套管開窗側(cè)鉆技術(shù)

1、第八章套管開窗側(cè)鉆技術(shù)概述側(cè)鉆技術(shù)在國外起始于三十年代，于八十年代得到深入發(fā)展。我國于八十年代開始研究側(cè)鉆技術(shù)，十年間內(nèi)迅速成熟起來。該項(xiàng)技術(shù)在全國各油田得到了廣泛的推廣應(yīng)用，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，成為油田特別是老油區(qū)節(jié)支增效、節(jié)約挖潛的重要手段和措施。井眼的側(cè)鉆技術(shù)一般分為兩種類型，一是裸眼井內(nèi)側(cè)鉆技術(shù)，即在裸眼井內(nèi)打入水泥造成人工井底然后側(cè)鉆或條件允許時(shí)直接進(jìn)行懸空側(cè)鉆形成側(cè)向井眼的工藝技術(shù)。二是套管開窗技術(shù)，即依據(jù)設(shè)計(jì)要求，在套管內(nèi)某位置開一窗口或銑掉一段套管，側(cè)向鉆出一新井眼，實(shí)現(xiàn)重新完井的工藝技術(shù)。側(cè)鉆技術(shù)是在普通定向鉆井技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，除具有普通定向井和水平井的

2、共性之外，也有其自己的獨(dú)特性，正是這些獨(dú)特性才形成了專門的側(cè)鉆工藝技術(shù)。側(cè)鉆的主要目的是實(shí)現(xiàn)： “死井復(fù)活 ” 、提高采收率、降低成本。側(cè)鉆技術(shù)主要應(yīng)用于：（ 1）鉆井過程中套管內(nèi)有落魚或落物而無法打撈不能繼續(xù)進(jìn)行鉆井、完井作業(yè)。（ 2）鉆井及采油過程中套管變形，影響生產(chǎn)。（ 3）采油過程中砂堵砂埋嚴(yán)重，通過修井作業(yè)無法恢復(fù)生產(chǎn)的井。（ 4）直井落空，偏離油層位置，經(jīng)勘探其周圍還有開采價(jià)值油藏。（ 5）有特殊作業(yè)要求的多底井和泄油井等。（ 6）油田開發(fā)后期，已無開采價(jià)值的井，為了節(jié)約鉆井成本，充分挖掘潛力，利用原井眼開窗側(cè)鉆成定向井開采邊角油氣藏。開窗工具主要分為兩大類：一是鍛銑式開窗工具，主

3、要由鍛銑器和鍛銑刀片組成。二是斜向器式開窗工具，分為：a.固定地錨斜向器式 b.一體化式地錨斜向器。兩種類型。主要由地錨總承、斜向器總承、和磨銑工具組成。本章著重對套管開窗技術(shù)進(jìn)行介紹，講述了套管開窗的原理、專用工具及其現(xiàn)場使用。第一節(jié) 鍛銑開窗側(cè)鉆工藝一、套管鍛銑器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理套管鍛銑器的結(jié)構(gòu)見圖 8 1，主要由保護(hù)接頭、殼體、泵壓顯示裝置、活塞總成、彈簧、刀片、下扶正器組成。其工作原理為：圖 1 短線器結(jié)構(gòu)示意圖鍛銑器下入設(shè)計(jì)井深后，啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤、開泵。此時(shí)泥漿流經(jīng)活塞上的的噴嘴產(chǎn)生壓力降，形成的壓力推動(dòng)活塞下行，支撐六個(gè)刀片外張切割套管。當(dāng)套管切斷后，刀片達(dá)到最大外張位置，泵壓將明顯

4、下降，這時(shí)可加壓進(jìn)行套管磨銑作業(yè)。作業(yè)完畢后，停泵、壓力降消失，活塞在彈的反力作用下復(fù)位，刀片憑自重或外力收回刀槽內(nèi)。二、鍛銑器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)a)鍛銑器有六個(gè)刀片，可同時(shí)伸出切割或鍛銑，壽命長、速度快。b)采用水力活塞結(jié)構(gòu)，依靠壓力降推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)有泵壓顯示裝置，當(dāng)?shù)?42片切割套管后，在立管用力表上立即反映出a 的壓力降，易于判斷。c)鍛銑器下部增設(shè)穩(wěn)定器，限位塊中設(shè)有扶正塊，兩處形成兩點(diǎn)扶正系統(tǒng)，以保證扶正器工作平穩(wěn)，延長了刀片的使用壽命，提高了磨銑速度。三、最小排量的確定套管鍛銑器利用噴嘴壓降推動(dòng)活塞，并克服彈簧反力支撐刀片外張。首先考慮彈簧最大反力，計(jì)算最小排量。已知：壓力降P .

