川取心工具检修与使用技术

PAGEPAGE1川-5型取心工具检修与使用技术管具公司—高国杰杨森摘要：川-5型常规取心工具是川－4型常规取心工具的改进型，其最大的改进是：把调整间隙的调节螺帽和压帽上移到分水接头上端，避免了受高压钻井液冲击而损坏。另一方面，因为高压油气井钻柱上装有内防喷工具，取心工具下到井底后，无法进行投球作业。川－5型常规取心工具已将球预先装配在取心筒内，取消了投球作业，简化了操作工艺。关键词：结构使用方法检修组装一、川-5型取心工具主要规范常用川－5型取心工具主要规范如下表二、结构概述川－5型悬挂总成的结构如下图所示：川-5型取心工具主要由安全接头、旋转总成（A型）、差值短节（或稳定器）、外筒、内筒、岩心爪组合件、取心钻头和辅助工具等部分组成。1.外筒：采用高强度厚壁无缝钢管作外筒，强度大、稳定性好，有利于提高岩心收获率、单筒进尺和延长取心钻头使用寿命，同时使用了特殊螺纹联接。2.内筒：除优质钢内筒外，还设计了具有轻质、耐温、耐腐蚀、强度高、内壁光洁等优点的不锈钢、铝合金、喷瓷、玻璃钢作内筒。对于这种特殊内筒，岩心进入阻力小，有利于提高单筒进尺和取心收获率，还可将装有岩心的这种特殊内筒分段切割，两端加盖帽封堵，便于运输，简化岩心处理工序，更好地保护岩心。3.差值短节：其表面堆焊有耐磨层（硬质合金），耐磨性好、扭矩较小、减少了对外筒的表面磨损。4.选用稳定器能增加取心工具的稳定性。稳定器采用三棱螺旋，螺旋筋表面有贴焊硬质合金块或耐磨面，并磨削成光洁面，表面无气孔，耐磨性好，耗损扭矩较小。5.在安全接头上调整间隙：利用调节螺帽的正反旋转，实现了增长或减短内筒组合件长度，以满足间隙值。可调整范围为0—60mm，可微调值为1.5mm,调整间隙操作方便、可靠。6.若取心工具在井下被卡住时，很容易地从安全接头螺纹处倒开，起出内筒和岩心，再根据井下情况处理外筒。7.旋转总成（A型）处设计有自动卸压装置，在卡心、堵心时可通过此装置自动泄掉内筒内钻井液压力，同时该结构可避免川7-4型工具的调节间隙处的键槽被高密度钻井液刺坏。8.轴承无弹夹，两端无密封，允许少量泥浆流过起冷却和润滑轴承的作用，结构简单、转动灵活、寿命长。9.该工具只更换不同结构形式的岩心爪来适应软、中、硬及破碎地层。卡箍岩心爪适用于岩心完整、成柱性较好的地层。弹簧片+卡箍组合岩心爪适用于较松软、破碎地层。10.齐全的辅助工具，使取心操作简便，省时省力。11.该工具分别与天然金刚石、人造金刚石、PDC、Ballset等结构的取心钻头配合使用。三、使用方法1.取心前的准备及检查。(1)取心前应清洁井底，保证无金属落物。注意：该井井斜不得超过20°(2)钻头出刃均匀完好，水眼畅通。(3)取心工具主要部件的检查。①安全接头(包括外螺纹接头1、摩擦环2、销3、弹簧4、“O”型密封圈5、内螺纹接头6、“O”型密封圈7的摩擦环、螺纹应完好，“O”型密封圈无损伤。②旋转总成（包括半环1、轴向钢丝挡圈2、轴承3、轴承盒4、心轴5）应转动灵活。③内外筒不直度不超过1/2000mm，无咬扁和无影响强度的裂纹等缺陷，螺纹应完好。④选用的岩心爪弹性适宜，上下活动无阻卡。卡箍岩心爪敷焊的碳化钨颗粒均匀、平整；弹簧片岩心爪弹性要好。⑤稳定器外径应小于取心钻头的最大外径，但又不得小于取心钻头外径4mm。2.取心工具的组装(1)取心工具在场地组装时，上紧选用的岩心爪组合件和差值短节（稳定器），戴上护丝，用提升短节将工具掉上钻台，外筒上好钻头，按照下钻铤的方法下入井眼内，并用安全卡瓦卡牢。(2)每节内、外筒（包括一个差值短节或稳定器）为一个长度单元，有效长度为9.(3)用内筒卡盘卡住内筒，并坐在外筒端面上，卸掉提升短节，继上述方法，将所需下井的内外筒依次连接。用链钳上紧内筒各部件。(4)依次上紧外筒各螺纹，其扭矩参照下表推荐值。如用猫头绳紧螺纹时，严禁猛顿。外筒使用强度表取心工具规格扭矩kN.m抗拉kN抗扭kN.m川5-55.4-6.56607.3川6-58.5-9.576010.4川6T-59.7-10.693012.8川7-512.5-13.3110016.0川8-513.6-16.6140035.0川9-516.8-18.0210069.0(5)将地面组装好的悬挂总成（包括安全接头、压帽8、制动环9、调节螺帽10、旋转总成、差值短节）与内筒螺纹连接好后，卸掉内筒卡盘下放内筒，最后将悬挂总成外螺纹与外筒内螺纹上紧。(6)调整间隙：（岩心爪座底面与钻头内台肩的纵向间隙）推荐为8—14mm（川7-5型：下外筒外螺纹大端面台肩至卡箍端面长为220mm）范围内，否则，必须卸开安全接头重新例：若测得间隙为4mm。将压帽1卸松并旋离5—6圈，拔出制动环2，正旋调节螺帽3（其螺距为M100×3）二圈（其间隙为10mm）；若测得间隙为20mm，则反向调节螺帽3三圈（其间隙为11mm）。