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取换套工艺技术【摘要】取换套工艺技术是针对严重错断井、变形井、破裂外漏井而发展完善起来的一项修井工艺技术。
该工艺技术修复完全彻底，完全可以恢复原井的一切技术指标和功能，完全能满足开发方案的要求。
【关键词】工具配套；换套工艺；创新；技术指标1、推广应用及完善改进的主要工艺技术1.1裸眼取换套技术利用套铣头、套铣筒、钻杆等配套工具，在钻压、转速、排量三参数合理匹配的情况下，以优质取套工作液造壁防坍塌、防喷、防卡、防断脱、防丢鱼头以及组合切割、适时取套、示踪保鱼（下断口）、修鱼（下断口）找正等措施技术，完成对套管外水泥帽、水泥环、岩壁及管外封隔器等的分级套铣、钻扩、磨铣，取出被套铣套管，下入新套管串补接或对扣，最后固井完井。
1.1.1工具配套目前应用的取换套套铣钻具结构为3”方钻杆+27/8”×φ200φmm变扣接头+φ194mm套铣筒+φ200φmm套洗头。
取套钻具结构为3”方钻杆+27/8”钻杆+φ160mm变扣接头+51/2”套管捞矛方钻杆：方钻杆对角宽100mm，内径45mm，长度12m。
套铣筒：套铣筒外径193.67mm，内径177mm，平均重量39.28公斤/米。
最小抗拉强度222吨。
套铣头：I型套铣头：该套铣头是一种集套铣岩层、水泥环、套管封隔器、套管扶正器为一体的多功能套洗头。
其结构：8个齿槽嵌焊8个铣齿，切削角采用负角，齿底为圆弧流线形，齿外缘采用PDC保径，内缘用CBN保径。
其特点：既保持了PDC钻头的纠斜功能，又具有CBN高效切铣功能。
在正常套铣时，井壁规则，井底干净，避免岩屑的重复破碎，缓解了钻井液钙侵和黏土侵，利于提高钻速；在磨铣套管封隔器及扶正器时，具有防憋钻打齿、稳定性高的特点，而且削铣后残体规则，可以从套铣筒内顺利捞出。
Ⅱ型套铣头：该套铣头用于处理套损部位，实现下部套管引入，是专为严重套损井套铣引入和防丢鱼设计的配套工具。
其结构为：底部是无齿流线型，外体有两道循环沟槽；内腔为喇叭口状，外部有两道循环槽与底槽相连；套铣头工作面铺焊YD合金。
一、注水井的套损分析套管损坏的状况在天然碱开采过程中发生较为频繁，影响到天然碱的开采。
如果发生管外的窜流，降低了井下的压力，导致碱矿生产能力下降；芒硝层处穿孔造成生产卤水不合格等。
为保证碱井正常生产，降低开采成本，必须通过大修取换套作业的方式，解决套管损坏的问题，达到碱矿的产能指标。
泌阳凹陷的天然碱开采井主要是套管损坏及套管错断的故障，严重影响到天然碱开采井的正常生产，必须采取最佳的套损修复的技术方案，结合套管损坏的部位，优选取套换套的技术措施，降低大修成本，达到预期的作业施工的效率，满足天然碱开采井生产的技术要求。
通过对天然碱开采井的套损的分析，套损的部位一般发生在构造的高点位置、无水泥环位置、芒硝层位置，特别是芒硝层处对套管的腐蚀作用比较大，极易导致套管错断。
天然碱开采井的套管的错断变形，通过大修作业铅印工序，判断部分发生在套管接箍部位，对于套管接箍的质量提出更高的要求；固井施工的质量也影响到套管的变形或者错断。
泌阳凹陷天然碱的开采过程中，必须采取有效的措施，及时发现套管错断的状况，为实施问题井的大修作业提供基础资料。
套管水泥环的返高及强度不够，也会影响到套管的正常运行。
当套管承受井下介质的腐蚀、承受下部套管过大的载荷，极易导致套损现象的发生相应地增加了天然碱开采的成本。
二、取套换套技术措施１．泌阳凹陷碱井套管错断的修复措施。
由于地应力的变化、地层的特征、套管质量、水泥返高、芒硝层开采等，引起泌阳凹陷发生碱井套管错断的问题，影响到碱层正常开采。
结合套管错断的部位及错断的情况，优选套损修复的技术措施，应用较少的资金投入，获得最佳的修复效果。
解决套管错断后的修复技术难点问题，对套铣套管的技术措施进行研究，套管外扶正器的磨铣技术的应用，为换套提供依据。
针对套管错断较为严重的问题井，小通径工具引入落鱼的打捞技术措施，避免错断面上部套管打捞后，丢失下部套管鱼顶，给后续的碱矿带来不利的影响。
２．取套换套的施工程序。
