一種水平井倒扣解卡方法
【專利摘要】本發(fā)明具體提供了一種水平井倒扣解卡方法，開始倒扣管柱，利用電子拉力計控制井口上提拉力，使得井口上提拉力與井內被卡管柱的懸重近似相等，將地面的水平旋轉力矩，最大限度地傳送到水平段的卡點上，變?yōu)榇怪逼矫嫘D的扭矩，實現水平井段內的倒扣解卡；當井內倒出一部份被卡管柱之后，然后對剩余的被卡管柱，換用反扣鉆桿及打撈工具進行倒扣，起出全部被卡管柱。該發(fā)明采用驅動裝置驅動，不會出現超扭矩倒扣現象，安全可靠，同時倒扣工具簡單，不會使卡鉆事故復雜化。
【專利說明】一種水平井倒扣解卡方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鉆井施工鉆具的解卡作業(yè)【技術領域】，具體涉及一種水平井倒扣解卡方法。

【背景技術】
[0002]水平井是進行油氣田大規(guī)模開發(fā)的一種新的開發(fā)模式，在進行分段壓裂施工過程中常出現卡鉆現象，絕大多數能夠得到及時解卡；只有關鍵的少數井，不能正常解卡，水平井從鉆井到采油，其投資費用均在2000萬元以上，若不能及時解卡，就不能使該井及時投入采油生產，給施工服務單位帶來了巨大的經濟風險。
[0003]目前，水平井壓裂施工卡鉆的原因有以下幾種:(1)施工鉆具所帶的封隔器施工后不收縮，在井內形成卡鉆；由于這個原因形成的卡鉆，多數能夠通過活動鉆具，并降低井內液面高度，使封隔器上下形成的壓差縮小，就能及時解卡，已在現場得到廣泛的應用；(2)在壓裂施工后，由于放噴流量太大，使壓入地層的砂液返到水平段，砂子不能隨放噴出的井液返出井外，造成施工管柱形成砂埋，在起鉆的過程中形成了砂卡，這種卡鉆現場多采用壓裂車大排量(I方/分)正循環(huán)洗井的方式、正循環(huán)出井內的沉砂，基本上可以解卡。
[0004]而現有技術的解卡方法有以下幾種:⑴井內液壓拔拉法:將液壓拔拉器下入到水平井的造斜段上部，從油管中向井內打壓，使油管內的液體壓力變?yōu)槔?，拉動被卡的工具；其主要作用就是消除管柱重量形成的拉力，使液壓拔拉器的作用力全部施加到卡點上，這個力最大不能超過油管的安全拉力，起到以最大拉力解卡的目的；但是該方法的缺點是一旦液壓拔拉器在井內遇卡，就會進一步使卡鉆變得更為復雜，也更難處理，因而沒有得到大量的推廣應用。(2)井內液壓倒扣法:采用井下液壓倒扣器，將該工具下在入窗點前，利用地面泵壓，通過倒扣器形成轉矩，使管柱從卡點上倒開；而由于液壓倒扣器性能不穩(wěn)定，不可靠，因而沒有得以推廣應用，只是在個別井上得到試用。(3)震擊器解卡:將震擊器下到水平段內，并與被卡管柱連接，上提管柱形成一定的拉力，當拉力達到某一設定值后，震擊器瞬間突然釋放其聚集的能量，產生很大的沖擊力，使卡點震松，將管柱解卡；而該技術由于震擊器要下入井內，其液壓缸要承受高溫及高壓，其工作的可靠性受到質疑，因而也未能得到推廣應用。(4)井口脫扣震擊解卡技術:其工作原理就是利用管柱在拉力下伸長，聚集一定的能量，當拉力達到一定值時，井口專用的脫扣接頭，突然從絲扣處脫扣，使管柱拉伸聚集的能量及管柱的重量瞬間釋放，通過連接的管柱作用在卡點上，通過反作用使卡點受震擊而解卡。該方法主要在卡點形成在直井段上時使用該技術，但當卡點在水平段時，易使管柱發(fā)生變形，使卡鉆變得更為復雜。(5)倒扣解卡技術:該技術應用比較廣泛，基本上適用于直井的倒扣解卡；在水平井上倒扣時，由于要將水平面的轉矩轉化為垂直面的轉矩，通過叢式井或大斜度井解卡證明其扭矩會超過轉盤的最大扭矩，即倒扣倒不動，因此，倒扣解卡技術很少在水平井上應用。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現有技術中的解卡方法在水平井解卡過程中存在的不足。
