第五章检修修井整形类工具_pdf
修井工具
修井工具1.公锥一．用途：从有孔落物的内孔进行造扣打捞的工具。
二．结构：长锥形整体结构，分为上接头和打捞丝扣。
三．原理：依靠打捞丝扣在钻压和扭矩的作用下，挤压吃入落鱼内壁进行造扣，将落物捞出。
四．操作方法：1.选择工具绘草图。
2.检查各部螺纹的完好度。
3.当工具下至鱼顶以上1～2米时，开泵冲洗，并逐步下放，根据下放深度、泵压和悬重的变化判断是否入鱼。
4.造扣3～4扣后，若悬重上升，应上提钻柱造扣，上提负荷比原悬重多2～3KN。
5.上提造扣8～10扣后，悬重增加造扣结束。
五．注意事项：1.不允许猛顿鱼顶，防止将鱼顶或打捞丝扣顿坏。
2.切忌在落鱼外壁与套管内壁的环形空间造扣，避免造成严重后果。
3.禁止转盘卸扣。
六．技术规范：【NC26＝2A10、TBG---油管螺纹代号、公锥外形指大头、小头、长度】2.母锥一．用途：从管状落物外壁进行造扣打捞的工具。
二．结构：长筒形整体结构，由接头与本体组成。
三．原理：依靠打捞丝扣在钻压与扭矩的作用下，吃入落物外壁进行造扣，将落物捞出。
四．操作方法：1.选择工具绘草图。
2.检查各部螺纹的完好度。
3.下至鱼顶以上1～2米时，开泵冲洗，缓慢旋转并逐步下放，根据下放深度、泵压和悬重的变化判断是否入鱼。
4.造扣3～4扣后，若悬重上升，应上提钻柱造扣，上提负荷比原悬重多2～3KN。
5.上提造扣8～10扣后，悬重增加造扣结束，检查打捞是否牢靠。
五．注意事项：1.不允许猛顿鱼顶，防止将鱼顶或打捞丝扣顿坏。
2.禁止转盘卸扣。
六．技术规范：3.滑块卡瓦打捞矛一．用途：打捞具有内孔的落物。
二．结构：上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉。
三．原理：进入落鱼后，卡瓦依自重沿斜面向下滑动，直至与鱼腔内壁接触为止，上提矛杆时，斜面向上运动所产生的径向分力，迫使卡瓦咬入落物内壁，抓住落物。
四.操作方法：1.选择工具绘草图。
2.地面检查，在卡瓦滑道上涂机油，下井。
3.下放钻柱，引入鱼腔，观察碰鱼方入与入鱼方入及悬重变化。
井下维修作业工具大全
工作压力
P
使用性能
引力载荷
F
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扭矩
M
MPa
kN
KN.m
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（三）井下工具设计基本要求 油田井下工具设计属于特殊机械设计，国内目前还没有系统设计教材，必须在矿厂实践中不断
摸索发展，逐步形成油气田井下工具设计体系。
1、满足油气田开发工艺技术要求； 2、满足油气田流体介质腐蚀要求； 3、满足油气田特殊完井工艺要求； 4、井下工具设计越简单越好；
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井口控制设备
井口控制部分由自封封井器、半封封井器、全封封井器所组成。 井控设备的功能： 1、预防井喷。保持井筒内泥浆静液柱压力始终大于地层压力，防止井喷条件的形成。 2、及时发现溢流。对油气井进行监测，以便尽早发现井喷预兆，尽早采取控制措施。 3、迅速控制井喷。溢流、井涌、井喷发生后，迅速关井，实施压井作业，对油气井重新建立 压力控制。 4、处理复杂井况。在油气井失控的情况下，进行灭火抢险等处理作业。
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（五）工具图纸设计技术要求 1、图纸设计必须有组装图 2、图纸设计必须标注配合公差 3、图纸设计必须标注形位公差 4、图纸设计必须标注加工耝造度 5、图纸设计必须标注材料及处理工艺 6、图纸设计必须标注参考基准面 7、图纸设计必须标注技术要求
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井下常用作业工具
施。亦称为井下作业。 （凡需要起下油水（气）井管柱的各种施工，在矿场上统称为井下作业。）
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一、油水井井下作业的种类
井下作业的作用是什么？
