关于正扣钻具倒扣技术的探讨

浅析卡钻原因及处理方法张瑞平西部钻探克拉玛依钻井工艺研究院，克拉玛依，834000摘要：井下卡钻事故在钻井过程中是常见事故，在定向井、水平井钻井过程中不仅要确保钻井效率和井眼轨迹，还要确保钻井过程中井下安全为了更好的预防井下卡钻事故，提高整体作业的质量以及达到满意的施工效果，通过分析地质特点、储层特点和经济技术特点及泥浆性能等，钻井过程中遇到的卡钻事故，针对性地提出了各类卡钻的处理方案和预防方法。

1前言钻井过程中，由于各种原因造成的钻具陷在井内不能自由活动的现象，称为卡钻。

主要有键槽卡钻、沉砂卡钻、井塌卡钻、压差卡钻、缩径卡钻、落物卡钻、砂桥卡钻、泥包卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。

地层构造情况、钻井液性能不良、操作不当等都可能造成卡钻，必须针对具体情况进行分析，以便有效的解卡。

2卡钻的类型、原因及预防措施1）键槽卡钻：多发生在硬地层中，井斜或方位变化大，形成了狗腿的地方。

钻进时，钻柱紧靠狗腿段旋转，起下钻时钻柱在狗腿井段上下拉刮，在井壁上磨出一条键槽，起钻时钻头拉入键槽底部被卡住。

键槽卡钻特征是下钻不遇阻，钻进正常，泵压也正常，但起钻到狗腿处常遇卡。

随着井深的增加而愈加严重；能下放但不能上提，严重时可能卡死。

预防键槽卡钻的发生，首先得确保井眼质量，避免出现大斜度狗腿段；起钻时或再次下钻时应在键槽井段反复划眼，及时破坏键槽，并在起钻到键槽井段时要低速慢起，平稳操作，严禁使用高速起钻。

2）沉砂卡钻：在使用粘度小、切力小的钻井液钻进时，由于其悬浮携带岩屑的能力差，稍一停泵岩屑就会沉下来，停泵时间越长，沉砂就越多，严重时可能造成下沉的岩砂堵死环空，埋住钻头与部分钻柱，形成卡钻。

此时若开泵过猛还会憋漏地层，或卡的更紧。

沉砂卡钻的表现是：重新开泵循环，泵压很高或憋泵；上提遇卡，下放遇阻且钻具的上提下放越来越困难，转动时阻力很大甚至不能转动。

其表现是接单根或起钻卸开立柱后，钻井液喷势很大。

为了预防沉砂卡钻，应确保钻井液的性能满足清岩和悬浮岩屑的要求，随时做好设备和循环系统的检查维护，在因故停止钻进时，避免停止井内循环；缩短接单根时间，在发现泵压升高及岩屑返出量较小时要控制钻速，加大排量洗井，停泵前要将钻具提离井底并随时活动钻具。

倒扣作业正扣钻具倒正扣钻具1、将上部钻具分段紧扣，上提钻具悬重至要倒开钻具的重量，记录方入及悬重。

检查钻机和转盘链条，刹车系统，方钻杆所有接头是否上紧，最好将方钻杆上的所有接头焊巴掌，各开关放气是否可靠。

2、钻杆在转盘内时：用转盘倒。

倒时，将滚子方补芯的固定螺杆紧固。

若是对开方补芯，应将对开方补芯用螺栓上紧，并栓保险钢丝绳，将大方瓦与对开方补芯和转盘的锁销锁紧，防止方补芯在倒扣时飞出。

3、方钻杆不在转盘内时：用卡瓦缠1-1/4”的钢丝绳倒扣。

方法是将一片大方瓦吊起，并将其锁销打开，原处放回使锁销放在转盘上；或将一片大方瓦吊起，在下面的台阶处垫木块，使大方瓦高出转盘面5-7厘米。

将5”钻杆吊卡扣在井口钻杆上，座于较低一边的大方瓦上，准备1-1/4”的钢丝绳，一头有绳套，长度3-4米，1-1/2”棕绳一股3-4米。

将有钢丝绳套的一端套在5”钻杆吊卡的耳环上，并插上吊卡销子，一端缠在钻杆上，未端用棕绳连接，余下的棕绳像缠旋绳一样缠在钻杆上。

4、以上工作准备好后，将井口周围的东西清理开，防止钢丝绳断时，甩起伤人。

将刹把用绳子固定好，无关人员撤到安全地方。

5、停稳钻机后，将钻机倒在倒档上，固定倒档操作杆，合上转盘倒档，再合总离合器进行倒扣，钻具倒开后，摘掉总离合器，看钻具是否有倒劲，若有倒劲，再用钻机低速离合器控制倒车。