取套换套技术在韦2—101井的应用【摘要】油田进入开发后期，老区调整井、丛式井不断增加，丛式井组之间的井眼防碰问题日益突出，造成临井套管被钻穿。
取套换套技术利用管外套铣、倒出损坏套管或上部小直径套管，重新更换新套管，从而恢复油水井的正常生产。
【关键词】取套换套韦2-101井胀管磨铣倒扣韦2-101井取套换套施工是江苏钻井第一次采用大钻机进行修井作业，为钻井队修井作业积累了经验。
1 取套换套技术取换套管的工艺原理是：利用套铣钻头、套铣筒等配套钻具，在钻压、转数、排量等参数合理匹配的情况下，以优质钻井液造壁防塌、防喷、防卡，完成对套管外水泥帽、水泥环、岩壁及管外封隔器等的分级套铣、钻扩、磨铣，取出被套铣套管，下入新套管串补接或对扣，最后完井恢复生产。
2 韦2-101井基本数据邻井韦2-73井在定向施工钻至525.0m～530.42m时发现钻速慢，且明显蹩跳钻，钻至530.52米时，振动筛收集到长条铁屑，发现韦2-101井油层套管内冒泥浆，韦2-101井油层套管被钻穿。
韦2-101井的基础数据见表1。
3 韦2-101井取套换套施工3.1 施工准备为保证取套换套的顺利，施工前必须进行以下前期施工：（1）通井。
下入Φ118mm长通井规通井至遇阻位置528.59m，落实井况，循环洗井。
（2）胀管。
利用梨形胀管器与钻术组合成整形管柱，依靠钻具本身的重力或下击器施加的冲击力，迫使胀管器的锥形头部，楔人变形套管部位，进行挤胀，实现恢复套管通径尺寸的目的。
韦2 - 1 0 1井分别下入由小到大的Φ114mm、Φ116mm和Φ118mm三种尺寸的梨形胀管器进行胀管作业至536.58m后，起钻。
（3）磨铣、通井。
采用最大胀管尺寸的保径铣锥磨铣至正常井段后起钻，下入相同尺寸的通井规通井，落实井筒状况，若通井无遇阻，则继续执行下步工序，否则继续下入大1-2mm的保径铣锥磨铣和通井。
韦2-101井磨铣、通井施工情况见表2。
（4）验套、找漏。
套损井治理技术方案研究及矿场应用贺亚维;宋显民【摘要】套管损坏对油田的生产影响非常大,根据损坏的程度,可以采取相应的修复方法,最常见的方法是铣套.常规铣套工作只是实现了打通路径的目的,并不能保证通道的稳定性,可能出现通道在短期内出砂或坍塌的现象.为了实现既可以打通通道,又可以避免引起井壁进一步变形和损坏,保障后期油井的正常生产,提出了铣套后防砂、加固一体化技术方案；铣套后悬挂尾管固井加固技术方案；铣套后实体膨胀管补贴技术方案和铣套后堵剂加固四种新的技术思路.通过这些措施,最终能够实现既打通通道,又加固了井壁,保障了浅层套损井既需加固又需防砂的要求,解决了长井段多点套损井段需最大限度地增大处理后内通径的难题,该方案已通过现场试验取得成功,证明该方案科学有效.【期刊名称】《西安科技大学学报》【年(卷),期】2013(033)003【总页数】7页(P372-378)【关键词】套损井治理;防砂加固一体化;堵剂加固;悬挂尾管固井加固;膨胀管补贴【作者】贺亚维;宋显民【作者单位】延安大学能源与环境工程学院,陕西延安716000;冀东油田钻采工艺研究院,河北唐山063000【正文语种】中文【中图分类】TE250 引言随着油田开发时间的延长和强化采油措施的使用，套管变形及损坏现象会越来越严重。
套管损坏会在不同程度上影响油水井的正常生产，严重时会直接导致油水井的报废。
套管损坏表现的形态多种多样，主要可以分为如下4种类型:套管变形，即变形没有超过套管塑性范围，包括椭圆变形、弯曲变形、单面挤扁变形、缩或扩径变形；套管错断，即套管发生轴向断裂，包括无错位折断、错位折断和严重错位折断；套管破裂，即管壁上发生穿孔或缝洞现象，包括纵向开裂、四周开裂、腐蚀穿孔等；套管外漏，多在井口附近发生漏油、气、水现象，常由于套管丝扣渗漏或套管腐蚀穿孔造成［1－3］。
由于井下条件的限制，套管修复一直以来施工难度大，花费成本高，一般分3个层次进行。
小修浅表取换套技术及应用一、小修取换套现状目前小修设备取换套施工的操作步驟为先将井口外露油套及套管头、表套四通处理，然后下入反扣钻杆+机械式内割刀或公锥将下部油套切割或倒开，将破损油套取出进行更换，然后下入对扣，用卡盘将油套固定，完成取换套施工。
