CN108266134A - 一种适用于维修大修井的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于维修大修井的施工方法，属于石油开采技术领域。该施工方法包括确定施工区域；将维修设备围绕待大修井的井口布置于施工区域上；设置无绷绳修井机的井架，使无绷绳修井机的井架立于待大修井的井口一侧；通过无绷绳修井机将钻具串下放至待大修井中；通过无绷绳修井机将顶驱吊至大修井的井口，将钻具串与顶驱连接；通过顶驱驱动钻具串转动，以对待大修井进行维修，通过采用无绷绳修井机进行维修，可以不需要设置外绷绳，通过采用顶驱提供钻具串的动力，由于顶驱具有体积小重量轻的特点，便于安装和转运，有利于开展大修施工，提高了维修的效率。

Description

一种适用于维修大修井的施工方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种适用于维修大修井的施工方法。

背景技术

在石油开采过程中需要钻设数量众多的井，维持井的正常生产有助于提高原油产量。

在生产过程中，井内设置有用以支撑井壁的套管，而在套管内常常会发生井下落物的情况，有时还会出现套管变形等情况，这些情况都会妨碍钻井过程中的正常钻进，影响到井的正常生产。随着开发的进行，井逐渐老化，井内的问题逐渐增加，最终导致可正常生产的井演变为大修井，大修井是指井内出现难以打捞的落鱼、套管严重变形或破损等情况，需要对井内进行复杂的修理。

目前对大修井的维修主要通过修井机进行，在对大修井进行维修时需要设置井架，并通过外绷绳将井架固定，再通过井口转盘和钻具对大修井内部进行维修。由于这种施工方法需要在井架上设置外绷绳，因此井口附近需要通常需要有50m×50m的无障碍物的空间，不仅维修起来极为不变，还使得部分井口周围有较多障碍物限制的大修井难以展开维修，导致该部分大修井只能长时间关停，造成原油产量降低，降低采油率。

发明内容

为了解决大修井周围障碍物多时，难以进行维修的问题，本发明实施例提供了一种适用于维修大修井的施工方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种适用于维修大修井的施工方法，所述施工方法包括：

