目的，本文就中国修井技术的情况，提出了建议。就是通过运用先进技术和自主研发技术促进井下修井技术和新工艺的优化。 标签：井下作业；修井技术；现状分析；新工艺优化 采油技术是修井技术的前提，油田的发展生产孕育了这项技术。在生产过程的要求下，修井为了满足工艺生产要求而改变结构。例如钻孔、研磨工作在实施的过程中将与工艺相关的参数结合，以工艺为基础参考。国内虽然已经有了这项技术，但是相对于国外的井下作业和修井技术来说还是有一定的差距。为了弥补这些差距就需要加强井下作业修井技术及使用新工艺。 1 中国井下修井技术的发展现状 循环冲洗设备、吊升启动设备和旋转设备是我国常用的修井设备。此外，可将相关的吊升启动设备分为动力设备或系统等其他形式，在实际运用过程中设备可分为轮胎式和履带式修井机。轮胎配备自背式井架虽然工作效率高，但是也存在不容忽视的缺陷：体型巨大。而不安装井架的履带式修井机则不同，其在任何地面环境下都能顺利工作，但工作效率和安全性在很大程度上都低于輪胎式修井机。而循环式灌溉设备的用途是把循环流体注入井内，将洗井，循环工序一步到位，主要包括的工艺技术是为井进行冲洗、洗压等。 事故出现的原因是多种多样的。事物发生的因素主要归结为人为因素和潜在因素。潜在因素主要为地质和钻井问题，潜在因素主要为地质和钻井问题，人为因素主要是行为操作不规范、设立制度不完善等。许多施工事故和安全事故发生后，让我们悲痛的同时也启示我们避免井下事故发生也就成了重中之重。举个列子，某辽河油田，能发生的井下事故类型主要分为几种；井下卡钻事故、工艺技术事故，井下落石事故。大部分的油田井下作业的修井阶段发生事故后所处的工作大多为打捞状态。所以启示我们在新工艺优化的时候，把修井中发展空间较大的打捞作业看做重点。根据事故发生的不同状态而选择在进行打捞工作时开采使用的打捞工具。 2 优化井下作业修井技术 2.1 技术优化概念 技术优化是指修井作业中分散的东西在某种意义上说是息息相关的，可以达到信息系统互相协作和资源共享的目的。要真正实现技术优化其实是不难的，把分散的东西结合起来，实现开采价值的实现与速率的提高。油田企业单位进行优化技术时所涉及到的相关工艺要素主要是指在井下工作修井时用到的各类工具。
一般修井工具技术要求
一般修井工具技术要求 一、一般修井工具主要技术要求 1 、本次招标的一般修井工具需选用进口原厂提供的正规配件与耗材。 2、本次采购的一般修井工具需满足技术要求提出的尺寸性能参数。 3、所购工具为全新原厂进口产品，品牌统一，一次到货，不接受租赁式销 售，提供统一品牌的纸质中英文操作手册及维护保养手册各1份和电子版手册1 4、本次采购的一般修井要求材质符合API要求，包装、运输、标识都符合石油行业标准。 二、产品技术资料要求 1、供货时提供如下技术文件，包括但不限丁：生产厂家证明、说明书（纸质中英文全套操作手册及维护保养手册各1份及电子版各1份）、合格证、室内检验试验报告等。 2、供方提供的所有资料都有防腐措施，保证活晰，无污损。 3、根据用户要求提供相关的技术指导服务。。 三、技术规格参数 序 号 物资名称规格型号技术要求 1 一般修井工具连续油管螺 杆钻马达头 C200-054-23 2.875" 防硫 Motorhead Assembly,Max OD 2.875",Min ID 0.75",Fish Neck/GS 2.31"/2"GS,23/8"PAC BOX*23/8"PAC PIN 5001psi,防 H2S,Part Number C200-054-23 外径2-7/8 ”，扣型为2-3/8 ”PAC , 通用于大通径冲洗作业，单向阀为 双瓣阀，工具包含双活瓣单流阀、 重负荷液压丢手和破裂盘式循环 阀，破裂盘破裂压力为6000psi , 并提供液压丢手的销钉剪切 压力值和试验数据 2 一般修井工具波纹连 续油管加压器 154412/010 2-1/8" 防 硫 Bowen ? Coiled Tubing Intensifier,OD 21/8" , ID 3/4”,Length in Neutral Position 87",Total Stroke 7",11/2"AMMT,Part Number 154412/010 外径2-1/8 ”，扣型 1.5”AMMT , 适用深井钻磨解卡作业 3 一般修井工具波纹连 续油管加压器 156341/010 2-7/8" 防 硫 Bowen ? Coiled Tubing Intensifier,OD 27/8" , ID 1",Length in Neutral Position 104",Total Stroke 8",23/8"AM- PAC,Part Number 156341/010 外径2-7/8 ”，扣型 2-3/8 "AM-PAC ,适用深井钻 磨解卡作业 4 一般修井工具连续油 管机械丢手Shear Release Joint,Max OD 2.375",Min ID 配置8个铜销钉，提供铜销钉及 铁销钉的剪切拉力值及试