CN110242237A - 一种适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，包括以下步骤：在解卡油管时，首先进行被卡油管的通过性验证和处理，主要通过井下电视照相判断被卡油管的遇阻原因，提高了判断的准确率，也为后续的处理提供了针对性解决方案，进而提高了处理遇阻的效率；然后通过注磁测卡仪测算管柱卡点，确定管柱卡点的范围，为下一步的切割解卡做好准备；最后利用铝热切割器在卡点处持续平稳的切割被卡油管，以时间换空间，解决老旧井、事故井切割工具串难以下到位的问题，同时克服了常规管柱切割工艺的切口变形、作业周期长、施工难度大、环保风险高的局限性，实现了被卡管柱快速、高效、高质量的切割解卡。
Description
技术领域
本发明属于油气田勘探和开发领域，具体涉及一种适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法。
背景技术
油气井生产施工过程中，随着时间的推移，油气井中的采油管柱、测试管柱、施工工具管柱等会由于井底的封隔器、测试阀、施工钻具等发生锈蚀失效、变形、损坏等情况，而无法正常起出井内管柱串，实施修井、更换井内施工工具等作业，在采取常规解卡措施仍然无效后，通常要采取油管内切割工艺，从卡点以上切断油管，起出断口以上管柱串，然后下入打捞、钻磨等工具进行下步处理。
常用的油管内切割工艺有爆炸切割、机械切割、化学切割等，这几种切割工艺技术各有利弊，存在各自的局限性。
爆炸切割工艺简单施工快捷，但爆炸切割形成的切口通常为喇叭口状的花瓣式断口，翻边扩径明显，切口直径会达到原管柱直径的110％～120％，且有断口粘连情况，不易达到完全切割。这样的切口给后期采用套铣、打捞、磨钻等工艺造成很大难度。
机械切割本身切割效率低，作业难度大，对切割工具居中性要求极高，否则会发生切割工具串不居中导致远端一边管柱没有切断，而近端一边管柱切得过深，以至于切伤管柱外面的套管，或者发生刀片折断的情况，导致切割失败。
化学切割作业周期长，所采用的腐蚀剂对管柱整体的腐蚀影响不可避免、作业后废液的回收处理难度，易发生环境问题，且管柱必须要有循环通道。而现场需要切割的大部分是老旧油气井、事故井，管柱大都存在结垢缩径、弯曲变形、井底堵塞没有循环通道，以2.875吋油管为例，正常管柱内通径为φ62mm，可是大部分老旧井、事故井都无法下入φ57mm的爆炸切割弹，甚至φ45mm的机械切割器都无法下入。
受到设计本身的制约，爆炸切割和机械切割装置都无法进一步减少直径，切割施工往往因此而无法进行。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，以克服上述技术缺陷。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，包括以下步骤：
S1.采用钢丝绞车连接通井规对外径为2.875英寸的被卡油管进行全管柱通井；
S2.下入注磁测卡仪至被卡油管内，检测确定被卡油管的卡点位置；
S3.组装铝热切割工具串，通过电缆下放铝热切割工具串至被卡油管的卡点位置；
S4.采用磁定位器对被卡油管进行校深，记录磁定位曲线，根据磁定位曲线记录被卡油管的卡点上部且避开管柱节箍、加厚段的位置作为切点；
S5.锚定铝热切割工具串至切点处，在井口对被卡油管施加悬重拉力，使被卡油管内的卡点处于不受力状态，然后向铝热切割工具串供电，点火切割被卡油管；
S6.切割完成后，解除锚定，若解除锚定不成功，则拉动电缆至电缆末端马笼头的弱点值，使电缆与铝热切割工具串脱离，起出电缆；若解除锚定成功，则直接起出铝热切割工具串；
S7.在井口对被卡油管施加悬重拉力，试提被卡油管，若出现超重的情况，则增加悬重进行加力上提，直至起出被卡油管，完成铝热切割被卡油管工艺；若出现起不动的情况，则说明切割失败，重新组装铝热切割工具串，更换被卡油管的卡点和切点，再次切割，完成铝热切割被卡油管工艺。
进一步地，所述步骤S1中的通井规规格为φ47mm，若φ47mm通井规通井通不过，则更换φ43mm的通井规进行通井，若仍通不过，则下放井下电视成像系统至被卡油管内，通过井下电视照相判断通井遇阻原因，具体遇阻原因和处理方式包括：
S101.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是砂堵，则进行洗井冲砂作业，洗井冲砂完成后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；
S102.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是管壁结垢，则进行酸浸作业，酸浸完成后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；