确定施工区域，所述施工区域在水平面内以待大修井的井口为原点，在第一方向和第二方向上的长度均不小于15m，且所述第一方向和所述第二方向相互正交；

将维修设备围绕所述待大修井的井口布置于所述施工区域上，所述维修设备包括钻具、无绷绳修井机、顶驱；

设置所述无绷绳修井机的井架，使所述无绷绳修井机的井架立于所述待大修井的井口一侧；

通过所述无绷绳修井机将钻具串下放至所述待大修井中，所述钻具串包括动力传输部和连接在所述动力传输部底端的维修刀具，所述动力传输部包括依次连接的多根所述钻具；

通过所述无绷绳修井机将所述顶驱吊至所述大修井的井口，将所述钻具串与所述顶驱连接；

通过所述顶驱驱动所述钻具串转动，以对所述待大修井进行维修。

优选地，所述维修设备还包括液压泵站，所述液压泵站用于为所述顶驱提供动力。

进一步地，所述液压泵站距所述待大修井的井口的距离为4～5m。

可选地，所述顶驱的最大承载负荷为50吨，所述动力传输部包括依次连接的所述多根油管。

可选地，所述多根油管为外加厚油管。

可选地，所述顶驱的最大承载负荷大于或等于70吨，所述动力传输部包括依次连接的所述多根钻杆。

进一步地，所述多根钻杆的直径小于或等于73mm。

可选地，在所述通过所述顶驱驱动所述钻具串转动，以对所述待大修井进行维修之前，所述施工方法还包括：

在所述施工区域设置回收罐，所述回收罐与所述井口通过管道连通。

优选地，所述维修刀具包括铣锥、套铣筒、倒扣器、内割刀中的至少一种。

可选地，所述通过所述顶驱驱动所述钻具串转动，以对所述待大修井进行维修包括：

对落鱼进行磨铣、套铣中的至少一种；或者，

在所述大修井内进行切割解卡作业。

本发明实施例通过确定施工区域，以保证待大修井的井口周围有足够的空间放置维修设备，通过采用无绷绳修井机进行维修，将无绷绳修井机的井架立于待大修井的井口一侧，可以不需要设置外绷绳，通过采用顶驱提供钻具串的动力，由于顶驱具有体积小重量轻的特点，便于安装和转运，有利于同时开展多个大修井的大修施工，提高了维修的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种适用于维修大修井的施工方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种适用于维修大修井的施工方法的流程图；

图3是一种现有的维修大修井的施工井场示意图；

图4是本发明实施例提供的一种适用于维修大修井的施工井场示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种适用于维修大修井的施工井场示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种适用于维修大修井的施工方法的流程图，如图1所示，该施工方法包括：

S11：确定施工区域。

具体地，施工区域在水平面内以待大修井的井口为原点，在第一方向和第二方向上的长度均不小于15m，且第一方向和第二方向相互正交。

需要说明的是，原点可以位于施工区域内的任意位置，包括施工区域的中心和除中心之外的区域。

S12：将维修设备围绕待大修井的井口布置于施工区域上。

其中，维修设备包括钻具、无绷绳修井机、顶驱。

S13：设置无绷绳修井机的井架。

具体地，将无绷绳修井机的井架立于待大修井的井口一侧。

S14：通过无绷绳修井机将钻具串下放至待大修井中。

其中，钻具串包括动力传输部和连接在动力传输部底端的维修刀具，动力传输部包括依次连接的多根钻具。

S15：通过无绷绳修井机将顶驱吊至大修井的井口，将钻具串与顶驱连接。

S16：通过顶驱驱动钻具串转动，以对待大修井进行维修。

本发明实施例通过确定施工区域，以保证待大修井的井口周围有足够的空间放置维修设备，通过采用无绷绳修井机进行维修，将无绷绳修井机的井架立于待大修井的井口一侧，可以不需要设置外绷绳，通过采用顶驱提供钻具串的动力，由于顶驱具有体积小重量轻的特点，便于安装和转运，有利于开展大修施工，提高了维修的效率。

图2是本发明实施例提供的另一种适用于维修大修井的施工方法的流程图，如图2所示，该施工方法包括：

S21：确定施工区域。

图3是一种现有的维修大修井的施工井场示意图，如图3所示，在现有的维修大修井的施工中，在施工区域中，在井口10附近放置有大修井机11、钻台12、钻具13，大修井机11的井架(未示出)上拉设有外绷绳14，外绷绳14需要通过绳墩15固定，需要设置大小为50m×50m的施工区域，以放置维修设备及设置外绷绳。

图4是本发明实施例提供的一种适用于维修大修井的施工井场示意图，图5是本发明实施例提供的另一种适用于维修大修井的施工井场示意图，在图4和图5所示的施工中，施工区域在水平面内以待大修井的井口20为原点，在第一方向和第二方向(如图4和图5中的双箭头虚线)上的长度均不小于15m，且第一方向和第二方向相互正交，施工区域主要用于放置维修设备，由于采用无绷绳修井机，井架上不需要设置外绷绳，因此即使井口的一侧较近的范围内有障碍物16(如图4)也可以进行施工，有效地减小了进行维修所需要的施工区域的面积，避免了建筑物和高压线的拆迁，其中障碍物16位于施工区域之外。

S22：将维修设备围绕待大修井的井口布置于施工区域上。

参见图4和图5，维修设备可以包括钻具22、无绷绳修井机21、顶驱(未示出)、液压泵站24，液压泵站24用于为顶驱提供动力。

具体地，钻具包括多根钻杆或多根油管中的至少一种，且多根钻杆的直径小于或等于73mm，通过选用油管或是直径不超过73mm的钻杆可以降低钻具串的重量，降低顶驱的负荷。