6、倒正档，试提钻具，记录倒开钻具的悬重，缓慢下放钻具探明鱼头深度后起钻。

7、用低速平稳起钻，灌好泥浆，严禁钻具转动，检查起出钻具是否松扣，并进行钻具编号。

反扣钻具倒正扣钻具1、钻具结构：反扣公锥或母扣+反扣安全接头+反扣钻杆+正反接头+方钻杆。

倒扣接头+反扣钻杆+正反接头+方钻杆。

2、下钻前，检查钻机和转盘链条，刹车系统，方钻杆下接410正*411反接头，方钻杆所有接头上紧，并将所有接头焊巴掌，各开关放气是否可靠。

3、下钻时将反扣钻具的丝扣上紧，防止用倒扣接头与落鱼正转对扣时，上部反扣钻具倒开。

倒扣器及其倒扣工艺1.用途将钻杆的右旋转动(正扭矩)变成遇卡管柱的左旋转动,使遇卡管柱的连接丝扣松开.由于这种变向装置没有专门的抓捞机构,因此必须同特殊形式的打捞筒、打捞矛、公锥或母锥等工具联合使用，以便完成倒扣打捞工作。

2．结构倒扣器主要由接头总成、变向机构、锚定机构、锁定机构等组成，如附图所示。

（1）接头总成1 主要由连接轴、牙嵌块、锁定套、节流塞等组成。

其主要作用是：用连接轴、牙嵌块将钻杆上的转动扭矩传至变向机构的长轴；中间水眼和溢流孔的作用是投球之后，在倒扣器以上形成新的循环通道，以免憋泵；锁定套及其上的紧定螺钉、锁定连接轴和变向机构，都是用来防止松扣和脱节。

（2）变向机构主要由长轴、行星齿轮、支撑套、外筒承载套等零件组成。

其主要作用是：通过行星齿轮机构变换了从上接头，经中心长轴传来的转速和转向，从而把右旋扭矩变成左旋扭矩；行星机构上的支承套把钻杆上的运动和扭矩传给锚定机构,使其坐定在套管内;长轴和承载套负担打捞作业中的全部上提力.(3)锚定机构主要包括空心轴、锚定翼板、连动板、摩擦套筒、摩擦胀圈、转套、销轴等。

锚定机构的主要作用如同减速器的地脚，靠展开的翼板和坚硬的合金块啃入套管壁内，将倒扣器坐定在套管上。

（4）锁定机构主要包括滑动轴、弹簧、钢球、下接头等。

锁定机构的主要作用是：在投球后憋压，迫使滑动轴上的键进入下接头的键槽内，将倒扣器的四部分连成一体，有利于打捞作业和释放落鱼。

3．作用原理（1）变速、换向运动钻杆右旋→带牙嵌的连接轴右旋→长轴右旋→行星齿轮组，此时有两种运动：行星齿轮的自转n自，星轮支承套（系杆）同行星齿轮一起绕长轴公转n公。

则有三种工况：1）倒扣器未打捞到落鱼,空转，外筒与支承套均无制动力矩,倒扣器整体右旋，n筒=n钻.2) 倒扣器抓住落鱼,外筒被制动, n筒=0, 行星齿轮除自转外,还带动支撑套公转n公= n钻(1+z筒/z轴)式中z筒—外筒内齿的齿数; z轴—长轴的外齿齿数.由于支撑套的转动,使锚定翼板伸出,将倒扣器锚定在套管上。

1 深井、深井超深井打捞、倒扣工艺技术由于超深井具有井深、井斜大的特点，钻具在旋转倒扣时存在与套管壁之间摩擦阻力大，扭矩传递损耗大，中和点判断不准的情况，倒扣效率低，甚至存在落物无法倒开的情况，极易发生卡钻事故。

针对这种现象，我们开展了打捞倒扣技术研究，用以解决超深井倒扣效率低和无法倒开落物的问题(1)增力倒扣器 为解决扭矩传递问题，研制了机械增力倒扣器，选用高强度打捞工具和增力倒扣器，钻具组合自下而上如下：打捞工具+增力倒扣器+钻具+方钻杆。

