修井施工工艺技术.pdf

目 录第一章 套损类型、套损原因.4第一节套损类型.4第二节套损原因.6复习题：.9第二章 套管状况检测.10第一节工程测井法.10第二节机械检测法.12复习题：.16第三章 修井设备.17第一节修井机.17第二节主要设备.25第三节 钻具及井口常用工具.31复习题：.40第四章 常用修井工具.41第一节检测类工具.41第二节打捞类工具.43第三节 切割类工具.62第四节倒扣类工具.66第五节套管刮削类工具.70第六节 挤胀类工具.72第七节 钻、磨、铳类工具.76第八节震击类工具.81第九节套管补接类工具.84第十节 加固类工具.87第十一节辅助类工具.88复习题：.91第五章 打捞工艺技术.92第一节打捞作业的分类.92第二节 井下落物打捞.92第三节预防井下落物.94第四节 气井解卡打捞.95第五节 现场应用实例.97复习题：.100第六章 解卡工艺技术.101第一节卡钻事故的原因.101第二节卡钻事故的处理.1021第三节现场应用实例.106复习题：.106第七章 套管整形技术.107第一节冲胀碾压整形.107第二节 磨铳整形.109第三节燃爆整形.110第四节现场应用实例.111复习题：.111第八章 套管加固、补贴技术.112第一节不密封加固.112第二节液压密封加固.112第三节燃气动力加固.113第四节波纹管补贴技术.114第五节现场应用实例.115复习题：.115第九章取换套工艺技术.116第一节工艺原理及专用工具.116第二节工艺过程.117第三节小表层套管及有放气管井取换套技术.121第四节 常见问题及注意事项.125第五节现场应用实例.126复习题：.127第十章 侧斜工艺技术.127第一节概述.128第二节侧斜工艺.128第三节现场应用实例.133复习题：.135第十一章 潜油电泵解卡打捞.135第一节潜油电泵.136第二节潜油电泵井下事故的原因.140第三节 潜油电泵解卡打捞.141第四节 施工要求及注意事项.142第五节现场应用实例.142复习题：.143第十二章 工程报废.144第一节 水泥浆封固永久报废工艺技术.144第二节现场应用实例.147复习题：.148第十三章 资料的录取.1492第一节普修井资料录取要求.149第二节取套井资料录取要求.152第三节 侧斜（钻）井资料录取要求.153复习题：.155第十四章 大修设计.156第一节设计编写原则.156第二节、设计编写主要内容.156附录A（标准的附录）.158第十五章 大修井井控基础知识.161第一节 井控极其相关概念.161第二节井喷失控的原因及危害.161第三节 井控设备.163第四节 满足井控安全的修前工程及合理的井场布局.164第五节井涌控制.164复习题：.168第十六章 大修环保措施.169第一节 大修环保的目的.169第二节 重要环境因素保护措施.169第三节一般环境因素保护措施.173思考题：.174参考文献：.1753第一章套损类型、套损原因本章详细介绍了六种套损类型及套损原因，使读者对套损类型及套损原因有一个初步 了解。本章是油水井修复的基础，只有了解套损类型，才能准确选择修复工艺和方法；只有 充分了解套损原因，包括地质因素和工程因素，才能更好的采取有效措施，防止或减缓套损 的发生。通过本章的学习，掌握套损类型，了解产生套损的原因。第一节套损类型根据四十年修井施工积累的资料，结合套损原因，可将套管的损坏分成以下六种类型。一、径向凹陷变形型由于套管本身局部位置质量差，强度不够，固井质量差及在长期注采压差作用下，套管 局部产生缩径，使套管在横截面上呈内凹椭圆形，如图11所示。A-A截面上已不再是基 本圆型，长轴D短轴d,据资料统计，一般长短轴差在1 4mm以上，当此值大于20mm以上时，套管可能发生破裂，这种径向凹陷型套管变形是套损井中基本变形形式。二、套管腐蚀孔洞、破裂型由于地表浅层水的电化学反应长期作用在套管某一局部位置，或者由于螺纹不密封等长 期影响，套管某一局部位置将会因腐蚀而穿孔，或因注采压差及作业施工压力过高而破损。如图12所示。图12腐蚀孔洞、破裂型示意图1一孔洞；2裂缝；3不密封接箍螺纹；4油层腐蚀孔洞、破裂等情况多发生在油层顶部以上，特别是无水泥环固结井段往往造成井筒 周围地面冒油、漏气，严重的还会造成地面塌陷。大庆油田中6-7井由于外漏严重，井口周 围坍塌50多方。4三、多点变形型由于套管受水平地应力作用，在长期注采不平衡的条件下，地层滑移迫使套管受多向水 平力剪切，致使套管径向内凹形成多点变形，如图13所示。