在本发明的一种实现方式中，顶驱的最大承载负荷可以为50吨，则动力传输部包括依次连接的多根油管，油管为中空结构，采用多根油管做钻具串可以进一步降低钻具串的重量，有利于顶驱的驱动。

可选地，多根油管可以为外加厚油管，外加厚油管的两端设置有螺纹，以便于相邻两根油管通过接头连接，外加厚油管的两端为加厚区域，中部为非加厚区域，加厚区域的外径大于非加厚区域的外径，从而可以增强连接处的机械强度。

可选地，油管的加厚区域的外径为89mm，非加厚区域的外径为73mm，油管的内径为62mm。

在本发明的另一种实现方式中，顶驱的最大承载负荷大于或等于70吨，动力传输部包括依次连接的多根钻杆，钻杆的结构强度大于油管，且钻杆的质量也大于油管，因此采用最大承载负荷大于或等于70吨的顶驱驱动钻具串时，可以采用多根钻杆做钻具串。

S23：设置无绷绳修井机的井架。

具体地，将无绷绳修井机的井架立于待大修井的井口一侧，便于通过井架起吊钻具串和顶驱。

S24:通过无绷绳修井机将钻具串下放至待大修井中。

其中，钻具串包括动力传输部和连接在动力传输部底端的维修刀具，动力传输部包括依次连接的多根钻具，多根钻具可以是前述的钻杆，也可以是前述的油管。

进一步地，维修刀具包括铣锥、套铣筒、倒扣器、内割刀中的至少一种，通过在钻具串中设置不同的维修刀具，可以进行不同维修工作。

具体地，在下放钻具串时，可以通过无绷绳修井机上的挂钩将第一根底端装有维修刀具的钻杆或油管逐渐下放至待大修井中，再在第一根钻杆或油管的尾端连接上第二根钻杆或油管，然后继续向待大修井中，再在第二根钻杆或油管的尾端连接第三根钻杆或油管，如此下放足够多根钻杆或油管，以使维修刀具到达需要进行维修的部位。

S25：通过无绷绳修井机将顶驱吊至大修井的井口，将钻具串与顶驱连接。

具体地，将无绷绳修井机的挂钩与连接在顶驱的顶部的提升短节连接，再通过挂钩将顶驱吊至井口的上方，通过连接管套连接顶驱的转轴和钻具串。

进一步地，连接管套与转轴和钻具串均采用螺纹连接，且连接套管两端的螺纹的旋向相反，从而可以避免在通过顶驱驱动钻具串转动的过程中，连接套管与顶驱或连接套管与钻具串分离。

优选地，顶驱采用液压顶驱，可以通过液压泵站为顶驱提供动力，相比电动顶驱，液压顶驱具有噪声小、功率大的优点。

进一步地，在进行施工过程中，液压泵站距待大修井的井口的距离为4～5m，并使操作人员与修井机司机之间视线无阻碍，确保液压泵站的操作人员与无绷绳修井机的操作人员之间的沟通，有利于不同的操作人员之间的协调操作，同时方便操作人员观察井口。

S26：在施工区域设置回收罐，回收罐与井口通过管道连通。

参见图4或5，维修设备还可以包括回收罐23，由于在进行维修的过程中，井口会有液体溢出，通过设置回收罐23可以对液体进行回收，便于后续对回收的液体进行集中处理。

需要说明的是，步骤S26在步骤S27之前完成即可，与前述的各步骤之间无先后关系。

S27：通过顶驱驱动钻具串转动，以对待大修井进行维修。

具体地，步骤S27可以包括：

对落鱼进行磨铣、套铣中的至少一种。

其中，落鱼是断落在井内的钻杆、钻铤、钻头、油管、抽油杆、打捞工具以及仪器等井下落物的通称，此外，鱼顶指落鱼的顶部。

通过对落鱼进行磨铣可以将鱼顶部分打磨平整，以便于后续打捞过程中的抓取，此外对于部分形状复杂的落鱼，也可以通过磨铣的方式使落鱼破裂成碎块，掉落到井底，以解除落鱼对正常钻进的阻碍，使井可以恢复生产。