由于增力倒扣器能增加3倍与钻具的扭矩，解决了落物无法倒开的问题。

成功实例：在马古6-1井大修过程中，对井内被卡油管处理至3980.65m 时，解卡倒扣不开，退出安全接头后下入机械增力倒扣器，成功实施倒扣作业，一次倒出油管7根。

(2)增力换向倒扣器 研制增力换向倒扣器，有正→反和反→正两种。

前一种能将钻杆输入的正向扭矩转换成反向扭矩实施倒扣作业，通过降低输出转速，增大倒扣时传递给落物的扭矩，使用正扣钻具实施倒扣打捞。

后一种能将钻杆输出的反向扭矩转换成正向扭矩，在大修使用反扣钻具打捞施工过程一旦发生卡钻事故，不需要更换正扣钻具，选用增力换向倒扣器，直接处理被卡钻具，省去了换钻具处理事故，需要甩钻、吊装钻具、下单根等工序，大大提高了施工时效。

另外，通过现场施工，我们还可以通过准确判断中和点，提高倒扣效率。

打捞前反复下放、上提钻具，观察钻具吨位显示。

查阅井斜资料，落实鱼顶深度井斜数据，运用Navigator 受力分析软件，对钻柱进行受力、摩阻与扭矩分析，提供实施倒扣应保持的钻具负荷等方法提高倒扣成功率。

经过现场长期摸索，采用每转10圈停30秒方法进行倒扣，在等停时间内，使扭矩慢慢传递到鱼顶。

也能解决受井深、井斜度影响扭矩传送不及时的问题，提高打捞、倒扣成功率。

2 深井、超深井解卡技术超深井打捞难度在于钻具本身重量大，解卡时，在钻具抗拉和设备提升安全负荷内作用在鱼顶上的解卡力仍然达不到解卡要求。

公锥倒扣打捞技术要点探讨作者：韩华栋王伟东何中领来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第10期摘要：本文对海上油气田打捞防砂管柱遇卡时，使用正扣钻具进行倒扣作业进行探讨，运用打捞实例，阐述了正扣钻具倒扣技术的优缺点。

以实例说明该技术能高效处理井下事故。

正扣钻具倒扣技术突破了常规思维，为大修井开辟了新思路。

关键词：正扣钻具;倒扣;造扣;大修1 前言海上老油田挖潜工作常涉及打捞作业，某油田累计开采23年，油田各井逐渐出现原防砂管柱失效问题，需打捞出原井防砂管柱，进行二次防砂。

在打捞原井防砂管柱作业中，公锥倒扣技术成功率较高;本文对正扣钻具倒扣打捞打捞技术中的要点进行了探讨。

2 现场所需设备及适用条件2.1 现场设备使用正扣钻具进行倒扣的钻机或修井机对旋转系统性能要求较高，现场至少配备指重表、转盘扭矩表（或顶驱扭矩表）、转盘转速表（或顶驱转速表），转盘扭矩表必须具有显示正反扭矩的功能。

2.2 适用条件①发生遇卡事故的平台只有正扣钻具，没有反扣钻具及工具;②井下落鱼与钻杆的上扣扭矩差值较大;③钻具组合中正扣钻具较多，例如震击器、减阻器等。

3 正扣钻具倒扣打捞优缺点3.1 优点分析①正扣打捞工具组合多样，可带震击器、减阻器等处理井下复杂情况的配套打捞工具;②在倒扣时若出现钻杆倒开的现象，说明井底落鱼扭矩较大或不适合倒扣，为下一步选择合适的处理方式提供了可靠的事实依据，从而避免发生新的复杂事故;③在作业过程中出现井下事故，利用井场的正扣钻具进行倒扣作业可迅速处理事故。

3.2 缺点分析①钻具易受井斜、井深的影响，导致扭矩传递不到位，达不到倒扣的目的;②井下钻具组合中，如果上扣扭矩达不到或出现其他问题，易倒开井下工具;③正扣钻具倒扣需要扭矩传递通畅，操作细致。

4 操作注意事项正扣钻具倒扣需要一定的技术，并非简单的反转。

使用正扣钻具倒扣时应注意以下几个重要事项：①过提悬重：根据井下落鱼的重量及，一般选择过提悬重为：落鱼重量+（40～80）kN，附加重量的大小依据鱼顶的深度、井斜的大小、造斜点的位置来确定;②倒扣圈数：根据落鱼的扣型确定倒扣圈数。

