平底（或凹底）磨鞋
平底（或凹底）磨鞋用来磨铣井下落物，修理鱼顶的工具。
（一）结构
由磨鞋本体及所堆焊的硬质合金（或硬质合金柱镶嵌）或其它耐磨材料组成，平底（或凹底）磨鞋结构尺寸如图1-38所示。
（二）工作原理
在钻压和扭矩的作用下，吃入并磨碎落井的钻头、牙轮、刮刀片、通径规、卡瓦牙、钻具接头等大块落物，磨屑随循环洗井液带出地面。
（三）使用方法
1.根据落物形状和井眼尺寸选择相应尺寸的磨鞋，一般磨鞋应比井眼小15mm～30mm，套管内使用的磨鞋外侧不得有硬质合金。
2.下井前检查钻杆丝扣是否完好，水眼是否通畅，硬质合金或耐磨材料不得超过本体直径。
3.下井前绘制平底磨鞋草图。
4.将平底磨鞋连接在钻具结构最下端入井。钻具组合：磨鞋+钻铤（50m～80m）+钻杆。
5.下至鱼顶以上2m～3m，开泵冲洗鱼顶。待井口返出洗井液流平稳之后，启动转盘（或顶驱）慢慢下放钻具，使其接触落鱼进行磨削。
6.下放钻柱到底，加压20kN～50kN低速磨铣，严防过大扭矩。每磨20min～30min，上提下放钻柱，并压住落物开泵继续磨铣。
7.磨铣中若发现泵压升高，转盘（或顶驱）扭矩减小，说明磨鞋牙齿已磨平，应起钻换磨鞋；若发现磨屑明显减少，转盘蹩钻变轻，说明落物已磨平。
8.对井下不稳定落鱼的磨铣方法。
当井下落鱼处于不稳定的可变位置状态时，在磨铣中落物会转动、滑动或者跟随磨鞋一起作圆周运动，这将大大降低磨铣效果，因而应采取一定措施使落物于一段时间内暂时处于固定状态，以便磨铣。其方法是经常顿钻，将其顿到井底，可按下列步骤进行：
（1）确定钻压的零点（钻具的悬重位置是磨铣工具刚离开落鱼的位置），然后在方钻杆上作好标记。
（2）将方钻杆上提1.2m～1.8m（浅井1.8m，深井1.2m），以此为参照数据，具体应根据井深情况、钻具、钻井液情况进行设计。
（3）向下溜钻。当方钻杆标记离转盘面0.4m～0.5m时突然猛刹车，使钻具因惯性伸长，冲击井底落物，使落物顿紧压实。
（4）如（3）顿钻后转动60°～90°再次冲顿。如此进行3～4次，即可继续往下磨铣。
（5）不要让金属碎块卡在磨鞋一边不动，要下顿磨鞋将其捣碎，若扭矩增大是好现象，表明碎片都靠在磨鞋旁边。
（6）不要让平底磨鞋在落鱼上停留的时间太长（这样会在磨鞋表面形成很深的磨痕），要不断将磨鞋提起，边转动边下放到落鱼上，以使改变磨鞋与落鱼的接触位置，保证均匀磨铣。
（7）在磨铣铸铁桥塞时，磨鞋直径要比桥塞小3mm～4mm。
9.对钻具蹩跳的处理。
（1）当磨铣套管时出现的跳钻，尤其是使用领眼磨鞋时的跳钻，往往说明套管由于固定不牢而摆动；一般降低转速可以克服这种情况。
（2）当磨鞋磨铣平稳时，证明工作性能最佳。产生跳钻时必须把转速降低到50r/min左右，钻压降低到大约10kN以下。1h～2h以后再逐渐加压。若磨铣运转平稳，磨铣速度理想的话，转速保持不变；若磨铣速度偏低，可提高转速。若重新出现跳钻，应恢复到原转速直到磨鞋运动平稳后再加速，并保持这一转速。
（3）当钻具被蹩卡，产生周期性突变时（转速由快变慢，机器复合声音加大，到一定圈数时，钻具突然快速转动，并发出较大声响），说明磨鞋在井下有蹩钻现象。蹩钻的原因一是落鱼偏靠套管；二是落鱼碎块；三是钻屑沉积。无论是什么原因，均应上提钻具。排出磨鞋周边的卡阻物或改变磨铣工具与落鱼的相对位置，并加大排量洗井。若上提遇卡，可边转边提解卡（因此在制作磨鞋时上端斜面上应镶焊切削材料，以防止卡钻后上提磨铣时缺少向上磨铣的功能）。钻具提出之后，应充分大排量洗井，以保证将磨下的碎屑物冲洗出地面。
