陳昭萬(wàn)（中海油田服務(wù)有限公司油田生產(chǎn)事業(yè)部，廣東 湛江 524057）

南海西部油田A井于1994年8月采用礫石充填完井，2014年12月大修打撈防砂管柱，打撈過(guò)程中頂部封隔器斷裂，剩余在井內(nèi)的封隔器長(zhǎng)度僅有30厘米，作業(yè)過(guò)程中源源不斷出砂，不滿足水力割刀進(jìn)行水力切割作業(yè)。2015 年8 月封堵套管出砂漏點(diǎn)，進(jìn)行沖砂清理封隔器上部砂礫，使用水力割刀多次切割，成功撈出原井全部的防砂管柱。本文將就作業(yè)中使用水力割刀遇到的問(wèn)題及解決方案做探討。

1 水力割刀的結(jié)構(gòu)原理

水力割刀由上部接頭、本體、活塞、彈簧、噴嘴組成。當(dāng)割刀下入井內(nèi)到達(dá)預(yù)定切割位置后，連接方鉆桿，啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，測(cè)試記錄不同轉(zhuǎn)速下的空轉(zhuǎn)扭矩?cái)?shù)據(jù)，導(dǎo)通流程，啟動(dòng)泥漿泵對(duì)管柱進(jìn)行試壓。啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，調(diào)整轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速至預(yù)定轉(zhuǎn)速，開(kāi)泵循環(huán)，逐漸加大排量，鉆井液通過(guò)上、下滑閥上的噴嘴，使下滑閥上下產(chǎn)生壓力差，此壓力差使下滑閥克服彈簧阻力向下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)刀頭向外旋轉(zhuǎn)進(jìn)入切削狀態(tài)。割斷落魚(yú)后，停泵，下滑閥上、下的壓力差消失。下滑閥在被壓縮的彈簧作用下向上運(yùn)動(dòng)復(fù)位。刀頭在彈簧壓片的作業(yè)下向內(nèi)旋轉(zhuǎn)復(fù)位，割刀就能從井中取出。

2 切割作業(yè)的過(guò)程

2.1 切割思路選擇

根據(jù)井下落魚(yú)情況，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)決定先采用切割下部磨銑延伸筒，后使用打撈工具打撈切割后上部管柱的方案；若上述方案無(wú)法順利打撈，則執(zhí)行切割上部磨銑延伸筒，分段打撈切割后管柱的作業(yè)方案。

2.2 水力切割井下管柱

本次作業(yè)累計(jì)切割七刀，其中前六刀切割下部延伸筒，第七刀切割上部延伸筒。下部延伸筒外徑5”，內(nèi)徑4.4”，上部延伸筒外徑5.5”，內(nèi)徑4.8”。

鉆具組合分別如下：

第一次切割：水力割刀+鉆鋌+變扣+液壓震擊器+鉆鋌+鉆桿+方鉆桿。

第二次切割：水力割刀+鉆鋌+變扣+液壓震擊器+鉆鋌+鉆桿+方鉆桿。

第三次切割：水力割刀+鉆鋌+變扣+液壓震擊器+鉆鋌+鉆桿+方鉆桿。

第四次切割：水力割刀+鉆鋌+變扣+液壓震擊器+鉆鋌+鉆桿。

第五次切割：水力割刀+鉆鋌+變扣+鉆鋌+鉆桿。

第六次切割：水力割刀+鉆鋌+變扣+鉆鋌+鉆桿。

第七次切割：水力割刀+鉆鋌+變扣+鉆鋌+鉆桿（切上部延伸筒）。

除第三次與第四次切割所用割刀為水力割刀外，其余均采用同一個(gè)水力割刀，鉆臺(tái)功能試驗(yàn)時(shí)排量達(dá)到5 方/小時(shí)，泵壓100psi 時(shí)刀片全部撐開(kāi)，在排量18 方/小時(shí)，泵壓500psi 時(shí)分別測(cè)量刀片撐開(kāi)尺寸。