浅析卡钻原因及处理方法浅析卡钻原因及处理方法张瑞平西部钻探克拉玛依钻井工艺研究院，克拉玛依，834000摘要：井下卡钻事故在钻井过程中是常见事故，在定向井、水平井钻井过程中不仅要确保钻井效率和井眼轨迹，还要确保钻井过程中井下安全为了更好的预防井下卡钻事故，提高整体作业的质量以及达到满意的施工效果，通过分析地质特点、储层特点和经济技术特点及泥浆性能等，钻井过程中遇到的卡钻事故，针对性地提出了各类卡钻的处理方案和预防方法。

1前言钻井过程中，由于各种原因造成的钻具陷在井内不能自由活动的现象，称为卡钻。

主要有键槽卡钻、沉砂卡钻、井塌卡钻、压差卡钻、缩径卡钻、落物卡钻、砂桥卡钻、泥包卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。

地层构造情况、钻井液性能不良、操作不当等都可能造成卡钻，必须针对具体情况进行分析，以便有效的解卡。

2卡钻的类型、原因及预防措施1）键槽卡钻：多发生在硬地层中，井斜或方位变化大，形成了狗腿的地方。

钻进时，钻柱紧靠狗腿段旋转，起下钻时钻柱在狗腿井段上下拉刮，在井壁上磨出一条键槽，起钻时钻头拉入键槽底部被卡住。

键槽卡钻特征是下钻不遇阻，钻进正常，泵压岩屑返出量较小时要控制钻速，加大排量洗井，停泵前要将钻具提离井底并随时活动钻具。

3）井塌卡钻：在吸水膨胀的泥、页岩，胶结不好的砾岩砂岩等地层，在钻进或划眼过程中发生较多。

主要原因是由于钻井液的失水量较大，浸泡地层的时间较长；钻井液密度小，或起钻未及时灌钻井液以及抽吸作用使井壁产生坍塌而造成卡钻。

一般在严重井塌之前，先有大块泥饼和小块地层脱落，换钻头后下钻不能到底；有时在钻井液中携带出大块未切削的上部岩石；在钻进中突然发生憋钻，上提遇阻泵压上升，憋泵甚至钻具不能转动等现象，都说明可能是井塌卡钻。

预防井塌卡钻的主要措施有：使用低失水，高矿化度和适当粘度的防塌钻井液，在破碎易塌地层适当增大钻井液密度，随时保证钻井液柱的高度；避免钻头泥包和抽吸作用引起的井壁坍塌。

在准格尔盆地南缘地区地层情况较为复杂，地层压力的分布因构造、地层的不同存在很大差异，普遍存在异常高压，最大压力系数达到2. 45，钻井过程中常常遇到井壁坍塌卡钻事故。

52油田井下作业过程中通常会采用倒扣技术进行打捞或者是取换套，但因为倒扣流程中管柱会在井下倒开，凭借肉眼无法观测管柱是否倒开成功。

而如果管柱倒开失败，却没有在第一时间被发现，则会造成对井下作业的限制，最佳补救时期错过必然会影响后续的作业施工。

倒扣诊断技术是对倒扣作业的晶振判断，其在管柱倒开的瞬间对倒扣状态进行判断，从而在第一时间发觉是否出现倒扣失败情况，避免因倒扣失败让井下作业遭受损失。

一、倒扣诊断技术概述所谓倒扣诊断技术主要是用于诊断井下作业中倒扣施工是否成功的技术，其主要原理如下：当管柱倒开的瞬间，管柱之间所连接的丝扣会处于卸开退出的状态，此时管柱公扣将会暴露出来，管柱长度也会因此增加，其在井下可伸长的量受到影响。

此时倒扣诊断技术则可以根据胡克定律对管柱受到的拉力进行计算，公式为：E A F L=λ，该公式当中的λ所代表的是管柱的弹性伸长量，其单位是厘米，而F代表的则是管柱在倒开的时候受到的拉力，L表示的则是管柱的长度，E代表的是管柱此时所具备的弹性模量，A所表示的则是横截面积。