据统计多点变形井约占全部变形井的15%左右，因此多点变形是一种复杂的套损类型。图113多点变形不后图图14弯曲变形示意图四、弯曲变形型在长期水浸作用下，泥、页岩岩体发生膨胀，产生的巨大的地应力变化，使岩层相对滑 移，剪切套管。套管沿地应力方向弯曲，在轴向上出现变异，如图14所示。弯曲变形的套管，内径已不规则，多呈椭圆形，长短轴差距不大，但相邻两变形点之间 距离较大，一般在3m以上。若相邻两变形点间的距离小于3m,则通井规无法通过，这种变 形属于严重弯曲变形，是目前较难修复的套损类型之一。五、非坍塌型套管错断泥、页岩长期水浸膨胀将会发生岩体滑移。当滑移速度超过30毫米/年时，套管将被剪 断，剪断后的上下两部分发生横向相对位移。由于固井时套管所受的拉伸载荷及钢材自身收 缩力的作用，套管横向错断后，上下两部分便沿各自的轴线收缩，在断点附近产生纵向上的 相对位移。错断及位移情况如图15所示。套管错断是修井工作中较常见的套损类型。错断形式可分为：（一）4）70mm以上大通径错断，即套管上、下断口横向移位，两断口间的轴线间尚有“70mm以上通道。（二）70mm以下小通径错断，即套管上、下断口横向移位，两断口间通道小于“70mm 或者无通道，这种小通道错断井目前很难修复。（三）上下移位型，错断点通径大于“1 1 8mm,上、下断口间存在一定的距离。这种井 况较易修复。六、坍塌型套管错断地层滑移、地壳升降等因素导致套管错断，其地应力首先作用在管外水泥环上，使水泥 环脱落、岩壁坍塌，泥、砂和脱落的水泥环及岩石碎屑在地层压力用下由错断口处随地层流 体涌入井筒，由井底不断向上沉积，随着时间的推移，砂柱不断增高，卡埋井内管柱及工具。如图16所示。坍塌型套管错断井在大庆油田的套损井中所占比例不高，约占错断井的10%左右，是目5前极难修复或报废处理的复杂套损类型。0泥砂岩屑脱落；2-水泥环碎屑；3-断口；4-井内工具管柱第二节套损原因造成油、水井套管损坏的因素是多方面的，基本上可概括为地质因素和工程因素两大类。一、地质因素地层的非均质性、油层倾角、岩石性质、断层活动、地下地震活动、地壳运动、地表腐蚀等 情况是导致油水井套管技术状况变差的客观条件，这些内在因素一经引发，产生的应力变化 是巨大的、不可抗拒的，将使油、水井套管受到严重损害，甚至导致成片套损，这将严重地 干扰开发方案的实施，威胁油田的产能。（一）地层的非均质性陆相沉积的砂岩、泥质粉砂岩油田，由于沉积环境不同，油藏渗透性在层与层、层内平 面之间都有较大的差别。注水开发过程中，微裂缝开启、延伸，导致泥岩层进水，使泥岩吸 水蠕变，产生非均匀的外载。当非均匀外载超过套管的抗挤毁强度时，套管就会产生变形。套管周围围岩蠕变外载的分布形式一般为椭圆，其分布规律可以近似的用余玄函数来表示:o n=si+s2C 0S（2 0）。一套管所受的径向外载力，MPa；。一与最大水平地应力方向夹角，;Si,S2与试验条件和岩石性质有关的常数，MPa；套管承受这种外载能力比承受均匀外载能力低，所以一旦注入水进入泥岩层段，椭圆形 外载就会挤压套管，使套管发生椭圆变形。（二）地层（油层）倾角陆相沉积的油田，储油构造一般为背斜和向斜。由于背斜构造是在地层侧压应力挤压为 主的褶皱作用下形成的，由于受岩体重力的水平分力的影响，在相同条件下，地层倾角较大 的构造轴部和陡翼部比倾角较小的构造的相同部位更容易出现套损。（三）岩石性质在沉积构造的油、气藏中，油层的岩性多为砂岩、泥岩、泥质粉砂岩。注水开发时，当 油层中的泥岩及油层以上的页岩被注入水浸蚀后，其抗剪强度和摩擦系数大幅度降低，身在 其中的套管受到岩石膨胀力的挤压，当挤压力超过套管的抗挤毁强度时，套管就会损坏。同 6时当具有一定倾角的泥岩遇水呈塑性时，可将上覆岩层压力转移至套管，使套管损坏。（四）断层活动沉积相构造的油田中，各地区地壳沉降速度不尽相同，在地层沉降速度高的地区，油层 本身所处的构造位置会促使断层活动加剧，从而对套管造成严重损害。特别是地层被注入水 浸蚀后，断层活动对套管的破坏作用更加严重，往往会导致成片套损区的产生。断层面的倾角一般较大，在长期注入水侵蚀、断层两侧地层压差的作用下，断层附近将 会出现局部应力集中，使断层上下盘产生相对滑移，剪切套管，当剪切力超过套管的强度时，套管就会损坏，发生变形或错断。如大庆油田南八区170号断层取心证实，断层面填充物主 要由含砂泥岩和泥质粉砂岩组成，局部具有原生滑动面和断层面。