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1、胜利防堵报警取心技术的研究(胜利石油管理局钻井工艺研究院)许俊良薄万顺蒋庆祥王智锋摘要：本文着重介绍了胜利油田近年研制的常规取心新技术，篱要阐述了堵心报警装置和解堵岩心筒的室内和现场试验情况，通过各项试验证实工具结构可行、安全可靠。主题词：胜利油田装置取心新技术胜利取心技术经过几代人的努力发展至今已经形成了常规取心和特殊取心两大系列、十一种取心工具基本能满足现有的地质取心要求，也为胜利油田的勘探事业作出了突出贡献。然而随着科学技术的进步和各方技术要求的提高，迫使钻井取心技术也象其他技术一样朝着新的方向发展。结合总公司“疏松及破碎地层取心技术研究”课题，研制成功了取心过程中出现堵心指示和堵心解除
2、技术。上世纪九十年代，胜利油田主要开展了特殊取心技术研究，包括疏松沙岩保形取心技术、低污染取心技术及大斜度井取心技术研究。通过该项技术研究，使特殊地层和特殊井眼里取心指标均有大幅度提高从1991年全油田的岩心平均收获率918到1999年的岩心平均收获率9455，提高近3个百允点。然而进入2000年，由于老油田的油层枯竭，调整井的增多，注水并的增加，使得本来就松散的图1碎岩心堵或卡心情况沙岩变得更加不成形，取心难度增大。从2000年-2002年岩心平均收获率指标连续下降，在疏松及破碎地层取心经常遇到的问题是堵心或卡心(如图Io这是因为在疏松地层里取心，岩心松散、岩心成柱性差，破碎岩心在岩心筒内锥
3、积，尤其是岩心筒内的不平表面或不完整表面最易锥积或堵心。地层松软，堵心后的机械钻速变化很小，不易被取心技术人员发现，容易造成资料丢失。在破碎地层取心时经常遇到的问题是卡心，这是因为破碎地层以岩心碎或裂缝发育著称，破碎岩心容易塞人岩心柱和岩心筒内壁之间，带有裂缝的岩心容易上下错动，也容易堵塞内筒。在取心钻进过程中钻具的晃动和取心筒工作的不平稳加速了碎岩心的塞堵，当堵塞阻力大于岩心柱的抗压力，岩心破碎，不能继续进入岩心筒，使取心作业失败。若不及时发现容易磨心，使资料丢失。新研究的堵心报警取心装置实际上就是研制了一种堵(卡)心报警指示器(图2)，当出现岩心被堵(卡)时，报警指示器能及时提醒操作者注意
4、，使取心工程师立即采取措施，在岩心被磨损之前将取心工具提离并底。胜利油田钻井院已设计了一种岩心监视装置并获中国实用新型专利权。296一、结构与工作原理；l、岩心监视装置是由承托弹簧、中心轴、承托接头和弹簧套组成(见图2)，全部部件组装一起安置在悬挂总成与内筒组合之间，在与常规工具配合时，只要在外筒组合中增加等于岩心监视装置长度的短接即可。2、工作原理：在取心钻进过程中，当岩心堵(卡)内筒时，内筒负荷增加，内筒上行，中心轴随着内筒一起上行压缩承托弹簧，中心轴顶起堵孔球，使球上升到分流孔的上面，引起立管压力升高，提醒操作者注意堵心事故的发生。堵(卡)心报警指示器是一种发现堵(卡)心和避免岩心损失的
5、既便宜又可靠的取心辅助设备。二、解堵装置的结构与工作原理堵心报警装置仅能起到告知技术人员的作用，解除堵(卡)取心装置才是解决问题的关键。在常规取心内筒中使用两层内筒结构(见图3)，如果岩心在岩心筒里堵第二层叠式树筒一fL一一、固定销钉、，、鬟一层叠式衬简雷3图2堵心报警装置示意图1悬挂总成j2承托弹簧j3弹簧鏖j4中心轴j5承托接头j6流孔j7堵孔球j8内简(卡)心，两层内筒会自动依次错动，使取心作业继续进行。这种取心工具可以解决三次卡心而不用起钻，内装的两层铝合金衬筒是用销钉固定，销钉的强度是根据地层岩性性质而确定的。当岩心在衬筒里遇卡或衬筒填满时，增加钻压剪断销钉，释放衬筒，使卡着的岩心和
6、内筒里的衬筒一起上行。当新岩心形成后进入第二层衬筒，遇到第二次卡心又会剪断销钉，使第二层叠式衬筒继续上行。第三次卡心或填满内筒时，配合岩心报警装置工作，使立管压力升高，向地面传出信号，取心技术人员根据这一信号决定停止取心作业，然后起钻。三、现场试验：2003年6月在胜利油田的垦628井进行了现场试验，总共取心7筒次，进尺632米，心长627米，平均收获率992。试验数据见表1表1筒井段进尺收获率心长m地层钻头备注次mml2243224794949100S3田MC616按地质要求22280228747474100S3A按地质要求32287422926525199S3WMC536报警4232123
7、2928282100S4A按地质要求52329223456164164100S4TMC536按地质要求62345623591341397S4B报警723617236947777100S4r11MC616A按地质要求本次试验是将报警装置安置在胜利油田自己设计的Y-8120型硬地层取。CZ具i，适用在o2159mm井眼施工，岩心直径o120mm。本井试验有两次采用了中长筒取心技术，配合三角聚晶和PDC取心钻头，由于工具配置了堵心报警装置，有几次堵心都避免了岩心资料的损失。在本井的第l、2、4、5、7次取心取出了地质要求的岩心长度，但第3、6两次取心均发生了岩心监视装置报警事件，取出岩心证实了这一判
8、断。2004年8月在吉林油田进行了第二次现场试验，这次试验是在原硬地层工具上增加了堵心报警装置和解堵装置，使工具具有了示压报警和解堵功能。在井队施工的红75井共取心5筒，取心进尺778m，平均岩心收获率100，平均单筒进尺1556m，创出该地区取心的最好成绩，深受用户好评。特别是在第3筒，岩心在衬筒里塞住(出筒时衬筒未充满岩心)，然后剪断锁紧销钉继续进行取心作业，直到钢内简充满为止，有效地提高了单次取心长度，提高了钻井效率，节约了钻井成本。四、结论与认识：1设计的堵心报警装置结构简单，安装方面，适合在带有内洗功能的取心工具上使用；2通过室内和现场试验证明，堵心报警装置在岩心堵塞内筒时能够发挥作用；3解堵装置达到了设计要求，可以解除l一2次的堵心问题。现在常规取心工具应用非常普遍，许多情况不需要专业技术人员到现场，不论从技术熟练程度还是从堵(卡弘心的事故判断上讲，井队人员都存在经验不足的缺陷。尚若每套工具都配上易于发现和便于判断的堵心或卡心报警装置，不管专业技术人员还是普通施工人员都可以根据装置进行判断，发现问题果断采取措施，对提高整个取心水平定会大有益处。298参考文献：I许俊良宋淑玲成伟国外取心新技术(之一)石油机械，2000，28(9)53562。杨玉坤成伟等国外松软地层取心技术浅谈石油机械，2002，30(10)6567