[0006]為此，本發(fā)明提供了一種水平井倒扣解卡方法，包括以下步驟:
1)將動力水龍頭連接到井架天車的游動系統上，井架天車的死繩端連接有電子拉力計，動力水龍頭上連接有油管短節(jié)，動力水龍頭與驅動裝置連接；
2)利用井架天車上的游動系統控制動力水龍頭上提或下放，使動力水龍頭上的油管短節(jié)與井內被卡管柱連接；
3)固定動力水龍頭的反扭矩平衡繩，通過游動系統上提動力水龍頭，使其拉力等于井內被卡管柱的懸重；
4)開啟驅動裝置，使動力水龍頭帶動井內被卡管柱旋轉；當動力水龍頭的扭矩達到安全扭矩時，若被卡管柱能夠繼續(xù)轉動，則繼續(xù)倒扣50?70圈，若被卡管柱不能繼續(xù)轉動，則在保持扭矩不變的情況下，上提或下放動力水龍頭，使其拉力增加或減少，直到被卡管柱發(fā)生轉動；
5)上提動力水龍頭一段距離后，觀測其拉力是否增加；若拉力增加，則保持保持被卡管柱懸重的拉力繼續(xù)倒扣被卡管柱，直至拉力不再增加，起出已倒開的被卡管柱；
6)測量起出的被卡管柱，確定井內剩余的被卡管柱的魚頭位置；
7)將連接有打撈工具的反扣鉆桿與動力水龍頭連接，下放反扣鉆桿，直至打撈工具到井內剩余的被卡管柱的魚頭位置；
8)活動反扣鉆桿使打撈工具進入剩余的被卡管柱的魚頭內，與剩余的被卡管柱連接上；然后重復上述步驟3)?5)，直至打撈出井內剩余的被卡管柱。
[0007]上述步驟I)中還需在井口安裝防噴器。
[0008]上述驅動裝置為變頻電機或液壓驅動。
[0009]上述步驟4)中安全扭矩為3000N*M。
[0010]上述步驟5)中上提動力水龍頭的距離為3?4m。
[0011 ] 上述打撈工具為可退式撈錨或公錐或套銑筒。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
(I)本發(fā)明將地面的水平旋轉力矩，最大限度地傳送到水平段的卡點上，變?yōu)榇怪逼矫嫘D的扭矩，實現在水平段內的倒扣解卡。
[0013](2)由于本發(fā)明的驅動裝置采用變頻電機或液壓驅動，不會出現超扭矩倒扣，可避免發(fā)生損壞設備傷及人員的安全事故。
[0014](3)本發(fā)明倒扣工具是簡單可靠的打撈工具，容易進出井筒，不會在處理事故的過程中使卡鉆事故復雜化；而且該打撈工具在打撈過程中，能夠實現對井內的沖洗，可以更快地實現水平井的打撈作業(yè)。
[0015](4)本發(fā)明因倒扣時采用反扣鉆桿，其抗拉，抗壓，抗剪切的能力遠遠大于井內被卡管柱，倒扣解卡時被卡管柱更安全，不會發(fā)生被卡管柱斷脫的現象。
[0016]以下將結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明水平井倒扣解卡結構示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明中上提拉力大于被卡管柱懸重時水平井倒扣解卡原理示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明中上提拉力小于被卡管柱懸重時水平井倒扣解卡原理示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明中上提拉力等于被卡管柱懸重時水平井倒扣解卡原理示意圖。
[0021]附圖標記說明:1、井架天車；2、游動系統；3、動力水龍頭；4、反扭矩平衡繩；5、驅動裝置；6、電子拉力計；7、反扣鉆桿；8、打撈工具；9、套管；10、被卡管柱。