修井的目的就是要保证油水（气）井的正常工作，完成各种井下作业，提高井的利用率和生产 效率，以最大限度增加井的产量。
修井工具
修井工具专用修井工具按其使用特性目前可分成以下11 大类：打捞类、切割类、倒扣类、刮削类、补接类、补贴类、铣磨钻类、震击类、整形类、侧钻类、辅助类。
一、打捞类工具打捞类工具是修井作业施工中应用最多、最普遍的工具。
按其结构形式可分为锥类、矛类、筒类、强磁类、篮类、钩类等6 种形式。
（一）锥类打捞工具锥类打捞工具是一种专门打捞管类落物（如油管、钻杆、封隔器、配水器等井下工具）的内孔或外壁上进行造扣而实现打捞落物的专用工具，打捞成功率较高，操作也比较容易掌握，使用时要注意选择锥度与鱼头匹配，尽可能多造几扣。
对管里过薄的鱼头不宜使用，自由落物不能使用，小落鱼大套管必须使用引鞋（下同），缺点是一旦捞住后拨不动，退出工具较难。
常用的公锥、母锥。
（二）矛类打捞工具矛类打捞工具结构形式较多，它既能打捞自由落物，又能打捞遇卡落物，是最常用必备工具之一。
按其结构形式可分成滑块捞矛、接箍捞矛、可退式捞矛3 种。
1．滑块捞矛这是一种在落鱼腔内进行打捞的不可退式工具。
主要用于打捞油管、钻杆和带通孔的井下工具。
使用时要注意，单卡瓦滑块捞矛，带水眼，可以冲洗鱼头，提高打捞成功率，但是，由于单卡瓦造成捞矛单面受力，承载能力大为下降，适合打捞自由落物。
而双卡瓦滑块捞矛，受力均衡，承载能力大，由于没有水眼不能冲洗鱼头，对落物以上有杂物时不宜采用，作用原理是，当捞矛卡瓦牙进入鱼腔一定深度后，卡瓦牙在自重作用下，沿滑道下滑与鱼内脏壁接触，上提钻具迫使卡瓦牙咬入鱼腔内壁，随上提负荷增大而咬入深度越深，咬紧力也越大。
因此这类打捞工具最适合打捞自由落鱼。
使用前必须测量卡瓦牙滑到最下端时，最大自由外径是否与被捞落物鱼腔相适应，一般最大自由外径应比鱼腔内径大4mm 以上。
打捞不带接箍的落物，尽可能不用滑块捞矛，特殊情况下使用时，捞矛必须进入鱼顶超过1．2m ，而且上提是重不宜过大。
使用滑块捞矛打捞解卡时可以和震击器配合使用，但应注意矛杆本体抗拉负荷要大于被捞落鱼抗拉负荷1．5 倍以上。
井下工具分类及详细介绍
井下工具目录打捞类工具1、公锥2、母锥3、滑块捞矛4、分瓣捞矛5、TFLM-T提放式可退捞矛6、提放式分瓣捞矛7、可退捞矛8、伸缩捞矛9、二用伸缩捞矛10、可退式螺旋卡瓦捞筒11、可退式蓝式卡瓦捞筒12、卡瓦捞筒13、弯鱼头打捞筒14、提放式可退捞筒15、短鱼头打捞筒16、电泵捞筒17、可退式螺旋卡瓦电泵捞筒18、活页式捞筒19、不可退式抽油杆捞筒20、弯抽油杆捞筒21、组合式抽油杆捞筒22、提放式抽油杆捞筒23、三球打捞器24、抽油杆接箍捞矛25、多用打捞筒26、颠倒式抽油杆捞筒27、蓝式抽油杆捞筒28、螺旋式抽油杆捞筒29、偏心式抽油杆接箍捞筒30、提放式倒扣捞矛31、可胀式倒扣捞矛32、倒扣捞矛33、倒扣捞筒34、提放式倒扣捞筒35、反循环打捞蓝36、局部反循环打捞蓝37、开窗捞筒38、缆绳打捞钩39、外钩40、内钩41、内外组合钩42、活齿钩43、一把抓44、磁力打捞器45、测井仪器打捞器46、弹簧打捞筒47、老虎嘴整形类工具48、梨形涨管器49、偏心辊子整形器50、长锥面涨管器51、三锥辊整形器52、旋转震击式整形器53、楔形涨管器54、偏心涨管器55、球形涨管器56、顿击器57、复合式鱼顶修整打捞器58、鱼顶修整器震击类工具59、开式下击器60、润滑式下击器61、液压式上击器62、液压加速器切割类工具63、水力式外割刀64、机械式内割刀65、机械式外割刀钻、磨、铣类工具66、三刮刀钻头67、十字钻头68、鱼尾刮刀钻头69、尖钻头70、偏心钻头71、三牙轮钻头72、平底磨鞋73、凹面磨鞋74、梨形磨鞋75、滚球式平底磨鞋76、内铣鞋77、外齿铣鞋78、柱形铣鞋79、锥形铣鞋80、领眼磨鞋81、套铣筒82、扶正器83、滚动扶正器84、恒定加压器85、钻廷套管刮削类工具86、弹簧式套管刮削器87、防脱式套管刮削器88、胶筒式套管刮削器控制类工具89、偏心配水器90、偏心配产器91、K344-110封隔器92、K344-114封隔器93、Y341-114-X封隔器94、Y341-114封隔器95、XYQ-100泄压器96、CMB超越式油管锚97、RCM型软油管锚98、节流器99、支撑卡瓦100、锯齿形安全接头101、方扣形安全接头102、倒扣安