新型的切割组合球及切割工艺的制作方法

1.本发明属于油气等能源作业领域，涉及连续油管的定点切割，具体而言，涉及用于切割连续油管的新型切割组合球，并进一步涉及利用该切割组合球的切割工艺。


背景技术：

2.在油田作业过程中，特殊情况时有发生，而连续油管管柱被卡于井内的情况最为复杂，处理起来比较困难。一般工具外径比管柱外径大，大部分卡点是在工具处，有时就需要在卡点以上将管柱切割，然后起出能自由活动的管柱，以便下一步的处理，化学切割则是比较理想的手段。现有化学切割工艺需要在实施工艺前先将连续油管切断，再通过钢丝、电缆等传输设备将化学切割弹送入连续油管继而下入目的深度。该连续油管切断操作将整盘连续油管一分为二，使得两部分各自长度一般都已经无法满足施工井的作业长度要求。
3.另外，连续油管一旦被卡住，无法正常解卡，则在卡点以上切割连续油管前，需要将连续油管在井口切断，钢丝、电缆等传输设备才能带切割工具通过连续油管内通径下入，完成连续油管在卡点以上切断，而一旦井口切断连续油管则将造成整盘昂贵的连续油管报废。
4.并且，有的连续油管内径很小，现有的钢丝、电缆等传输设备尺寸无法通过这么小内径的连续油管。连续油管在工具串处遇卡的情况下，如何不用在井口将连续油管切断，以及小内径的连续油管也能在卡点以上切割，最后将连续油管顺利起出，成为了作业者亟待解决的现场难题。
5.针对上述问题，本发明提供了一种用于连续油管定点切割的新型切割组合球，由孔球与化学球组成。在本发明的方法中，通过选择合适的孔球和化学球尺寸，根据连续油管设备自身可投球的特点，通过投入孔球填高和投化学球发生化学反应，将连续油管定点切断，从而整盘连续油管得以保全以便继续利用。同时，也可以应用于内径小的连续油管。本发明的工艺大大降低了后续打捞作业难度，节省了打捞费用；特别有利的是，可以避免出现整个油气井报废的极端情况。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种用于连续油管定点切割的新型切割组合球，包括化学球与孔球。
7.其中，所述孔球为圆球状或类球状，内部中空，外部蜂窝状结构，可以使流体通过，不会堵塞连续油管内通道，使得后续球可以被继续泵送到位。所述孔球外径小于连续油管内径。
8.孔球用于填高作用，其材质可耐受油气领域常用的酸碱等化学药剂，所述材质例如为聚丙烯(pp)、聚酰胺(pa)、石墨、陶瓷等。
9.所述组合球可以包含两种、三种或者更多种化学球。化学球表面有水溶性覆膜，如聚乙烯醇。
10.在一个实施方案中，所述组合球包含化学球a和化学球b，两种化学球相遇可以发生化学反应。
11.所述化学球a和b为圆球状或类球状，具有交叉的内通道，可以使流体通过，不会堵塞连续油管内通道。化学球a由氧化剂物质制成，例如硝酸脲、硝酸铵。化学球b主要为高温释放盐酸材料类，例如三光气，并含有一定量的还原剂，例如盐酸肼，铝粉、镁粉，所述释放盐酸类材料与还原剂的重量比为5:1至3:1，例如4.5:1、4:1、4.25:1、3.5:1。
12.使用的时候，例如通过柴油分别将化学球a和化学球b携带堆积到孔球之上，然后再泵入清水将连续油管内的柴油全部替换成清水，连续油管内的清水将水溶膜溶解后，化学球a与化学球b首先发生剧烈的氧化还原反应，使得化学球b分解，然后化学球a溶解产生的酸与化学球b分解释放出的盐酸形成强腐蚀性酸溶液，从而溶蚀连续油管。
13.在另一个实施方案中，所述组合球包含化学球a、化学球b和化学球c。
14.所述化学球c为圆球状或类球状，或鱼鳔状或梭状，其材质为油气领域常规可用的已知高爆体，如固体火药或固体炸药类高爆药剂，例如三硝基甲苯(tnt)、黑索今(rdx)和奥克托今(hmx)。
15.本发明进一步涉及一种用于连续油管定点切割的新型切割工艺，其特征在于使用根据本发明的切割组合球来进行，包括如下步骤：
16.1)、根据井下工具串的内径通道长度及连续油管内径，选择合适的孔球尺寸及个数和合适的化学球尺寸；
17.2)、通过连续油管设备滚筒投球处，在连续油管内径通道中投入多个孔球；
18.3)、孔球投入结束后，投入化学球a；
19.4)、泵入一个油管体积的柴油之后，投入化学球b；
20.5)、泵入清水将连续油管内的柴油全部替换成清水，连续油管内的清水将化学球的水溶性覆膜溶解；