5、 Q224kg/cm2b/C de式中： 為泥漿密度為排量l/sC 為流量系數(shù)de 為噴嘴當(dāng)量直徑活塞承壓面積（腔 e ）式中： 腔 為活塞面積，cmde 為噴嘴直徑， cm彈簧最大反力彈因此有：彈 b*A鍛銑器在工作時(shí)，理論上只要達(dá)到上述最小排量就可以克服彈簧阻力，支撐刀片外張。四、切削元件的特性衡量切削元件的主要技術(shù)指標(biāo)是磨銑套管長度和速度，而這兩項(xiàng)指標(biāo)主要取決于切削元件材料和形狀。井下磨銑工況要求切削元件有足夠的韌性，又要求有足夠的耐磨性，兩者必須統(tǒng)一才能保證較長的工作壽命和轉(zhuǎn)速。設(shè)計(jì)中常采用抗彎強(qiáng)度大于 180kg/mm2 ，硬度大于 HRA90 的高強(qiáng)度硬質(zhì)合金作為切削元件。五、鍛銑

6、器開窗側(cè)鉆工藝過程1、 準(zhǔn)備工作（ 1）項(xiàng)目的確立：首先要進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，分析論證，查閱原井及臨井地質(zhì)資料，完井資料，若原井是因采油過程中發(fā)生事故，要對原井的產(chǎn)能及效益進(jìn)行分析對比，對側(cè)鉆完井后的效益進(jìn)行預(yù)測，經(jīng)論證后立頂。（ 2） 工具準(zhǔn)備：根據(jù)施工需要，工藝要求，經(jīng)濟(jì)效益分析對比，準(zhǔn)備適合本井的開窗工具。段銑式套管開窗定向開窗側(cè)鉆需準(zhǔn)備下列工具（7 套管為例）7 套管開窗鍛銑器1-2 套鍛銑刀片（根據(jù)鍛銑段長）6-8 付1 度度單彎動(dòng)力鉆具各一套定向接頭 2 只（隨鉆測量用可循環(huán)式）3-1/2 鉆桿（根據(jù)完鉆井深）4-3/4 鉆鋌 4 柱4-3/4 無磁鉆鋌1-2 根4-3/4 短鉆鋌 2

7、根6 PDC 鉆頭及牙輪鉆頭若干隨鉆測量儀器，電纜及絞車（應(yīng)滿足施工需要）單多點(diǎn)測斜儀器各1-2 套直徑 152mm 螺旋扶正器4-6 只強(qiáng)磁打撈器一只備齊各種尺寸事故處理工具143（ 3）井眼準(zhǔn)備工作：a、 查閱原井資料，確定開窗側(cè)鉆位置，應(yīng)盡量避開套管接箍，選擇水泥封固質(zhì)量好有利于側(cè)鉆的地層。b、 分析井口至側(cè)鉆點(diǎn)井段的原井身數(shù)據(jù)，查閱套管鋼級、壁厚、內(nèi)外徑。c、 測量套管壓力及液面高度，若原井眼套管壓力較高，液面上長較快，應(yīng)預(yù)先在開窗側(cè)鉆點(diǎn)以下 100 米處打水泥塞封固。d、 通套管內(nèi)徑、刮蠟，清除原井眼內(nèi)原油及污物，檢查套管是否有損壞或變形。e、 測磁性定位，檢查套管有無損壞變形，應(yīng)在

8、鉆桿內(nèi)測套管接箍，把所有誤差校正至鉆桿上。原理如圖（四）所示f、 作出套管定向開窗側(cè)鉆設(shè)計(jì)，制定施工方案，技術(shù)措施，作業(yè)參數(shù)。H1H2圖 8-1套管接箍測量示意圖（ 4） 鉆具準(zhǔn)備工作：a、 所有下井工具下井前都要進(jìn)行檢查探傷，各種工具要有產(chǎn)品合格證書。b、 鉆桿鉆鋌無磁鉆鋌下井前要用直徑55mm 通徑規(guī)通徑，清除鉆具水眼內(nèi)雜物。c、 配足泥漿，調(diào)整泥漿性能附合開窗側(cè)鉆井眼地層的鉆進(jìn)要求。2、 套管鍛銑開窗工作步驟：（ 1） 鍛銑工具下井前安裝調(diào)試，開泵檢查刀片能否全部漲開，停泵刀片能否回。（ 2） 檢查工具靈活好用后，將刀片捆住，防止下井過程中刀片誤打開，損壞套管及刀片。（ 3） 鉆具下井過

9、程中控制下放速度，嚴(yán)禁猛剎猛放，中途不得開泵循環(huán)，不能轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤。（ 4） 下鉆中途遇阻，不能硬壓硬沖，遇阻不能超過去1 噸，否則應(yīng)起鉆通井，井眼暢通后再下開窗工具。（ 5） 保護(hù)好井口，嚴(yán)格防止井口落物，以防發(fā)生重大井大事故。（ 6） 開窗鍛銑工具下到開窗位置，開泵轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤， 20-30 分鐘，慢慢加壓 0.5-1 噸，觀察鉆具能否吃住鉆壓。（ 7） 鉆具能承受住鉆壓后，繼續(xù)磨銑，并觀察有無碎鐵屑返出，根據(jù)鐵屑返出量和形狀分析鍛銑工具工作狀況。（ 8） 磨銑過程中鉆壓不能超過去時(shí)噸，防止壓壞鍛銑工具，致使工具不能完全磨穿套管，出現(xiàn)套管內(nèi)拔皮現(xiàn)象。（ 9） 每磨銑 0.5 米，停止轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)增大泥