然后将制动环2与调整螺帽3入座，旋紧压帽1即可。3.起下钻(1)起下钻做到操作平稳，不猛刹、猛放、猛顿，防止钻具剧烈摆动。(2)下钻中若遇键槽、狗腿、井径缩小井段，应缓慢下放；若严重遇阻，应下牙轮钻头划眼。(3)下钻中若遇沉砂（或垮塌物），应开泵循环转动钻具，清除沉砂（或垮塌物）。(4)下钻完毕，充分循环钻井液，转动钻具的同时，下放钻具，且必须保留2.0m离底距离，并使钻头接近井底，校对灵敏表。(5)待一切准备就绪后，缓慢下放取心工具至井底0.5m，启动转盘钻进。启动转盘时，严禁钻具猛烈反转。4.取心钻井(1)因为高压深井，钻具上装有回压凡尔等安全工具，不能也不需要清洗内筒。缓慢下放钻具到底，让钻头接触井底，采用底转速、排量、轻钻压（5—10KN）试运转。若运转平稳，待钻出井底与钻头形状吻合时，逐渐调整至推荐取心参数。(2)推荐取心参数：工具型号钻头尺寸in软地层硬地层钻压KN转速rpm排量l/s钻压KN转速rpm排量l/s川5-557/89-6050-1006-1220-7040-657-12川6-569-6050-1006-1220-7040-657-12川6T-571/29-6050-1006-1430-8040-658-14川7-581/220-7050-10011-2040-8050-6016-22川8-581/220-7050-10011-2040-8050-6016-22川9-5121/440-10050-10022-3260-13050-6024-32(3)取心钻井操作要求①送钻均匀，增加钻压要缓慢，防止溜钻。②严禁加足钻压启动转盘。③送钻操作应由司钻或指定专人执行。④取心钻进中，无特殊情况，不停泵，不停转，钻头不提离井底。(4)取心钻进注意事项。①取心钻进时，注意观察机械钻速、泵压的变化，发现异常，果断处理。②泵压逐渐增高，机械钻速随之下降，上提钻具，泵压恢复，一般是钻头磨损，应割心起钻。③泵压突然升高，机械钻速明显下降，一般是进入软地层，钻头泥包引起。④泵压升高，机械钻速基本不变，上提钻具、泵压不降，多属钻头水眼堵塞，若不能排除，应割心起钻。⑤泵压出现大波动，机械钻速忽高忽底，一般是钻遇软硬交错地层，应适当调整钻压。⑥泵压降低，机械钻速明显下降，甚至无进尺，一般是卡心，应割心起钻。⑦泵压明显下降，可能是由于钻具刺漏引起，应割心起钻。⑧取心钻进中，凡是遇卡心，磨心，应立即停钻割心起钻。5.割心和接单根(1)取心进尺钻完后，割心前按钻井操作规程对钻井液进行循环。(2)割心时，缓慢上提钻具，注意观察指重表显示，一般增加悬重50—150KN又立即消除，证明岩心被拔断。如果增加悬重50--150KN稳住不降，则应停止上提钻具，保持岩心受拉状态，增加钻井液排量循环，直至岩心拔断。(3)若上提钻具（超过钻具压缩距）不增加悬重，则认定割心操作完成，应立即起钻。(4)若需接单根，拔断岩心后，关转盘锁销，保持井下钻具不转动，接好单根后，缓慢下放钻具到底，加比取心钻压大百分之十至百分之五十的钻压，利用余心顶松岩心爪，上提钻具，恢复悬重后，启动转盘，逐渐增至推荐钻压。(5)岩心出筒可采用在钻台上或场地上两种方式。在钻台上出心，利用岩心自重，采用岩心钳控制岩心落出段长；在场地上出心，采用活塞加堵头，用试压泵推出岩心，按岩心出筒顺序标出方向、序号，依序排列在岩心盒内。五、检查、维修、保养1.安全接头、内筒、外筒、稳定器螺纹有无碰伤、断裂，内筒、外筒有无弯曲。2.旋转总成、内筒、岩心爪组合件等各螺纹连接有无松动、拉伤、滑扣现象。岩心爪是否有弹性、碳化钨颗粒是否脱落。3.轴承。转动必须灵活，轴向间隙不得超过5mm，钢球、滑槽有无损伤。4.稳定器磨损后，其外径小于钻头外径4mm需修复后再用。5.检查安全接头的“O”型密封圈，必要时需更换。6.取心工具用后必须清洗干净，螺纹涂防锈油。零配件、辅助工具装箱。7.取心工具在装卸、运输过程中，不允许猛烈碰撞，应平稳吊升、下放。8.保养后的取心工具其外表面应涂上防锈漆，注明日期后，存放于干燥通风处的取心工具专用支架上。六、验收内容1.取心工具的内、外筒无咬扁和弯曲现象。2.内筒、外筒（包括一个差值短节或稳定器）的有效长度为9.20m，其正负误差不超过10mm。3.螺纹光洁，无毛刺，外筒螺纹用手或（链钳）上紧后其紧密距为：取心工具规格紧密距mm川5—50.5—1.8川6—50.5—1.8川6T—50.5—2.0川7—50.5—2.0川8—50.5—2.2川9—50.5—2.64.通径规：必须用相应的通径规,能将内、外筒内径顺利通过，才认为该取心工具为合格。取心工具规格外筒内径规内筒内径规取心工具规格外筒内径规内筒内径规川5—