除了管柱倒开瞬间受到的拉力变化以外，管柱在倒开环节其公扣端丝扣的结构以及后续管柱受到拉力变化的规律均能够通过计算公式推导出来。

倒扣诊断技术就是利用各类推导公式最终获取管柱在倒扣之前的倒扣转速以及拉力变化情况。

根据管柱倒扣状态，如果管柱处于倒扣成功的状态，其拉力的变化将和计算值一致，但如果其拉力变化并不符合计算值，则能够判断出管柱处于倒扣失败状态。

二、倒扣诊断技术在井下作业中的具体应用1.平式油管倒扣打捞存在的倒扣问题通常情况下，井下作业采用平式油管进行倒扣打捞时会使用到倒扣诊断技术，其将管柱卡在中和点的位置，然后利用倒扣诊断技术进行倒扣参数计算，了解管柱倒扣过程中的拉力变化情况。

根据对倒扣技术使用时的标准参数查询，能够明确使用27/8in平式油管进行倒扣打捞时，油管的丝扣中长度是48毫米，管柱丝扣的总扣数则是29，倒开管柱的总圈数是12。

正扣钻具倒正扣钻具1、将上部钻具分段紧扣，上提钻具悬重至要倒开钻具的重量，记录方入及悬重。

检查钻机和转盘链条，刹车系统，方钻杆所有接头是否上紧，最好将方钻杆上的所有接头焊巴掌，各开关放气是否可靠。

2、钻杆在转盘内时：用转盘倒。

倒时，将滚子方补芯的固定螺杆紧固。

若是对开方补芯，应将对开方补芯用螺栓上紧，并栓保险钢丝绳，将大方瓦与对开方补芯和转盘的锁销锁紧，防止方补芯在倒扣时飞出。

3、方钻杆不在转盘内时：用卡瓦缠1-1/4”的钢丝绳倒扣。

方法是将一片大方瓦吊起，并将其锁销打开，原处放回使锁销放在转盘上；或将一片大方瓦吊起，在下面的台阶处垫木块，使大方瓦高出转盘面5-7厘米。

5”钻杆吊卡扣在井口钻杆上，座于较低一边的大方瓦上，准备1-1/4”的钢丝绳，一头有绳套，长度3-4米，1-1/2”棕绳一股3-4米。

将有钢丝绳套的一端套在5”钻杆吊卡的耳环上，并插上吊卡销子，一端缠在钻杆上，未端用棕绳连接，余下的棕绳像缠旋绳一样缠在钻杆上。

4、以上工作准备好后，将井口周围的东西清理开，防止钢丝绳断时，甩起伤人。

将刹把用绳子固定好，无关人员撤到安全地方。

5、停稳钻机后，将钻机倒在倒档上，固定倒档操作杆，合上转盘倒档，再合总离合器进行倒扣，钻具倒开后，摘掉总离合器，看钻具是否有倒劲，若有倒劲，再用钻机低速离合器控制倒车。