10、漿排量循環(huán)清洗井眼，觀察鐵屑返出情況及數(shù)量，防止鐵屑在井內(nèi)相互纏繞，形成“ 鳥窩 ”狀鐵屑團(tuán)，造成卡鉆事故的發(fā)144生。（ 10）每磨銑套管 1-2 米，停泵停轉(zhuǎn)盤慢慢上提鉆具，檢查鍛銑工具刀片閉合開啟情況，上提鉆具，觀察鍛銑工具經(jīng)過窗頂時(shí)有無掛卡現(xiàn)象。（ 11）時(shí)刻注意記錄磨銑速度，當(dāng)磨銑速度明顯降低時(shí)，應(yīng)及時(shí)起鉆檢查鍛銑工具以及刀片磨損情況，分析原因制定下一步措施。（ 12）確定原因，換鍛銑刀片繼續(xù)磨銑，直至磨完設(shè)計(jì)段長，滿足側(cè)鉆要求為止。（ 13）每次換刀片下鉆到上窗口集團(tuán)，開泵轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤反復(fù)進(jìn)行劃眼，以保證套管鍛銑質(zhì)量。（ 14）鍛銑完后，調(diào)整泥漿性能，增大排量循環(huán)洗井，下八強(qiáng)磁打撈器清

11、除井底鐵屑，并用稠泥漿將鍛銑段封往。3、 打水泥塞封固鍛銑井段作業(yè)：（ 1） 為了確保水泥塞封固質(zhì)量，封固井段應(yīng)從窗底以下50 米到窗頂以上50 米，打水泥前應(yīng)做水泥漿性能檢查，做流動(dòng)試驗(yàn)和凝固時(shí)間試驗(yàn)。（ 2） 打完水泥漿立即起鉆至窗頂以上60 米處，循環(huán)洗井，將多余水泥漿排出井眼，并不斷活動(dòng)鉆具，防止將鉆具固在井內(nèi)。（ 3） 徹底清洗井眼，觀察記錄水泥漿返出量，確定井眼內(nèi)多余水泥漿全部返出井眼后起鉆候凝。（ 4） 候凝 48 小時(shí)，下鉆探水泥塞面，將水泥塞鉆至設(shè)計(jì)側(cè)鉆井深，檢查水泥塞凝固質(zhì)量。（ 5） 調(diào)整泥漿性能，盡量減少泥漿不的固相含量，徹底清洗井眼。4、 定向側(cè)鉆作業(yè)：（ 1） 鉆具

12、組合 6 鉆頭 +4 單彎動(dòng)力鉆具 +定向接頭 +4-3/4 磁鉆鋌 +3-1/2 鉆桿（ 2） 鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓：2 4 噸泵壓： 10 12Mpa排量： 10 12L/S 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速： 50 60rpm （ 3） 施工步驟及注意事項(xiàng)：a、 按設(shè)計(jì)要求配好鉆具進(jìn)行地面動(dòng)力鉆具檢查試運(yùn)轉(zhuǎn)，一切正常開始下鉆，同時(shí)準(zhǔn)備好隨鉆測量儀器，測量絞車就位。b、 控制鉆具下放速度，鉆具有套管內(nèi)不能開泵運(yùn)轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，防止碰壞套管和鉆頭。c、 鉆頭下到側(cè)鉆位置，開泵運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力鉆具，開泵要緩慢，防止開泵過猛蹩壞動(dòng)力鉆具。d、 動(dòng)力鉆具運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，停泵下隨鉆測量儀器定向，各方人員做好準(zhǔn)備工作，極積配合，服從指揮。e、

13、定向完畢開泵側(cè)鉆，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，首先讓鉆頭在同一位置空轉(zhuǎn)20 30 分鐘，使其能在井壁造出臺階。f 、 加壓 2 噸均勻下放鉆具，并隨時(shí)調(diào)整工具面方向，使其一直在預(yù)定方位鉆進(jìn)。g、 隨時(shí)撈取砂樣，分析砂樣中地層巖屑含量，判斷側(cè)鉆情況，當(dāng)砂樣全為地層巖屑時(shí)鉆頭已全部進(jìn)入地層，側(cè)鉆基本成功。h、 調(diào)整工具面方向，使所鉆井眼方向與預(yù)定方位相吻合，井斜角方位角達(dá)到設(shè)計(jì)要求，起鉆換轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)。第二節(jié) 磨銑開窗工藝技術(shù)一、固定錨磨銑工具的結(jié)構(gòu)和工作原理145圖 8-2 固定錨磨銑工具示意圖固定地錨式磨銑工具的結(jié)構(gòu)示意圖如上圖，主要由固定地錨、斜向器、起始銑、開窗銑、錐形銑、鉆柱銑、西瓜銑、小磨些組成。其工作

