CN105134118A - 一种连续油管切割工具串的切割方法 - Google Patents

Abstract

一种连续油管切割工具串的切割方法，涉及油田井下修井作业油管切割领域，依次连接连续油管、油管连接器、马达头总成、校深接头、刮削器、螺杆钻、梨型磨鞋，形成刮削校深工具放入井内；水泥车打压使螺杆钻旋转带动刮削器和梨型磨鞋旋转，对井壁进行除垢清洗，确定油管节箍的位置，将刮削校深工具从井里提出；卸下梨型磨鞋、螺杆钻、刮削器、校深接头后，在马达头总成的下端连接液力锚定器、弹力扶正器、液力补偿器、螺杆钻、卡瓦式机械割刀、弹力旋转扶正器，放入井内；当下到要切割位置时给油管内打压水，带动卡瓦式机械割刀旋转，螺杆钻压力差将液力补偿器向下推动割刀，割刀在下行中打开割刀卡瓦坐封在油管壁上，继续打压，直到油管被切割。

Description

一种连续油管切割工具串的切割方法

技术领域

本发明涉及油田井下修井作业油管切割领域。

背景技术

在油田的勘探开采中，井下油管因套管变形、出砂、工具锈蚀等被卡现象逐年增多。传统的机械切割通过1-2毫米的下放管柱，控制进刀量，操作复杂，刀片易损坏，油管切割难度大；化学切割油管工艺使用的药剂有剧毒，切割油管后残留在井下的药剂且易造成套管腐蚀损伤，施工风险较大；聚能弹虽然能瞬间爆炸割断油管，但切割后的鱼顶不规整，成喇叭口装，不利于后期修井施工，且大斜度井电缆无法有效投送切割工具；国外NOV、哈哩波顿等公司研制的连续油管切割技术，切割时刀具因没有扶正减震装置，工具震动大，刀片容易损坏，行业内还没有好的解决办法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种切割安全、难度小的连续油管切割工具串的切割方法。

本发明的目的是这样实现的：一种连续油管切割工具串的切割方法，包括以下步骤：

1）在井口，由上至下依次连接连续油管、油管连接器、马达头总成、校深接头、刮削器、螺杆钻、梨型磨鞋，形成刮削校深工具；

2）将刮削校深工具的梨型磨鞋朝下放入井内；

3）水泥车打压使螺杆钻旋转带动刮削器和梨型磨鞋旋转，随着刮削校深工具入井，在连续油管的推送下，刮削校深工具对井壁进行除垢清洗，同时校深接头在每过一个油管节箍时，确定油管节箍的位置；

4）当刮削校深工具下到井底后停泵，上提连续油管，根据悬重变化准确记录要切割处油管的节箍位置，并将刮削校深工具从井里提出；

5）卸下梨型磨鞋、螺杆钻、刮削器、校深接头后，在马达头总成的下端依次连接液力锚定器、弹力扶正器、液力补偿器、螺杆钻、卡瓦式机械割刀、弹力旋转扶正器，形成割刀工具；

6）将割刀工具的弹力旋转扶正器朝下放入井内；

7）弹力旋转扶正器与油管内壁向上的摩擦力大于螺杆钻和卡瓦式机械割刀的重量，使液力补偿器处于压缩状态，当下到要切割位置时用水泥车给油管内打压水，水动力推动螺杆钻旋转并带动卡瓦式机械割刀旋转，螺杆钻上部压力大、下部压力小，压力差将液力补偿器处于伸展状态，液力补偿器的下部向下推动割刀，割刀在下行中打开割刀卡瓦，使割刀坐封在油管壁上，继续打压，直到油管被切割。

本发明步骤1）中的校深接头包括校深接头本体，在校深接头本体的中部外周径向设置校深弹簧安装槽，校深弹簧安装槽内设置校深摩擦块和校深弹簧，校深弹簧设置在校深摩擦块与校深接头本体之间，校深摩擦块的上端通过校深上压帽与校深接头本体固定、下端通过校深下压帽与校深接头本体固定，在校深摩擦块的中部外周一体设置突台。