通过对落鱼进行套铣可以降低落鱼的外径，以保证打捞筒可以对落鱼进行抓取，以便于取出落鱼。

具体地，可以采用多个小级差铣锥进行磨铣，采用限位套铣筒进行套铣，其中，多个小级差铣锥在磨铣面处的横截面的外圆半径差为0.5mm。

或者，步骤S27可以包括：

在大修井内进行切割解卡作业。由于在生产过程中，油管可能产生变形而卡在套管中，因此需要对卡住的油管进行切割作解卡作业。

实现时，通过内割刀进行切割解卡作业，通常可以选用机械式内割刀。

或者，步骤S27也可以包括：

对套管的内壁进行打磨，以增大套管的内径。

在生产过程中，套管有可能会出现变形，导致套管的内径变小，也会影响到井的正常生产。通过对套管的内壁进行打磨，以使套管的变形处的内径增大到原内径，从而消除套管的变形。

通常套管的外径为140mm，内径为124mm，对于变形后，变形处的内径不小于90mm的套管，都可以采用打磨内壁的方式消除套管的形变。

S28：对待大修井进行打捞或补贴作业。

在完成对落鱼的磨铣、套铣后，可以对落鱼进行打捞，从而将落鱼从井内取出。

此外，在对套管进行打磨后，套管的局部可能会出现破损的情况，因此在完成对套管的打磨后，需要对打磨后的管套进行补贴，以修补在打磨过程中形成的磨损。

需要说明的是，在进行打捞和补贴之前，应断开顶驱与钻具串的连接，并将顶驱卸下。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于维修大修井的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括：

确定施工区域，所述施工区域在水平面内以待大修井的井口为原点，在第一方向和第二方向上的长度均不小于15m，且所述第一方向和所述第二方向相互正交；

将维修设备围绕所述待大修井的井口布置于所述施工区域上，所述维修设备包括钻具、无绷绳修井机、顶驱；

设置所述无绷绳修井机的井架，使所述无绷绳修井机的井架立于所述待大修井的井口一侧；

通过所述无绷绳修井机将钻具串下放至所述待大修井中，所述钻具串包括动力传输部和连接在所述动力传输部底端的维修刀具，所述动力传输部包括依次连接的多根所述钻具；

通过所述无绷绳修井机将所述顶驱吊至所述大修井的井口，将所述钻具串与所述顶驱连接；

通过所述顶驱驱动所述钻具串转动，以对所述待大修井进行维修。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述钻具包括多根钻杆或多根油管中的至少一种，且所述多根钻杆的直径小于或等于73mm。

3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，所述顶驱的最大承载负荷为50吨，所述动力传输部包括依次连接的所述多根油管。

4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于，所述多根油管为外加厚油管。

5.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，所述顶驱的最大承载负荷大于或等于70吨，所述动力传输部包括依次连接的所述多根钻杆。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述维修设备还包括液压泵站，所述液压泵站用于为所述顶驱提供动力。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述液压泵站距所述待大修井的井口的距离为4～5m。

8.根据权利要求1～7任一项所述的施工方法，其特征在于，在所述通过所述顶驱驱动所述钻具串转动，以对所述待大修井进行维修之前，所述施工方法还包括：

在所述施工区域设置回收罐，所述回收罐与所述井口通过管道连通。

9.根据权利要求1～7任一项所述的施工方法，其特征在于，所述维修刀具包括铣锥、套铣筒、倒扣器、内割刀中的至少一种。

10.根据权利要求1～7任一项所述的施工方法，其特征在于，所述通过所述顶驱驱动所述钻具串转动，以对所述待大修井进行维修，包括：

对落鱼进行磨铣、套铣中的至少一种；或者，

在所述大修井内进行切割解卡作业。