14、原理為：在套管內(nèi)將斜向器固定，通過儀器測量定向，使斜向器斜面方向與設(shè)計(jì)開窗側(cè)鉆方位一至，下入磨銑工具利用斜向面施加給磨銑工具的側(cè)向力，將套管磨銑 出一橢圓形窗口，用擴(kuò)眼工具將窗口擴(kuò)大，使鉆具能順利通過，側(cè)鉆成新井眼重新完鉆。146二、 固定錨磨銑工藝的幾個(gè)重要名詞（1） “ 死點(diǎn) ” 位置：磨銑工具在磨銑套管過程中，某一點(diǎn)的線速度為零，對套管失去切削力，該點(diǎn)位置稱謂“ 死點(diǎn) ”位置。所有圓周動(dòng)力的切削工具加工過程中都存在“ 死點(diǎn) ” ，有的是在工具設(shè)計(jì)制造中克服，有的是在切削過程中克服。（ 2）開窗銑 “ 上死點(diǎn) ” 位置：開窗過程中開窗銑磨至套管內(nèi)壁到斜向器斜面的距離等于開窗銑半徑時(shí)，開窗銑

15、軸心線與套管內(nèi)壁上某一點(diǎn)的線速度為零，形成“死點(diǎn) ”，該點(diǎn)的位置稱謂開窗銑的“ 上死點(diǎn) ” 位置。開窗銑“上死點(diǎn) ”位置計(jì)算公式如下2 DdH1=H x(米 )2000 TANXDdX=A+ATN（度）2 s式中：Hx 斜向器項(xiàng)部深度（米）D套管內(nèi)徑（毫米）d開窗銑切削刃直徑（毫米）X 斜向器在套管內(nèi)的傾斜角（度）A 斜向器的斜度（度）s斜向器頂?shù)姐q鏈的長度（毫米）（ 3）開窗銑 “ 下死點(diǎn) ” 位置：套管外壁到斜向器斜面的距離等于開窗銑半徑時(shí)，開窗銑軸心線與套管外壁某一點(diǎn)的線速度為零的點(diǎn)位置稱為開窗銑的“下死點(diǎn) ”位置。開窗銑 “ 下死點(diǎn) ” 位置計(jì)算公式如下2 DdKH2= H x+（米）

16、2000 TANX式中：K 套管壁厚（毫米）（ 4） 開窗銑的 “死點(diǎn) ” 段： “ 上死點(diǎn) ” 與 “下死點(diǎn) ”之間的一段稱為開窗銑的“死點(diǎn) ” 段，在開窗過程中，開窗銑在斜向器斜面的作用下，做垂直方向到水平方向的復(fù)合動(dòng)力，在套管端面上形成無數(shù)個(gè)“ 死點(diǎn) ” ，所以在開窗過程中不是只存在 “ 上死點(diǎn) ” 和“下死點(diǎn) ”而是一 死點(diǎn) 段。（5） 窗頂位置：套管開窗工具所開窗口的頂部位置，即啟始銑開始工作集團(tuán)，其計(jì)算公式如下2 DD2d2H2= H x+2000 TANX L（米）式中：D2啟始銑切削刃直徑（毫米）d2啟始銑導(dǎo)向桿直徑（毫米）L 啟始銑切削刃上端面到導(dǎo)向桿頂?shù)拈L度（米）（ 7）

17、窗底位置：套管開窗完成后，窗口的底部位置，其計(jì)算公式如下DHd =Hx+ TANX /1000(米 )（ 8）啟始銑工作行程：套管開窗施工中啟始銑開始工作的集團(tuán)到工作結(jié)束的位置，稱謂啟始銑的工作行程。其計(jì)算公式如下2 DD2d1L（毫米）2 TANX三固定錨斜向器式套管定向開窗側(cè)鉆工藝技術(shù)1、 準(zhǔn)備工作：147（ 1） 工具的準(zhǔn)備：選擇適合本井尺寸的套管開窗工具，斜向器式套管定向開窗側(cè)鉆應(yīng)準(zhǔn)備下列工具地錨總成一套斜向器總成一套啟始銑二只開窗銑六只小磨鞋二只鉆柱銑四只西瓜銑四只錐形銑二只鉆桿膠塞（ 55mm 直徑鋼球）一只（ 2） 井眼的準(zhǔn)備：與鍛銑式套管開窗井眼準(zhǔn)備工作相同。2、 定向開窗工作