【具體實施方式】
[0022]實施例1:
為了克服現有技術中的解卡方法在水平井解卡過程中存在的不足，本實施例提供了一種如圖1所示的水平井倒扣解卡方法，包括以下步驟:
1)將動力水龍頭3連接到井架天車I的游動系統2上，井架天車I的死繩端連接有電子拉力計6，動力水龍頭3上連接有油管短節(jié)，動力水龍頭3與驅動裝置5連接；
2)利用井架天車I上的游動系統2控制動力水龍頭3上提或下放，使動力水龍頭3上的油管短節(jié)與井內被卡管柱10連接；
3)固定動力水龍頭3的反扭矩平衡繩4，通過游動系統2上提動力水龍頭，使其拉力等于井內被卡管柱10的懸重；
4)開啟驅動裝置5，使動力水龍頭3帶動井內被卡管柱10旋轉；當動力水龍頭3的扭矩達到安全扭矩時，若被卡管柱10能夠繼續(xù)轉動，則繼續(xù)倒扣50?70圈，若被卡管柱10不能繼續(xù)轉動，則在保持扭矩不變的情況下，上提或下放動力水龍頭，使其拉力增加或減少，直到被卡管柱10發(fā)生轉動；
5)上提動力水龍頭3—段距離后，觀測其拉力是否增加；若拉力增加，則保持保持被卡管柱10懸重的拉力繼續(xù)倒扣被卡管柱，直至拉力不再增加，起出已倒開的被卡管柱10 ；
6)測量起出的被卡管柱10，確定井內剩余的被卡管柱10的魚頭位置；
7)將連接有打撈工具8的反扣鉆桿7與動力水龍頭連接，下放反扣鉆桿7，直至打撈工具8到井內剩余的被卡管柱10的魚頭位置；
8)活動反扣鉆桿7使打撈工具進入剩余的被卡管柱10的魚頭內，與剩余的被卡管柱10連接上；然后重復上述步驟3)?5)，直至打撈出井內剩余的被卡管柱10。
[0023]為了防止在處理被卡管柱10時，發(fā)生井噴現象，造成井噴事故，所述述步驟I)中還需在井口安裝防噴器。
[0024]所述電子拉力計6的精度在1%以上，以便精準地掌握井口的拉力值與被卡管柱10的懸重值近似相等，以便一次性地多倒出井內被卡管柱10，減少倒扣次數；使被卡管柱10與套管9之間減少摩擦阻力，以便在安全的扭矩內倒開被卡管柱絲扣。
[0025]另外，上述驅動裝置5為變頻電機或液壓驅動，可以實現定扭矩旋轉，若被卡管柱10—旦倒不開時，扭矩超過安全扭矩時，會自動停止，起到安全保護作用，所述的安全扭矩為3000N*M ;而若采用機械轉盤驅動，會發(fā)生超扭矩現象，造成扭斷鉆桿，拉斷鏈條，傷及人員及設備的事故發(fā)生。當油管發(fā)生卡鉆時，最大安全扭矩不能超過3000N*M ;當采用反扣鉆桿倒扣時，最大安全扭矩不能超過10000N*M。游動系統為本領域公知技術，這里就不做詳細描述。
[0026]上述步驟5)中上提動力水龍頭3的距離為3?4m。上述打撈工具8為可退式撈錨或公錐或套銑筒。
[0027]該發(fā)明將地面的水平旋轉力矩，最大限度地傳送到水平段的卡點上，變?yōu)榇怪逼矫嫘D的扭矩，實現在水平段內的倒扣解卡。
[0028]實施例2:
在實施例1的基礎上，本發(fā)明水平井倒扣解卡的原理如下:
(I)上提拉力不能太大，否則倒不動或倒出的被卡管柱10數量太少；
如圖2所示，當上提的拉力大于井內被卡管柱10的懸重時，被卡管柱10會緊貼在直井段與水平段過渡處套管9的內圓弧面上，造成被卡管柱10在旋轉的過程中阻力太大，井口的扭矩不能傳遞到卡點的位置上，致使在倒扣過程中，將被卡管柱10從造斜度部位倒開，不能一次性將被卡管柱10從卡點位置附近倒開，致使更換反扣鉆桿后，要多倒幾次，才能將井內的被卡管柱10全部倒出，造成起下鉆的次數增多，加大了倒出井內被卡管柱10的工作量。
[0029](2)上提拉力不能太小，否則也倒不動或倒出的被卡管柱10數量太少；