6、倒正档，试提钻具，记录倒开钻具的悬重，缓慢下放钻具探明鱼头深度后起钻。

7、用低速平稳起钻，灌好泥浆，严禁钻具转动，检查起出钻具是否松扣，并进行钻具编号。

反扣钻具倒正扣钻具1、钻具结构：反扣公锥或母扣+反扣安全接头+反扣钻杆+正反接头+方钻杆。

倒扣接头+反扣钻杆+正反接头+方钻杆。

2、下钻前，检查钻机和转盘链条，刹车系统，方钻杆下接410正*411反接头，方钻杆所有接头上紧，并将所有接头焊巴掌，各开关放气是否可靠。

3、下钻时将反扣钻具的丝扣上紧，防止用倒扣接头与落鱼正转对扣时，上部反扣钻具倒开。

4、下到鱼顶之上0.5-1米，上下活动钻具循环泥浆一周，排除油气后效。

在复合套管中复合钻具套铣倒扣操作步骤
正常套铣完后，下入复合钻具下钻准备倒扣。

倒扣钻具组合为：反扣卡瓦打捞筒1.07m（310反扣）＋31/2"钻杆*m（311×310双反扣）＋311反×410正接头0.57m+5"钻杆。

钻具组合完后下钻。

下钻到底后先充分循环泥浆冲洗鱼头，测出到底静止悬重▲T。

套鱼及倒扣，具体操作过程为：
第一次，下探至鱼顶遇阻3T，开转盘反转波动3圈回半圈，同时遇阻钻压回至1T，判断进入鱼头。

正转上扣3圈回半圈，下压10T后上提至悬重▲+30T（原悬重▲T）套鱼成功。

以悬重▲+5T反转倒扣12.5圈时悬重突降至▲T，上提钻具4m无明显挂卡现象，反转3圈不回（无摩阻），判断落鱼脱落。

第二次，下探至鱼顶（第一次位置）压2T正转上扣4圈上提至190T套鱼成功。

以悬重174T反转倒扣至7圈时转盘负荷突减轻, 扣倒开(与第一次倒扣12.5圈相比减少5.5圈将扣倒开。

判断第一次倒扣已将扣倒松)。

后上提最大悬重至178T，钻具静止悬重173T（原悬重170T）增加3T，判断扣倒成功起钻。

—24:00起钻未完。

27日0:00—10:00起钻完。

泥浆性能：密度：1.32g/cm3，粘度：52s ，塑粘：16，动切力：8，含砂：0.1，失水：4.4ml，泥饼：0.5mm，PH：9，坂含：35kg/m3，HTHP：11.8，固含：17。

井下作业液压倒扣关键技术与应用效果作者：王延昭来源：《科学与财富》2018年第36期摘要：油田生产过程中，油水井需下入封隔器、卡瓦、水力锚、泵等工具，这些工具长期工作在井下，由于腐蚀、结垢、套管变形及损坏等原因，经常发生卡井事故，目前处理此类问题常规修井方法有：活动解卡、大力上提解卡及倒扣法等。

其中倒扣解卡=通过使用倒扣器，将正扣管柱上的右旋转动变换成打捞工具上的左旋转动，使井下遇卡管柱的连接螺纹松扣脱开，从而顺利提出，往往取得良好效果。

然而，随着油田开发不断深入，定向井、水平井出现对倒扣解卡提出了新的要求，这类井修井时下井管柱在水平段和斜井段内贴靠在井壁底边，受摩擦面积大、管柱与套管内壁发生多点接触以及管柱弯曲等因素影响，倒扣施工存在不能旋转、加不上压以及摩擦损伤套管等突出问题，同时扭矩过大又容易使油管粘连造成井下事故复杂化。

针对以上情况，研究并应用了液压倒扣技术，通过液压倒扣器特殊的功能结构设计，将地面动力源转移到井下，利用一趟管柱完成造扣和倒扣，减少了力矩传递过程中的能量损失，避免了大扭矩对管柱伤害。

关键词：油田；井下作业；液压倒扣；施工技术目前处理井筒内被卡管杆、井下工具等落物，常规修井方法主要存在解卡作业拉力不能有效地传递到被卡落物上，拉力过大又容易使落物拔断、鱼顶破坏造成井下事故复杂化等缺点，研究并应用了液压倒扣技术，实现了用小修常规作业代替大修作业进行倒扣解卡，节约了油水井大修作业高额成本1 井下液压倒扣装置1.1工作原理该工具主要由旁通阀、螺杆钻、机械锚、联轴器、减速器、空载启动伸缩器、可退式捞矛、安全接头等结构组成。

现场使用时大排量注水带动螺杆钻为动力源，减速器降速增扭，通过机械锚将反作用力作用在套管上，实现大扭矩井下倒扣，并可正洗井冲洗积砂。

1.2主要结构1.2.1 旁通阀旁通阀马达中一个定子导程组成一个密封腔。

每级额定工作压降约0.8MPa～1.1MPa。

压降超过最大压降值，马达就会产生泄漏，转速很快下降，对马达也会造成损坏。

修井过程中使用倒扣法应注意的问题尚伟平，闫继东，孔祥辉，韩立娟（大庆油田有限责任公司第四采油厂）摘要：杏北油田开发进入中后期以后，由于地质和工程因素的影响，作业施工越来越复杂。