S103.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是管柱变形，则进行管柱整形作业，管柱整形完成后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；
S104.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是管壁锈蚀，则进行刮削作业，刮削完成后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；
S105.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是被卡油管内存在异物，则进行打捞作业，打捞出异物后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；若打捞不成功，则进行被卡油管钻磨，再采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功。
优选地，所述步骤S2的注磁测卡仪是指直径φ≤43mm、耐温＞150℃的小型注磁测卡仪。
进一步地，所述步骤S3的铝热切割工具串包括自上至下连接的铝热切割器、锚定器、磁定位器、加重杆和电缆马笼头。
优选地，所述锚定器为φ43mm的电动锚定器，锚定卡瓦伸缩范围为φ43mm～φ63mm，锚定力≥2000kg。
进一步地，所述步骤S6的弱点值是指电缆马笼头制作式设置的安全弱点值，所述2.875英寸被卡油管在铝热切割工艺中的安全弱点值为800kg。
进一步地，所述步骤S7的试提被卡油管是指在井口用起重设备对被卡油管施加管柱正常悬重的拉力，尝试起出管柱。
优选地，所述井下电视照相是指采用井下鹰眼电视测井仪对被卡油管内部进行图像测井，采集被卡油管的遇阻位置、落鱼位置动态、静态图像，判断被卡油管内部状况。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的铝热切割工艺方法特别适用于2.875英寸的油管，在解卡油管时，首先进行被卡油管的通过性验证和处理，主要通过井下电视照相判断被卡油管的遇阻原因，提高了判断的准确率，也为后续的处理提供了针对性解决方案，进而提高了处理遇阻的效率；然后通过注磁测卡仪测算管柱卡点，确定管柱卡点的范围，为下一步的切割解卡做好准备；最后利用铝热切割器在卡点处持续平稳的切割被卡油管，以时间换空间，解决老旧井、事故井切割工具串难以下到位的问题，同时克服了常规管柱切割工艺的切口变形、作业周期长、施工难度大、环保风险高的局限性，实现了被卡管柱快速、高效、高质量的切割解卡。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是油管铝热切割工艺方法的流程图。
图2是油管铝热切割工艺方法的具体流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的油管铝热切割工艺的上、下、左、右。
现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
在以下实施例中，被卡油管是指由于井底的封隔器、测试阀、施工钻具等发生锈蚀失效、变形、损坏，造成的油气井中的采油管柱、测试管柱、施工工具管柱内部被卡，而无法正常起出井内管柱串，实施修井、更换井内施工工具等作业。
第一实施例：
本发明的第一实施方式涉及一种适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1.采用钢丝绞车连接通井规对外径为2.875英寸的被卡油管进行全管柱通井；
S2.下入注磁测卡仪至被卡油管内，检测确定被卡油管的卡点位置；
S3.组装铝热切割工具串，通过电缆下放铝热切割工具串至被卡油管的卡点位置；
S4.采用磁定位器对被卡油管进行校深，记录磁定位曲线，根据磁定位曲线记录被卡油管的卡点上部且避开管柱节箍、加厚段的位置作为切点；
S5.锚定铝热切割工具串至切点处，在井口对被卡油管施加悬重拉力，使被卡油管内的卡点处于不受力状态，然后向铝热切割工具串供电，点火切割被卡油管；
S6.切割完成后，解除锚定，若解除锚定不成功，则拉动电缆至电缆末端马笼头的弱点值，使电缆与铝热切割工具串脱离，起出电缆；若解除锚定成功，则直接起出铝热切割工具串；
S7.在井口对被卡油管施加悬重拉力，试提被卡油管，若出现超重的情况，则增加悬重进行加力上提，直至起出被卡油管，完成铝热切割被卡油管工艺；若出现起不动的情况，则说明切割失败，重新组装铝热切割工具串，更换被卡油管的卡点和切点，再次切割，完成铝热切割被卡油管工艺。