18、步驟：（ 1） 工具的地面檢查：a、 檢查工具是否齊全，配足配齊所需備件，并對所有工具進(jìn)行包裝，防止運(yùn)輸過程中損壞。b、 檢查地錨護(hù)送裝置是否靈活好用，內(nèi)外定向鍵方向是否一致，是否完好，懸掛鋼球是否齊全，有無損壞。c、 檢查完后，各部位涂好黃油，裝配好備用。（ 2） 下地錨作業(yè)及注意事項(xiàng)：a、 把尾管連接起來，在尾管的底端焊接一盲眼舊鉆頭，并在尾管的下部割三個(gè)直徑為 15 20mm 的旋流孔。b、 選擇開窗位置盡量避開套管接箍，根據(jù)開窗位置與井底的深度定出尾管長度。c、 下尾管一定要緊好扣并用絲扣膠沾住或用電焊焊住，隔一根尾管加一個(gè)扶正器，尾管頂部連接地錨。d、 下地錨尾管一定要控制下鉆速度，

19、嚴(yán)格禁止猛剎猛放，遇阻不能超過一噸，防止尾管落井。e、 下鉆過程中嚴(yán)禁轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，所有下井工具必須用直徑 65mm 的通徑規(guī)，全部探傷后方可下井。f、 下鉆過程中注意井口安全，防止井口落物。鉆臺上所有儀表必須靈活好用。g、 準(zhǔn)備長鉆桿（ 12 米）短鉆桿（3 米）各兩根，用以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤面以下鉆桿長度符合設(shè)計(jì)開窗位置要求。h、 工程技術(shù)人員要堅(jiān)持盯在鉆臺上，加強(qiáng)責(zé)任心，監(jiān)督檢查井隊(duì)嚴(yán)格招待技術(shù)措施。（ 3） 定向固地錨作業(yè)及注意事項(xiàng)：a、 下鉆完接觸井底加壓不得超過一噸，小排量慢慢開泵，不得調(diào)整泥漿性能。b、 陀螺測量儀器下井定向工作期間不得停電斷電，定向完后座好鉆具，鎖住轉(zhuǎn)盤，各方人員要積極配合協(xié)

20、調(diào)工作。c、 固井人員檢查并裝好水泥頭及鉆桿膠塞，固井管匯要用軟管線聯(lián)接，以保證在替泥漿時(shí)能上提活動(dòng)鉆具。d、 水泥漿稠化時(shí)間大于360 分鐘，流動(dòng)度大于20 厘米，水泥漿比重1 80 1 90。e、 注水泥漿前注入前置液一方，水泥漿量根據(jù)封固井段，比重達(dá)到要求后開始計(jì)量，注完水泥漿立即壓膠塞替泥漿剪銷釘，保證整個(gè)作業(yè)過程連續(xù)進(jìn)行。f、 剪銷釘后鉆具座在轉(zhuǎn)盤上繼續(xù)循環(huán)清洗地錨頭2030 分鐘后，上提鉆具一米，繼148續(xù)循環(huán)將多余水泥漿全部替出井口。g、 接方鉆桿循環(huán)泥漿清洗井眼，每隔5 分鐘活動(dòng)鉆具一次，循環(huán)二周后起鉆候凝48小時(shí)。（ 4） 通井探地錨頭作業(yè)：a、 下鉆過程中一定要平穩(wěn)緩慢，防

21、止溜鉆，嚴(yán)禁猛剎猛放，遇阻下壓不得超過一噸，注意井口安全，防止井口落物。b、 地錨對接內(nèi)筒一定要清洗干凈，斜向器與送人接頭之連接銷釘要焊牢，斜向器吊往鉆臺時(shí)要用繃?yán)K抬起。c、 各方技術(shù)人員要密切配合，聽從開窗技術(shù)人員指揮，對接地錨時(shí)司鉆操作一定要平穩(wěn)。d、 整個(gè)下鉆過程中不得轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具，以保證斜向器與地錨安全對接一次成功。e、 下鉆至錨頭頂部位置，加壓0 5 噸，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，進(jìn)行對鍵，鉆壓回零后繼續(xù)下放鉆具。f、 測量方入是否與計(jì)算方入相吻合，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤3 5 圈，觀察轉(zhuǎn)盤倒車情況，上提鉆具懸重是否增加。g、 若方入相吻合，轉(zhuǎn)盤全部回車，上提鉆具懸重增加58 噸左右提不脫，說明斜向器與地錨已對接

22、好。h、 下放鉆具慢慢加壓，觀察指重表當(dāng)靈敏表突然回零，說明銷釘已剪斷，斜向器已甩下。（ 6） 啟始銑下井作業(yè)：a、 鉆具結(jié)構(gòu)：起始銑+鉆鋌三柱 +鉆桿b、 詳細(xì)測量啟始銑內(nèi)外徑，繪制草圖，下鉆速度一定要緩慢中途遇阻不能硬壓，應(yīng)起鉆通井。c、 下鉆至斜向器頂端以上 10 米，開泵循環(huán)，探方入及遇阻深度，空鉆壓轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具 30 分鐘。d、 加鉆壓 1 2 噸，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速50 60 轉(zhuǎn) /分鐘，泥漿性能應(yīng)滿足攜帶鐵屑的能力。e、 磨銑到啟始銑死點(diǎn)位置，起鉆并計(jì)算目前窗口能否滿足下開窗銑的要求，若不能滿足則再下導(dǎo)向桿直徑小的啟始銑。f、 滿足下開窗銑的條件是啟始銑所開窗口底部套管外壁到斜向器斜面的距離應(yīng)

