一种开窗捞筒在打捞MWD工具中的应用

范荣贵 方洋 陈朝亮

摘 要：定向钻井作业中MWD工具是钻具组合中的必须工具;为监控直井段井眼轨迹，直井段钻井作业中MWD工具使用的也越发频繁。由于疲劳等原因上部钻具与MWD工具连接的公扣端有时会断裂造成钻具落井，因MWD钻具中带有测量仪器使用卡瓦捞筒不能实现快速打捞作业。为此，通过分析研制出了一种打捞MWD工具内仪器的开窗捞筒，并在甫沙4井、KL2-H16井成功应用，加快了钻具打捞进度。

关键词：开窗捞筒，MWD，打捞

直井段及定向井段钻井过程中，由于钻具疲劳等原因，上部钻具与MWD工具连接的公扣发生断裂后，造成MWD工具及下部钻具落井;因MWD工具配装有监测仪器，该仪器一般直径45 mm、长度6.90 m，该部分仪器有6.45 m左右都配装在上部无磁钻铤中，无磁钻铤公扣断裂后，这部分仪器出露在钻具外部，若不打捞出该部分出露仪器，就不能用卡瓦捞筒等打捞工具打捞落井钻具。由于该部分出露仪器外表光滑，且重量在50公斤左右，应用常规钢丝打捞筒很难打捞该仪器，使得故障处理出现困难[1]。为加快钻具打捞进度，简化打捞处理过程，经过对出露仪器形态与打捞方式研究，开发试验了一种开窗捞筒，有效地解决了MWD工具出露监测仪器的打捞问题，在甫沙4井直井段及KL2-H16井定向段应用，都一次性打捞成功，避免了钻具故障复杂化，加快了钻具打捞进度，在类似的钻具打捞过程中有很好的推广应用价值。

1  MWD工具结构

MWD工具有座键式与悬挂式两种结构方式，目前常用座键式工具。座键式工具主要由循环短节、脉冲发生器、定向探管（伽马探管）、电池筒、打捞头等组成，结构如图1所示。

循环短节内仪器长0.45 m，脉冲发生器等外露仪器部分长6.45 m，外径45 mm，重量50 KG左右。该部分工具具体尺寸如表1所示

2  打捞难题

该工具上部接无磁钻铤，脉冲发生器、定向探管等部分6.45 m都在配装在上部无磁钻铤内，因钻具疲劳后，多发生无磁钻铤公扣断裂。下部钻具落井后，MWD仪器脉冲发生器、定向探管等部分全部外露。

钻具落井，打捞一般采用外捞和内涝两种工艺，因落井钻具内部有MWD仪器，内捞无法实施。外捞工艺有卡瓦捞筒打捞、母锥打捞，卡瓦捞筒即使配装加长节长度也在3.5 m以内，母锥长度不超过2 m，都不能实现对落井钻具一次性打捞。经过分析：①打捞落井钻具，必须先完成MWD仪器出露部分打捞;②打捞管状落物一般用钢丝打捞筒，由于外露仪器表面光滑、且自重50 KG左右，钢丝捞筒很难完成该部分仪器打捞;③需要加工一种能够打捞重物，结构类似钢丝捞筒的打捞工具来完成MWD外露仪器打捞[2]。

3  开窗捞筒结构

开窗捞筒示意图见图2。主要有套铣头、筒体和上接头组成，底部为套铣头[3] 。筒体直径选择类似卡瓦捞筒，215.9 mm井眼选择外径140～178 mm筒体，311.1 mm井眼选择外径216～245 mm筒体。筒体为一根标准铣管，长度大约8.5 m;在筒体距底端2.5～3.0 m处开始加工三角形窗口，间隔0.8～1.0 m加工一排、共计4排;每排在同一平面加工3个窗口，窗口呈120°均匀分布，每排呈60°较差均匀分布。窗口为等边三角形，两个等边割开、下端不割开，开窗三角内推、呈倒刺状分布（上倾30～45°），内推三角顶点呈等边三角形，中间空隙小于打捞仪器外径3～5 mm。

打捞时，开泵缓慢转动钻具下探至落物理论深度上部0.5～1.0 m左右大排量冲洗落物30 min;停止转动钻具，开泵，控制10～20 KN钻压，下压打捞，下压打捞方入控制在6.0～6.5 m，使得MWD外露仪器进入开窗捞筒。停泵缓慢上提钻具、打捞落物，然后起钻[4]。起钻过程中平稳操作，严禁中途开泵循环、转动钻具、猛提、猛刹。