如圖3所示，當上提拉力小于井內被卡管柱10的懸重時，被卡管柱10會緊貼在直井段與水平段過渡處套管9的外圓弧面上，造成被卡管柱10在旋轉的過程中阻力太大，井口的扭矩不能傳遞到卡點的位置上，致使在倒扣過程中，將被卡管柱10也從造斜度部位倒開，同樣會加大了倒出井內被卡管柱10的工作量。
[0030](3)當上提拉力等于井內被卡管柱10的懸重時，如圖4所示，被卡管柱10不會緊貼在直井段與水平段過渡處套管9的弧面上，這樣使得被卡管柱10在旋轉的過程中阻力最小，井口的扭矩才能最大程度地傳遞到卡點的位置上，起到在卡點倒扣的作用；因此需要控制井口的上提拉力等于井內被卡管柱10的懸重。
[0031]以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種水平井倒扣解卡方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)將動力水龍頭⑶連接到井架天車⑴的游動系統⑵上，井架天車⑴的死繩端連接有電子拉力計出)，動力水龍頭(3)上連接有油管短節(jié)，動力水龍頭(3)與驅動裝置(5)連接； 2)利用井架天車(I)上的游動系統(2)控制動力水龍頭(3)上提或下放，使動力水龍頭(3)上的油管短節(jié)與井內被卡管柱(10)連接； 3)固定動力水龍頭(3)的反扭矩平衡繩(4)，通過游動系統(2)上提動力水龍頭(3)，使其拉力等于井內被卡管柱(10)的懸重； 4)開啟驅動裝置(5)，使動力水龍頭(3)帶動井內被卡管柱(10)旋轉；當動力水龍頭(3)的扭矩達到安全扭矩時，若被卡管柱(10)能夠繼續(xù)轉動，則繼續(xù)倒扣50?70圈，若被卡管柱(10)不能繼續(xù)轉動，則在保持扭矩不變的情況下，上提或下放動力水龍頭(3)，使其拉力增加或減少，直到被卡管柱(10)發(fā)生轉動； 5)上提動力水龍頭(3)—段距離后，觀測其拉力是否增加；若拉力增加，則保持保持被卡管柱(10)懸重的拉力繼續(xù)倒扣被卡管柱(10)，直至拉力不再增加，起出已倒開的被卡管柱(10)； 6)測量起出的被卡管柱(10)，確定井內剩余的被卡管柱(10)的魚頭位置； 7)將連接有打撈工具(8)的反扣鉆桿(7)與動力水龍頭(3)連接，下放反扣鉆桿(7)，直至打撈工具(8)到井內剩余的被卡管柱(10)的魚頭位置； 8)活動反扣鉆桿(7)使打撈工具(8)進入剩余的被卡管柱(10)的魚頭內，與剩余的被卡管柱(10)連接上；然后重復上述步驟3)?5)，直至打撈出井內剩余的被卡管柱(10)。
2.如權利要求1所述的水平井倒扣解卡方法，其特征在于:所述步驟I)中還需在井口安裝防噴器。
3.如權利要求1所述的水平井倒扣解卡方法，其特征在于:所述驅動裝置(5)為變頻電機或液壓驅動。
4.如權利要求1所述的水平井倒扣解卡方法，其特征在于:所述步驟4)中安全扭矩為3000N*M。
5.如權利要求1所述的水平井倒扣解卡方法，其特征在于:所述步驟5)中上提動力水龍頭(3)的距離為3?4m。
6.如權利要求1所述的水平井倒扣解卡方法，其特征在于:所述打撈工具(8)為可退式撈錨或公錐或套銑筒。
【文檔編號】E21B31/00GK104196481SQ201410420123
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權日:2014年8月25日
【發(fā)明者】鄧繼學, 王祖文, 李尊團, 魏建榮, 陳萬林, 任斌, 高紅平, 景志明, 米虎寧, 李繼榮, 左挺, 韓靜靜 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業(yè)公司