通过近几年的现场实践，对利用小修设备进行取换套施工有了较为全面的认识和成熟的工艺流程，但是在施工的过程中我们也发现了一些问题：（1）目前小修取换套作业主要是使用B型大钳或者液压钳来进行倒扣、紧扣。
通过近几年的现场实践发现，液压钳在倒扣、紧扣的过程中存在严重缺陷，在作业中扭矩达不到施工要求，在倒扣的过程中往往难以倒开，而在紧扣的过程中无法达到规定的扭矩标准，操作安全风险大。
而B型大钳不易操作，单次旋转角度小、劳动强度较大，安全风险较大。
（2）当破损套管取出后，下入新套管后对扣成为了取换套施工中的关键。
对扣不成功尤其是套管丝扣的损坏严重影响了施工的质量和效益;（3）在起下套管的过程中，没有套管钳，给上、卸套管带来了极大的困难;二、取换套工具改进和应用针对以上在取换套施工中出现的问题对取换套的作业设备进行了改进。
用液压转盘+控压钻台来取代1200型液压钳进行倒扣、紧扣，用套管紧扣器+双公接头来连接方钻杆和下井套管并传递扭矩、用对扣器来对鱼顶实施精确引进。
（1）液压转盘的使用液压转盘是利用通井机或修井机提供的液压源作为动力源，设计制作了闭压式液压控制操作系统，将该控制系统串联在修井机液的供油路上，液压油驱动液压马达转动，从而带动整体转盘转动和井内管柱旋转。
现场应用情况表明，该液压转盘体积小、重量轻、扭矩大、旋转速度范围广、动力来源方便、安装使用方便，操作简单平稳，转向灵活可靠等优点。
相比于1200型液压钳，能够提供足够大的扭矩和合适的转速。
XYZ2400型液压转盘最大扭矩24kN.m，1200型液压钳的最大扭矩为12 kN.m。
而两者的转速均能达到70r/min。
小修作业取换套技术及工具改进措施摘要：随着油田开发的逐渐深入，油气水井套管状况逐渐变差，采油厂平均每年大约有20口井发生套管损坏，占总井数的1%，且损坏井数呈逐年上升趋势。
而套管损坏直接影响着油气水井的正常施工和生产，给油田造成严重的经济损失。
为此，如何提高套损井的修复利用率、完善注采井网、减少更新井数、节约开发资金和提高经济效益，成为亟待解决的生产问题。
常用套管修复技术有取换套、套管补贴、套管整形，其中取换套工艺技术修复最彻底，可以完全恢复原井套管的技术指标和功能，满足开发方案的要求。
关键词：套管修复技术；井下取换套工具；行星齿轮减速器油田套管损坏井数呈逐年上升趋势。
而套管损坏直接影响着油气水井的正常施工和生产，给油田造成严重的经济损失。
因此，如何提高套损井的修复利用率、完善注采井网、减少更新井数、节约开发资金和提高经济效益，成为亟待解决的生产问题。
开展小修作业取换套技术的研究，充分立足现有技术条件，通过工具研发和改进，满足井场条件和小修设备能力，通过现场应用验证，取得了良好的实施效果。
1 大修设备取换套局限性以往取换套工艺的实施都是由小修进行先期验证，确定套管损坏点后，用大修设备取换套，再交小修完井。
但大修设备对井场条件要求高，对于地处城区油井，大部分场地条件有限，有的甚至在住宅小区内，无法搬上大修设备，导致一些井不能恢复正常生产；同时大修搬迁与安装工作量大，修井周期长，成本费用高，每年取换套工作量约5井次，平均深度约300米，平均作业周期约15天，平均每口井的作业费及工具配套费约60万元。
2 新型小修取换套技术研究及主要解决的问题2.1 技术原理新型井下取换套工具自上而下分为机械增力装置（由上锚定器和行星减速器构成）、接箍定位器、补偿器、下锚定器。
用反扣管柱与新型井下取换套工具连接，用小修设备将管柱下入井内的预定深度，缓慢上提接箍定位器，使定位爪的台肩卡进接箍缝隙，完成接箍定位；用小修液压钳反向旋转管柱，反向扭矩经管柱输入至行星减速器改变为正向扭矩并增大，正向扭矩依次经过接箍定位器、补偿器至下锚定装置；在正向扭矩作用下，下锚定装置的锚爪与套管壁锚定，形成正向作用力；行星减速器以上的上锚定器的锚爪与套管锚定在反向扭矩作用下形成反向作用力，上下锚定装置的相对作用力形成卸扣作用力，将套管从接箍处卸扣；卸扣过程中套管螺纹退扣位移通过补偿器来补偿。