全接头103、游车大钩104、水龙头105、气动卡盘106、多用途油管卡盘107、自封封井器108、半封封井器109、全封封井器110、加压支架111、加压吊卡112、分段加压吊卡113、安全卡瓦114、修井吊钳115、油管吊钳116、油管钳117、活门吊卡118、月牙吊卡119、活动肘节120、丢手接头121、倒扣器122、管式抽油泵123、杆式抽油泵124、单螺杆抽油泵125、抽油杆吊卡126、抽油泵脱接器127、铅印128、单臂吊环129、双臂吊环130、羊角吊卡131、修井转盘132、螺杆钻具133、液压动力钳134、解卡机公锥SY5114—921 名称公锥备注2 型号 GZ—NC31（△）3 技术规范参数 1.规范：∮105mm×∮25mm×∮80mm×1110mm2.连接螺纹：NC31 规范不同打捞管柱不同4 主要结构它是长锥形整体结构，可分成接头和打捞丝扣两部分5 技术性能要求 1、打捞螺纹表面硬度：HRC60—652、冲击韧性≥58.8J/cm2,3、抗拉极限≥932KN6 用途及使用范围专门从落物内孔进行造扣打捞，在∮140mm套管内打捞∮30mm—∮75mm带接箍油管和钻杆7 原理当公锥进入落物内孔之后，加以适当的钻压并转动钻具，迫使打捞丝扣挤压吃入落鱼内壁进行造扣，当所造扣能承受一定拉力和扭矩时，则可采取上提或倒扣的办法将落物全部或部分捞出母锥SY5115--921 名称母锥备注2 型号 MZ—NC313 技术规范参数 1、规范：∮114mm×∮97mm×∮62mm×720mm2、连接扣型NC31 规范不同打捞管径不相同4 主要结构它是长筒型整体结构，由接头、本体两部分组成5 技术性能要求 1、打捞螺纹表面硬度HRC=60--652、冲击韧性≥543、抗拉极限≥932kN6 用途及使用范围专门从落物处壁进行造扣打捞的工具，在∮140mm套管内打捞∮92mm—∮67mm管、杆落物7 原理当落物进入母锥之后，加适当钻压，并转动钻具迫使打捞丝扣挤压吃入落物外壁进行造扣，当所造扣能承受一定拉力和扭距时，则可采取上提或倒扣办法将落物或部分捞出滑块捞矛SY/T5069—20001 名称滑块捞矛备注2 型号 LM—D105×73×800 D—代表单滑块S—代表双滑块DSO—代表单滑块带水眼NSO—代表三滑块引—代表引鞋筒的滑块规范不同所捞管柱不同3 技术规范参数 1、规范：∮105mm×800mm2、连接螺纹：NC313、打捞内径：∮58mm～∮62mm4 主要结构上接头、矛杆、滑牙块、锁块、螺钉5 技术性能要求许用拉力440KN6 用途及使用范围它是从鱼腔内进行打捞的工具，在∮140mm套管内打捞∮73mm带接箍油管7 原理当滑块进入鱼腔内后，滑块依靠自重向下滑动，使其打捞尺寸加大，直至与鱼腔内壁接触为止，上提矛杆时，斜面向上运动所产生的径向分力迫使滑块咬入落物内壁抓住落物。
修井井筒工具大全重点
打捞类工具打捞类工具是油水井大修施工中应用最广泛，使用次数最多，应用品种、规格最全的专用工具。
打捞类工具品种、规格较多。
按井内落物类型分类，可将打捞工具分成管类打捞工具、杆类打捞工具、绳缆类打捞工具、测井仪器类打捞工具、小物件类打捞工具5大类。
若按工具结构特点分类，则可分成锥类、矛类、筒类、钩类、篮类、其他类等6大类。
一、锥类打捞工具锥类打捞工具是一种专门从管类落物(油管、钻杆、封隔器、配水器等下井工具的内孔或外壁上进行造扣而实现打捞落物的专用工具，打捞成功率较高，操作也较容易掌握。
锥形打捞工具分公锥和母锥两种形式。
1、公锥1结构：由接头和锥体两部分组成，一般是长锥形整体结构，如图5-10所示。
按锥体的螺纹有三角形螺纹和锯齿形螺纹两种。
同时又分有排屑槽和无排屑槽两种。
图5－10 公锥2主要技术参数见表5－5；表5－5 公锥技术参数3用途：公锥是一种专门从油管、钻杆、套铣管、封隔器、配水器、配产器等有孔落物的内孔进行造扣打捞的工具。
这种工具对于带接箍的管类落物，打捞成功率较高。
公锥与正、反扣钻杆及其他工具配合使用，可实现不同的打捞工艺。
4工作原理：当公锥进入打捞落物内孔之后，加适当的钻压，并转动钻具，迫使打捞螺纹挤压吃入落鱼内壁进行造扣。
当所造之扣能承受一定的拉力和扭矩时，可采用上提或倒扣的办法将落物全部或部分捞出。
5使用方法①根据落鱼水眼尺寸选择公锥规格。
②检查打捞部位螺纹和接头螺纹是否完好无损。