其它地震和地应力监测资 料也都证实断层附近是地应力集中地区。一个区块被多条断层切割，而且标准层和断层面都形成大范围的浸水域时，在区块压差 的作用下，将导致成片套损井的出现。（五）地震活动地球是一个不停运动的天体，地质活动从未间断，根据微地震监测资料，每天地表、地 壳的微震达万次,较严重的地震可以产生新的构造和裂缝,也可使原生构造断裂和裂缝活化，因此，它也是导致套管损坏的一个重要因素。1 9 4 9年和1 9 5 1年两次地震都使油水井 成片套损。地震后，大量注入水通过断裂带或固井后的第二胶界结面进入油顶泥页岩。泥页岩吸水 膨胀，产生粘塑性，使岩体产生水平蠕变运动，这种蠕变运动速度超过1 0毫米/年时，油 水井套管将遭到破坏。（六）地壳运动地壳运动方向有两个：一是水平运动（板块运动）；二是升降运动。地壳缓慢的升降运 动产生的应力可以导致套管被拉伸损坏，而损坏的程度和时间则取决于现代地壳运动升降速 度和空间上分布的差异。（七）地表腐蚀地表腐蚀是不可忽视的套损原因之一，这是因为浅层水（300m以上）在硫酸盐还原菌 的作用下产生硫化氢，这将严重腐蚀套管。有硫化物的浅层水在含氧量只有十亿分之几的条 件下，就会引起套管的腐蚀。腐蚀的套管在作业过程中的压力作用下穿孔或在生产压差下产 生孔洞。二、工程因素地质因素是客观存在的因素，往往在其它因素引发下成为套损的主导因素。采油过程中 的注水，地层改造中的压裂、酸化，套管本身材质及钻井过程中的固井质量，固井过程中的 套管串拉伸、压缩等等情况都是诱发地质因素产生破坏性地应力的主要原因。因此，对于一 个油田的某一区域、某一口井、这些因素综合作用的结果便出现了套损井、套管损坏区块。（一）套管材质问题套管本身存在微孔、微缝，螺纹不符合要求及抗剪、抗拉强度低等质量问题，在完井后 的长期注采过程中，将会出现套管损坏现象。如原苏联的杜万海448号井，套管钢级印证标 明为“E”型,壁厚1 1 mm,套损后取出套管检验，实际破裂处最大壁厚只有8mm。西麦结维 多夫28号井，钻井完井、固井期间，离井口 350m处管体断裂，起出套管检测，距接箍4.5m 处管体沿原微裂缝断裂。经过对几口井的套管钢级检测，发现糙斑体的洛氏硬度为HRC 25一 27.5,断裂边缘洛氏硬度为HRC 3050,断裂部位的相对延展率为7.2%,远小于E级钢管 标准延展率16%。套管螺纹加工不符合要求或由于损伤而不密封，完井后在采油生产压差或注水压差长期 影响下，管外气体、流体从螺纹不密封处渗入井内或渗入套管与岩壁的环空，分离后聚集在 7环空上部，形成腐蚀性很强的硫化氢气塞，将逐渐腐蚀套管，造成套损。（二）固井质量问题固井是钻井工程中极其重要的一道工序，它直接关系到井的寿命和以后的注采关系。影 响固井施工的因素较多，固井质量难以实现最优状况。如井眼不规则、井斜、固井水泥不达 标、顶替水泥浆的顶替液不符合要求、水泥浆的密度低或高、注水泥后套管拉伸载荷过小或 过大等等，都将影响固井质量。在固井过程中，由于水泥问题、钻井液泥饼问题、固井前冲 洗井壁与套管外干净程度等问题，往往造成水泥与套管、水泥与岩壁胶结固化不好，即所谓 两个界面胶结不好,这将使套管未封固部分又增添了压缩负荷。再加上在驱替水泥浆过程中，顶替液密度低,套管外部静液柱压力大于套管内部静液柱压力，套管实际处在被压缩状态中，因此，在水泥浆固结后，胶结不好的部分常常会出现套管弯曲。（三）完井质量问题完井方式对套管影响是很大的，特别是射孔完井法。射孔工艺选择不当，一是会出现管 外水泥环破裂，甚至出现套管破裂。如五、六十年代使用的5865射孔枪等，对油层套管 损坏程度较大，部分井套管内径在射孔后增加24mm；二是射孔时，深度误差过大，或者 误射，这对于二次加密井，三次加密井的薄隔层尤为重要，误将薄层中的隔层泥岩、页岩射 穿，将会使泥页岩受注入水浸蚀膨胀，导致地应力变化，最终使套管损坏；三是射孔密度选 择不当，将会影响套管强度。如在特低渗透的泥砂岩油层中采用高密度射孔完井，长期注水 或油层酸化、压裂改造时短时间的高压都会损坏套管。（四）井位部署问题断层附近部署注水井，容易引起断层滑移而导致套管严重损坏。注水井成排部署，容易 加剧地层孔隙压差的作用，增大水平方向的应力集中程度，最终导致成片套损井的出现。大 庆油田在调整井网部署预防新套损井的出现方面作了有力的尝试，见到明显的效果。