本发明步骤5）中的液力锚定器包括液力锚本体，在液力锚本体上径向设置至少一个锚定爪安装孔，每个锚定爪安装孔内分别设置锚定爪，每个锚定爪与液力锚本体之间分别设置密封圈，在每个锚定爪的外侧分别设置压条，各锚定爪与相应的压条之间分别设置压簧，各压条的两端分别通过紧固螺丝与液力锚本体连接。

本发明步骤5）中的弹力扶正器包括扶正器本体，在扶正器本体的中部外周径向设置第一弹簧安装槽，第一弹簧安装槽内设置第一花键外筒和第一弹簧，第一弹簧设置在第一花键外筒与扶正器本体之间，第一花键外筒的上端通过第一上压帽与扶正器本体固定、下端通过第一下压帽与扶正器本体固定，在第一花键外筒上设置第一摩擦块。

本发明步骤5）中的液力补偿器包括第一上接头，第一上接头的下端连接花键伸缩接头，花键伸缩接头的下端外周一体设置伸缩头凸台，在花键伸缩接头外套置花键套筒，花键套筒的上端内周一体设置套筒凸台，伸缩头凸台配合设置在花键套筒内，套筒凸台配合设置在花键伸缩接头外，在花键伸缩接头上径向设置旁通孔，通过花键套筒的轴向移动打开和关闭旁通孔，花键套筒的下端螺纹连接第一下接头，第一下接头的下端与螺杆钻的上端螺纹连接。

本发明步骤5）中的旋转扶正器包括心轴，心轴的上端外周一体设置心轴凸台，心轴的下端螺纹连接第二下接头，在第二下接头与心轴凸台之间的心轴上套置旋转扶正器本体，心轴上还套置上轴承、下轴承，上轴承设置在旋转扶正器本体的上端与心轴凸台之间，下轴承设置在旋转扶正器本体的下端与第二下接头之间，在旋转扶正器本体的中部外周径向设置第二弹簧安装槽，第二弹簧安装槽内设置第二花键外筒和第二弹簧，第二弹簧设置在第二花键外筒与旋转扶正器本体之间，第二花键外筒的上端通过第二上压帽与旋转扶正器本体固定、下端通过第二下压帽与旋转扶正器本体固定，在第二花键外筒上设置第二摩擦块。

本发明的刮削校深工作原理：刮削校深工具下井后，水泥车打压使螺杆钻旋转带动刮削器和梨型磨鞋旋转，随着工具入井，在连续油管的推送下，工具对井壁进行除垢清洗，同时连接在螺杆钻上部的弹力校深接头在每过一个油管节箍时，因节箍内连接的油管与油管之间存在20-30毫米的间隙，使得校深接头上的校深摩擦块上的突台在其下部弹簧弹力的作用下卡在油管节箍的缝隙内，引起管柱悬重的瞬间的变化，进而确定油管节箍的位置。在管柱清洗下到井底后，缓慢上提管柱，从下往上进行油管节箍的准确定位并在连续油管上用自喷器做好记号为切割油管做准备（避免切割在油管节箍上）。

刮削校深的施工要求：

①井口连接好入井工具，并对油管连接器进行连接拉力试验，确保入井工具连接牢靠无松扣现象，避免起下管柱时工具落井事故的发生。

②通过水泥车给连续油管大压进行连接螺杆钻地面试验，确保螺杆钻工作正常。

③下钻：初始速度小于5m/min，过井口50m时测试上提合格后，速度不得大于12m/min，磨铣时钻压＜5KN,排量＞200l/min，记录泵压及出口流量，观察出口返出物状态。

④中途校核：每下入500m做校核悬重，进行短起下油管，观察是否有刮卡现象。

⑤洗井：磨铣至切割位置，大排量刮削磨洗1周以上，确保至进出口水色一致，上下遇阻负荷小于200kg。

⑥工具下到井底后停泵，缓慢上提连续油管，根据悬重变化准确记录要切割处油管的节箍位置。

本发明的切割工作原理：割刀工具下井时，弹力旋转扶正器与油管内壁向上的摩擦力大于螺杆钻和机械割刀的重量，使液力补偿器（伸缩接头）处于压缩状态，当下到预定位置时用水泥车给油管内打压，水动力推动螺杆钻旋转并带动卡瓦式机械割刀旋转，螺杆钻上、下部的压力差将液力补偿器（伸缩接头）处于伸展状态，割刀旋转三圈后在液力补偿器的下推作用下割刀卡瓦伸出坐封在油管壁上，割刀处于切割状态，此时继续打压，液力补偿器推动割刀切割油管，直到将油管切割成功。