需要特别说明的是，本发明特别适用于切割2.875英寸的油管，针对2.875英寸的油管，其切割工艺主要包括三点，参照图2：
(1)管柱通过性验证及处理，具体为在预切割的被卡油管实施钢丝通井，现场采用钢丝绞车连接47mm钢丝通井规进行全管柱47mm通井，如果出现通不过，则起出47mm通井规，改用43mm通井规实施43mm通井；
(2)管柱卡点位置测算，具体为采用注磁测卡仪进行注磁测卡点作业，依据测卡曲线进行计算卡点位置，确定管柱卡点范围；
(3)铝热切割解除卡钻，具体为：组装铝热切割工具串，进行地面测试锚定器，确定锚定器开关、收放灵活，切割工具串下入管柱卡点附近后，进行CCL(磁定位器)校深确定切点，通过测磁定位曲线使切点在卡点以上且避开管柱节箍及加厚段，然后地面控制面板给锚定器供电，打开锚定卡瓦，锚定切割工具串，试提工具串判断锚定成功后，在井口对管柱施加悬重拉力，使管柱卡点处于不受力状态，然后进行点火切割，5分钟后进行解除锚定，操作控制面板收回锚定卡瓦，如果出现不成功，则进行拉开弱点，电缆拉到马笼头弱点值，使电缆与切割工具串脱开，起出电缆。锚定器及铝热切割工具串在之后的起钻过程中随管柱一起起出井筒，如果实现成功解锚，起出切割工具串，起出电缆或者起出切割工具串后进行试提管柱，井口施加管柱悬重的拉力试提管柱，如果管柱出现超重情况，则进行加力上提，施加110％～120％的悬重上提，如果出现起不动管柱，则切割失败，重新组装铝热切割装置，更换卡点，再次切割，如果试提管柱或者加力上提实现正常起钻状态，则进行起出收工，起出管柱，完成铝热切割解卡作业。
本实施例中，铝热切割工艺方法利用铝热剂能够平稳持续进行管柱切割的特性，加长铝热剂燃料筒长度，减小了工具串直径，以时间换空间，解决老旧井、事故井切割工具串难以下到位的问题，同时克服了常规管柱切割工艺的切口变形、作业周期长、施工难度大、环保风险高的局限性，实现了被卡管柱快速、高效、高质量的切割解卡。
第二实施例：
本发明的第二实施方式涉及一种适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，参照图2，包括以下步骤：
S1.采用钢丝绞车连接φ47mm通井规对外径为2.875英寸的被卡油管进行全管柱通井，若φ47mm通井规通井通不过，则更换φ43mm的通井规进行通井，若仍通不过，则下放井下电视成像系统至被卡油管内，通过井下电视照相判断通井遇阻原因，具体遇阻原因和处理方式包括：
S101.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是砂堵，则进行洗井冲砂作业，洗井冲砂完成后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；
S102.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是管壁结垢，则进行酸浸作业，酸浸完成后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；
S103.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是管柱变形，则进行管柱整形作业，管柱整形完成后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；
S104.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是管壁锈蚀，则进行刮削作业，刮削完成后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；
S105.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是被卡油管内存在异物，则进行打捞作业，打捞出异物后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；若打捞不成功，则进行被卡油管钻磨，再采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功。
S2.下入注磁测卡仪至被卡油管内，检测确定被卡油管的卡点位置；
S3.组装铝热切割工具串，通过电缆下放铝热切割工具串至被卡油管的卡点位置；
S4.采用磁定位器对被卡油管进行校深，记录磁定位曲线，根据磁定位曲线记录被卡油管的卡点上部且避开管柱节箍、加厚段的位置作为切点；
S5.锚定铝热切割工具串至切点处，在井口对被卡油管施加悬重拉力，使被卡油管内的卡点处于不受力状态，然后向铝热切割工具串供电，点火切割被卡油管；
点火切割指通过地面点火面板给铝热切割器中点火单元的钨丝供电，钨丝产生热量点燃点火单元复合金属粉末燃料，点火单元燃烧后点燃铝热剂燃料单元中的燃料，形成持续高温高压的铝热射流，之后从铝热射流喷嘴喷出，燃烧并切断喷嘴所对应的管柱，完成管柱铝热切割。