③测量各部位的尺寸，绘出工具草图，计算鱼顶深度和打捞方入。
④检验公锥打捞螺纹的硬度和韧性。
⑤公锥下井时一般应配接震击器和安全接头。
⑥下钻至鱼顶以上1～2m开泵冲洗，然后以小排量循环并下探鱼顶。
⑦根据下放深度、泵压和悬重的变化判断公锥是否进入鱼腔。
⑧造扣3～4扣后，指重表(或拉力计悬重若上升，应上提钻柱造扣，上提负荷一般应比原悬重多2—3kN。
⑨上提造扣8～10扣后，钻柱悬重增加，造扣即可结束。
⑩打捞起钻前，要检查打捞是否牢靠。
石油工程技术 井下作业 检测类修井工具
检测类修井工具修井工具按功能可分为11类：检测类、打捞类、切割类、倒扣类、刮削类、挤胀类、钻磨铣类、震击类、补接类、加固类、辅助类。
检测类工具是进行修井措施之前,探测井下落鱼鱼顶状态和套管损坏程度的工具。
常用有铅模、胶模和通径规。
铅模又分为带护罩铅模和普通型（不带护罩）铅模两种。
1平底带护罩铅模1.1用途平底带护罩铅模主要用于检测落鱼鱼顶几何形状、深度和套损井套损程度、深度位置等,为选择修井工艺和工具提供依据。
1.2基本结构平底带护罩铅模由接头、骨架、铅体和护罩等组成,如图1所示。
中心有直通水眼,可以冲洗鱼顶。
图1带护罩铅模结构示意图1—接头；2—骨架；3—铅体；4—护罩1.3操作方法1.3.1检查铅模柱体四周与底部,不能有影响印痕判断的伤痕存在,如有轻微的伤痕,应及时用锉刀将其修复平整；1.3.2测量铅模外形尺寸，如果一次成型铅模，铅体呈锥形，应以铅模底部直径为下井直径，并留草图；1.3.3螺纹涂油，接上钻具下入井中；1.3.4下钻速度不宜过快，以免中途将铅模顿碰变形，影响分析结果；1.3.5下至鱼顶以上一根单根时开泵冲洗，待鱼顶冲净后，加压打印；1.3.6打印钻压一般30KN，特殊情况可适当增减，但最大钻压不能超过50KN；1.3.7加压打印一次后即行起钻。
1.4注意事项1.4.1铅模在搬运过程中必须轻拿轻放，严禁磕碰。
存放及运输时，应底部向上或横向放置，并用软材料垫平；1.4.2铅模水眼小，容易堵塞，钻具应清洁无氧化铁屑。
为防止堵塞，可下钻300～400m 后循环一次；1.4.3打印加压时，只能加压一次，不得二次打印。
2普通型铅模2.1用途普通铅模主要用于落鱼鱼顶检测和套管技术状况检测。
2.2基本结构普通型铅模（不带护罩）由短节、拉筋丑铅体等组成，如图2所示。
中心有直通水眼，可以冲洗鱼顶。
图2普通铅模结构示意图1—短节；2—拉筋；3—铅体2.3操作方法操作方法与带护罩铅模相同。
2.4注意事项注意事项与带护罩铅模相同。
修井工具解说
4.技术规范
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5.操作方法及注意事项
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1)公锥与钻杆之间应加安全接头，以备必要时退 出安全接头以上钻柱。
2）工具下至鱼顶以上1一2m时，开泵循环工作液， 同时在转盘面划一基准线。 3)缓慢下放工具，使公锥插入鱼腔，泵压明显升高、 钻柱悬重下降较快，说明工具已开始接触落物。
• 4)停泵，加10kN钻压，缓慢转动钻柱一圈，刹住转盘1一 2min，松开:观察转盘是否回退。若转盘回退半圈，则说 明造扣只造了半圈。并观察钻压有无变化。 • 5)按照步骤4反复操作。造3一4牙后，指重表(或拉力表) 悬重应有明显变化，下放钻具保持10kN钻压造8一10牙即 可结束。 • 6)注意分析判断造扣位置，切忌在落鱼外壁与套管内壁的 环形空间造扣，避免造成严重后果。 • 7)任何情况下不得人力转圈造扣。 8)打捞操作时，禁止顿击鱼顶，以防将公锥的打捞螺纹顿 坏。
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（4）上提钻柱，悬重增加，说明已抓获落物。 （5）带水眼的捞矛在工具进入鱼腔之前，先开泵冲洗鱼 顶，同时下放钻具，当泵压有所升高时，说明工具已进入 鱼腔，可慢慢上提钻柱，悬重增加，说明已捞获落物。 （6）要倒扣或者震击时，应将上提负荷加大10 -20kN， 使滑块最大限度地抓牢落鱼。 （7）不带接箍的落物，通常不采取内捞，特殊情况下采 取内捞时，捞矛应下至鱼顶1 .2m以下，并且上提悬重不 可过大。 2)地面从鱼腔内退出捞矛的操作方法 1)将落鱼单根平放或斜放，垫上方木或软质材料，用锤 头敲击捞矛接头，使之进入