切割工艺的施工要求：

①切割施工前要将遇卡管柱上提100-150KN，使管柱处于拉伸状态。

②工具下井前连接工具进行地面试验切割，并准确记录切割时的泵压和排量以及切割时间。

③下钻时并关闭连续油管地面旋塞阀，避免连续油管内液体流入井内。

④下钻：下放速度不得大于12m/min。

⑤下到预定位置，关闭防喷盒，打开套管闸门和连续油管地面旋塞阀，水泥车缓慢打压，观察出口排量，当出口出水后逐步将水泥车排量提升到120L/min（泵压10-13MPa左右）。

⑥观察泵压变化及出口流量，当泵压缓慢上升说明切割开始，注意观察油套管出口返出液，用吸铁石检测是否含有金属碎屑，当油套连通套管出水（油管不出）或井口有震动，说明管柱切割成功。

⑦当油管无返出液，套管有返出液和井口有震动说明管柱切割成功。

综上所述，本技术在割刀下部采用卡瓦坐封支撑，割刀上部采用弹力扶正器扶正和液力锚定器锚定，割刀下部还采用可旋转的弹力扶正器扶正，上、中、下三级扶正锚定技术技术有效地消除了切割时螺杆钻具的震动和水动力打压时连续油管的上下蠕动对刀片的损伤；同时利用螺杆钻工作时转子上、下端的压力差推动具有受压面积的液力补偿器自动外伸，给割刀进行送钻切割。因切割进刀量又是靠液力补偿器自动推进，因此该技术不但能在直井中使用，还能在大斜度井和水平井进行管柱切割。

附图说明

图1为本发明的刮削校深工具的结构示意图。

图2为本发明的割刀工具的结构示意图。

图3为校深接头的结构示意图。

图4为液力锚定器的结构示意图。

图5为弹力扶正器的结构示意图。

图6为液力补偿器的结构示意图。

图7为弹力旋转扶正器的结构示意图。

具体实施方式

如图3所示，校深接头4包括校深接头本体4-1，在校深接头本体4-1的中部外周径向设置校深弹簧安装槽4-3，校深弹簧安装槽4-3内设置校深摩擦块4-6和校深弹簧4-4，校深弹簧4-4设置在校深摩擦块4-6与校深接头本体4-1之间，校深摩擦块4-6的上端通过校深上压帽4-2与校深接头本体4-1固定、下端通过校深下压帽4-7与校深接头本体4-1固定，在校深摩擦块4-6的中部外周一体设置突台4-5。

如图4所示，液力锚定器10包括液力锚本体10-1，在液力锚本体10-1上径向设置六个锚定爪安装孔10-7，六个锚定爪安装孔10-7布置成两组，每组有三个，每个锚定爪安装孔10-7内分别设置锚定爪10-2，每个锚定爪10-2与液力锚本体10-1之间分别设置密封圈10-5，在每个锚定爪10-2的外侧分别设置压条10-3，各锚定爪10-2与相应的压条10-3之间分别设置压簧10-6，各压条10-3的两端分别通过紧固螺丝10-4与液力锚本体10-1连接。

如图5所示，弹力扶正器11包括扶正器本体11-1，扶正器本体11-1的上端与液力锚本体10-1的下端螺纹连接，在扶正器本体11-1的中部外周径向设置第一弹簧安装槽11-7，第一弹簧安装槽11-7内设置第一花键外筒11-6和第一弹簧11-4，第一弹簧11-4设置在第一花键外筒11-6与扶正器本体11-1之间，第一花键外筒11-6的上端通过第一上压帽11-2与扶正器本体11-1固定、下端通过第一下压帽11-5与扶正器本体11-1固定，在第一花键外筒11-6上设置第一摩擦块11-3。