S6.切割完成后，解除锚定，若解除锚定不成功，则拉动电缆至电缆末端马笼头的弱点值，使电缆与铝热切割工具串脱离，起出电缆；若解除锚定成功，则直接起出铝热切割工具串；
S7.在井口对被卡油管施加悬重拉力，试提被卡油管，若出现超重的情况，则增加悬重进行加力上提，直至起出被卡油管，完成铝热切割被卡油管工艺；若出现起不动的情况，则说明切割失败，重新组装铝热切割工具串，更换被卡油管的卡点和切点，再次切割，完成铝热切割被卡油管工艺。
值得一提的是，上述步骤S101～步骤S105为井下电视照相可能出现的遇阻原因，并无时间先后顺序或者步骤顺序。在此需要说明的是，井下电视照相是指采用井下鹰眼电视测井仪对被卡油管内部进行图像测井，采集被卡油管的遇阻位置、落鱼位置动态、静态图像，判断被卡油管内部状况。
鹰眼电视测井仪是由美国DHV石油测井公司开发的测井技术，可以直观地监测井下油管或套管的技术状况，利用数字图像处理技术，对井下电视图像进行了数字化处理、图像分割和边缘跟踪；并利用成像原理得出了电视图像中实物的几何尺寸，达到了井下电视的定量解释目的，通过实际应用表明，该定量方法解释结果准确可靠，是对井下电视测井技术的进一步完善，红外测温仪与井下成像互补，对测井起到举足轻重的作用，实际的观测中，探测头的品质决定了电视成像的质量。
目前，井下电视成像系统是采油领域常用的测井技术，是可以市购得到的设备，不属于本发明的保护点，因此在此不作详细的说明。
第三实施例：
在第一实施例的基础上，针对2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，步骤S2的注磁测卡仪是指直径φ≤43mm、耐温＞150℃的小型注磁测卡仪。
另外，步骤S3的铝热切割工具串包括自上至下连接的铝热切割器、锚定器、磁定位器、加重杆和电缆马笼头。铝热切割器是指由用于2.875油管切割的φ43mm铝热射流喷嘴、铝热射流控制器、铝热射流发生器、φ28mm铝热剂燃料单元及φ28mm点火单元组成。其中φ28mm铝热剂燃料单元为φ28±0.5mm×500±2mm×900±40g的基本单元，使用时依据要切割的管柱新旧程度选择2-3个单元。φ28mm点火单元为φ28±0.5mm×20±2mm×10±0.5g的基本单元，内部固化钨丝及复合金属粉末燃料。
上述铝热切割器是对铝热切割器的简单介绍，在本实施例中，铝热切割器是成熟的现有结构，可以市购得到，在本实施例中，优选申请号为CN200910023429.1，授权公告号为CN101619649B的《一种非爆炸性的金属管环形切割装置》，非爆炸性的金属管环形切割装置1，主要包括一个圆筒形的装药室，该装药室上端联接一个用来密封以及安装点火装置的上接头，装药室的下端联接有密封滑套；在装药室的内表面附着一层耐热材料，装药室内装填有至少一个装药单元，装药室的另一端联接流体分配导流器，导流器通过螺杆依次联接有一个锥形圆台状的转向器和尾架，尾架上连接有挡板；在转向器和尾架的外侧，设有与装药室相连接的密封滑套，用来防止油气井井液进入装置内部。其中，挡板与密封滑套末端的距离L大于转向器锥形圆台上边与密封滑套顶端的距离h，以确保切割通道的彻底打开。
针对2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，锚定器为φ43mm的电动锚定器，锚定卡瓦伸缩范围为φ43mm～φ63mm，锚定力≥2000kg。步骤S6的弱点值是指电缆马笼头制作式设置的安全弱点值，所述2.875英寸被卡油管在铝热切割工艺中的安全弱点值为800kg。步骤S7的试提被卡油管是指在井口用起重设备对被卡油管施加管柱正常悬重的拉力，尝试起出管柱。
综上所述，本发明提供的铝热切割工艺方法特别适用于2.875英寸的油管，在解卡油管时，首先进行被卡油管的通过性验证和处理，主要通过井下电视照相判断被卡油管的遇阻原因，提高了判断的准确率，也为后续的处理提供了针对性解决方案，进而提高了处理遇阻的效率；然后通过注磁测卡仪测算管柱卡点，确定管柱卡点的范围，为下一步的切割解卡做好准备；最后利用铝热切割器在卡点处持续平稳的切割被卡油管，以时间换空间，解决老旧井、事故井切割工具串难以下到位的问题，同时克服了常规管柱切割工艺的切口变形、作业周期长、施工难度大、环保风险高的局限性，实现了被卡管柱快速、高效、高质量的切割解卡。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (8)
1.一种适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.采用钢丝绞车连接通井规对外径为2.875英寸的被卡油管进行全管柱通井；
