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2024年5月24日发(作者：)
技术创新
17
MPC
机械切割技术在海上高温高压井中的应用
任松涛①魏妥超②李祝军②冯雪松①徐斐②
①中海油能源发展股份有限公司工程技术湛江分公司
②中海石油
（
中国
）
有限公司湛江分公司
随着国内海上高温高压井的开发已进入实施阶段
，
为保障生产期间井屏障长期
有效
，
高温高压井普遍采用永久式封隔器
，
常规的切割回收封隔器方式不能满足精
准切割芯轴的要求
。
本文介绍了一种
MPC
电缆机械切割技术在海上高温高压井中的应
用
，
通过切割原理介绍
、
技术特点
、
现场应用切割方案选择、地面切割模拟到现场
准备与作业实施
，
最终完成封隔器芯轴切割
，
切割点位置准确
、
切口完整平滑
、
效
果良好
，可在永久封隔器回收
、
特殊打捞等要求精准切割的工况中推广应用
。
南海莺歌海盆地的中深部地层广泛发育高温高压储层
，
随
MPCW
割刀可在高温高压井况下作业
，
温度级别
200
0
着近年勘探开发海上高温高压气田开发进入规模化实施阶段
。
在高温高压气井生产作业过程中
，
完井管柱所处压力
、
温度环
境变化范围大
，管柱往往会产生较大的弯曲应力
，
为保障生产
压力等级
20000
psi
,
常用刀片尺寸为
50
mm
、
60
mm
和
63
nun^
种规格
，
切割范围见表
1
所示
。
MPC
机械切割技术具有以下优点
。
（
1
）
切割过程可视化
，
可通过地面软件监测切割情况
，
使
期间井屏障长期有效，
生产管柱采用双永久封隔器管柱结构吧
钻完井作业或生产期间岀现工具失效
、
管柱泄露或后期弃置回
用
CPU
控制切割精度或有难度的切割
。
（
2
）
运输方便
，
可快速动员
，
无需炸药等火工品和化学危
收更换管柱时
，
需对永久封隔器进行回收
，
永久封隔器的回收
险品
，易于运输
。
（
3
）
可切钢材和合金管材
（
镀珞
）
，
平均切割时间在
2
盼
方式主要为切割芯轴和套铳
，
而套铳一方面损伤生产套管
，
另
一方面会产生落物影响下部管柱的回收
。
目前国内外常见的切
钟左右
。
（
4
）
切割过程产生碎屑较小
，
不影响后续作业
。
割技术主要有切割弹切割
、
爆炸切割
、
化学切割
、
镁粉切割
等
，
但均不能满足精准切割芯轴的要求
。
本文主要介绍
MPC
电
缆机械切割技术的工艺原理和技术特点
，
并详尽讲述该切割技
（
5
）
可实现一趟切割多个傩
。
（
6
）
精准控制，只切割油管而不伤套管
。
最大切割外径超
术在海上高温高压井中的成功应用情况
。
1
MPC
工作原理和技术特点
出设定值
1/8
”
,
工具就会停止
，
同时可调整切割速度
（
最低
0.01
mm/min
）
,
可地面实时监控
，
任何时候均可停止
。
刀片尺寸
mm
50
60
1.1
工作原理
MPC
电缆机械切割工具主要由电子线路部分和机械部分组
切割最
小外■径
mm.