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2.基木结构 滑块卡瓦捞矛由上接头、矛杆、 滑块卡瓦、锁块及螺钉组成，根 据滑块卡瓦数量不同。又分为单 滑块和双滑块两种，如图所示。 此外，双滑块卡瓦捞矛还可根据 需要，加工成双面对称、斜面较 短、斜度较大的特殊类型。
复杂结构井开采-修井作业
复杂结构井修井作业
打捞解卡作业技术难点
ｂ) 复杂井身结构对解卡力的影响 复杂井身结构井大多为定向井,一般在造斜段具有较大 的井眼曲率,在井口大力提拉时,打捞管柱与套管内壁发生 多点接触,在触点产生纯滑动、纯滚动及滑动与滚动等3种 形式的相对运动,地面设备的提拉载荷大部分用于克服打捞 管柱与套管内壁之间的摩擦力,这部分解卡力作用在套管上, 而不能直接作用在落鱼上,这样作用在落鱼上的解卡力非常 小,而且井越深、井眼曲率越大,其传力效率越低。
复杂结构井修井作业
冲砂工艺
冲砂作业钻具组合
1.尖钻头+Ø73mm钻杆，用于直井段和小于30 º的井段施工。 2.短翼三刮刀钻头+Ø73mm钻杆，用于30 º~60 º井段的施工。 3.三牙轮（或PDC）钻头+Ø73mm钻杆，用于大于60º井段和水平段的 冲砂解堵施工。
这三套钻具的共同特点是结构简单，一般不加扶正器和其他辅助钻具，尽 量减少由于环空横截面的变化对洗井液流态的影响；摩阻较小，作业负荷低， 适合常规修井设备的能力。
Ymax=C
复杂结构井修井作业
扶正器的选用
α L Ymax 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.735 10 363.32 432.06 478.15 513.81 543.28 563.42 20 306.69 364.72 403.62 433.72 458.60 475.60 30 278.91 331.68 367.06 394.43 417.06 432.52 40 261.93 311.49 344.72 370.42 391.68 406.19 50 250.70 298.13 329.93 354.54 374.88 388.77 60 243.12 289.12 319.97 343.83 363.55 377.02 70 238.19 283.26 313.47 336.85 356.17 369.37 80 235.42 279.96 309.83 332.93 352.04 365.08 90 234.53 278.91 308.66 331.68 350.71 363.70
修井工具
（四）裸眼钻井钻头：套管开窗完成后，裸眼钻进是侧 钻完成的关键。常用的有PDC钻头和三刮刀钻头
十一、补贴类工具
补贴 类工具 系列包 括补贴 工具、 波汶管 及粘接 剂等三 个部分。
（一）锥类打捞工具
锥类打捞工具是一种专门从管类落物（油管、 钻杆、封隔器、配水器等井下工具）内孔或外 壁上进行造扣而实现打捞落物的专用工具。 锥类打捞工具有公锥和母锥两种形式。
（二）矛类 矛类打捞工具按工具结构特点可分为不可退式（或滑 块捞矛）、接箍捞矛、可退捞矛三大类。 此以滑块捞矛为例： 1、结构形式
高效套磨铣工具现场应用情况
高效套铣工具在曙 1-37-27井打捞2271丢 手封隔器。经过4小时 的套铣作业后成功实 现封隔器解卡。 套铣井深： 824m-826m 施工参数： W:0.5-2T,N:40rpm
八、整形类工具
套管变形、错断是油田开发中后期发现、发生最多、 最常见的一种套损形式。目前整形方式有机械整形和燃 爆整形两种。最常用最有效的是机械整形。主要工具有 梨形胀管器、长锥面胀管器、偏心辊子整形器等。
目前修井工具已发展到十几大类数百种 规格。随着修井工艺的发展进步，对修井 工具的要求也越来越严格。要求工具的性 能质量，使用操作等应与工艺技术配套发 展。目前修井工具按其使用可分为以下十 几大类： 检测类、打捞类、切割类、倒扣类、刮 削类、震击类、磨铣类整形类、补接类、 侧钻类、补贴类、辅助类。
一、检测类工具