如在井 网调整过程中，一般断层两侧不再部署新注水井，对断层两侧已有的注水井停注或降低注水 强度控制注水，将已有的行列注水井网调整为面积注水井网，这样一来，既有利于提高剩余 可采储量，又有利于油、水井之间的附加水平应力相互抵消，防止因水平应力单方向集中而 出现油水井的成片套损。（五）开发单元内外地层压力大幅度下降问题注水开发的油田，由于开采方式的转变，加密、调整井网的增多，对低渗透、特低渗透 层提高注水压力以及控制注水、停注、放溢流降压等措施，使地层孔隙压力大起大落，岩体 出现大幅度升降。如新钻调整井、加密井需要同一区块内停注、放溢流降压等，由于地层孔 隙骨架是一弹性体，在恒定的上覆岩层压实作用下，其体积随油层孔隙压力大小而变化，油 层孔隙压力增高时将引起孔隙骨架膨胀（即长期大量注水），当孔隙压力降低时，将引起孔 隙骨架的收缩（如长期停注、欠注、大量放溢流等）。在同一区块内，因油层的非均质性和 井网部署的影响，油层孔隙压力分布是不均匀的，从而引起孔隙骨架不均匀的膨胀或收缩，导致局部地面升降，造成局部应力集中而出现零星套损井。当区块之间形成足够大的孔隙压 差时，特别在行列注水开发条件下，泥页岩和断层面大面积水浸时，将导致成片套损井的出 现。（六）注入水浸入泥页岩的问题在注水压力较高（一般1 3.5MPa）条件下，注入水可从泥页岩的原生微裂缝和纹理浸入,也可沿泥砂岩界面处浸入，形成一定范围的浸水域，这种浸水域在长期水浸的条件下，岩体 膨胀、变形、滑移，最终导致套管的损坏。如大庆油田北二区的西部、中区东部、南八区中 西部的成片套损井，均以标准层泥岩浸水为主且水浸时间较长，形成大范围的浸水域。（七）注水不平衡问题在笼统注水条件下，非均质油层使层间压力差异较大。高渗透区吸水能力大，成为高压 8区，低渗透区吸水能力差，成为低压区。分层注水差的层间压差也较大。层间、区块间注采 不平衡，有的超压超注或低压欠注，超压注水区将促进浸水域扩大，增大岩体的不稳定性，是造成成片套损井的出现的重要原因。另外，由于井下作业开发调整等，注水井时关时开，开关不平衡，钻调整井时关停注水井，成片集中停注，之后又集中齐注，这些都将影响岩体 的稳定，使套管瞬时应力变化幅度过大，最终导致套损井的出现。（八）注水井日常管理问题由于日常对注水井管理不严，管阀配件损坏，管线漏水且维护不及时，全井注水或分层 注水量不清；异常注水井发现不及时或发现后未采取措施或采取措施不当，造成非油层部位 长期进水水浸；套损井不及时处理而成为水浸通道，都会使水浸区域进一步扩大。另外油水 井调参不合理也是造成套损的主要问题之一。（九）频繁修井作业和施工不当也会引起套变修井作业是恢复生产，增加产量的有效手段，但过于频繁的作业，特别是特殊的作业如 重复补孔、压裂、防砂、强化提液、大修、堵水等，是造成套管疲劳损坏的直接原因。修井 过程中的工艺不完善、措施不得当也可导致套管损坏。复习题：1、简述套损类型，并画出每种套损情况下的简图。2、套损原因有哪几大类？每类原因又有哪几种影响因素？9第二章套管状况检测套管技术状况检测是为制定修井技术措施提供切实可行的依据，同时也为套损机理研究 及制定和实施套损预防措施提供可靠资料的有效手段。常用的检测方法有工程测井法和机械 检测法两种。通过本章的学习，了解工程测井法的原理及解释；掌握机械检测法的使用工具、管柱及 步骤，并能根据印痕判断故障类型及选用正确的处理方法。第一节工程测井法一、井径测井套管变形检测井径测井是修井施工中常用的套管技术状况检测方法之一，其检测速度快，尤其在深井 检测中，可比机械法减少1624h,检测结论也较准确。（一）检测原理测井仪器串组装完后与电缆连接下入井底,通过电信号使测井仪各对称方向角脚释放出 来，在弹簧作用下紧贴套管内壁上。电缆提拉仪器向上缓慢移动，当套管内径有变化或遇有 接箍时，角脚收拢或扩张，这一收拢或扩张，将在仪器内产生电脉冲信号，通过电缆传至地 面接收仪器内并自动记录下来,绘制成套管径向变化曲线。由于仪器内的磁性定位器的作用，某一点的深度同时也被记录下来。测井后，将记录的曲线加以测量、分析、计算，即可得到 套管某一深度位置截面上多点坐标，对这一图形测量，即可得到套管的径向尺寸变化。（二）测井解释某井用八臂井径仪测井，套管尺寸为“1 39.7mm（51/2in）,井史记录油层部位内径“1 24mm。测得920m处4条8点互成45。角的坐标点分别为AA，120,BB，128,C-C/124,DD，124,见图 2 1 所示。图2 1中，4条8点连线，直观反映为一椭圆。