修井作業(yè)磨銑工具效率如何提高？

【操作難題】

　　在油田井下作業(yè)施工過程中，磨銑工具在使用時(shí)存在磨銑速度慢、使用時(shí)間短、機(jī)械性能差、工具磨損大等問題，導(dǎo)致占井周期長、修井成本高、員工勞動強(qiáng)度大。

　　【解決方案】

　　設(shè)計(jì)、加工制造高效磨銑工具新型磨鞋。經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用效果良好，與普通磨鞋相比，磨銑速度快、效率高、效果好。

　　講述人①:史昆（青海油田采油一廠采油班長）

　　【破解方法】進(jìn)行磨鞋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使磨銑掉的物質(zhì)及時(shí)排出，防止二次對磨銑面造成損傷。

　　【應(yīng)用效果】磨鞋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，在井下使用安全可靠。

　　前期，通過組織技術(shù)人員對井下現(xiàn)場使用過的幾個(gè)廢舊磨鞋解剖、測繪、查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合井下現(xiàn)場使用情況，對可能影響磨鞋產(chǎn)品質(zhì)量和井下作業(yè)的重要參數(shù)進(jìn)行反復(fù)測量。依據(jù)“性能先進(jìn)、工藝合理、工作可靠”原則，可以從高效磨銑工具磨鞋結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)入手，使磨削性能和制造質(zhì)量達(dá)到當(dāng)前國內(nèi)同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。

　　在磨鞋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要考慮便于導(dǎo)出磨銑掉物質(zhì)的通道，使磨銑掉物質(zhì)及時(shí)離開磨銑面，防止二次長時(shí)間對磨銑面造成損傷。磨鞋結(jié)構(gòu)大都是以對稱2水眼設(shè)計(jì)，磨銑齒呈一定角度均勻排列，水眼排量較小，不能充分清洗磨銑界面，降溫效果也不理想。在設(shè)計(jì)高效平底磨鞋時(shí)，采用120度相位角、3水眼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，排量不小于30米/秒。磨銑齒排列設(shè)計(jì)上，采用大致呈圓形、不同規(guī)格大小合金鑲嵌排列的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是磨鞋切削刃多、切削速度高、切削效果好。

　　講述人②：王建才(中油管道機(jī)械制造有限責(zé)任公司油氣儲運(yùn)裝備技術(shù)研究所焊接培訓(xùn)師):

　　【破解方法】可采用火焰釬焊、爐中釬焊、中頻釬焊三種工藝焊接磨鞋。

　　【應(yīng)用效果】磨銑速度快、機(jī)械性能好，同時(shí)磨鞋合金材料強(qiáng)度高、耐磨，減少了起下鉆頻次。

　　長期影響磨銑效率的根源在于磨銑面上磨鞋的硬質(zhì)合金鎢鋼片在磨銑作業(yè)中脫落，當(dāng)磨銑量較大時(shí)不能滿足施工要求。針對這一現(xiàn)狀，通過對硬質(zhì)合金及焊接材料的研究，建議在已更換35CrMo材質(zhì)的磨鞋基體上，用火焰釬焊的焊接工藝進(jìn)行堆焊或釬焊一層合金鎢鋼片，與基體熔合形成新的磨銑面。在使用火焰釬焊焊接磨鞋之前，要將待焊部位打磨干凈，清理去除油污、銹漬、雜質(zhì)等，再均勻預(yù)熱磨鞋基體待焊面?？稍O(shè)計(jì)一個(gè)磨盤轉(zhuǎn)動工裝，旋轉(zhuǎn)工件的同時(shí)，保證磨鞋胎體表面加熱溫度均勻。待焊面達(dá)到500到600攝氏度時(shí)可預(yù)先在上面撒上銅焊粉助焊劑，使待焊面形成脫氧保護(hù)層，繼續(xù)預(yù)熱至800攝氏度左右，再用夾持工具將鎢鋼片擺放好位置，然后使用高溫釬焊料（焊絲）沾助焊劑后，迅速填入待焊部位，使熔化的釬焊料在釬焊劑的浸潤作用下，完全填充滿鎢鋼片周圍。焊接時(shí)注意觀察熔池變化，避免出現(xiàn)氣孔、未熔“假焊”、氧化嚴(yán)重過燒等情況。

