采氣井套管頭換裝技術(shù)的應(yīng)用

錢福和

（大慶鉆探工程公司鉆技一公司井控裝備管理中心，黑龍江大慶163000）

1 套管頭的結(jié)構(gòu)和作用

套管頭是用來固定鉆進井的井口，連接井口套管柱，用以支持技術(shù)套管和油層套管的重力，密封各層管間的環(huán)形空間，為安裝防噴器、油管頭，采油樹提供過渡連接，并且通過套管頭本體上的兩個側(cè)口，可進行補擠泥漿、監(jiān)控和加注平衡液等施工作業(yè)。

套管頭一般用優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼制成。在套管頭內(nèi)還設(shè)置套管掛，用以懸掛相應(yīng)規(guī)格的套管柱，并密封環(huán)空間隙。其上要裝防噴器組。油井完井后，套管頭上則安裝采油樹。在陸地或海上進行鉆井時，為了支持、固定下入井內(nèi)的套管柱，安裝防噴器組和其他井口裝置，而以絲扣或法蘭盤與套管柱頂端連接并坐落于外層套管的一種特殊短接頭。

2 概況

隨著大慶油田勘探開發(fā)的不斷深入，鉆井井控技術(shù)的發(fā)展，油田采氣井?dāng)?shù)量大增。2013年9月，位于大慶肇州縣二井子鎮(zhèn)徐深903平1井套管頭表套壓力、技套壓力有顯示，該井套管頭油層套管與技術(shù)套管、技術(shù)套管與表層套管間密封失效。該井是口高產(chǎn)天然氣井，為了能夠有效開發(fā)，大慶油田公司天然氣開發(fā)部全力組織該井的修井施工工程，由采氣公司、試采公司、鉆井一公司、鉆技一公司組成聯(lián)合處理小組，對該井進行處理。經(jīng)過近兩年的施工，套管堵漏、修井、試采、管外固井、完成了該口井的處理，現(xiàn)將套管頭換裝部分進行了總結(jié)。

3 套管頭換裝施工流程

3.1 主要設(shè)備設(shè)施

（1）應(yīng)急消防車一臺。

（2）作業(yè)機，提供平臺及提升裝置并進行操作。作業(yè)平臺上需要在最高點處有橫梁來懸掛滑輪，作業(yè)平臺上要有安裝套管鉗的吊點和固定套管鉗鉗尾繩的地方。現(xiàn)場能夠提供380V、100kW電力，配電柜安裝200A開關(guān)1個。

（3）20t吊車一臺；移動電氣焊車一臺；可燃?xì)怏w檢測儀、滅火器、管柱、內(nèi)割刀等工具，并提前完成動用電氣焊作業(yè)的許可申請。

（4）套管頭、下壓工裝等工件。

（5）套管鉗及套管氣密封檢測成套裝置，自供氣源壓力0.65～0.8MPa。

3.2 現(xiàn)場作業(yè)準(zhǔn)備

（1）首先檢查井口閘門開關(guān)狀態(tài)、壓力表壓力情況，觀察井口管柱內(nèi)是否灌滿完井液，有無溢流現(xiàn)象。

（2）對套管頭部位及井口周圍用可燃?xì)怏w報警儀測定有無可燃?xì)怏w，無可燃?xì)怏w方可施工。

（3）對井口圓井周圍搭建工作平臺，保證人員操作安全。

（4）相關(guān)施工單位對所有施工用具進行檢查確認(rèn)，達到要求方可施工。

3.3 現(xiàn)場施工情況

3.3.1 切割懸掛器雙公短節(jié)

3.3.1.1 卸掉與懸掛器連接的5-1/2″套管雙公短接

（1）先用管鉗或鏈鉗進行人工卸扣，松扣困難可用加力桿，短節(jié)卸掉后，連接長度為1m的短套管。

（2）若短節(jié)無法卸掉，在短節(jié)上部對焊長度為1m的短套管，焊接中要保證居中度，確保割刀旋轉(zhuǎn)時能居中平穩(wěn)。

3.3.1.2 下入切割工具

（1）工具組合：機械式割刀+扶正器+轉(zhuǎn)換接頭+?159mm短鉆鋌+提升短接。

（2）扣吊卡用作業(yè)機將割刀下入切割位置（距第二級套管頭頂法蘭面450mm），根據(jù)套管頭現(xiàn)場安裝尺寸計算，5-1/2″套管接箍在9-5/8″套管內(nèi)部，接箍頂面距9-5/8″套管頂面153mm，切割位置距5-1/2″套管接箍上端258mm，距9-5/8″套管頂端105mm。