切割過(guò)程分別如下：

第一次切割：接方鉆桿后稱重，上提29噸，下放22噸，確認(rèn)切割位置1082.2m。。開(kāi)始切割，轉(zhuǎn)速60 轉(zhuǎn)、1000-2000Nm。排量45 方/小時(shí)、2000psi，旋轉(zhuǎn)懸重26 噸，扭矩逐漸恢復(fù)空轉(zhuǎn)扭矩；停轉(zhuǎn)盤(pán)，釋放轉(zhuǎn)盤(pán)扭矩，上提管柱過(guò)提1 噸，停泵，懸重29噸，再次上提管柱，無(wú)過(guò)提現(xiàn)象。起出割刀，檢查刀片，刀尖磨損嚴(yán)重，刀背無(wú)明顯磨痕；根據(jù)后續(xù)打撈出井管柱，發(fā)現(xiàn)第一刀并未切開(kāi)，只是在管柱內(nèi)壁割出一些劃痕。

原因分析：本次使用水力割刀，配45mm 刀片，刀片全開(kāi)尺寸35/35/36mm，割刀在切割過(guò)程中刀片張開(kāi)角度較小，刀尖不能完全作用在管壁上，只能依靠刀腹在管壁上磨削，所以沒(méi)能將管柱切開(kāi)。

第二次切割：接方鉆桿后稱重，上提29噸，下放22噸，確認(rèn)切割位置1082.5m。。開(kāi)始切割，轉(zhuǎn)速60 轉(zhuǎn)、1250-2500Nm。排量43方/小時(shí)、1800psi，旋轉(zhuǎn)懸重26噸；停轉(zhuǎn)盤(pán)，釋放轉(zhuǎn)盤(pán)扭矩，上提管柱過(guò)提無(wú)過(guò)提，停泵，懸重29噸，再次上提管柱，無(wú)過(guò)提現(xiàn)象。起出割刀檢查，發(fā)現(xiàn)一塊刀片落井，另外一塊刀片銷軸部位損壞嚴(yán)重，刀片刀尖磨損嚴(yán)重；根據(jù)后續(xù)打撈出井管柱，第二刀成功切開(kāi)管柱，切口一側(cè)較為平整，整體呈喇叭口裝。

原因分析：本次使用水力割刀，配41mm 刀片，刀片全開(kāi)尺寸30/30/31mm，割刀在切割過(guò)程中刀片張開(kāi)角度較第一次切割張開(kāi)角度大，刀尖能夠直接作用在管壁上，雖然成功切開(kāi)，但轉(zhuǎn)速過(guò)快，泵壓過(guò)高，導(dǎo)致刀片在銷軸部位損壞落井。

第三次切割：接方鉆桿后稱重，上提29噸，下放22噸，確認(rèn)切割位置1082.8m。轉(zhuǎn)速76轉(zhuǎn)、1250-5000Nm，排量30方/小時(shí)、900psi，開(kāi)始切割；停轉(zhuǎn)盤(pán)，上提31.5 噸，停泵后懸重?zé)o變化，上提至32.5噸，后下壓至30.5噸，判斷管柱遇卡，繼續(xù)下壓至26噸后上提至31 噸，多次上提下放無(wú)法解卡，上提至31 噸，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)2圈后懸重降至29噸，再次上提31噸，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)，重復(fù)上述動(dòng)作三次后解卡，起鉆。起出割刀檢查，刀尖磨損嚴(yán)重，刀片銷軸部位彎曲變形；根據(jù)后期打撈出井管柱，第三次切割出現(xiàn)兩處明顯割痕，在原定切割位置切割一段時(shí)間后，切割點(diǎn)下移0.1m后繼續(xù)切割。

原因分析：作業(yè)過(guò)程中使用的液壓震擊器因使用次數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致液壓震擊器失效，震擊器伸長(zhǎng)，割刀下移0.1m。另外本次累計(jì)切割時(shí)間為60mins，切割時(shí)間較短，同時(shí)不知道割刀下移的時(shí)間，根據(jù)兩道切口痕跡來(lái)看，只要切割時(shí)間足夠長(zhǎng)，就可以將落魚(yú)成功切開(kāi)。另外，切割過(guò)程中轉(zhuǎn)速過(guò)大，刀片存在崩齒現(xiàn)象，導(dǎo)致銷軸變形。