10.对各种胶皮的磨铣。
落鱼上附带的胶皮在磨铣过程中会引起磨铣速度下降。如遇到这种情况时，判断准确之后可采取降低泵压或完全停泵很短一段时间，并反复顿钻，用磨鞋把胶皮捣成碎块。如果胶皮实在无法继续操作，那就不得不起出磨鞋，下钻头将胶皮块从落鱼中清除，或者下入其它打捞工具（如一把抓、老虎嘴、反循环打捞篮等）将胶皮处理之后，再进行磨铣。
（四）注意事项
1.下磨鞋前，井眼要通畅。起、下磨鞋要控制速度，以防阻卡或产生过大的波动压力。
2.磨铣中要控制蹩钻，保持平稳操作。
3.作业过程中不得停泵。
4.磨铣过程中，要每隔15min取一次砂样，分析铁屑含量。
5.磨铣过程中，上提遇卡时，应下放转动钻柱，不得硬拔。
6.长时间单点无进尺，应及时分析原因，采取措施，防止磨坏套管。
7.对活动鱼顶不宜使用，以防止磨鞋带动落鱼向井底钻进，或损坏下面落鱼。
8.磨铣钻具组合中应加一定长度钻铤，使磨鞋工作时平稳。
（五）维护和保养
①若硬质合金磨损，必须及时进行维修。
②保持水眼通畅。
③接头处均匀涂抹丝扣油或防锈油，存放在干燥的地方。
（六）技术参数
平底（或凹底）磨鞋技术参数，见表。
型号 | 外径D/mm | 长度L/mm | 平底角α/（°） | 接头螺纹 | 适用井眼直径/mm |
MP89 | 89 | 250 | 10～15 | 23/8REG | 95.2～101.6 |
MP97 | 97 | 107.9～114.3 | |||
MP110 | 110 | 27/8REG | 117.5～127.0 | ||
MP121 | 121 | 130.0～139.7 | |||
MP130 | 130 | 142.9～152.4 | |||
MP140 | 140 | 250 | 10～15 | 31/2REG | 155.6～165.1 |
MP156 | 156 | 168.0～187.3 | |||
MP178 | 178 | 190.5～209.5 | |||
MP200 | 200 | 41/2REG | 212.7～241.3 | ||
MP232 | 232 | 244.5～269.9 | |||
MP257 | 257 | 65/8REG | 273.0～295.3 | ||
MP279 | 279 | 298.5～317.5 | |||
MP295 | 295 | 320.6～346.1 | |||
MP330 | 330 | 349.3～406.4 | |||
MP381 | 381 | 406.4～444.5 |
一、磨鞋的使用方法
1. 磨牙轮
造成牙轮落井的原因很多，如顿钻、严重溜钻、严重蹩跳，或者钻头使用时间太长，均可能导致牙轮落井。
牙轮落井后，通常只有两种处理方法：
一是尽可能快地把它捞出来；如果捞了两次都未能成功，就应当立即改用磨鞋，把它磨掉。虽然用磨鞋磨碎落物需要的时间较长，有时候需要几只磨鞋才能完成，但是磨鞋的成功率较高，只要措施得当，细心操作，就不会再出现问题。
2．磨钻头、钳头或接头
有时钻头、钳头或接头也会由于某种意外的原因而落人井内。
如果是在井底断掉、脱扣或滑扣，可能比较容易打捞。若是由于不小心或操作不当，从井口掉入井内，情况就比较复杂了。
一是这些落物不一定落到井底；