AA，轴线段直径为1 20mm,BB，轴 线段为1 28mm,明显的AB,为微变形状况。八臂井径测井得到4条互成450线的8个坐标点，四十臂井径则可测到20条互成18 角的20个坐标点，更容易在某一截面上得到更加准确的图形。如果不用作图法，可以用 直尺直接在记录纸上测得相对应的直径尺寸，同样也可以分析判断出套管的径向变化。10井径测井，一般在压井状态下进行。可供选择的测井仪有八臂井径仪、三十六臂井径仪、四十臂井径仪、x y井径仪、十臂过油管井径仪、磁测井仪、蛇螺方位井径仪等等。目前 较常用的，配合印模检测的效果较理想的测井仪仍是八臂、四十臂过油管井径仪。二、井温与连续流量测井套管漏失检测油水井在长期的生产过程中由于各种因素的影响套管会逐渐损坏，常见的套管损坏有套 管穿孔、破裂等，造成油、气、水外溢外漏严重的可使井眼坍塌、污染环境、影响产能。对 于这种外漏井，可采用机械法（双封隔器加节流器）验漏，也可采用工程测井法即井温与连 续流量测井验漏。机械法检测结果较准确可靠，但施工时间较长，操作繁杂。工程测井法是 在快速检测出漏点的基础上，对重点怀疑井段再用机械法复检，检测速度和结果十分理想。井温和连续流量测井，是将两种不同测井方法在一口井上实施。如果发现井外漏，先测 得一条井温基线，然后向井内连续注入液体，同时分别测出不同压力的连续流量（注入量）,液体注完后，紧接着再测井温曲线,从两条井温曲线的对比中则可分析判断出套管漏失井段,必要时再用机械法核定，即可非常准确地验证出套损井段深度位置和漏失量一般注入量单 位为 L/（mm MPa）。1、测井原理井温测井的测量对象是地温梯度和局部温度异常（微差井温）。仪器电路中采用铜、鸨、铝或合金作热敏电阻，对温度都有灵敏的反应，随温度的升高或降低伴有相应变化。通过测 量桥路电位差的变化间接地求出温度变化。井下仪器送到地面仪器的温度信号，经电子线路 处理，即可得到地温梯度曲线。如局部地温出现异常，则微差井温曲线会有明显变化，分析 这种变化，即可得到局部温度情况。水井连续流量计,是一种涡轮型非集流式测井仪器,常用于注水井注水剖面的连续测量。用于套损井检测漏失量时，仪器在扶正器作用下位于井轴中央，通过连续测量井内流体沿轴 向运动速度的变化而确定漏失井段、漏点的注入量。2、测井解释图2-2为某井综合测井图，地面严重冒油，经井温连续流量检测，证实1 94m200nl井 段漏失。注入量20L/min时，1 97m处注入前温度为25.8,注入后温度为21。测井时图2-2 某井井温-连续流量测井图地面（井口）温度为20,注入流体为清水，水温19。从两条井温曲线上看，注入前1 94m-200m处井温曲线出现拐点，测量计算得到该点温度25.8。注入流体后，温度曲线斜度变 化较小，在194200m处拐点增幅明显，测量计算得到该点温度为21。连续测量在4个 11不同工作压力下的注入量，1与4两条曲线基本相同，注入量在UMPa下达20L/min（1.2m3/h）,为套管外漏井。此井后经取换套管施工，从取出的原井套管检测证实：1 97m处套管 破裂，裂缝为0.6mmX7.3mm纵向，距接箍380mm,此处为无水泥固井空筒段，地面地表电 化学与地层地表水长期腐蚀作用的结果。第二节机械检测法机械检测法就是利用印模（包括铅模、胶膜、蜡膜等）对套管和鱼头状态及几何形状进 行印证，然后加以定性，定量的分析，以确定其具体形状和尺寸。印模法检测适用于井下落 物鱼顶几何形状、尺寸、深度等的核定，套管变形、错断、破裂等套损程度和深度位置的验 证，以及在作业、修井施工过程中临时需要查明套管技术状况等其它情况的井况。一、印模检测法（一）、铅模种类印模的种类较多，按制造材料分成铅模、胶模、蜡模、泥模四种类型。目前较为广泛使 用的是铅模和胶模二种类型。而铅模中较广泛使用的是平底带水眼式铅模，胶模广泛使用的 是封隔器式胶筒形的侧向打印胶模。详细情况请参阅第四章常用修井工具。（二）、印模打印（检测）施工方法印模打印检测井下技术状况一般分井下落物鱼顶状况打印、套管变形错断的最小径向变 化打印和套管破裂、孔洞等的侧面打印等三种形式。1、端部打印端部打印，即井下鱼顶状况和套损程度打印。一般有两种方式打印，即管柱硬打印法和 绳缆软打印法。软打印法虽然施工时间短，速度快，但其危险性大，易造成绳缆堆积卡阻，因而大庆油田严格限制使用。但在井况较清楚、井下状况不十分复杂的深井，在做好预防事 故措施条件下，也可适当考虑使用。