在常规井作业时由于有落物或者套变出现拔不动情况，形成事故井；在大修和井况调查工作中，出现井下管柱遇卡的现象更多，约占修井总数的80～90%。

在大量的解卡打捞工作中，机械倒扣法是解决这类施工井的较好措施。

本文叙述了倒扣原理，并对在倒扣过程中经常出现的问题，从技术上进行了初步探讨。

关键词：倒扣法；中和点；卡点；修井杏北油田开发进入中后期以后，井下作业成为油田保持稳产的重要手段，由于地质因素和工程因素的影响，作业施工变得越来越复杂。

在常规井作业时由于有落物或者套变出现拔不动情况，形成事故井；在大修和井况调查工作中，出现井下管柱遇卡的现象更多，约占修井总数的80～90% 。

在每年施工的2800口井中（大修井和井况调查180口，事故井占常规作业井比例约为10%），大约有400口井要进行解卡打捞，对管柱进行解卡打捞的工作量是很大的。

一般来说，随着解卡打捞的完成，该井作业施工的主要技术难题就得到了解决。

机械倒扣法是解决这类施工井的较好措施，本文从倒扣法在修井过程中的应用和使用中需要注意的几个问题进行初步的探讨。

1 问题的提出在处理解卡的施工过程中，一般采取以下几种技术方案：①大力活动管柱解卡；②取出卡点以上管柱法解卡；③震击解卡；④钻磨铣套法解卡。

活动管柱法解卡对管杆柱的寿命影响大，尤其是对管杆柱使用年限长的井，大力活动管柱会很快缩短管杆柱的使用寿命。

使用震击法解卡，由于目前缺少此类震击器工具（国产的使用效果差，进口的又缺乏），无法进行实效性判断。

钻磨法施工难度大，技术含量高，是一种万不得已才采用的方法。

取出卡点以上管柱法可以采用聚能切割弹切割法、爆炸松扣法、机械割刀法和机械倒扣法，受到现有的工具条件和操作技术水平限制，前3种方法我们很少采用，主要是采用机械倒扣法进行处理。

倒扣诊断技术在井下作业中的应用冉津津【摘要】井下作业过程中使用倒扣技术时,倒扣成功与否一般要等管柱取出来后才知道;一旦倒扣失败将增加作业的复杂程度.实施倒扣诊断技术,在管柱被倒开前可进行即时判断,能有效避免倒扣失败.以倒扣过程中管柱所受拉力变小为依据,分析了导致拉力变小的原因在于伸长量和浮力发生了变化;并根据这一变化规律推导获得了计算拉力变化量的公式;再结合实际过程中存在的中和点上移的问题,通过分析并找到了使用现场测量的方法能来解决这一问题,使公式计算能运用于实际.倒扣诊断技术能为倒扣施工的成功提供有力的保障,使倒扣技术更加完善.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)008【总页数】4页(P160-162,171)【关键词】倒扣;中和点;伸长量;丝扣【作者】冉津津【作者单位】中石化河南石油工程公司井下作业分公司,南阳474780【正文语种】中文【中图分类】TE358.4井下作业过程中经常会用到倒扣技术，例如打捞、丢手、取换套等施工。

倒扣时，管柱倒开的过程发生在井下，倒扣是否成功一般要等管柱取出来之后才知道，倒扣一旦失败，无法第一时间进行处理，错过最佳补救时机。

作为精确倒扣技术［1］的一项辅助技术，倒扣诊断技术是在倒扣过程中，管柱被倒开前就能判断出倒扣成功与否的一项技术，一旦倒扣失败可即时补救，能有效避免因倒扣失败带来的损失。

1 倒扣诊断技术基本原理管柱被倒开时，管柱间相连接的丝扣相互卸开退出，使公扣端丝扣逐渐暴露出来，增加了管柱的总长度，减小了管柱的伸长量(假设管柱处于拉伸状态)。

由式(1)胡克定律得，伸长量变小导致管柱所受的拉力变小。

式(1)中λ为管柱的弹性伸长量(cm);F为管柱所受拉力(kN);L为管柱长度(m);E为管柱的弹性模量(GPa);A为管柱的横截面积(cm2)。

根据中和点原理［2］，倒扣过程中管柱所受的浮力变大，也会使管柱所受的拉力变小，因此管柱所受的拉力变化量ΔT如式(2)所示。

倒扣打捞的认识及体会一、前言：随着油田开发的不断深入，油水井数量与日俱增，报废延迟，井筒条件日益恶化，由于套管变形、结垢、及本身管柱中大直径工具解封机构失效、环空落物、压裂措施不当等原因造成的管柱遇卡现象时有发生。

在活动、震击解卡无效的情况下，由于未引入油管内切割、爆炸切割等先进工艺，倒扣提出卡点以上油管就成了管柱解卡所必经的途径，其效率的高低直接影响大修周期和大修成本。

本文从倒扣作业的程序入手，结合以往大修施工中倒扣的成功范例，分析影响倒扣作业效率的因素，总结倒扣作业经验，为以后类似倒扣作业提供借鉴。

表1 2007年江苏油田大修工作情况表从表中可以看出：除管5和闵4-12井外，其余4口井均为管柱遇卡井，其中3井采用了倒扣作业，而倒扣作业周期占大修总周期高达50%，因而倒扣作业效率直接决定了大修工作的效率和效益。