二是即使落到了井底，落物在井底所处的状态也很难判断。因此，只要落物是从井口掉下去的，处理的第一步就是下钻通井，探明落物在何处。下钻时要小心谨慎，细心观察指重表、灵敏表的任何异常显示。当钻头接近井底时，更要特别注意，以防钻头跑到了落鱼下边而被卡住，或者把钻头顿到落鱼上。如果遇阻位置与落鱼长度相吻合，则说明落鱼在井底。若是下钻到底无遇阻，则说明落鱼不在井底，而是停在井壁上了。此时，最好进行工程测井，寻找落鱼。找到落鱼后，再下钻，当钻头下到落鱼所处的位置时，反复划眼，以便把落鱼弄到井底。经过反复划眼之后，如果落鱼仍没有落到井底，则说明落鱼距离井眼中心较远，钻头经过时已经碰不到它，此时即可恢复钻进。但要注意，不能轻易改变钻具结构，否则，它还有可能被刮出来。当很难判断落鱼在井底所处的状态时，即可直接下磨鞋把它磨掉。
3. 磨小落物
如果井内只是落了一些钳牙、卡瓦牙、螺栓、螺帽、井壁取心蛋壳或钻头牙齿等，可直接选用一只带捞杯的磨鞋，如图1-1所示。下钻距井底还有0.5 m 时，小排量开泵，慢慢启动转盘，慢慢下放钻具，使磨鞋逐渐到达井底。先加压1～2t，磨进10~15min，如果没有异常显示，可以再慢慢地下放钻具，直到出现轻微的蹩跳，或感到转盘负荷有些加重为止。再磨进10～15 min，等蹩跳逐渐消失或转盘负荷恢复正常后，即可重复上一个步骤，再继续慢慢下放钻具，并使钻压跟上。因为鞋底上边是捞杯，这样下边磨，上边捞，通常打捞效果都是很理想的。因为井底落物较小，磨进时通常都会有进尺，就会用磨鞋钻出一个小井眼。因此要特别注意，每进尺0.1m，就必须先停泵，然后把钻具提起来，使磨鞋离开井底大约1个单根的高度，以便让小金属块落到新井底。之后，再把钻具放下来，当磨鞋距井底大约1m 时，小排量开泵，慢慢启动转盘，继续按上述步骤磨进，直到无任何蹩跳为止。如果井底的小落物不太多，磨进时有些已进人捞杯，这样，大约进尺1m，井底就会干净了。尽管如此，在下钻头恢复钻进时，第一只钻头上边最好配接一个随钻打捞杯。另外，由于钻头直径大于磨鞋直径，下钻到接近井底时，要注意遇阻显示，以防把钻头插入小井眼内，造成牙轮卡死。
4．磨大落物
当钻头、钳头或牙轮落井，打捞两次都未能成功时，就应当立即停止打捞，改下适当尺寸的磨鞋。根据现场经验，一般用2～3只磨鞋就能把一只 8½"（1"=1 in=25.4 mm，下同）或12¼”的钻头磨碎，视磨鞋质量和方法而定。第一只磨鞋不必选用带打捞杯的，如图1-2所示，它的任务就是把落物磨碎。第二只和第三只磨鞋则应当用带打捞杯的（见图1-1），这样边磨边捞效果会更好。与磨小落物不同的是，前两只磨鞋不会有井底进尺，而且蹩跳比较严重，转盘扭矩也会比较大。因此，要特别注意控制钻压，最好控制在3t以内，以1～2t为宜。只要转盘有轻微的显示，就说明磨鞋在磨落鱼。如果配有转盘扭矩表，则更好判断。这样操作，既安全又能延长磨鞋的使用寿命。如果加压太多，不仅会缩短磨鞋的使用寿命，弄不好还会把磨鞋底拧掉，使事故变得更加复杂。磨进时的转速以40~60 /min 为宜。特别说明一点，在井斜比较大或井比较深的情况下，磨进时的钻压可以适当加大一些，视
5. 磨套管回压阀和引鞋
近几年，国内外很多油田的钻井现场都已采用了可钻式套管回压阀和引鞋，既省时间又节约费用。但是仍有少数油田和地区在使用老式的套管引鞋和阻流板（回压阀）。固完技术套管之后，在继续钻进之前，必须先用磨鞋把它们磨掉。具体磨进方法如下：
（1）要选用外径较大，排水槽也较大，鞋底较厚的高效率磨鞋，以防操作不当，把碰压胶塞磨成胶皮环套在钻具上。
（2） 下钻速度不要太快，以防钻杆内返喷泥浆。