4  应用实例

4.1 甫沙4井应用实例

甫沙4井是塔里木盆地西南坳陷昆仑山前构造的一口三开制预探井，井型：直井。该井一开444.5mm钻头开眼，二开井眼尺寸311.15mm，二开钻进至井深1 111.20 m时，泵压降低，排量上升，悬重下降，扭矩下降，起钻检查钻具;发现8″无磁钻铤公扣端刺坏，公扣端以下钻具落井，落鱼钻具结构：311.15 mm钻头+×φ216 mm1.25°弯螺杆+转换接头+9″浮阀+转换接头+定向短节×0.61 m+定向仪器×6.46 m。落鱼长度：16.91 m（钻具鱼长10.45 m，定向仪器鱼长6.46 m）。

组合245mm开窗捞筒钻具，下钻距仪器鱼头1.0 m，冲洗鱼头30 min，打捞定向仪器（钻具悬重46T，泵压1.9 MPa，方入1.0 m，距仪器鱼头0.5 m，缓慢间断下放钻具，方入1.4 m，仪器鱼头进入捞筒无明显遇阻现象，缓慢下放钻具，方入8.66 m，钻具鱼头进入捞筒0.8 m，泵冲泵压无明显变化，上起钻具，起钻捞获全部MWD外露仪器。后组合282.5 mm卡瓦捞筒一次性捞获全部钻具，事故解除。

钻井钻具组合：311.15 mmPDC+1.25°弯螺杆+转换接头+9″浮阀+转换接头+定向接头+8〞无磁钻铤+转换接头+8〞钻铤×6根+转换接头+5〞加重钻杆×14根+5〞钻杆。

4.2 KL2-H16井应用实例

KL2-H16井是塔里木油田部署在库车坳陷北部克拉苏构造带的一口四开制开发井，井型：水平井。该井一开660.4 mm开眼，二开井眼尺寸431.8 mm，三开井眼尺寸311.15 mm，四开215.9 mm;四开定向复合钻进至3 622.47 m（测深3 601.1 m，井斜48.97°，方位143.89°，狗腿4.26°），泵压下降（21.5 MPa降至15.6 MPa）;起钻发现绝缘短节中部公扣滑扣，下部钻具落井（落鱼结构：215.9 mm钻头+172 mm伽玛短节+172 mm弯螺杆+6 5/8"浮阀×+172 mm定向接头+172 mm短无磁钻铤+172 mm绝缘短节剩余部分+MWD漏出钻具长度6.45 m）。落鱼长度：19.16米（钻具鱼长12.71 m，定向仪器鱼长6.45 m）。

组合140 mm开窗捞筒钻具，下钻至3 588.0 m循环排后效，下钻距外露仪器鱼头1.0 m，冲洗鱼头30 min，打捞定向仪器（挺至转动钻具，开泵下探至井深3 603.31 m，缓慢下压至井深3 609.67 m，悬重1 290KN↘1 270KN，泵压5.5 MPa上涨至6.3 MPa），起钻完，捞获全部MWD仪器外露部分。后组合Φ206 mm卡瓦打捞筒钻具组合下钻一次性捞获全部落鱼，事故解除。

钻井钻具组合：215.9 mmPDC+伽玛短節+Φ172 mm1.75°弯螺杆+5"浮阀+定向接头+调整短节+绝缘短节+无磁钻铤+无磁钻杆+5"钻杆×13柱+5"加重钻杆×15柱+5"钻杆。

5  结论

1）开窗捞筒结构简单、容易加工，能够重复使用，价格便宜。

2）开窗捞筒尺寸，需针对不同井眼尺寸具体决定。

3）开窗捞筒能够很好解决不同井眼尺寸条件下，直井、斜井MWD工具落井后，外露仪器的打捞难题，加快故障处理的进度。

参考文献

[1]刘中兴 赵洪涛等. 复合钢丝捞筒在小件落物打捞中的应用[J]，天然气技术 2010，5（4）：41-43.

[2] 顾长增，王耀东，李培旻 . 油田井下落物打捞技术探析 [J]. 中国化工贸易，2015，（19）：75.

[3] 冯靖尧. 关于石油系统井下作业工具的研究[J]. 化学工程与装备， 2017（12）： 147-148.

[4] 李强强. 井下作业工具的新发展及应用[J]. 化工管理， 2017（34）： 155.

川庆钻探工程有限公司新疆分公司  新疆维吾尔自治区省  库尔勒市  841000