如图6所示，液力补偿器12包括第一上接头12-1，第一上接头12-1的上端与扶正器本体11-1的下端螺纹连接，第一上接头12-1的下端连接花键伸缩接头12-2，花键伸缩接头12-2的下端外周一体设置伸缩头凸台12-6，在花键伸缩接头12-2外套置花键套筒12-4，花键套筒12-4的上端内周一体设置套筒凸台12-7，伸缩头凸台12-6配合设置在花键套筒12-4内，套筒凸台12-7配合设置在花键伸缩接头12-2外，在花键伸缩接头12-2上径向设置旁通孔12-3，通过花键套筒12-4的轴向移动打开和关闭旁通孔12-3，花键套筒12-4的下端螺纹连接第一下接头12-5，第一下接头12-5的下端与螺杆钻6的上端螺纹连接。

如图7所示，弹力旋转扶正器14包括心轴14-8，心轴14-8的上端与螺杆钻6的下端螺纹连接，心轴14-8的上端外周一体设置心轴凸台14-8-1，心轴14-8的下端螺纹连接第二下接头14-1，在第二下接头14-1与心轴凸台14-8-1之间的心轴14-8上套置旋转扶正器本体14-9，心轴14-8上还套置上轴承14-2-1、下轴承14-2-2，上轴承14-2-1设置在旋转扶正器本体14-9的上端与心轴凸台14-8-1之间，下轴承14-2-2设置在旋转扶正器本体14-9的下端与第二下接头14-1之间，在旋转扶正器本体14-9的中部外周径向设置第二弹簧安装槽14-10，第二弹簧安装槽14-10内设置第二花键外筒14-4和第二弹簧14-5，第二弹簧14-5设置在第二花键外筒14-4与旋转扶正器本体14-9之间，第二花键外筒14-4的上端通过第二上压帽14-6与旋转扶正器本体14-9固定、下端通过第二下压帽14-7与旋转扶正器本体14-9固定，在第二花键外筒14-4上设置第二摩擦块14-3。

连续油管切割工具串的切割方法，包括以下步骤：

1）在井口，由上至下依次连接连续油管1、油管连接器2、马达头总成3、校深接头4、刮削器5、螺杆钻6、梨型磨鞋7，形成刮削校深工具，如图1所示；

2）将刮削校深工具的梨型磨鞋7朝下放入井内；

3）水泥车打压使螺杆钻6旋转带动刮削器5和梨型磨鞋7旋转，随着刮削校深工具入井，在连续油管1的推送下，刮削校深工具对井壁进行除垢清洗，同时校深接头在每过一个油管节箍9时，确定油管节箍9的位置；

4）当刮削校深工具下到井底后停泵，上提连续油管1，根据悬重变化准确记录要切割处油管8的油管节箍9位置，并将刮削校深工具从井里提出；

5）卸下梨型磨鞋7、螺杆钻6、刮削器5、校深接头4后，在马达头总成3的下端依次连接液力锚定器10、弹力扶正器11、液力补偿器12、螺杆钻6、卡瓦式机械割刀13、弹力旋转扶正器14，形成割刀工具，如图2所示；

6）将割刀工具的弹力旋转扶正器14朝下放入井内；

7）弹力旋转扶正器14与油管8内壁向上的摩擦力大于螺杆钻6和卡瓦式机械割刀13的重量，使液力补偿器12处于压缩状态，当下到要切割位置时用水泥车给油管内打压水，水动力推动螺杆钻6旋转并带动卡瓦式机械割刀13旋转，螺杆钻6上部压力大、下部压力小，压力差将液力补偿器12处于伸展状态，液力补偿器12的下部向下推动割刀，割刀在下行中打开割刀卡瓦，使割刀坐封在油管壁上，继续打压，直到油管被切割。

Claims (6)

1.一种连续油管切割工具串的切割方法，其特征在于包括以下步骤：

1）在井口，依次连接连续油管、油管连接器、马达头总成、校深接头、刮削器、螺杆钻、梨型磨鞋，形成刮削校深工具；

2）将刮削校深工具的梨型磨鞋朝下放入井内；

3）水泥车打压使螺杆钻旋转带动刮削器和梨型磨鞋旋转，随着刮削校深工具入井，在连续油管的推送下，刮削校深工具对井壁进行除垢清洗，同时校深接头在每过一个油管节箍时，确定油管节箍的位置；