3.3.1.3 切割

（1）用鏈鉗人力正轉(zhuǎn)3圈，使機械式割刀卡瓦卡在套管內(nèi)壁上后，下壓0.5t使刀片伸出。

（2）繼續(xù)用人力旋轉(zhuǎn)切割工具，待扭矩明顯減少時，說明套管已經(jīng)割斷。

（3）用作業(yè)機大鉤吊出切割工具。

3.3.2 拆除第二級套管頭

（1）切割成功后，卸掉二級套管頭和一級套管頭連接螺栓。

（2）用大鉤平穩(wěn)吊起二級套管頭，并移出井口。

3.3.3 卸雙公短節(jié)

（1）通過人力用管鉗或鏈鉗試卸剩余部分短節(jié)，松扣困難可用加力桿。

（2）若無法松扣，對焊短套管。

①將短節(jié)上部打磨平正，對焊長度3m的短套管，要確保垂直，焊接結(jié)束后對焊口進行打磨。

②將內(nèi)徑?144mm的接箍套套入短套管和剩余短節(jié)焊口部位，接箍套上下與套管進行焊接。

③焊接結(jié)束后，通過套管鉗卸扣。

④取出短節(jié)，清理和檢查。

（3）若5-1/2″套管接箍螺紋損壞，將停止以下操作，將原第二級套管頭連接，另行研究方案。若5-1/2″套管接箍螺紋完好，可繼續(xù)進行以下操作。

3.3.4 接套管

（1）5-1/2″套管接箍內(nèi)清理干凈，均勻涂抹5101螺紋密封脂。

（2）用作業(yè)機吊裝長度4m短套管進行對扣，先用人工引扣，確認(rèn)沒有錯扣后再用鏈鉗上扣，最后用套管鉗按規(guī)定扭矩進行緊扣。

（3）試壓合格后，進行安裝套管頭作業(yè)。

3.3.5 安裝第二級套管頭

（1）檢查新第二級套管頭，頂絲是否全部收回到法蘭內(nèi)，下法蘭兩處BT密封圈是否完好。

（2）更換掉第一級套管頭頂法蘭面上的BX158密封墊環(huán)，將新第二級套管頭從上部下放到一級套管頭上。下放時，應(yīng)注意避免刮傷新下入套管頭下部腔體內(nèi)的兩處BT密封圈。

（3）將第一級、二級套管頭用螺栓連接、旋緊，用注塑槍進行兩處BT密封的注塑，然后對BT之間的密封和下BT與9-5/8″芯軸懸掛器間環(huán)空密封性能進行試壓檢驗。注塑、試壓為24.37MPa（套管抗外擠強度的80%），穩(wěn)壓10min，壓降不大于0.7MPa為合格。

（4）對第二級套管頭坐掛懸掛器處的套管進行清潔，在法蘭面上放兩塊厚度相等的木板。將5-1/2″卡瓦懸掛器放在木板上，旋轉(zhuǎn)懸掛器上半部分，打開懸掛器，圍套管安放。旋轉(zhuǎn)懸掛器上半部分，轉(zhuǎn)至90°，然后，拆掉旋轉(zhuǎn)棒和卡瓦支撐螺栓。校正井口，使套管與套管頭腔體同心。取掉木板，讓套管掛自由下落到套管四通內(nèi)。如果下落不均，輕輕地?fù)u動套管，保證套管掛平正到位。

（5）旋緊分布在套管四通上部法蘭外圓上的所有頂絲，壓住懸掛器，防止懸掛器在井內(nèi)的竄動。

（6）切割5-1/2″套管，切割位置距離第二級套管頭上法蘭頂部250mm，切割時應(yīng)禁止焊渣等雜物掉入懸掛器和套管內(nèi)。

（7）將懸掛器下壓工裝組裝到第二級套管頭上部。

（8）組裝好后，操縱千斤頂，對下壓套施加向下的作用力，下壓套對卡瓦懸掛器傳遞向下的壓力，參考坐掛噸位為60t。

（9）達到坐掛噸位后，重新對稱旋緊第二級套管頭上的8個頂絲，使卡瓦懸掛器充分卡住套管，并固定，拆掉下壓工裝。

4 結(jié)束語

該井經(jīng)過拆掉舊的套管頭、安裝新的套管頭、懸掛器坐掛、壓力檢測等工序，完成了我方承擔(dān)的全部施工任務(wù)，為該井后期的天然氣量產(chǎn)提供了有力的保障，套管頭換裝技術(shù)為今后類似問題的處理積累了寶貴的經(jīng)驗。