硬打印可用不压井和压井两种作业方式施工，压井状态下打印施工操作安全、平稳。下面重点介绍不压井施工的操作方法。（1）管柱结构管柱结构自上而下为：油管柱（或钻杆柱）、工作筒、单流阀、印模（端部打印常用平 底带水眼、带护罩式铅模）。工作筒的作用是：一旦单流阀失灵，管柱有溢流或有井喷迹象时，可投入相应的堵塞器,以保证管柱的下入和起出。（2）安装不压井作业井口控制装置不压井作业井口控制装置是实施不压井作业的关键，它与管柱密封工具、工作筒堵塞器 和单流阀配套工作，缺一不可。井口控制装置主要由以下部件组成（自上而下）：安全卡瓦、自封封井器及自封芯子、法兰短节、半封封井器、全封封井器、半封封井器、任意法兰。井口装置应安装平、正、牢固，各紧固螺栓旋紧扭矩一般不低于2800N-m。（3）调换加压绳当井内压力大于管柱自身重力时，应改用加压绳下入管柱的先头部分或起出管柱的后尾 部分。加压绳、提升绳应绷紧，加压吊卡应悬吊平正、牢固。（4）连接下井工具将工作筒、单流阀连接在第一根入井油管下端，旋紧扭矩不低于2800N m,并涂抹密 封脂。（5）印模入井12将铅模清洗干净，在螺纹处涂抹密封脂，描绘铅模端面形状。将第一根油管提起，使工作筒插入自封芯内，然后卸掉自封压盖，按下安全卡瓦手柄，使卡瓦牙咬住油管，提起油管，自封芯子即与油管同时上提，然后将铅模连接在单流阀之下，旋紧扭矩不低于2800N-m,注意不得划碰铅模。连紧后，下放油管使自封芯子坐回自封座 内，上紧压盖，然后缓缓下放。全封完全打开后，管柱在安全卡瓦作用下无上顶、摇摆现象,此时可用加压绳压下油管，使油管顺利下井。（6）连续下入油管第一根油管下入井后，即可连续下入其它油管，直至油管柱重力超过井内压力。（7）调换大绳油管已无上顶显示时，可调换加压绳为大绳，用游动滑车正常下（起）油管。（8）打印铅模下至预打印深度12m时，记录管柱悬重，开泵循环工作液（不压井作业一般用清 水），冲洗鱼头、套损点12周，正常后，以0.5lm/s的速度下放打印，注意管柱下降悬 重不超过3050kN,一次打成。然后测量最后一根油管方余，计算下入深度。（9）起打印管柱正常起打印管柱，管柱有上顶显示时，改用加压方法起出后尾部分。放下游动滑车，将 大绳拨至井架天车多余空轮内，调换加压绳，起至最后一根时，上提速度应控制在0.5m/s 以内，当工作筒、单流阀、铅模进入法兰短节内全封以上时，停止上提，按下安全卡瓦手柄,咬紧油管，然后关闭全封，注意两侧关闭圈数相同，打开放空阀放净法兰短节内余压，即可 提出工作筒、单流阀、铅模。（10）卸掉铅模将起出的最后一根带有铅模的油管拉向油管桥，注意不得划碰铅模，分别卸掉工作筒、单流阀、铅模，将铅模清洗干净。（11）印痕分析将铅模端面印痕情况描绘出来，与入井前记录对比，根据印痕形状、尺寸，分析判断鱼 顶几何形状或套损情况。2、侧面打印侧面打印是利用管柱将侧面打印胶模下至设计深度，然后开泵憋压0.5IMPa,使胶模 在液压下扩张，紧紧贴在套管内壁上，将套管的孔洞、裂缝等破损状况印在胶模上。管柱泄 压后，起出打印管柱，卸掉胶模并清洗干净后，将胶模连在地面泵上，憋压使其扩张到在井 下的工作尺寸，即可清晰地将井下套管的破损状况直观地反映出来，既有准确的几何形状，又可直接测得破损尺寸。这种方法简便易行，获得的资料数据真实可信。侧面打印可在不压井状态下进行。不压井的管柱起下操作方法基本同铅模的不压井起下 作业相同。（1）管柱结构管柱结构（自上而下）为油管柱、工作筒、胶模、油管短节、丝堵。（2）打印按铅模的不压井打印方式将侧面打印胶模管柱下至设计深度，核定无误后，向管柱内灌 注清水，当有压力显示后，在0.5LOMPa稳压5min。之后放净管柱内压力起出打印管柱,注意侧面打印只许进行一次，核定深度时应考虑管柱的伸长。（3）印痕分析将起出的胶模卸掉，清洗干净，连接在地面泵上，用清水憋压0.5LOMPa,使胶模扩 张至井下工作状态尺寸，此时胶模即可将套管的裂缝、孔洞等破损程度清晰地反映出来，对 13印痕进行测量描绘，并可拍照存档，即可获得准确的套损情况。(三)铅模印痕描述及事故判断处理分析1、描述分析原则(1)将所打印痕原形不变的描绘下来。(2)细微周密考虑，作出定性的判断。(3)准确描绘出每个微小细致的印痕，进行全面分析，判断出落物大小，准确计算出 鱼头情况、大小、深度、位置等数据。(4)结合经验，作出正确结论。