4）当刮削校深工具下到井底后停泵，上提连续油管，根据悬重变化准确记录要切割处油管的节箍位置，并将刮削校深工具从井里提出；

5）卸下梨型磨鞋、螺杆钻、刮削器、校深接头后，在马达头总成的下端依次连接液力锚定器、弹力扶正器、液力补偿器、螺杆钻、卡瓦式机械割刀、弹力旋转扶正器，形成割刀工具；

6）将割刀工具的弹力旋转扶正器朝下放入井内；

7）弹力旋转扶正器与油管内壁向上的摩擦力大于螺杆钻和卡瓦式机械割刀的重量，使液力补偿器处于压缩状态，当下到要切割位置时用水泥车给油管内打压水，水动力推动螺杆钻旋转并带动卡瓦式机械割刀旋转，螺杆钻上部压力大、下部压力小，压力差将液力补偿器处于伸展状态，液力补偿器的下部向下推动割刀，割刀在下行中打开割刀卡瓦，使割刀坐封在油管壁上，继续打压，直到油管被切割。

2.根据权利要求1所述连续油管切割工具串的切割方法，其特征在于：步骤1）中的校深接头包括校深接头本体，在校深接头本体的中部外周径向设置校深弹簧安装槽，校深弹簧安装槽内设置校深摩擦块和校深弹簧，校深弹簧设置在校深摩擦块与校深接头本体之间，校深摩擦块的上端通过校深上压帽与校深接头本体固定、下端通过校深下压帽与校深接头本体固定，在校深摩擦块的中部外周一体设置突台。

3.根据权利要求1所述连续油管切割工具串的切割方法，其特征在于：步骤5）中的液力锚定器包括液力锚本体，在液力锚本体上径向设置至少两个锚定爪安装孔，每个锚定爪安装孔内分别设置锚定爪，每个锚定爪与液力锚本体之间分别设置密封圈，在每个锚定爪的外侧分别设置压条，各锚定爪与相应的压条之间分别设置压簧，各压条的两端分别通过紧固螺丝与液力锚本体连接。

4.根据权利要求1所述连续油管切割工具串的切割方法，其特征在于：步骤5）中的弹力扶正器包括扶正器本体，在扶正器本体的中部外周径向设置第一弹簧安装槽，第一弹簧安装槽内设置第一花键外筒和第一弹簧，第一弹簧设置在第一花键外筒与扶正器本体之间，第一花键外筒的上端通过第一上压帽与扶正器本体固定、下端通过第一下压帽与扶正器本体固定，在第一花键外筒上设置第一摩擦块。

5.根据权利要求1所述连续油管切割工具串的切割方法，其特征在于：步骤5）中的液力补偿器包括第一上接头，第一上接头的下端连接花键伸缩接头，花键伸缩接头的下端外周一体设置伸缩头凸台，在花键伸缩接头外套置花键套筒，花键套筒的上端内周一体设置套筒凸台，伸缩头凸台配合设置在花键套筒内，套筒凸台配合设置在花键伸缩接头外，在花键伸缩接头上径向设置旁通孔，通过花键套筒的轴向移动打开和关闭旁通孔，花键套筒的下端螺纹连接第一下接头，第一下接头的下端与螺杆钻的上端螺纹连接。

6.根据权利要求1所述连续油管切割工具串的切割方法，其特征在于：步骤5）中的弹力旋转扶正器包括心轴，心轴的上端外周一体设置心轴凸台，心轴的下端螺纹连接第二下接头，在第二下接头与心轴凸台之间的心轴上套置旋转扶正器本体，心轴上还套置上轴承、下轴承，上轴承设置在旋转扶正器本体的上端与心轴凸台之间，下轴承设置在旋转扶正器本体的下端与第二下接头之间，在旋转扶正器本体的中部外周径向设置第二弹簧安装槽，第二弹簧安装槽内设置第二花键外筒和第二弹簧，第二弹簧设置在第二花键外筒与旋转扶正器本体之间，第二花键外筒的上端通过第二上压帽与旋转扶正器本体固定、下端通过第二下压帽与旋转扶正器本体固定，在第二花键外筒上设置第二摩擦块。