S2.下入注磁测卡仪至被卡油管内，检测确定被卡油管的卡点位置；
S3.组装铝热切割工具串，通过电缆下放铝热切割工具串至被卡油管的卡点位置；
S4.采用磁定位器对被卡油管进行校深，记录磁定位曲线，根据磁定位曲线记录被卡油管的卡点上部且避开管柱节箍、加厚段的位置作为切点；
S5.锚定铝热切割工具串至切点处，在井口对被卡油管施加悬重拉力，使被卡油管内的卡点处于不受力状态，然后向铝热切割工具串供电，点火切割被卡油管；
S6.切割完成后，解除锚定，若解除锚定不成功，则拉动电缆至电缆末端马笼头的弱点值，使电缆与铝热切割工具串脱离，起出电缆；若解除锚定成功，则直接起出铝热切割工具串；
S7.在井口对被卡油管施加悬重拉力，试提被卡油管，若出现超重的情况，则增加悬重进行加力上提，直至起出被卡油管，完成铝热切割被卡油管工艺；若出现起不动的情况，则说明切割失败，重新组装铝热切割工具串，更换被卡油管的卡点和切点，再次切割，完成铝热切割被卡油管工艺。
2.如权利要求1所述的适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，其特征在于：所述步骤S1中的通井规规格为φ47mm，若φ47mm通井规通井通不过，则更换φ43mm的通井规进行通井，若仍通不过，则下放井下电视成像系统至被卡油管内，通过井下电视照相判断通井遇阻原因，具体遇阻原因和处理方式包括：
S101.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是砂堵，则进行洗井冲砂作业，洗井冲砂完成后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；
S102.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是管壁结垢，则进行酸浸作业，酸浸完成后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；
S103.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是管柱变形，则进行管柱整形作业，管柱整形完成后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；
S104.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是管壁锈蚀，则进行刮削作业，刮削完成后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；
S105.通过井下电视成像内容判断遇阻原因是被卡油管内存在异物，则进行打捞作业，打捞出异物后，再次采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功；若打捞不成功，则进行被卡油管钻磨，再采用钢丝绞车连接通井规进行通井直至通井成功。
3.如权利要求1所述的适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，其特征在于：所述步骤S2的注磁测卡仪是指直径φ≤43mm、耐温＞150℃的小型注磁测卡仪。
4.如权利要求1所述的适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，其特征在于：所述步骤S3的铝热切割工具串包括自上至下连接的铝热切割器、锚定器、磁定位器、加重杆和电缆马笼头。
5.如权利要求4所述的适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，其特征在于：所述锚定器为φ43mm的电动锚定器，锚定卡瓦伸缩范围为φ43mm～φ63mm，锚定力≥2000kg。
6.如权利要求1所述的适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，其特征在于：所述步骤S6的弱点值是指电缆马笼头制作式设置的安全弱点值，所述2.875英寸被卡油管在铝热切割工艺中的安全弱点值为800kg。
7.如权利要求1所述的适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，其特征在于：所述步骤S7的试提被卡油管是指在井口用起重设备对被卡油管施加管柱正常悬重的拉力，尝试起出管柱。
8.如权利要求2所述的适用于2.875英寸油管的铝热切割工艺方法，其特征在于：所述井下电视照相是指采用井下鹰眼电视测井仪对被卡油管内部进行图像测井，采集被卡油管的遇阻位置、落鱼位置动态、静态图像，判断被卡油管内部状况。
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