23、小于開窗銑的直徑。（ 7） 開窗銑下井作業(yè)：a、 鉆具結(jié)構(gòu)：開窗銑+鉆鋌三柱 +鉆桿b、 下鉆過程中不能轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具，開窗銑下到斜向器頂部位置時(shí)要緩慢下放鉆具，遇阻轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤35 圈繼續(xù)下放。c、 開窗銑下至啟始銑所開窗口底部，加壓3 5 噸磨銑，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速控制在60 轉(zhuǎn) /分鐘左右，泥漿排量及性能應(yīng)滿足攜巖要求。d、 磨銑過程中鉆壓一定要平穩(wěn)，送鉆要均勻，及時(shí)撈取井口返出的鐵屑，分析開窗銑在井下工作狀況。e、 當(dāng)開窗銑磨銑到“ 上死點(diǎn) ” 位置時(shí)（套管內(nèi)壁至斜向器斜面的距離等于開窗銑半經(jīng)），起鉆下小磨鞋過“ 死點(diǎn) ”段。f、 小磨鞋磨過 “下死點(diǎn) ”位置后，繼續(xù)下開窗銑把下部窗口開完，開下窗口時(shí)，鉆

24、壓降到三噸，防止開窗銑滑入地層。g、 開窗過程中磨銑速度變慢，應(yīng)起鉆檢查開窗銑或換開窗銑后繼續(xù)磨銑，否則可能將斜向器磨壞。149h、 窗口開完后，利用開窗銑鉆進(jìn)地層3-5 米，為修窗口作業(yè)做好準(zhǔn)備。加大排量循環(huán)洗井，把泥漿中固相含量降低。（ 8） 小磨鞋下井作業(yè)：a、 鉆具結(jié)構(gòu)：小磨鞋+鉆鋌三柱 +鉆桿b、 下鉆至開窗銑 “ 上死點(diǎn) ” 位置，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，加壓3 噸，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速率0 轉(zhuǎn) /分鐘。c、 小磨鞋磨過 “下死點(diǎn) ”位置，起鉆檢查小磨鞋磨損情況，確認(rèn)小磨鞋過“ 下死點(diǎn) ”位置后換開窗銑繼續(xù)磨銑。（ 9） 修窗口作業(yè)主注意事項(xiàng)：a、 鉆具結(jié)構(gòu)：錐形銑 +西瓜銑 +鉆柱銑 +鉆鋌三柱 +鉆桿。

25、b、 錐形銑、西瓜鐵、鉆柱銑之間絲扣上緊段焊牢固，防止作業(yè)過程中脫扣落入井眼內(nèi)。c、 下鉆到斜向器頂部位置遇陰加壓1-2 噸，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速60 轉(zhuǎn)/分，修窗口。d、 反復(fù)劃修窗口直至上提下放鉆具過窗口無任何顯示，起鉆換鉆具組合側(cè)鉆鉆進(jìn)。e、 作業(yè)過程中注意井口安全，防止井口落物造成復(fù)雜事故。四一體式地錨斜向器的結(jié)構(gòu)和工作原理圖 8-3一體式地錨斜向器圖 8-4復(fù)式銑錐結(jié)構(gòu)示意圖一體式地錨斜向器主要由護(hù)送器、導(dǎo)向器、和地錨總承組成，地錨總承由懸掛系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等部分組成，護(hù)送器和導(dǎo)向器時(shí)間之間用銷釘聯(lián)結(jié)，并有安全銷，從而保證在地錨遇阻時(shí)，銷釘不被剪斷，導(dǎo)向器與地錨之間用液壓管連接。工作原理是：地錨斜

26、向器下到設(shè)計(jì)井深后，通過護(hù)送器內(nèi)定向鍵與斜向器斜面在同一方向上這一特定結(jié)構(gòu)，下入測量儀器定向，把歇斜向器斜面面對開窗方位，然后緩緩開泵，液體通過斜向器背面的傳壓管傳遞壓力推動(dòng)液壓系統(tǒng)中的活塞下行，活塞推倒傳壓桿，使剪切套剪切銷釘，小球落入井內(nèi)，擊活懸掛系統(tǒng)，在壓縮彈簧的作用下，推動(dòng)瓦片上行，接觸套管并產(chǎn)生一定的外擠力，而后下放鉆柱加壓，剪切護(hù)送螺栓，完成地錨斜向器的錨定工作。五 一體式地錨開窗側(cè)鉆工藝1井眼的準(zhǔn)備（同套管段銑開窗）2下一體式地錨作業(yè)150（ 1） 在地面檢查一體式地錨是否完好，有無損壞;（ 2） 選擇開窗位置，盡量避開套管接箍;（ 3） 下地錨控制下放速度，嚴(yán)禁猛剎猛放。遇阻不