（3）下钻至阻流板（回压阀）前一个立柱时，注意控制钻具下放速度，小心轻放，探明人工井底。然后小排量开泵，慢慢启动转盘。泵压正常后，慢慢下放钻具，直图1-2 平底磨鞋Flat-bottom mill shoe到转盘扭矩增大，转盘负荷加重为止。此时说明已磨到了阻流板（回压阀）。把钻压控制在1~3t，排量控制在不大于钻进时的排量，不小于钻进时排量的一半，即可慢慢开始磨进。然后根据转盘的负荷或扭矩显示调整确定适当的磨进钻压。有些井比较深，或井斜较大，钻压有可能要加到3~5t才能有扭矩增大显示，这是正常现象。磨出碎块（屑）之后，扭矩可能还会增大，此时要及时地把钻压再降低一些，否则会出现严重蹩跳，甚至拧掉鞋底。要根据转盘的负荷和扭矩显示，适当地调整钻压。总之，只要有进尺，就不要轻易加大钻压，以防碎块太大，导致严重蹩跳或遇卡。
（4）如果出现轻微蹩跳，属正常显示，说明阻流板已被磨碎。出现蹩跳后，要注意转盘扭矩变化。如果扭矩太大，应当停转盘停泵，上提钻具2～3 m。然后重新小排量开泵，慢慢启动转盘，再继续磨进。要特别注意：当扭矩较大，停转盘时一定要把转盘控制住，严防打倒车，甚至把钻具退开。
（5）停转盘后，上提钻具如果遇卡，其原因很可能是阻流板的碎块跑到了鞋底的上边，夹在了井壁与鞋底之间。此时千万不要猛提或硬提。应把钻具放到原悬重，或是先下压5～10t，再提到原悬重，启动转盘，转上几圈，再上提。这样反复几次，即可把钻具正常提起来。
（6）即使情况正常，每磨进15~20 min，也应当停泵，停转盘，上提钻具3~5 m，做一下情况判断。然后再小排量重新开泵，慢慢启动转盘，继续磨进。
（7）引鞋被磨碎后，开始碎块较大，蹩跳可能会比较严重。此时要注意多上提几次钻具，方法同上。
（8）引鞋被磨碎后，由于固井时原井底有沉砂，可能会出现放空，引鞋的碎块落到井底，造成较为严重的蹩跳。遇到这种情况，更应当按照
（6）来处理，直到磨进新地层 0.3~0.5 m 为止，视蹩跳的程度而定。
6. 磨进注意事项
（1）根据磨鞋排水槽的大小确定磨鞋底的外径。如果磨鞋的排水槽较大，可以选用外径较大的磨鞋下井。通常磨鞋外径应当比井眼直径小1in。若是磨鞋外径较大，排水槽较小，起下钻时要注意适当控制速度，以防产生激动压力或抽吸压力。如果是用于磨套管引鞋和阻流板，最好选用大水槽、大直径的磨鞋。磨鞋底的外径应当等于之后所用钻头的外径。
（2）如果井内畅通，下钻到最后，应当把磨鞋放在距井底0.5~1m 的位置开泵，开泵排量要由小到大。千万不要把磨鞋底压在井底开泵，这样做既有可能憋泵，又可能损伤磨鞋。同理，也不能把磨鞋压在井底启动转盘。
（3）磨进时的排量应当小于钻进时的排量，但也不能太小，一般把磨进时的排量控制在钻进排量的1/2~2/3宜。如果井壁稳定，井眼干净，排量可以小一些。若井眼不稳定，特别是遇到水敏性泥页岩地层，则应当把排量开得大一些，否则，长时间小排量循环，就可能产生井内缩径。
（4）在开始磨进之前，应当把磨鞋放在距落鱼 0.5~1m 的位置，慢慢启动转盘，然后再慢慢下放钻具，至转盘扭矩有增大显示为止，此时钻压应当控制在1~3t，转速控制在40~60r/min为宜。
（5）每磨进15~20 min，应当停泵上提钻具，使磨鞋离开井底（或落鱼）5 m 以上。然后再小排量开泵。慢慢启动转盘，下放钻具，继续磨进。
（6）每只磨鞋起出后，都要认真检查分析该磨鞋的受损程度，以便决定下一步的合理措施。
（7）每只磨鞋起出后，都要认真检查分析钻铤上的刮痕，确定是否有较大的碎块被挤到了井壁上，以便采取适当的措施处理，如增加上提钻具次数和高度以及高部位启动转盘等。目的就是把挤到井壁上的碎块刮下来，减少之后的隐患。