二、倒扣作业的基本程序：1、用试提方法确定卡点深度：一般是用公式法或经验法，其理论依据是在弹性限度（钢材发生永久形变的拉力极限）范围内卡点以上遇卡管柱总伸长量与外力作用遵守虎克定理T＝S*X （1）类似于弹簧，其弹性系数S与卡点以上管柱长度成反比，与管柱环截面和钢材弹性模量成正比S=E*F/H （2）对于固定尺寸和材料的油管来说E*F＝常数K （3）依据式（1）、式（2）、式（3）易得H＝E*F*X/T＝K*X/T（4）估计卡点以上管柱悬重并附加30KN拉力作为基准拉力T0，多次试提（每次增加50KN）后计算有效拉力T＝（T1+T2+T3+…T N－N*T0）/NX＝（X1+X2+X3+…X N）/N然后依据式（4）求出卡点深度H＝K*X/T（5）T：有效拉力S：弹性系数X：管柱伸长量E：弹性模量F：油管环截面积K测卡系数2、使用倒扣类工具打捞成功后，上提倒扣负荷T D ＝T+TXT 0：打捞管柱原悬重TD：倒扣时上提的负荷TX：卡点以上落鱼在静液中的悬重(井斜大时需附加摩擦力)。

设井筒液相对密度为0.9（介于油水之间），井筒全满，易求得常用油管（Φ73mm、Φ89mm）在液体中单位长度悬重为Q 73＝Q*（7.8-0.9）/7.8＝80.9KN/1000m Q89=116.8KN/1000mQ 73:Φ73mm油管在静液中的单位长度悬重Q89: Φ89mm油管在静液中的单位长度悬重Q：油管在空气中的单位长度悬重表2 常见油管在静液中的单位长度悬重表：3、倒扣至落鱼脱扣，预估捞获管柱：T Z ＝T－T再依据TZ ＝Q*H+TF估算捞获油管的长度，提出打捞管柱即可检查打捞效果TZ：拉力增值T：倒扣后上提悬重Q：静液中单位长度管材重量H：捞获油管的长度TF摩擦力三、影响倒扣作业效率的因素：1、卡点测算：H＝K*X/T＝E*F*X/T经验法中一般K73＝245000 KN/1000m K89＝375000 KN/1000mK73钻＝380000 KN/1000m 而经认真计算，取E＝2.1*104KN/cm2发现除Φ73mm油管经验K值基本正确外，Φ89mm油管和Φ73mm钻杆K值误差较大，针对Φ89mm油管，引用经验值375000求取的卡点深度偏大，因而倒扣时附加拉力将会加大，易导致倒扣打捞时落鱼从上部开扣，打捞效率低下。

ZDM型钻具倒扣捞矛操作规程
1、结构原理
ZDM 型钻具倒扣捞矛矛体上部为反扣钻杆接头螺纹，下部有引导锥，以方便工具与落鱼接头缧纹进行对扣。

工具对上扣后，上提钻具，胀扣套即可牢牢地撑住落鱼，然后就可进行倒扣作业了。

ZDM型捞矛上部接头螺纹也有正扣形式的，在订货时必须注明“双正扣”。

2、现场使用
2.1 在倒扣作业时，ZDM 型钻具倒扣捞矛由反
扣钻具送入井下，若是双正扣形式的则由正扣钻具
送下。

引导锥找到落鱼水眼后，正转，让胀套与落
鱼上部螺纹旋合。

2.2 上提钻具，胀扣套被胀大，紧紧地撑住落鱼，
即可进行倒扣作业。

上提力大小以可倒开落鱼重量
与送入钻具重量之和为宜，一般情况下，上提超过
送入钻具悬重100～200KN(10～20tf)就可以将下部钻具倒开。

2.3 钻具组合：
钻具倒扣捞矛+反扣钻具—→上
也可以为：
钻具倒扣捞矛+反扣下击器+反扣钻具—→上
若是双正扣工具，上部钻具为正扣
3、使用注意事项
3.1 ZDM 型工具使用前须先对扣，故鱼顶应有相应的完整母扣。

3.2 若井下钻具被埋卡，一定要先套铣，后倒扣。

3.3 卡钻后，反复强行转动，可能使落鱼接头扣上得太死，或使胀扣套严重变形而难以倒开工具。

3.4 胀扣套不得摔、碰、重压，使用三次以上应更换备件。

4、技术参数。