27、超過20KN;（ 4） 下放過程中嚴(yán)禁開泵，以防提前坐封。3定向座封地錨斜向器（ 1）一體式地錨斜向器下入預(yù)定位置后，下入陀螺測量儀進(jìn)行定向;（ 2）開泵循環(huán)，靠液力簡斷安全銷，地錨打開卡瓦;（ 3）加壓剪斷護(hù)送銷釘，甩掉地錨斜向器，完成座封。4下復(fù)式銑錐（ 1）下入如下鉆具組合：復(fù)式銑錐+鉆柱銑 +鉆鋌 3 柱 +鉆桿（ 2）下鉆至斜向器頂端以上10 米，開泵循環(huán)，探方入;（ 3）緩慢啟動(dòng)動(dòng)鉆盤，低速旋轉(zhuǎn)，慢慢下方，先磨出一個(gè)均勻光滑的接觸面。開窗磨銑分以下三個(gè)階段：（ 1） 開泵第一階段：從銑錐磨銑斜向器頂部到銑錐底部與套管內(nèi)壁接觸為開窗第一階段。此段開始要輕壓慢轉(zhuǎn)，然后中壓中速磨銑，鉆壓

28、應(yīng)控制在本世紀(jì)內(nèi)5KN ，轉(zhuǎn)速 6080r/min, 目的是使銑鞋先磨銑出一個(gè)均勻接觸面并達(dá)到磨銑切削的目的;（ 2） 開窗第二個(gè)階段：從銑錐底圓接觸套管內(nèi)壁到底圓剛出套管外壁為開窗第二階段。此段加大鉆壓很容易提前外滑，但不加鉆壓又不容易磨銑切削套管，因此鉆壓應(yīng)控制在 515KN ，轉(zhuǎn)速 80120r/min ，使銑錐沿套管外壁均勻磨銑，保證窗口長度 ;（ 3） 開創(chuàng)第三階段：從銑錐第圓出套管到銑錐最大直徑全部銑過套管為開窗第三階段。此段是保證下套管圓滑的關(guān)鍵階段，只要稍一加壓就會(huì)滑出套管，因此鉆應(yīng)控制在 15KN ，轉(zhuǎn)速 120150r/min, 定點(diǎn)快速銑進(jìn)，其長度等于一個(gè)銑錐長度。以上三

29、個(gè)階段，修井液上反速度均應(yīng)大于 0.6m/s,否則磨銑套管過程中的碎物不宜攜帶出來。第三節(jié) 套管開窗工藝的應(yīng)用分析及發(fā)展前景一固定錨側(cè)鉆工藝的應(yīng)用分析固定錨側(cè)鉆工藝是一種應(yīng)用較早的側(cè)鉆工藝，最早的時(shí)候，該套工具主要應(yīng)用于鉆定向井，采用鉆桿記號累加到井口、地面定向的方法，工藝極為復(fù)雜。由于測量儀器的發(fā)展，適得固定錨系統(tǒng)的定向方法大為改觀。隨著井下馬達(dá)和彎接頭的相繼出現(xiàn)，普通定向工藝得到了長足進(jìn)展，基本上淘汰了固定錨系統(tǒng)在普通定向井中的應(yīng)用。但是固定錨系統(tǒng)應(yīng)用于井眼的側(cè)鉆，仍有其存在的空間。其一，對于那些地層較硬的裸眼井，由于目的層的偏誤、井下事故等原因造成必須側(cè)鉆時(shí)，若打入水泥造成人工井底，使用

30、定向馬達(dá)側(cè)鉆，鉆頭的側(cè)向力不足以克服堅(jiān)硬的地層而容易導(dǎo)致鉆頭沿著老井眼下滑。而一體式斜向器難以保證在裸眼中座穩(wěn)，這時(shí)使用固定錨斜向器無疑是最佳選擇。其二，由于某種原因需要在大尺寸套管中側(cè)鉆時(shí)，由于井眼半徑較大適得扭矩大增，沖從而降低鍛銑器的使用效率，有時(shí)需要多付刀片才能鍛銑出十多米的套管，使側(cè)鉆成本大大增加。而采用一體式斜向器難以保證后期作業(yè)中松動(dòng)，一旦松動(dòng)，就會(huì)前功盡棄，甚至造成不堪設(shè)想的后果。而使用固定錨系統(tǒng)恰恰克服了上述兩個(gè)弱點(diǎn)。但是固定錨系統(tǒng)也存在著一些弱點(diǎn)：151a. 側(cè)鉆工藝復(fù)雜。由于固定錨系統(tǒng)需要固定錨體，對接斜向器，開窗、修窗等，造成工藝繁瑣，耗費(fèi)時(shí)間長，不能適應(yīng)現(xiàn)代鉆井的快節(jié)