二、特殊情况下使用的磨鞋
1. 内引磨鞋有时钻杆或油管会断在技术套管内。由于钻杆或油管与套管壁之间的缝隙较小，断头又不规则，很难用恰当的工具打捞。为此，必须先想办法把鱼头修规则。因为井眼尺寸太小，受到了限制，只能用磨鞋修鱼头。即使用磨鞋修鱼头，也不是一件容易的事。因为钻杆或油管的弹性较大，加压磨进时会有很大的摆动，故不易修规则。于是现场的打捞人员就想出了一个办法，在磨鞋中间加一个引子，如图1-3所示。在开始磨进之前，先把引子插到鱼头内，用引子控制住鱼头的摆动，然后再磨进。这样就能够修出一个比较整齐的鱼顶。如果修整后，仍然无法打捞，就用内引磨鞋一直磨下去。但要注意控制速度，若是速度太快，就可能出现铁屑缠磨鞋的情况，甚至造成卡钻。因此，要适当地把排量开大一些，使铁屑能够及时地返到地面。在磨进时，要注意经常上提钻具，检查是否有遇卡情况，以便及时处理。如果磨进井段较长，每次起钻都要控制上提速度，以防铁屑落在磨鞋与井壁之间造成卡钻。若是上提遇卡，可以用下压或转动的方法处理，但不能继续上提，这样做会越提越死。
2. 外引磨鞋在12¼"以上的大井眼钻进时，若钻具本体断开，从起出的断口看，鱼头形状不规则，无法用卡瓦打捞筒直接打捞。如果用磨鞋修鱼头，落鱼可能会晃动，不易把鱼头修整规则。遇到这种情况，最好采用外引磨鞋（如图1-4所示）处理，先用引子把鱼头罩住，再轻压慢转磨修鱼头。把鱼头修好之后，为了稳妥，应当先打个铅印，确认一下鱼头形状。根据铅印上的痕迹，来决定是否可以下卡瓦打捞筒。
3. 厚底磨鞋厚底磨鞋也称高底磨鞋，通常鞋底高度大于鞋底直径，如图1-5所示。相对于井眼直径，鞋底外径也较大，即鞋底与井壁之间的间隙较小。为此，鞋底上开的水槽就必须大一些或深一些，以便泥浆流过。厚底磨鞋主要用来处理套管内的落物。由于鞋底较厚（高），与套管壁形成的摩擦面比较大，磨进时对套管的磨损就比较小。因此，厚底磨鞋常被用来磨套管阻流板（回压阀）和套管引鞋。此外，厚底磨鞋也经常用于处理套管内的其他事故。例如，由于某种原因，钻杆或油管内外都是水泥。在这种情况下，就可以用厚底磨鞋把钻杆或油管与水泥一起磨掉。由于钻杆和油管的材质都属于高级合金钢，韧性很大，磨进时所形成的铁屑较长，因此，磨进时一定要注意多次上提钻具，以防铁屑缠住磨鞋，造成卡钻。
4．锅底磨鞋
锅底磨鞋的形状如图1-6所示。从图上看，鞋底的形状就好像倒扣的锅。目的是把落物扣住磨进，但实际上并非如此。现场经验证实，刚开始落物有可能被扣住磨进，落物碎了之后，就不一定能扣住了。还有一种情况也可能出现，刚开始落物是被扣住了，并紧紧地卡在了鞋底的水槽内。此时，落物与磨鞋之间没有任何摩擦，而是落物与地层在摩擦。当磨鞋的外边缘接触到地层时，就不会再有进展了。结果起钻后发现，落物的碎块被卡在水槽内带上来了。带上来的情况是很偶然的，多数情况是留在了井内。这就是说，用锅底磨鞋处理井底落物效果并不理想，没有必要专门加工这种磨鞋。5．开窗磨鞋开窗磨鞋也称开窗铣鞋，如图1-7所示。在修井或处理钻井事故中，经常需要对套管进行开窗侧钻，开窗磨鞋就是必不可少的主要工具。使用之前，先在井内下一个导向器，或者填一个含砂水泥塞，然后定向进行开窗磨进。开窗磨鞋的用法与其他磨鞋的用法基本相同，但更要控制磨进速度，以便把窗口修得规则，使其畅通。否则，磨鞋从套管内磨出去之后，可能被窗口卡住提不回来，或者是被韧性较大、较长的铁屑缠住，造成自锁。
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