（三） 筒类打捞工具 筒类打捞工具是从落物外部进行打捞的工具，包括卡瓦捞筒、 可退式捞筒、短鱼顶打捞筒、抽油杆打捞筒、测井仪器打捞篮等。 卡瓦打捞筒 定义：卡瓦打捞筒是从落物的外壁进行打捞的不可退式打捞工 具。可对管类、杆类、等落物进行打捞、倒扣等措施。 1、基本结构
大修井打捞工具技术 03 套管整形工具
三、套管整形工具套管整形工具可以对油、气、水井轻度变形的套管进行整形修复，恢复原套管的通径，满足各种井下作业的需要。
机械式整形工具主要有梨形胀管器（见图3－1）、长锥面胀管器（见图3－2）、三锥辊套整形器（见图3－3）、旋转震击式整形器（见图3－4）、偏心辊子整形器（见图3－5），下面仅介绍偏心辊子整形器。
一、概述该工具可以对轻度变形的套管进行整形修复，最大可恢复到原套管内径的98％。
二、结构偏心辊子整形器由偏心轴、上辊、中辊、下辊、锥辊及丝堵等件组成，如图图3－1 梨形胀管器 图3－2长锥面胀管器 图3－3三锥辊套整形器3－5所示。
偏心轴上端有与钻柱联接的母螺纹，下端为四阶不同尺寸、不同轴线的台阶。
其中上辊、下辊三轴为同一轴线，中辊与锥辊为同一轴线。
两条轴线的偏心距为e 。
辊子共分为上、中、下、锥辊四件，其中上、中、下三辊为对套管整形的挤胀零件，锥辊除起引鞋作用之外，在辊子内孔部加工有半球面形槽与心铀相配合，装入相应的滚珠，起旋转与上、中、下三辊的限位作用，同时锥辊也参与初始整形作用。
三、工作原理线作旋转运动，而中辊轴线由于与上、 下辊轴线有一偏心矩e ，因而必绕钻具中 心线以1/2 D中＋e 为半径圆周运动（如图3－6），这样就形成一组曲轴凸轮机构， 形成以上、下辊为支点，中辊以旋转挤压 的形式对变形部位套管进行整形。
除此之 外，当工具在变形较复杂的井段内工作时， 由于变形量的不同，上下辊与中辊又可互 为支点，但各支点的阻力不同，因此具有 偏心e 的心轴旋转时，在变形量小、阻力 小的支点处辊子边滚动边外挤。
在变形量大阻力也大的支点处，心轴与辊子间产生滑动摩擦运动，并对变形部位向外挤胀。
四、整形量计量偏心辊子整形器在设计时，上、下辊尺寸选择时均采用同一最大外径。
因此对选配辊子时，只要改变中辊尺寸就能在这一组相同的上、下辊组配中得到不同的整形尺寸。
由图8－6知，当工具旋转整形通过之后，可以得到修整后套管直径为D套。
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第五章检修修井整形类工具一、学习目标掌握修井整形类工具的结构、原理，能够检修、使用工具和正确选用工具。
二、使用工具管钳、螺丝刀、抹布、黄油等。
三、主要工作内容(一)梨形胀管器1．用途梨形胀管器简称胀管器，是用以修复井下套管较小变形的整形工具之一。
它依靠地面施加的冲击力(冲击力由钻具本身重力或由下击器来实现)，迫使工具的锥形头部楔人变形套管部位，进行挤胀，实现恢复其内通径尺寸的目的。
2．结构梨形胀管器为一整体结构，其过水槽可分为直槽式和螺旋槽式两种，如图2—5—1所示。
3．作用原理梨形胀管器的工作部分为锥体大端。
当钻具施加给工具力户时，其锥体大端与套管变形部位接触的瞬间所产生的侧向分力F直接挤胀套管变形部位，如图2—5—2所示。
mv2F (2—5—3)4 tan2式中P——钻具施加给工具的力；F——侧向分力(挤胀力)；α——胀管器锥角；m--钻具质量；v--钻具下放速度。
由(2—5—3)式可知：(1)挤胀力尸与钻具质量成正比，并与下放速度的平方成 lekCo(2)挤胀力F与半锥角的正切成反比。
当锥角小于25‘时，经验证明胀管器锥体与套管接触部位将产生挤压粘连，而发生卡钻事故，因此选用胀管器的锥角应大于30‘较为合适。
4．技术规范技术规范见表2-5—1，所示。
5．操作方法及注意事项1)操作方法(1)打铅印或下通径规，搞清变形套管的最大通径。
(2)选用比最大通径大2mm的胀管器，接上钻具下井。
当井较深，钻具重力足够大时，可不下下击器。
若钻具重力不够大时应在工具上部接下击器。
(3)下至套管变形井段以上一单根时，开泵洗井，然后下钻具，探遇阻深度，并作好深度记号。
(4)上提钻具2～3m后，以较快速度下放。
当记号离转盘面高0．3～0．4m时，突然刹车，让钻具的惯性伸长使工具冲胀变形套管。
如此数次之后尚不能通过，应将钻具刹车高度下降l0cm再重复操作。
(5)如使用下击器时，应根据当时的钻具重力、井斜和井内液体情况，制定好钻具上提高度及下放速度，以达到冲击胀大变形套管的目的。