31、奏、高效率，因此在一般的側(cè)鉆井中，該種側(cè)鉆工藝已不作為首選。b. 斜向器與錨體的對接困難。由于斜向器下端和錨體上端連接處無引導(dǎo)部件，需多次轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤才能對接上。特別是井眼傾斜時(shí)，對接更為困難，而且尚不注意，會(huì)因轉(zhuǎn)盤倒轉(zhuǎn)而損傷連接銷釘。c.在定向井中不易磨開窗口。由于斜向器與錨體的連接方式是鉸接，因此在斜井眼中斜向器易于偏離中心線，從而降低啟始銑的側(cè)向切削力。關(guān)于定向井中斜向器開窗時(shí)工具面的安放位置問題尚待進(jìn)一步研究。二、一體式斜向器側(cè)鉆工藝的應(yīng)用分析一體式斜向器是近年來在固定錨斜向器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工具，它在我國東部油田特別是遼河油田、勝利油田得到了較好的應(yīng)用。它具有施工工藝簡單、成本

32、低、效率高等特點(diǎn)。該種工具在今后的“ 廢棄井 ” 再利用工程中有著良好的發(fā)展前景。該種工具的功能目前尚不完善：a. 定向開窗問題。該工具目前不能完成定向開窗的任務(wù)，因此在開窗側(cè)鉆井中具有一定的局限性。該工具的進(jìn)一步開發(fā)研制已被列為“九五 ”部級項(xiàng)目之中。b. 工具在套管中的座卡問題。由于套管變形和多次起下鉆的撞擊，斜向器發(fā)生松動(dòng)現(xiàn)象，就可能造成嚴(yán)重的后果。因此對卡瓦片的形狀和和卡瓦片與套管之間的咬合力需要進(jìn)一步的研究和校核。三、鍛銑工具的應(yīng)用分析鍛銑工具在近年來的開窗側(cè)鉆中應(yīng)用比較廣泛，鍛銑開窗工藝是一種比較有效、可靠的工藝形式，它通過銑掉一段套管，使地層裸露出來，從而可以實(shí)現(xiàn)普通造斜工具造斜

33、的目的。但是在用鍛銑工具銑套管時(shí)，對泥漿性能和地面凈化設(shè)備的要求比較嚴(yán)格，因?yàn)樵阱戙姴僮鲿r(shí)容易出現(xiàn)“ 鳥窩 ” 狀鐵屑，所謂鳥窩狀鐵屑，就是指在鍛銑式開窗過程中，由于泥漿攜帶鐵屑的能力或泥漿性能不好，鐵屑不能及時(shí)隨泥漿反出井眼，在環(huán)空內(nèi)上下翻滾形成的團(tuán)狀鐵屑。如不及時(shí)清理這種鐵屑，極易造成卡鉆事故。目前國產(chǎn)鍛銑工具與國外鍛銑工具還存在著一定差距，主要是材質(zhì)問題，往往鍛銑幾米刀片就被磨鈍，因此我國在鍛銑器的研制方面應(yīng)加強(qiáng)材質(zhì)選擇和研究，以提高工具的鍛銑能力。有關(guān)開窗工具在現(xiàn)場的使用情況，見附表及附圖。152附表一FTS 型分體式地錨斜向器部分井使用統(tǒng)計(jì)表序套管規(guī)范開 窗 點(diǎn)液控銷釘?shù)劐^剪切斜向器

34、護(hù)送平均磨銑工具型號井 號井 型鋼級 外徑 /壁后井 深剪切泵壓銷釘剪切剪切銷釘速度號（mm/mm)（ mm/mm)（MPa)鉆壓剪切鉆壓（ m/h)1 FTS-118辛11-側(cè) 28普通N80139.7/7.721755.33601100.22 FTS-118梁13-側(cè) 15定向N80139.7/7.722980350800.233 FTS-118埕側(cè) 122普通J55139.7/7.721240.53.5651200.254 FTS-118埕側(cè) 13普通J55177.8/7.721119.934651200.245 FTS-118河10-側(cè) 25定向N80139.7/7.722333.05

35、3.550900.266 FTS-118樊31定向N80139.7/7.722726.55450900.287 FTS-150羅側(cè) 48普通N80177.8/7.7228003.550800.3附表二開窗側(cè)鉆工具部分井使用統(tǒng)計(jì)表序工具型號井 號井 型鋼級 外徑 /壁后井 深剪切泵壓銷釘剪切剪切銷釘速度號（mm/mm)（ mm/mm)（MPa)鉆壓剪切鉆壓（ m/h)1 FTS-118坨3-8-側(cè)170普通N80139.7/7.721934.44761100.262 FTS-118坨2-0-側(cè)104定向N80129.7/7.7218754601400.283 FTS-118義118-28側(cè)平 1水平N80139.7/7.723225.34.550800.244 FTS-150河3-側(cè) 8定向N80139.7/7.7218763.5751200.325 FTS-118河76側(cè)平 1水平N80139.7/7.7219803.5681100.326 FTS-118河76-側(cè)平 7定向N80