　　除手工火焰釬焊工藝，還可以采用爐中釬焊、中頻釬焊工藝進(jìn)行焊接。爐中釬焊就是將硬質(zhì)合金、釬焊助焊劑、釬焊料等送入釬焊爐中，設(shè)置釬焊溫度曲線后進(jìn)行施焊。這里需要注意的是，所有焊接工藝均需進(jìn)行預(yù)焊接工藝評定和焊接檢測，合格后制定焊接工藝評定，指導(dǎo)磨鞋磨銑面焊接，從而確保焊接質(zhì)量，達(dá)到理想的磨銑效果。

　　講述人③:張勇（川慶鉆探川西鉆探技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)中心鉆井現(xiàn)場組組長）

　　【破解方法】通過選擇磨銑工具、優(yōu)化鉆具組合、合理選擇參數(shù)等方面開展磨銑作業(yè)。

　　【實(shí)際效果】通過磨銑工具在布齒和刀翼上得到新理念與設(shè)計(jì)，現(xiàn)場應(yīng)用后，磨銑效率提高，與原有磨鞋相比磨銑速度快、使用時(shí)間長，磨銑效率提高1倍以上。優(yōu)化鉆具組合，磨銑工具在井下更安全可靠?？s短處置周期，起下鉆頻次減少，實(shí)現(xiàn)降本增效。

　　在磨銑作業(yè)中，使用磨銑工具種類比較多，常用的磨鞋有平底、鍋底、套子、引子（引桿）等。如磨銑較大金屬落物時(shí)，應(yīng)選擇平底磨鞋，接觸面積大，壓住磨銑效果好。磨銑管狀落魚盡量選擇帶有3至5刀翼磨鞋，刀翼進(jìn)刀口要鋒利，接觸面積小防打滑；在裸眼段可選擇套子磨鞋，在套管內(nèi)則應(yīng)選擇引子磨鞋，防止留有“豁皮”卡鉆。

　　在磨銑過程中，特別是井比較深的情況下，由于磨鞋工具和套管間間隙小，鉆具組合盡量考慮使用井下動力鉆具，形成高轉(zhuǎn)速、低鉆壓，提高磨銑效率和使用時(shí)間。如組合無井下動力鉆具，要有加重鉆具保持磨銑鉆壓。鉆具組合增加隨鉆撈杯，根據(jù)磨銑扭矩實(shí)時(shí)打撈，防止重復(fù)磨銑和卡鉆風(fēng)險(xiǎn)，如磨銑返出鐵屑較少，可單獨(dú)下鉆清理。

　　磨銑參數(shù)要根據(jù)井下情況實(shí)時(shí)調(diào)整，整個(gè)磨銑要輕鉆壓、高轉(zhuǎn)速、合適排量。剛磨銑時(shí)，可能魚頂有破損或參差不齊，要定時(shí)定量輕鉆壓磨銑；磨銑無扣活動落魚，要變速磨銑或停止轉(zhuǎn)動，先反復(fù)壓制后再磨銑。磨銑排量在滿足泵壓和攜帶鐵屑情況下，可降低排量減少液力沖蝕。磨銑扭矩有升高趨勢，應(yīng)停止磨銑多拉劃循環(huán)。

　　磨銑操作人員要有足夠的耐心，磨銑精力集中不得溜鉆，使用電動鉆機(jī)可采取恒鉆壓或恒轉(zhuǎn)速送鉆，少放勤送。根據(jù)扭矩和參數(shù)變化判斷井下磨銑情況，每磨銑30分鐘至少上提一次。及時(shí)收集返出鐵屑分析井下情況，如套管懸掛未回接至井口，鉆具在起鉆出喇叭口前應(yīng)增大排量循環(huán)。

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