(6)经过以上操作仍不能通过时，则表明胀管器所选尺寸过大，应起钻，更换较小一级的胀管器重新进行挤胀。
(7)第一级胀管器通过之后，第二级胀管器的外径只能比第一级大1．5～2mm左右，以后逐级按1．5-2mm增量进行挤胀。
2)注意事项当选用胀管器外径尺寸超过套管变形部位内通径 2mm 以上时，有可能按上述操作方法 多次胀不；开。
此时切忌高速下放冲胀，由于速度及下放高度的增加所产生的瞬时冲击力很 大，胀管器虽可强行通过，但套管被挤胀之后钢构本身的弹性恢复力将使胀管器通过后的尺 寸缩小，把胀管器卡死，形成恶性卡钻事故。
(二)偏心辊子整形器1．用途主要用于对油、气、水井轻度变形的套管进行整形修复，最大可恢复到原套管内径的 98％。
2．结构偏心辊子整形器由偏芯轴、上辊、中辊、锥辊、钢球及丝堵等组成，如图 2-5-3所示。
偏芯轴：上端有与钻柱连接的内螺纹，下端为四阶不同尺寸，不同轴线的台阶。
其中上 接头、上辊、下辊三者为同一轴线；中辊与锥辊为另一轴线，两条轴线的偏心距为 e 。
辊子：共分上、中、下和锥辊四件，其中上、中、下三辊为对套管整形的挤胀零件。
锥 辊除起引鞋作用之外，在辊子内孔部加工有半球面形槽与芯轴相配合，装入相应的滚球，旋 转时起上、中、下三辊的限位作用，同时锥辊也参与初始整形工作。
3．工作原理当钻柱沿自身轴线旋转时，上、下辊绕自身轴线作旋转运动。
而中辊轴线由于与上、下 1 辊轴线有一偏心矩 e ，绕钻具中心线以 D 中 e 为半径作圆周运动，这样就形成一组曲轴2凸轮机构，形成以上、下辊为支点，中辊以旋转挤压的形式对变形部位套管进行整形。
除此 之外，当工具在变形较复杂的井段内工作时，由于变形量的不同，上、下辊与中辊又可互为 支点，但各支点的阻力各不相同，因此具有偏心距 e 的偏芯轴旋转时，在变形量小、阻力小 的支点处，辊子边滚动进外挤。
在变形量大、阻力也大的支点处，偏芯轴与辊子间产生滑动 摩擦运动，并对变形部位向外挤胀。
4．操作方法(1)用卡钳检查各辊子尺寸是否符合设计要求。
各辊子孔径与轴的间隙不得大于0．5mm 。
(2)安装后用手转动各辊子是否灵活，上下滑动辊子，其窜动量不得大于 1mm 。
(3)检查滚珠口丝堵是否上紧。
上紧后锥辊应灵活转动，不能有任何卡阻现象。
(4)将工具各部涂油，接上钻柱，下人井中。
(5)下至变形位置以上 1-2m 处，开泵循环，待洗井平稳后启动转盘空转。
(6)慢放钻柱，使辊子逐渐进入变形井段，转盘扭矩增大后，缓慢进尺，直至通过变形井段。
(7)上提钻柱，用较高的转速反复进行划眼，直至上下能比较顺利地通过为止。
5．维修保养偏心辊子整形器(1)工具用完后应清洗干净，拆卸后检查偏芯轴及各辊子有无擦伤，磨损量是否过大。
对于损坏件应更换。
(2)]：具涂油及润滑脂后置阴干处保存。
(三)旋转震击式套管整形器1．用途主要用于对油、气、水井轻度变形的套管进行整形修复，最大可恢复到原套管内径的98％。
2．结构旋转震击式套管整形器简称旋震式整形器，由锤体、整形头、钢球螺钉等组成，如图2—5—4所示。
锤体上部是钻杆螺纹与钻柱连接，下部是两段阶梯形圆柱，同整形头的内孔配合在一起。
其中一个圆柱体上有半球状环形体与此相对应的整形体的内孔壁上有一较宽的环形槽。
槽宽略大于旋震式整形器的冲程，槽内装满钢球，被螺钉锁住，不能外窜。
钢球把锤体和整形头连接在一起。
锤体和整形头相接触的端面处有凸凹螺旋形凸轮曲面配合。
整形头外部结构形状实质上是一个长锥面胀管器，由起冲胀和整形作用的锥体和定形作用的圆柱体两部分构成。
为了保证冲胀过程中循环液的正常流动，在圆柱体上加工有三条螺旋形过水槽。
在整形器中心有水眼直通。
3．作用原理随着钻具的旋转，旋震式整形器的锤体同整形头间的凸轮面间产生相对运动，锤体带动钢球沿宽环形槽抬起。
经旋转一定角度后，凸轮曲面出现陡降，被抬起的锤体下落，砸在整形头上，给变形区以胀力，使其恢复通径。
由于锤体、整形头端面的凸轮轮廓面是三个等分的螺旋，故钻具每旋转一周震击三次。
4．技术规范旋震式整形器的技术规范见表2—5—2所示。
5．操作方法及注意事项1)下井前的准备(1)钻具按下列顺序连接：旋震式整形器+钻铤+开式下击器+钻杆。
(2)选择合适工具，检查锤体和整形头间的转动、上下窜动情况及水眼情况等。
2)操作方法(1)选择合适的旋震式整形器，拧紧在钻具上。
