腐蚀变形油管打捞工艺与应用探究

  • 来源:科学与技术
  • 关键字:井下作业,腐蚀变形油管,打捞技术
  • 发布时间:2019-09-26 09:05

  摘要:在井下作业施工中,常由于油管落井时间长,油管受井内流体、多种矿物质及细菌的腐蚀作用,造成油管氢脆(即氢进入金属内部,使金属中存在氢或氢与金属生成氢化物而导致金属脆化,)腐蚀穿孔等,甚至把油管腐蚀成条状薄铁皮。这样的油管在形状、强度等方面发生了很大的变化,采用传统的修井工具和修井工艺去处理这样的落物,收效甚微,有时还会造成井下情况更加复杂化,延长了施工周期,浪费了大量人力财力和物力。因此,对腐蚀油管的打捞技术进行研究具有十分重要的现实意义。

  关键词:井下作业;腐蚀变形油管;打捞技术;施工周期

  一、引言

  油管由于落井时间长,受井内流体,多种矿物质及细菌的腐蚀作用,容易造成油管氢脆,腐蚀穿孔等,这样的油管在形状、强度等方面发生了很大的变化,采用传统的修井工具、工艺去处理这样的落物收效甚微。采用改进后的打捞方案,既能有效的在不破坏鱼顶的情况下有效地打捞出腐蚀的油管,又大大降低了卡钻的风险,提高了工作效率。

  二、常规打捞方案的缺陷分析

  1. 活动解卡:

  在修井打捞施工中,尽快地将落物捞完是每个工程技术人员的愿望,所以打捞工作第一步,常常进行活动解卡。由于腐蚀油管的强度已经大大的降低经过活动解卡,油管有可能产生多处弯曲变形,导致脱扣甚至断裂,所以活动打捞效果并不理想。,

  2. 用组合母锥处理断口:

  当腐蚀油管本体在打捞过程中被拔断或扭断时,由于断口不规则,断口处的外径一般都有增大,采用卡瓦捞筒,篮式捞筒无法捞获。处理断口时一般都选择组合母锥(如图1所示)进行打捞处理,这是因为该工具打捞范围广,在56-96mm之间都可以打捞。由于腐蚀油管强度低,油管本体存在有穿孔,破裂的地方,在正常的造扣中,就能将腐蚀油管本体扭断。而地面上并无显示,操作者就必须要进行多次造扣打捞,这样却易造成井下鱼顶破裂劈开,井下情况变得更加复杂化,为以后的施工制造了更大的麻烦。

  3. 磨鞋磨铣:

  采用常规打捞工具进行多次打捞未果的情况下,施工人员往往采用磨鞋对鱼顶进行磨铣。由于被腐蚀的油管在形状、强度等方面发生了很大的变化,在磨铣过程中磨鞋对腐蚀油管切削并不均匀,在钻压的作用下,腐蚀的油管成片状或块状碎裂这样也无法将鱼顶磨铣规则。而这些碎片或碎块堆积到了一起,充满油套空间,使得磨铣进尺变得非常缓慢,甚至毫无进尺,时常伴有憋钻现象严重情况下甚至会造成卡钻。实际进尺情况也说明了这一点,即开始3~4小时以内进尺较快,进尺2~3m以后进尺变得很困难。

  三、改进后的打捞方案:

  1. 直接采用倒扣打捞:

  这种方案就是选用卡瓦捞筒,可退式捞筒,倒扣捞矛等进行打捞,由于这类工具打捞时,工具与落物的接触面较大,所以不容易破坏鱼顶。用这类工具抓住落物后,上提50~60kN,进行倒扣,倒开后直接起钻,不要进行重复打捞,以防止破坏鱼顶。

  这种方案适用于腐蚀油管虽有腐蚀穿孔,但是外形基本完整,几何尺寸没有大的变化,仍可以用传统的打捞工具进行打捞的情况。选择工具还应注意尽可能少用滑块捞矛,公锥等工具以将落鱼鱼顶破坏。

  2. 改进工具进行套捞:

  这种方案就是将传统的套铣筒进行改进,使套铣打捞同时进行。改进的工具如图2所示。

  工具的结构:φ114mm×10m套铣筒下端焊组合母锥,母锥割成引鞋状或锯齿状;如果在打捞过程中已经产生了碎油管皮,母锥前可以加焊相应的套铣头,如使用于∮73mm油管的母锥打捞范围在80~96mm之间。

  在鱼顶为公扣或本体时,下入套铣筒母锥。距鱼顶3m时,开泵循环,启动转盘,转速控制在20~25r/min,缓慢下放。根据打捞出的油管长度和下井钻具的长度,计算好打捞方入,当套铣筒母锥下的母锥已套铣至油管节箍时,降低转盘转速,控制在10~15r/min,造扣半小时或发现有周期性轻微跳钻现象,及时起钻。由于油管接箍已被腐蚀的不规则了,一般泵压无明显变化,捞出一根油管及接箍,即可捞下一根油管。对于这种腐蚀非常严重的油管,采用传统打捞工艺进行打捞,油管容易被压弯扭断,扭成大量麻花状断油管,一根油管可能要打捞十几次才能捞完。采用套捞法每趟可打捞一根完整的油管,大大的提高了打捞效率。

  这种方法适合用于油管已被腐蚀成条状薄铁皮,外形尺寸发生了很大的变化;油管本身被砂埋或出砂严重的施工井,在打捞时,一趟钻就已将油套环空套铣干净,将砂冲洗干净,也大大降低了卡钻的风险,又提高了工作效率。

  四、现场应用实例:

  卫10-11井内有1986年落入的φ73mm油管10根,鱼顶为油管节箍,深度:2767.76米,人工井底:2862.72米。地质方案要求打捞完落物并通井至人工井底。打捞施工中发现油管已经被腐蚀成条状薄铁皮,用传统的打捞工具打捞起来非常困难,多次捞空。后来用套捞法进行打捞,顺利地将落物全部捞完。值得说明的是:多數情况下,并非靠母锥造扣将落物捞获的,而是靠落物自身弯曲变形卡在套铣筒内或母锥处将落物捞出来的。这就说明严重腐蚀的油管不能直接造扣打捞。

  该技术在卫224井也得到了应用,卫224井内有1990年注灰卡油管32根,鱼顶为油管节箍,深度:2421.36米,人工井底:2887.64米,地质方案要求打捞完落物并通井至人工井底。打捞施工中发现油管外形虽然完整,但是抗拉强度,抗扭强度很低,正常的倒扣就能把油管本体扭断。于是采用倒扣法,套捞法,并把倒扣吨位控制在10KN-20KN之间,顺利地把自由段的油管捞出。

  五、存在的问题及认识:

  通过对传统的打捞工具的改造及打捞工艺的改进,提高了目前对腐蚀油管的打捞水平,但是由于打捞作业是一个非常复杂的问题,腐蚀油管打捞的问题并没有得到彻底的解决,主要原因是:

  (1)传统的打捞筒,打捞矛的打捞范围非常小,而腐蚀油管外形尺寸变化较大,形状不规则,常常不在工具的打捞范围之内。

  (2)腐蚀油管的强度非常低,容易弯曲变形,打捞时的加压受到限制,也就大大缩小了打捞范围。

  (3)公锥母锥的打捞范围虽然很大,但腐蚀油管的材质不容易造扣,有时正常的造扣就可能把油管本体扭断。

  综上所述,腐蚀油管的打捞是一个极其复杂的问题,在打捞工艺改进方面还有很大的空间。在以后的工作中,我们会不断探索,力争研究出更便捷高效的工艺方法。

  参考文献

  [1]赵磊,《简明井下工具使用手册》.北京:石油工业出版社,2016

  [2]王俊亮,《天然气工程》.北京:石油工业出版社,2011.08

  [3]刘国辉,《井下作业工》.北京:石油工业出版社,2004.05

  (作者单位:胜利油田东方实业投资集团有限责任公司作业分公司)

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