切割最大外径
mm
最大切割壁厚mm
12.7
17.27
73
102
114
178
成
，
其中机械部分由液压部分
、
推进部分
、
主监视器
、
锚定部
分和切割头组成
，工具结构示意图如图
1
所示
。
其工作原理概述
102
102
63
19.05
表
1
MPC
刀片切割范围
2
现场应用
为
：
MPC
工具串下至设计深度后，
地面通电驱动液压马达
-
打
开锚定装置
，
使仪器相对于管壁固定-驱动主马达
，
使切割头
高速旋转
T
带动马达控制刀片的外展速度
T
刀片接触管壁
，
进
南海西部某高温高压定向井压力系数
1.92,
温度
144
最
大井斜
32.42
。
，采用双永久封隔器生产
管柱
，
生产管柱如图
2
所示。
该井生产封
行切割
T
断电收回刀片
、
解除锚定
，
完成切割
。
当管材被切开
并开始分离时
，
内置在工具内的加速度计会有指示
，
并停止切
割
。
切断后电流
、
井口悬重
、
仪器转速将会有变化
，
可以准确
隔器坐封后加压未能成功射孑
L,
需回收
原管柱重新完井
，
为避免影响后续作业
判断出管材切断
IW
况吧
决定采用切割芯轴实现两个永久封隔器
回收
。
2.1
切割方式选择
本次作业需要切割的永久封隔器为
PREMIERif
隔器
，
设计回收方式为切断
芯轴回收
，
可切割区域长度为
0.54
m,
图
1
MPC
（
电缆机械切割
）
示意图
1.2
技术规格及特点
切割区域外径为
90.93
mm,
内径
72.90
mm
。
红色区域为外筒部分
，
此区域不
图
2
原生产管柱示意图
18
囱魁科技
2021
年•第
2
期
能割断否则影响后续过提回收
，
外部推筒内径
97.79
mm,
夕卜径
125.43
mm
o
(1)
切割弹切割
：
用电缆将切割弹下放到预定深度
，
地面
通电
，
切割弹专用雷管组件发火
，
输出爆轰波引爆切割弹组
件
，
形成金属射流
，
切割油管
。
该方法成本低
、
组装简单
、
可
靠性较高
、
破坏性较大
、
割口变形严重
。
(
2
)
爆炸切割：
通过使用专用切割组件和药饼
，
地面供电
弓
I
爆雷管
、
导爆索和药饼
、
切割组件
，
对油管
、
钻杆
、
钻铤切
割
。
该方法成本低
、
可靠性较高
、
切割完后需要过提才能拔
断
，
割口极不规则
，
爆炸后形成几道长长的带破坏性的爆炸
口
、
组装葩杂
。
(
3
)
化学切割：
利用火药药柱燃烧产生高压
，
将化学药剂
均匀
、
高速喷射到油管内壁
，
从而达到切断油管的目的
。
该方
法费用高
、
可靠性高
、
组装复杂
，
要求综合考虑井中的压力
、
流体性质、
油管尺寸和重量等参数设计切割工具
、
对油管切口
的破坏性小
，
便于打捞
。
(
4
)
镁粉切割：
通过电缆传输额定电流
，
形成高能等离子
-
切割工具内压增加
，
超过井内液柱压力
-
切割工具喷嘴上的
滑动套筒下滑
T
喷嘴暴露在井筒中
T
高能等离子体通过喷嘴喷
射离子
，
射向切割区
-
对管柱实施切割
。
该方法操作简捷
，
安
全性能高，
不受作业井深度限制
，
是深井
、
超深井作业管柱最
理想的内切割工具之一
；
切割管柱尺寸范围广
；
切割后的鱼头
00,
无需修整
；
无需爆炸性
、
环境危害和载许可吧
通过对比常用切割工艺均无法实现精准切割，
仅有
MP«M
械切割可实现在割断封隔器芯轴的同时而不损伤外部推筒
，
完
成永久封隔器回收作业
。
通过对比
PREMIER
永久封隔器芯轴可
切割区域尺寸图和
MPC
工具参数
，
确定切割方案为
53.98
mm
MPC
切割工
M
配合
50
mm
刀片
，
通过
CCK
定位校深完成封隔器
芯轴切割作业
。
2.2
地面模拟
为保证切割方案的可行性
，
在陆地选取与
PREMIER
永久封
隔器芯轴规格类彳以的外径
73.00
mm
、
磅级
7.8ppf
油管进行切割模
拟
，
两种材料对比如下表
2
所示
。
管材
材质
内径
(mm
外径(mm)壁厚(mm)
油管
13CrS
59.00
73.00
7.01
PREMIER
永久封隔器芯轴
13CrS
73.30
90.93
&
94
表
2
油管与永久封隔器芯轴参数对比
当地面设备准备就绪
，
预先设置好切割范围
，
使用自来水
对切割头进行冷却
，
在软件屏幕上点击锁紧锚定装置，
显示锚
定成功后点击开始切割
，
地面加电压
500
V,
观察到电流随着刀
片切割管材从
0.2
A
逐渐涨到
0.8
A,
切割完成后减小至
0.2
A
