中海油服油田生产事业部完井中心 天津市 300459
摘要：在石油的开采过程中，要想使其作用得到充分发挥，在作业的前期首先要做好完井工作。一旦完井失效，会对后期的施工作业带来很大的麻烦，更会造成不必要的损失。本文将围绕完井工具失效的相关内容进行介绍。
关键词：完井工具；失效；原因；控制措施
1.前言
我国能源结构多样，其中，石油和天然气是重要的能源之一，而且储量大的优点也使石油天然气在我们的生产生活中广泛应用。随着使用量的增加，对开采的需求也在不断提高。在石油天然气的开采过程中，开采的方式方法将对开采的效果产生直接影响。一旦开采工具失效，必然会对相关单位造成很大的经济损失，也给施工作业带来了更大的难度。
2.完井方法和完井工具简述
2.1完井方法概述
当前常见的完井方法有：射孔完井法、裸眼完井法、衬管完井法、砾石完井法。其中使用最广泛的方法是射孔完井法，运用钻到达油层或者气层，然后进行套管，在对该井进行固定之后，对其进行射孔，从而完成作业。裸眼完井法适用于碳酸盐岩、硬砂层等位置相对简单的石油层或是气层。裸眼完井法就是在生产层的顶部进行固井，生产层段裸露的完井方法，根据钻开石油层或者气层和下入套管的先后顺序，又能分成先期和后期裸眼完井法。衬管完井法就是将油层套管下到生产顶部，接着进行固定作业，然后可以钻开生产层进行开采。该种完井方法，下人带孔的衬管进行开采和生产，使其能够拥有防砂的作用。
2.2完井工具分类
随着科学技术的进步，完井工作中使用的工具逐渐增多，因此每个人都可以面对不同的采矿环境和地质，并拥有更多不同的方法和工具。完井工作中通常使用以下工具：首先为大家介绍的完井工具是单层完井机械式封隔器，该完井工具封隔器隔开套管和层管，为对井的控制提供了有效手段，它的优点还能有效防止套管腐蚀和锚定油管柱单层完井水利座封封隔器，该种完井工具在进行封隔器座封的时候不会动油管，在安装的时候，下钻次就行，能够节省大量的钻井时间，并且在井口完工之后更换封隔液，使其增加安全性。单层完井水利座封封隔器常用于海上，这是因为内部拥有安全阀控制管线使其不能转动油管。
单层完井密封筒封隔器拥有较大内径，具有结实耐用、使用寿命长、可回收等优点。单层完井密封筒封隔器在具体操作中，其中的生产管柱可以锚定也可以自由悬挂，具体使用根据油管活动要求进行。封隔器可以进行堵塞，使其能够做暂时或永久性桥塞，让后续操作更加便利单层完井带定位密封总成的密封筒封隔器，该种完井工具能够根据受到封隔液比重发生变化、压裂、酸化作业等压力变化和温度变化而引起的油管移动而引起加长密封筒的定位密封总成变化。该种工具一般与油管传送射孔一起使用。
这种类型的修整工具可以通过封隔器流体比重的变化，压裂，酸化操作以及温度变化引起的管运动来扩展。密封缸的定位密封组件发生变化。这种类型的工具通常用于管道穿孔，单层完成环回。此外，还具有诸如多层选择性互补，标准双管互补，多层双管互补等优点，并且可以在适应各种环境中发挥重要作用。根据所施加的力，完井工具也可以分为机械和液压两种。由于液压对现场整理工作的良好影响，良好的兼容性和高安全性，因此更为实用。
3.冲击压力造成液压完井工具失效案例及原因
为了更详细地研究冲击压力对液压完井工具的影响，作者结合了他们的工作经验，例行调查，介绍故障的实际完成情况，分析原因。
3.1现场施工方法及故障现象
现在主要介绍冲击压力对液压式完井工具失效的影响。对完井工具在工作时，一般借助管串内外压力差，让固定销钉被剪断，从而完成工具打开操作步骤。