2、铅模描述及事故判断处理例析铅模描述及事故判断处理例析见表2-1表2-1 铅模描述及事故判断处理例析落物类型印痕图形简单描述故障判断处理方法杆类落物落物打印在铅模正中清晰鱼顶清楚，落鱼直立正中下母锥或卡瓦打捞筒O铅模边缘有斜印痕落鱼斜倒应下带引鞋或扶正打捞工具铅模平面有一横倒半圆长条痕落鱼倒放下带拨钩或引鞋工具管类落物印痕为圆环，壁薄，直 径较小，印痕在正中说明落物是管类，公扣 鱼头，直立于中间下母锥或卡瓦打捞筒印痕为圆环，壁薄，直 径较小，印痕在一边说明落物是管类，公扣 鱼头，偏斜并有破坏下母锥或卡瓦打捞筒，注意保护鱼头Q印痕为圆环，壁薄，直 径较小，有缺口，印痕 在一边说明落物是管类，公扣 鱼头，斜立于井中应下带引鞋或扶正打捞工具印痕为圆环，壁较厚，直径较大，印痕在正中说明落物是管类，母扣 鱼头，直立于中间用捞矛或公锥打捞Q印痕为圆环，壁较厚，直径较大，有缺口，印痕在一边说明落物是管类，母扣 鱼头，斜立于井中应下带引鞋或扶正打捞工具14铅模印痕描述及事故判断处理例析续一落物类型印痕图形简单描述故障判断处理方法绳 类 落 物i T铅模底有绳痕落物钢丝绳，在井底下绳类打捞工具玷铅模侧面有绳痕落物钢丝绳，在井旁边下绳类打捞工具落物底有丝痕落物钢丝，在井底下绳类打捞工具几段直杆圆形痕，在铅模底部落物为电缆下绳类打捞工具小 件 落 物凸铅模角有半圆洞痕落物钢球下小件落物打捞工具铅模底部很清晰的扳手印痕落物扳手下小件落物打捞工具铅模底部很清晰的三个牙块多种落物三个牙块在正中下小件落物打捞工具续二 铅模印痕描述及事故判断处理例析落物类型印痕图形简单描述故障判断处理方法套 管 破 裂曲铅模侧缘有两道刀切条痕套管裂缝缘划破进行套管补贴或更换铅模侧面有两道宽裂痕套管裂口缝缘划破进行套管补贴或更换套 管 变 形铅模一边缘挤压偏陷单向套管变形采用胀管器或爆炸形1:1铅模两缘挤压偏陷双向或多向变形采用胀管器或爆炸形套 管 错 断J铅模边缘切削偏陷套管错断磨铳整形15二、双封隔器验漏其铅模底部只有沙粒痕迹说明接触到沙面，如有落物已沙埋冲沙它铅模底部正中间内陷，但边缘是钝角没有锐角泥浆将铅模压穿，井下没遇到落物双封隔器加节流器验漏施工简单，结论准确可靠，常用管柱结构为（自上而下）：油管 柱、工作筒、扩张式封隔器、油管、节流器、扩张式封隔器、丝堵。封隔器之间的卡距视漏失情况适当选择。一般初次找漏，先用1 00m左右的大卡距，由 井口开始检验至油层顶界，然后根据大卡距验漏初步确定的深度，缩小卡距倒1 0m以内，详 细检验。管柱本身漏失量在1 5MPa下，应低于1 5L/h,泵压由低到高逐渐增加，三个压力值下的 漏失量为验漏最终结论，其压力差值不少于2MPa,最高注入泵压不超过1 2MPa,每个压力值 下的漏失量应减掉管柱的漏失量，所得差值即为某泵压下的注入量，即漏失量。验漏时应注意录取漏点深度、漏失井段、漏点注入量及泵压、管柱漏失量等重要数据。复习题：1、简述工程测井法的种类及原理。2、机械检测法有哪几类？印膜检测法的施工步骤是什么？3、如何根据印痕选择处理方法？4、常用双封隔器验漏的管柱结构是什么？16第三章修井设备修井设备是用来对井下管柱或井身进行维修或更换而提供动力的一套综合机组。它包括 动力机、传动设备、绞车、井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、转盘、泥浆泵和其它辅 助设备。本章比较系统全面的介绍了各种修井设备，通过本章的学习，掌握修井机的作用及组成,了解修井机型号及性能；掌握主要设备的基本结构、作用及基本技术参数，并会使用、保养;掌握井口常用工具的结构、型号，并会正确使用。第一节修井机一、概述修井机主要是用于普修或油水井大修的一套综合机组，修井工艺对修井机的基本要求 是：1、起下钻具能力：为了起下钻具，要有一定的起重能力和起升速度。由修井机的起升 系统承担。2、旋转能力：为了带动钻具、整形工具、套铳头、钻头及其它磨套钻铳工具而旋转磨（套、钻）进等，要有一定的转矩和转速。由修井机的旋转系统承担。3、循环洗井能力：为了保证正常钻（套、磨）进、冲洗井底及携带钻屑等，要有一定 的压力和排量循环修井液。由修井机的循环系统承担。具有以上三大工作能力的修井机设备称为修井机的三大工作机组，它主要由绞车、井架、天车、游车大钩、转盘、水龙头及泥浆泵等组成。二、修井机的组成一套完整的修井机主要由八大系统、设备组成。1、起升系统：起升系统是由绞车、井架、天车、游车大钩及钢丝绳等组成。2、旋转系统：旋转系统是由地面的转盘、水龙头和井下钻具等组成。