浅谈测卡松扣在河流管道穿越井型中的应用

浅谈测卡松扣在河流管道穿越井型中的应用

于海军 王丕政

中国石油集团渤海钻探工程有限公司 天津市滨海新区 300280

摘 要 近年来随着钻井施工技术的不断进步，钻井设备仪器的不断更新，管理水平的提高，出现了新型钻井，比如管道穿越井。但由于此类高难度钻井技术的实践探索、钻井中施工措施不当、地层复杂及其他因素造成的井下事故也时有发生。本文着重介绍在事故发生后，如何将管道穿越井卡点以上钻具取出，能进一步处理事故的爆炸松扣技术在实际生产中的应运。

关键词 管道穿越井 井下事故 爆炸松扣

对被卡钻具采取爆炸松扣的处理方式是比较省时省力的，这种事故处理办法建立在精确的测卡基础上。国内目前所掌握的测卡技术仍依赖于美国早期HOMCO及AES公司的测卡仪器和对于钻井工程的多年经验之上。经过多年的实践摸索和施工积累，该技术已被工程技术人员熟练掌握，成功率90%以上。

随着钻井施工技术的进步和设备的更新，越来越多的非石油钻井项目采用钻井工艺技术，很好地解决了施工难度和成本之间的矛盾，大有发展。比如近年来出现的管道穿越项目，使用钻井工程中常见的钻具和定向技术，但钻机小巧精致，结构设计合理。该类型井井眼轨迹通常类似于石油钻井中常见的水平井井段。由于施工工艺较石油钻井简单，施工方案设计也不是特别严谨，在施工中遇到地层问题和其它因素的原因，卡钻事故也是时有发生。

既然测卡松扣有技术上的优势，何不在管道穿越井的卡钻处理中也大显身手。

石油钻井中，测卡仪器一般是在自身重力作用下入水眼行进至指定位置工作的。在遇到大斜度和水平段时采用泵送的方法入井。管道穿越井井斜大，水平段长，一般无法开泵，这样就造成了仪器入井的困难；仪器无法入井，就使测卡成为泡影；测卡无法进行，卡点无法确定，那么松扣的成功率将很难保证！下面是实际中一口管道穿越井的示意图：

图1：管道穿越井井眼轨迹示意图

该井是大港油田工程建设工程公司管道穿越分公司承包的一口管道穿越井。井身由一条公路下穿过。位于大港东风大桥东北方向，南北走向，南侧280米，北侧220米，出土夹角9度，水平段距地面12米，使用3 1/2″钻杆，对接部位为Ф500阔孔器。

该井使用钻机有自保设置，在扭矩达到3000KN.m时自动停止工作以保护钻机。卡钻后没有及时的钻具活动，而钻遇粘土层静止一月有余，造成处理不及时，施工难度加大。

图2：该井使用的钻机

1 设计入井仪器及爆炸松扣

1.1困难及解决办法

1> 仪器的入井问题。由于无法泵送，只有采用硬性连接仪器，人工或使用钻机顶入水眼的办法。

确定采用抽油杆硬性连接。

2> 由于采用硬性连接，电缆存在一定的硬度和直径，在外敷时会造成困难从而使入井仪器直径偏大，无法进入井眼。

确定使用电缆芯外敷在抽油杆上的办法使信号能够传递。（在之后的第一次下井时，由于缆芯过于单薄，被管壁磨断。之后，使用电缆内层外皮预留4丝的电缆，既保证了电缆的保护作用，而且使地线的连接更为方便和有效。）

3> 由于使用硬性连接，造成在地面施加扭矩测卡时井内仪器随钻具转动而转动，测卡信号干扰很大，无法精确测卡。随后测卡作业被取消。但是，该项的措施改进仍在进行中。

4> 仪器在井内的位置状态处于平置，磁定位在测量时与管壁没有空隙，造成信号杂乱，无法识别。

确定采用磁定位两头连接辊子加重杆的办法，将磁定位悬空，这样就模仿出了正常入井时磁定位的姿态，信号很好。

仪器连接示意图如下：

图3：仪器连接示意图

说明：电缆与电缆头连接后从接头的旁通中穿出。

1.2 准备工作

准备两套工具，将雷管、导爆索、爆松弹分别装入专用保存箱内，并由专车分车运输。

1.3 下井前的检查

1.3.1 将井场金属设备短接放电。

1.3.2 使用万用表检查安全接头电阻，正向阻值为20～35kΩ，反向阻值为无穷大。

1.3.3 检查磁定位信号和点火线路是否正常，试完后将外皮和缆芯短接放电。

1.3.4 用专用雷管表检查雷管，电阻在1.0～1.5Ω为合格。

1.3.5 检查各部件外皮有无变形或缺陷，部件之间的密封，丝扣是否完好，触点之间接触是否良好。

1.4 下井及松扣

由于无法实施测卡仪测卡，工程技术人员根据多年的钻井工程和事故处理经验，根据施加反扭矩和回转情况，及钻机的扭矩仪表显示，判断出合适的松扣点。

1.4.1 将各部件按图示连接，使用专用检测灯检查引爆电路，检测合格方能连接切割工具。

1.4.2 关闭井场所有动力设备、通讯设备，切断电源。

1.4.3 连接雷管。

1.4.4 截取合适长度导爆索，一端连接雷管，一端密封。

1.4.5 连接工具，测量由磁定位中部到炸药中点处长度，记录该零长。

1.4.6 将连接完毕工具下入井口后，接通电源。

1.4.7 当工具下至预定深度后，将管柱施加一定的反扭矩，并固定。

1.4.8 利用磁定位信号避开管柱接头或接箍，并将零长加入计算，确定松扣接箍位置，点火。同时注意观察管柱和电缆有无跳动，做好记录。

1.4.9 工具起出井口前切断电流。

1.4.10 工具起出井口后拆下电缆头，然后拆卸其他部件，并将其擦拭干净。

1.4.11 观察钻机仪表变化，判断管柱是否松扣成功。

1.5 注意事项

其施工注意事项与通常测卡松扣作业相同。

2 技术优势和难点

该项目的实施，将南侧130米、北侧120米钻具实施爆炸松扣，成功起出钻具。证明该方案的设计是成功的，入井仪器的设计很合理。在使用现有设备的情况下，只多设计加工了连接抽油杆的接头，节约了施工成本。

理论上，该方案应用的范围广，所有的管道穿越井的事故处理都可以采用该方法，可以采用爆炸松扣来解除事故，应用前景广阔！

存在的问题：

1.由于使用硬性连接，致使仪器在入井后测卡时跟随管柱转动，造成无法精确测卡。

2.外敷电缆使仪器直径偏大，尤其在接头处，容易造成磨损。如果磨损剧烈，很可能造成电缆断，施工不能继续进行。

设想的解决方法：

1.入井时硬性连接，测卡时变成软性连接。

2.使用中空抽油杆，电缆由水眼中穿过，避免了磨损；或将现有抽油杆接头

处切割出凹槽将电缆置于其中，避免磨损。

参 考 文 献

蒋希文. 2006. 钻井事故与复杂问题. 北京. 石油工业出版社