(2)下人井内，距套变段2—3m处停止下放，循环洗井。
待循环正常，继续下放钻具，使工具与变形井段顶部接触。
钻压略超过所加钻挺的重量。
(3)上提钻具，使悬重为总悬重与钻铤重之差，再上提100—150mm轻微拉开下击器。
(4)低速旋转钻具，工具开始整形。
(5)当扭矩明显降低，钻具旋转自如时，说明整形器已通过套变区，整形完成。
(6)如果套变区段大于下击器拉开的冲程，当钻具扭矩降低时，也要停钻，再次下放钻具，重复上述操作，继续修整下面的变形套管。
3)注意事项(1)旋震式整形器必须加接钻铤或加重钻杆(重量根据现场情况而定)以保证稳定的钻压。
(2)钻挺必须连接长冲程下击器，以吸收螺旋形凸面上下活动的行程并保证钻铤施加的钻压值不变。
(3)旋转前的上提十分必要，否则全悬重加在旋震式整形器上，工具会立即损坏。
(4)作业过程中须始终开泵循环洗井，以冷却整形器与套管变形区温度。
6．维修保养旋转震击式套管整形器(1)每次作业结束后，仔细检查凸轮轮廓面是否擦伤。
若擦伤不严重的地方可用油石磨平；对于擦伤严重的不能再用。
(2)检查钢球及滚道，对其损坏件要更换。
(3)擦洗干净，涂油脂放阴干处保管。
(四)鱼顶修整器1．用途鱼顶修整器用来修整椭圆形鱼顶和较小弯曲的鸭嘴形鱼顶。
尤其对井口操作过程中，因挂单吊环提钻将油管从吊卡下部折断，掉入井内的变形鱼顶，成功率可达100％。
这种工具的特点是不管鱼顶有无劈裂，鱼顶修整器都能将其修整成便于打捞的圆度。
这种修整鱼顶的方法，比用铣磨的方法操作简便、工效高，还减少了一些附属设备。
2．结构鱼顶修整器由上接头、芯轴、喇叭口、引鞋等组成，如图2—5—5所示。
上接头上部有与钻柱相连接的螺纹，下部为平台阶，中孔有与芯轴相连接的内螺纹。
喇叭口上端有与芯轴相连接的内螺纹，下端有与引鞋相连接的外螺纹，其下端有锥度为1：8的锥面，锥面与芯轴螺纹之间有一等直径空心圆柱稳定段。
芯轴上端有与上接头喇叭口相连接的外螺纹，下端为锥度1：6的圆锥体。
在圆锥体与外螺纹当中，有一等直径圆柱体稳定段。
喇叭口内的稳定段与芯轴上的稳定段恰好处于同一位置，可对管柱内孔与外圆同时修整。
如图2—5—6所示。
引鞋上端有与喇叭口相接的内螺纹，下端开有拨人切口，引鞋尺寸较长，一般应长于1．5m，其作用如下：(1)便于观察引鞋碰鱼与人鱼后整形时的方入变化；(2)保证芯轴能顺利进入鱼腔；(3)保证芯轴对中龟腔时能有足够的上下运动长度，下放或溜钻时能产生足够的整形冲击力。
3．作用原理当引鞋引入落鱼之后，由于引鞋本身的扶正作用，使芯轴尖部在任何状态下均能对中鱼腔。
利用钻柱下滑力量使芯轴尖部进入，首先对椭圆形的短轴向外挤胀使短轴加长，继而喇叭口部分进入鱼顶，首先接触长轴，迫使长轴向内收缩。
在这内胀外缩的作用下，使椭圆弯曲的鱼顶，逐渐变形复原而进入环形锥体空间，将其弯曲部分校直，并继续对椭圆变形下部的过渡段整形，达到全部整形复原效果。
4．技术规范技术规范见表2—5—3所示。
5．操作方法及注意事项1)操作方法(1)地面检查各零件是否完整，芯轴及喇叭口是否有损伤，检查后在芯轴与喇叭口涂黄油上紧。
(1)测绘工具草图留查。
(3)下钻至鱼顶以上5m左右后，慢下钻柱并开泵洗井，初探鱼顶找出引鞋碰鱼方人。
(4)转动钻具使引鞋引入落鱼，缓慢下放钻柱至芯轴锥体接触落鱼，记好芯轴人鱼方入。
(5)根据引鞋长度及两次方人，计算出冲胀高度。
冲胀上提高度应保证引鞋始终套住鱼顶，(6)上提钻柱至预定高度，下放或溜放钻具(钻具本身重力较大超过200kN时可快速下放，如钻具较轻则应高抬刹把进行溜钻)，对变形鱼顶进行冲胀整形。
为增加整形效果，可重复上述操作一次，然后提钻，即可将变形鱼顶修复。
2)注意事项(1)下钻不宜过快，以免将引鞋切口碰坏，尤其对管壁较薄的引鞋，更应特别注意。
(2)引鞋碰鱼方人与锥体人鱼方人一定要校核准确，以保证冲胀时，落鱼始终在引鞋筒体内上、下移动。
一般应校核两次，否则下顿时，会将引鞋与鱼顶同时顿坏，恶化事故。
(3)整形冲胀次数以2次为宜，不宜过多，否则将对鱼顶产生不良影响。
(4)经鱼顶修整器修整后的鱼顶，在其顶部都有大小不等的裂纹存在，因而在修整后下人打捞工具时，应充分考虑此情况，以免将鱼顶撕裂，使打捞失败。
建议采用卡瓦打捞筒、带引鞋的滑块卡瓦打捞矛或可退打捞矛，切勿使用公锥，以免恶化事故。