3、循环系统：循环系统设备很多，主要由泥浆泵、地面管汇、立管、水龙带、修井液 净化（处理、配制）设备及井下钻具等组成。4、动力设备：动力设备是由柴油机或电动机等组成，为钻机的正常运转提供动力。5、传动系统：传动系统又称联动机组，指的是动力机与工作机中间的各种传动设备及 部件。传动方式一般是机械、电、气、液联合使用。大部分转盘修井机目前是机械传动为主,其它传动为辅的联合传动。6、控制系统：较先进的修井机多以机械、电、气、液联合控制，也有专用机械控制、气控制、液压控制、电控制的。机械控制设备有手柄、踏板、操纵杆等；气（液）动控制设 备有气（液）元件、工作缸等；电控制设备有基本元件、变阻器、电阻器、继电器、微型控 制等。7、修井机底座：修井机底座主要由钻台底座、机泵底座以及主要辅助设备底座等组成,一般采用型钢或管材焊接而成。8、辅助设备：现代化的石油修井机还有一些辅助设备，如供电、供气、供水、供油、器材储存、防喷防火设施、钻井液的配制、储存、处理设施及各种仪器和自动记录仪表等，以满足健康、安全、环保等要求。三、修井机类型修井机是修井施工中最基本、最主要的动力来源，按其运行结构分为履带式和轮胎式两 种形式。履带式修井机一般不配带井架，其越野性好、适用于低洼、泥泞地带施工。缺点是 行走速度慢，横穿公路需保护路面不被轧坏，有所限制。轮胎式修井机一般配带自背式井架、17行走速度快，施工效率高，适合快速转搬的需要，其缺点是在低洼、泥泞地带、雨季翻浆季 节行走和进入井场相对受限制。（一）轮胎式修井机各油田使用的轮胎式修井机型号较多，目前使用较多或正准备投入现场使用的有 XJ650、IRI 500、XJ450、XJ350 型、XJ250 型、库泊 LT0350 型、英格索兰 350 型等。1、XJ650修井机XJ650修井机为120吨级单滚筒自走式修井机。它主要由自走底盘、角传动箱、主滚筒 及其刹车系统。刹车冷却装置、II型两节伸缩式井架及4X5游动系统、死绳固定器及压力 传感指重装置、液压绞车、钻台、水龙头、气动卡瓦及司钻控制的气路和液压系统、电路系 统等组成。外形尺寸为（长义宽X高）1 9.62mX3.lmX4.7moXJ650修井机外型结构见图3-1,主要技术性能见表3-1 o图31 XJ650修井机示意图1-载车自走部分；2-井架部分；3-水龙头部分；4-游车大钩部分；5-二层台部分；6-天车部分；7-伸缩钻台部分；8-船形底座OUO9E至工；*二18表31 XJ650修井机主要技术性能表修井深度7500m（2-1/2 7 油管）大修深度5600m（2-7/8 钻杆）4600m（3-1/2 钻杆）大钩额定载荷1 1 76kN（风力小于或等于20m/s）大钩最大静载1 470kN发动机功率485kW2油管，50钻杆3MZ/NC 26-2NC 26(2A1 0)695X280打捞2油管，2%钻杆4MZ/NC 26-3NC 26(2A1 0)6 95X340打捞2%油管，27/8钻杆，2油管接箍等5MZ/NC 31-1NC 31(210)61 1 4X350打捞2%油管，Z A/钻杆，2油管接箍6MZ/NC 31-2NC 31(210)4)1 1 4X390打捞272油管，27/8钻杆的加厚部位7MZ/NC 31-3NC 31(210)4)1 1 5X440打捞2%外加厚油管接箍，3%钻杆，3油管8MZ/NC 38-1NC 38(310)4)1 35X480打捞32油管，3 32外加厚油管加厚部位9MZ/NC 38-2NC 38(310)4)1 46X670打捞直径90mm10MZ/NC 50NC 50(410)4)1 80X750打捞直径1 27mm11MZ/472/FH41/2/FH(420)4)1 68X700打捞直径1 1 4mm12MZ/5%/FH51/2/FH(520)6 1 94X750打捞直径1 41 mm13MZ/65/8/FH65/8/FH(620)4)21 9X730打捞直径1 68mm二、矛,将打捞工具（一）滑块捞矛1.用途滑块捞矛是在落鱼腔内进行打捞的不可退式工具。它可以打捞钻杆、油管、套铳管、衬 管、封隔器、配水器、配产器等具有内孔的落物，既可对落鱼进行打捞，又可进行倒扣，还 可配合震击器进行震击解卡。图4-8单滑块捞矛上接头；2-矛杆；3-滑块；4-锁块；5-螺钉 上接头；2-矛杆；3-滑块；4-锁块；5-螺钉；6-引鞋2.基本结构滑块捞矛由上接头、矛杆、滑块、锁块及螺钉组成，根据滑