一般管串进行下行钻探的时候运行速度非常快，若是在下落的过程中突然急停或者急刹，就会导致其中的管串下端的盲板被完全堵死在该位置上，那么这时候管串内的液体就会因这些因素而瞬间形成高压，最后导致出现流体力学中的水击现象。在发生该种现象的同时，这些液体仍然具有惯性和压缩性，在管内的液体跟随管串一起下行，下落的过程中突然急停，这些液体就会随之遇到阻碍，但由于惯性，液体就会保持原来的下行速度和方向，最后导致内部压强发生巨大变化。在内部压强发生变化的同时，管壁的弹性、液体的压缩性与管内压强之间发生微妙“反应”，当管串和内部液体停止的时候，就会出现直接完井工具失效的现象。
3.2失效原因探究
现场施工不当会导致完井工具出现故障。在进行完井的工作中，若是使用液压式尾管悬挂器与液压式套管外封隔器，那么，悬挂器和封隔器的座封就是借助盲板。在进行悬挂器的操作中，它的速度能够达到4m/s，由于工具自身的问题，导致出现提前发挥作用而出现急停的现象，或者在操作不当忽然启动，这些情况都会导致管套在下入的过程中受到阻碍。此时把整个管串起出来大家就会发现，悬挂器的液缸活塞已经被打开，EPC胶桶磨损严重，卡瓦片脱落，那么，从中分析得出，由于液压作用导致完井工具进行提前打死。完井工具的内部结构存在有待改善的地方和施工作业不规范，没有严格按照相关使用方法进行，导致其中的液体的冲击压力产生。若是当管内液体产生的冲击压力超过工具所承受的极限，最后就会导致工具损坏，使其对井下后续工作产生不好的影响，直接造成经济损失。
4.冲击压力对完井工具失效对策
4.1改进完井工具，减少因冲击力而导致工具失效
从完井工具失效的具体原因分析中能够知道，工具的内部结构问题在工具失效或者损坏过程中发挥了主要作用，与完井管串有着直接关系。所以，改进完井工作，首先就应该对管串中的盲板做相应改进，改变原孔板结构，增大液体流动口，从而减少因液体运动产生的惯性形成的压力。调整盲板的孔板后，可以确保在完井工具下降时不会产生冲击压力。到达指定位置后，由于液体惯性等其他原因，内部压力将被消除。众所周知，差压环在工作方向上的动态载荷是向下的，打开套筒的方向是向下的。由于所有力都在同一方向上，因此增加的压力也使制成的工具相对容易失效或损坏。为了改变这种状况，完井工具在实际工作中，可以改变原来的打开的方向，将向下改为向上，这样能够让套管在打开的时候产生的冲击力与原来产生的荷载力方向相反，让方向相反的力相互作用，让完井工具失效的问题能够减少，增快石油或者天然气的开采进度。
4.2加强对施工管理，改进完井施工要点
改进的施工管理和完善的完工点可以有效地防止成品工具受到冲击压力甚至损坏。为了加强施工管理，每个人都必须开始完成的编排工作并改善施工现场。例如，完井管柱的速度受到严格控制，其最大速度为4m/s，但是在某些操作中，需要确保下降工具的速度约为1.2m/s特别是完井工具的抗压力快要达到临界深度的时候，更应该注意控制下行速度，以免超出工具所承受的压力范围，出现完井工具损坏现象。另外，在对完井工具进行具体操作的工程中，应该采用缓慢、平缓的操作，这样能够让管串在下入的过程中十分平稳，使其能够有效减少内部压力的产生和保证冲击压力不出现或者压力值非常小。所以，完井工具在下入过程中严禁急停、急刹、忽然启动等操作，使其能够有效防止冲击压力对完井工具造成失效。
5.结束语
总之，在完井的作业过程中，造成失效的主要因素就是人工操作的速度快、刹车过急所造成的冲击压力过大。因此，我们要根据完井的结构特性，控制冲击力。在人工操作中控制操作进度，从而将冲击力产生的影响降到最低，减少或杜绝因冲击力所造成的失效等问题发生。
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