第四次切割：接方鉆桿稱重，上提29噸，下放22噸，確認(rèn)切割位置1083m。開(kāi)始切割，轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)、500-800Nm。排量26方/小時(shí)、700ps。起出刀片檢查，三塊刀片刀尖及刀背磨損嚴(yán)重；管柱成功切開(kāi)，切口較為平整。

第五次切割：接方鉆桿稱重，上提27噸，下放22噸，確認(rèn)切割位置1083.2m。開(kāi)始切割，轉(zhuǎn)速30 轉(zhuǎn)、250-750Nm。排量25方/小時(shí)、700psi，懸重25噸，切割過(guò)程中懸重有波動(dòng)。起出刀片檢查，三塊刀片刀尖輕微磨損；根據(jù)后續(xù)打撈出井管柱，第五次切割僅為一道明顯劃痕。

第六次切割：接方鉆桿后稱重，上提27噸，下放22噸，確認(rèn)切割位置1083.4m。切割轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)、500-800Nm，排量31方/小時(shí)、1150psi。起出刀片檢查，刀片落井一片，刀片帶出部分鐵屑出井兩塊刀片刀尖磨損，刀腹有磨痕；切口不平整。

第七次切割（上部延伸筒）：接方鉆桿后稱重，上提27噸，下放22噸，確認(rèn)切割位置1079.16m。轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)、500-2500Nm，排量32 方/小時(shí)、1200psi，累計(jì)下放12 厘米，每次下放后提排量，泵壓每次上漲100psi，停轉(zhuǎn)盤(pán)，上提至27 噸，停泵，懸重降至26.5噸，起鉆。起出割刀檢查刀尖磨損嚴(yán)重，刀腹有明顯擦痕，割口較平整。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用的切割參數(shù)與廠家給定的參考參數(shù)對(duì)比來(lái)看，存在一些問(wèn)題，廠家給定的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)，泵壓為160psi，但實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)這樣的轉(zhuǎn)速過(guò)高，泵壓過(guò)低，在鉆臺(tái)做功能試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)這樣的泵壓只能使刀片張開(kāi)，這樣的高轉(zhuǎn)速，低泵壓也許可以成功切割，但是切割時(shí)間較長(zhǎng)，切割力度不夠。在實(shí)際切割中一般轉(zhuǎn)速控制在45轉(zhuǎn)，泵壓控制在1000psi，這樣既可以保證切割力度，也可以防止因轉(zhuǎn)速過(guò)高導(dǎo)致刀片受損。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）水力割刀切割井下落物中，可以根據(jù)井況及落物尺寸，靈活選用割刀尺寸及刀片尺寸，選擇合理的切割參數(shù)，快速、高效的完成切割作業(yè)，減少起下鉆的次數(shù)。水力割刀入井前，需要在鉆臺(tái)進(jìn)行水力割刀測(cè)試，記錄水力割刀刀片撐開(kāi)壓力。下入水力割刀管柱時(shí)，需要控制下鉆速度，防止刀片意外撐開(kāi)，造成井下事故。

（2）切割參數(shù)要選擇合理，盡量避免高泵壓、高扭矩的操作。泵壓過(guò)高，活塞下部對(duì)刀片尾部作用力太大，有可能將刀片尾部壓斷，導(dǎo)致刀片落井致使切割失敗；同時(shí)泵壓升高，扭矩也會(huì)增加，扭矩過(guò)大，對(duì)割刀本體損傷比較嚴(yán)重，銷軸也會(huì)活動(dòng)，損壞銷軸和刀片，對(duì)方鉆桿，滾子補(bǔ)芯等設(shè)備也會(huì)造成不同程度的損壞。因此在切割作業(yè)中，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活調(diào)節(jié)切割參數(shù)，對(duì)于操作參數(shù)，建議泵壓1000psi，轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)。