即空
转电流
。
切割时间
19.5
mm,
显示切割最大夕卜径
77.17
mm
(完全
割断)
,
由于油管水平放置
，
切割最大外径比理论大
。
地面模
拟切割油管标明
MP
(
M
械切割可实现永久封隔器芯轴的精准切
割
。
2.3
电缆冲孔
由于切割位置处于两个封隔器之间
,
温度影响形成圈闭压
力
，
为避免切割过程中造成影响，
在切割作业之前下入冲孔
抢
，
对两个封隔器之间的油管进行冲孔
，
释放两个封隔器之间
的圈闭压力
，
平衡油套环空内外压力
，
工具串组合为
：
小马龙
头
+
CCD®
深仪
+
点火头
+
冲孔枪
+
偏心加重杆
+
枪尾
。
2.4
模拟通井作业
根据本井的管柱结构图
，
在井下安全阀与工作筒处存在缩
径
，
为保证切割工具能够下入到位并顺利起出
，
下入模拟工具
串进行模拟通井
，
工具串组合为
：
小马龙头
+CCL®
深仪
+
2.15”
通井工具
。
2.5
切割作业
(1)
参数设置：
采用
50
mm
切割刀片，
最大切割外径设置
为
104.14
mm
o
(
2
)
校深
：
MPC
工具串下过井下安全阀及工作筒后
，
上提
可通过后再继续下入，
根据
PREMIER^
久封隔器上下油管接箍
深度进行校深
，校深后调整仪器深度在切割区域中部
。
(
3
)
切割作业
：
切割期间油管及环空加备压
500
psi,
保持
内外压力平衡
；
锚定装置张开后启动割刀马达
，
切割电流由
0.2
A
逐渐增大至
0.8
A,
16
min
后割刀外径增大至
94.74
mm
时电流快
速减小至
0.2
A,
继续切割电流由
0.2
A2
渐增大至
0.5
A,
割刀外
径增大至
101.40 mm
时停止切割作业
，
仪器显示切割完成
；
可明
显看到切割电流
：
小
-
大
-
小
-
大
，
对应切割位置
：
逐渐切割
封隔器芯轴
-
芯轴与外筒之间
t
切割外筒
；
断电收回割刀
、
解
除锚定
，
起出检査工具刀片有磨损
；
管柱起出后检査封隔器芯
轴割口平整
，
丈量割口蝕与理欣
3
结论及建议
(1)
MPC
电缆机械切割工具适宜于结构复杂
、
内径较小的
管柱
，
可精确控制切割范围
，
割口平整
，
切割耗时短
。
(
2
)
采用
MPC
切割工具作业时
，
需要确保被切割管体内部
和外环空压力平衡
，
若不能保持则需在管内及环空加背压
，
以
减小压力波动瞬间对工具的冲击
。
(
3
)
MPCft
械切割过程中必须保持管柱处于过提状态
，
防
止切割完成瞬间管柱错位卡工具串
，
或压断刀片
。
(4
)
机械切割完成收回割刀后
，
必须先解除锚定再上提工
具串
，
防止过提工具串力量较大使锚定装置变形
，卡工*串
。
(
5
)
通过
MPCW
械切割技术在高温高压井中的应用
，
为后
续永久封隔器的回收提供指导意见
，
可在永久封隔器回收
、
特
殊打捞等要求精准切割的工况中推广应用
。
【
参考文献
】
[1]
韩成
，
魏安超,黄凯文
，
等.莺琼盆地超高温高压气井测试技
术
D]
.特种油气藏
,2018,25(6):150-154
[2]
黄亮
，
徐靖
，
魏安超
，
等.莺歌海盆地高温高压气井完井管柱
设计
[J].
重庆科技学院学报(自然科学版
),2019,21
⑵
:10-12
[3]
罗少锋
，
贾奔
，
林志勇
，
等.电缆机械切割工艺在修井中的应
用与探索
U]
•石油和化工设备
,2017,
20(4):62-65
[4]
许清海
，
胡晋阳,刘春阳
，
等.渤海油田切割工艺技术研究口
技术研究
,2018(5):109-110
[5]
田晓洁
，
刘永红,林荣桔
，
等.深海套管切割工具的研究和发
展现状
[J]
.石油机械
,2011,
39(11):67-71
[6]
陈新欣
，
雷兰祥
，
孙怡红
，
等.连续管水力机械切割工具的研
究与应用
[J].
石油机械
,2013,41
(5):76-78
[7]
田继宏.精确定位水力切割技术的研究与应用
[J].
中国高新
技术企业
,2017
⑹
:43-44
[8]
馮一
，
李君宝,韩耀图
，
等.深井回收永久封隔器实例解析口
东方企业文化
,2012(10):144-145
[9]
郭红军
，
张宝和
，
刘俊峰
，
等.镁粉切割工具在
YH23-1-26
气
井事故处理中的应用
[J].
石油天然气学报
,2008,30
3:387-388
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