21.6)、化学球a与化学球b在最后一个孔球上发生化学反应，分别释放出相应的酸，形成强腐蚀性酸溶液，溶蚀工具串上部的连续油管，以将连续油管定点切断；
22.7)、提拉连续油管，如果可正常提动，则作业完成；如果提拉不动，则重复投入化学球a和化学球b，直至连续油管被切断可正常上提。
23.在另一个实施方案中，本发明的新型切割工艺包括如下步骤：
24.1)、根据井下工具串的内径通道长度及连续油管内径，选择合适的孔球尺寸及个数和合适的化学球尺寸；
25.2)、通过连续油管设备滚筒投球处，在连续油管内径中投入多个孔球；
26.3)、孔球投入结束后，投入化学球a；
27.4)、泵入一个油管体积的柴油之后，投入化学球b；
28.5)、泵入清水将连续油管内的柴油全部替换成清水，连续油管内的清水将化学球的水溶性覆膜溶解；
29.6)、泵入清水的同时接着泵入化学球c；
30.7)、化学球a与化学球b在最后一个孔球上发生化学反应，反应产生的热使得温度提高；
31.8)、由于化学球a与化学球b反应而升高的温度使得化学球c发生爆炸，产生爆炸将
工具串上部的连续油管定点切断；
32.9)、尝试提拉连续油管，如果可正常提动，则作业完成；如果提拉不动，则重复投入前述步骤2)至8)，直至油管被切断可正常上提。
33.在油管壁较厚的情况下，可分批多次投入化学球，前一组反应之后，再投入下一组，以增加总溶蚀药剂量或产生多组量高温爆炸，从而完成切割作业。
34.在步骤2)中，投孔球用于填高，孔球的投放数量以孔球叠加起来的总高度不低于工具串内径通道长度为基准，优选稍高于工具串内径通道长度。
35.本发明的新型定点切割工艺的有益之处在于：在作业工具串在井内遇卡，各种解卡措施无效的情况下，本发明的切割工艺可有效地解决问题。一方面，在工具串上部的连续油管被定点切断后，可将连续油管起出，避免了切割连续油管，从而整盘连续油管得以保全，使其可以继续利用；另一方面，所述方法也可以应用于内径小的连续油管，没有任何局限性。通过本发明的方法，大大降低了后续打捞作业难度，极大地节省了打捞费用；最重要的是避免了出现整个油气井报废的极端情况。
附图说明
36.图1是本发明的孔球结构示意图。
37.图2是本发明的化学球a结构示意图。
38.图3是本发明的化学球b结构示意图。
39.图4是采用根据本发明的切割组合球(孔球+化学球a和化学球b)进行的切割作业状态的半剖示意图。
40.附图标记说明
41.1、孔球；2、化学球a；3、化学球b；4、连续油管；5、工具串。
具体实施方式
42.下面以具有水溶性覆膜的化学球a、b和c为例，通过实施例进一步详细说明采用本发明的切割组合球的切割工艺。
43.实施例1：
44.孔球+化学球a+化学球b
45.当作业工具串在井内遇卡时，首先根据工具串内径长度，计算好所需孔球的数量，逐一将所需孔球通过连续油管设备滚筒投球处投到工具串内。然后，再通过连续油管设备滚筒投球处投入化学球a；泵入一个油管体积柴油后，再通过连续油管设备滚筒投球处投入化学球b。泵入清水将连续油管内的柴油全部替换成清水，连续油管内的清水将化学球水溶膜溶解。化学球a与化学球b在最后一个孔球上发生化学反应，分别释放出相应的酸，形成强腐蚀性酸溶液，溶蚀工具串上部的连续油管，以将连续油管定点切断。尝试提拉连续油管，如正常提动，则说明解卡；提拉不动，则继续投入化学球a和化学球b，直至油管被切断可正常上提。
46.实施例2：
47.孔球+化学球a+化学球b+化学球c
48.当作业工具串在井内遇卡时，首先根据工具串内径长度，计算好所需孔球数量，逐
一将所需孔球通过连续油管设备滚筒投球处投到工具串内。然后，再通过连续油管设备滚筒投球处投入化学球a；泵入一个油管体积柴油后，再通过连续油管设备滚筒投球处投入化学球b。泵入一个油管体积柴油后，泵入清水将连续油管内的柴油全部替换成清水，连续油管内的清水将化学球水溶膜溶解。泵入清水的同时立即通过连续油管设备滚筒投球处投入化学球c；最后化学球a、b、c堆积在一块，由于化学球a与化学球b反应产生的高温使得化学球c发生爆炸，瞬间产生爆炸，将连续油管定点切断。然后，尝试提拉连续油管，如正常提动，则说明解卡；提拉不动，则重复前述孔球和化学球投放步骤，直至油管被切断可正常上提。