海洋石油钻井作业是一项高风险高成本的作业，海洋钻井平台租赁费用高达每天数十至数百万元。在钻井作业过程中，会遇到各种各样的井下复杂情况或井下事故，而套管复杂情况或套管事故就是其中较为常见的一种，如下套管中遇阻导致套管下不到位或遇卡导致套管无法下放或拔出，由于套管质量缺陷引起套管刺漏、裂纹、脱扣等，采用传统的倒扣等方法来处理这样的套管事故，往往需要花费大量的作业时间，少则7~8天，多的数十天，占用大量的人力、物力、财力，而采用套管外补贴工艺一般只需2~3天就可完成上述套管事故的补救工作，实现快速处理事故、最大限度降低事故造成的损失^[1-4]。

1 套管外补贴工具

套管外补贴工具是一种适用于不同尺寸和质量套管的封隔器型补贴器，采用专用的外补贴工具对铣平端面的井下套管柱进行回接密封，最终补贴器成为修复套管柱的永久部分留在井下，从而重建完整的套管管串并实现井筒密封。其中补贴器是实现套管外补贴的关键器具。

目前套管外补贴器有48.3 MPa、68.9 MPa和82.7 MPa三种额定工作压力适用于不同套管尺寸的规格。可适用的套管尺寸见表 1。

套管外补贴工具由外筒、内置的密封总成和承载总成三部分组成（图 1）。其中密封总成包括封隔器、封隔器保护套和保护套定位销钉；承载总成包括卡瓦和磨铣控制环。

套管外补贴器外筒下部的引鞋，方便补贴器下入时捕捞住经磨铣平整的原套管；上部有连接套管的丝扣；中部为补贴器的延伸筒，可以根据需要调整切割位置和控制磨铣平整的原套管进入补贴器的长度。密封总成的封隔器由保护套封住，可以避免套管进入补贴器时损坏封隔器密封。承载总成的打捞筒式设计可以在需要时进行脱手，磨铣限位环可以磨铣掉套管外部的毛刺。

套管外补贴工艺优点：

（1）套管外补贴工艺从井内套管柱外面实现补贴回接，不损失原套管串内径；

（2）特殊的“L”型封隔器设计可以实现双向密封，最大限度保持补贴的完整性；

（3）拥有不同额定工作压力、较宽范围的补贴尺寸可选择，可以满足不同压力等级、不同井身结构的需要；

（4）补贴器的承载总成采用打捞筒式设计，可以方便地捞住经磨铣平整的井内原套管柱，同时在需要的时候可以进行脱手操作；

（5）套管外补贴工艺既能在半潜式平台实现悬挂式套管回接，也可以在自升式平台实施卡瓦式套管回接。

2 实施步骤 2.1 准备工作

套管外补贴工艺实施前，需要精确计算井内套管串数据。如果套管外环空已经固井，则需要下入CBL测井或下入工具测套管卡点并确认套管外环空水泥返高位置，以利于切割点的确定。如果套管外环空还没有进行固井作业，则需要进行固井作业并座挂套管。

2.2 切割位置与切割点选择

（1）对于在下套管过程中遇阻使套管没有下到位，或者由于套管挂质量问题导致座挂不住、密封总成不能密封等现象，可以选择在套管头以下尽可能浅的井深位置作为切割点，这样可以减少切割后回收的套管数量和新下回接套管串的数量，以利于缩短套管作业时间，又兼顾套管配长难度。

（2）对于刺漏、裂纹或脱扣等故障套管，则选择在故障套管以下的第一根长套管上。

（3）具体切割点的确定：在选择好切割位置深度范围后，确认该深度长套管的接箍具体深度位置，具体切割点选择在明确深度的接箍以下4 m至该长套管的中间位置之间。这样可以确保原套管串能进入补贴器足够的长度，同时也方便新回接套管的配长。

2.3 切割和回收套管

在确定好切割点深度后，下入套管内水力割刀至预定深度切割套管；切割完后进行套管内捞矛工具打捞、回收套管。如果条件允许，可采用上提式切割方式，切割套管后可直接起出套管，可以有效节约时间。

2.4 套管割口处理

切割后的套管割口需要磨铣修整。组合并下入专用磨鞋（外侧带裙边引子的领眼磨鞋，见图 2）磨铣套管0.2 m左右，修整被切割的套管割口并清理套管外的污垢，修整完毕后的原套管顶部成锥形。修整完毕起钻前利用磨铣工具组合再次校正原套管顶部的深度，计算补贴器和新回接套管串的最终配长以提供准确的数据。

2.5 组合、下入补贴套管串

依次组合并下入套管外补贴器、新回接套管串、配长套管及套管挂。控制下放速度，捞住原套管后继续下放，剪切密封总成保护套销钉后继续下放，直至管串不能下行或者套管坐挂到位为止。

2.6 过提原套管，实现补贴器密封

组合并下入套管内捞矛组合至原套管内部，过提原套管15 t左右，把补贴器卡瓦向内压缩，使卡瓦锁紧密封总成并使之与原套管紧密相连，从而实现套管串的完整性。下放管柱，退出捞矛。

2.7 试压

按不超过套管的承压能力从套管内对套管外补贴器进行试压，测试补贴器是否密封合格。试压合格，完成套管外补贴工作。

3 现场应用实践 3.1 水平井的套管外补贴回接工艺实践

南海西部海域某水平井（作业平台为半潜式钻井平台），工区水深125.00 m，设计井深3 208.00 m。实钻井身结构见表 2。

由于该井水平位移大，下套管摩阻大，实钻现场下244.5 mm套管过程中当套管下至井深2 546 m时（此时离设计下深2 581 m尚有35 m）发生遇阻遇卡情况，现场采用循环、过提至套管抗拉极限无法解卡、下放至套管串质量放空无法下移，仅在套管串的伸缩量范围内活动，始终无法解卡。由于244.5 mm套管没有下到预定深度，因此244.5 mm套管挂无法坐到井口套管头内，导致井口系统无法实现密封。决定采用套管外补贴回接工艺开展244.5 mm套管外补贴回接工艺措施进行补救。

首先进行固井作业，固井后在水下井口以下合适位置切割244.5 mm套管，采用套管外补贴回接套管工艺并实现套管坐挂及密封，建立本井244.5 mm套管的完整性。主要施工步骤如下：

3.1.1 切割回收套管及悬挂器

（1）下入244.5 mm套管割刀组合至切割深度203.02 m；

（2）用打捞矛捞住并过提244.5 mm套管68.0 kN，切割244.5 mm套管；

（3）回收切割的244.5 mm套管悬挂器、套管9根及断套管1根。

3.1.2 磨铣套管割口

（1）下入476.3 mm抗磨补心；

（2）下入311.2 mm铣鞋组合至鱼顶203.02 m（校深），磨铣244.5 mm套管至井深203.26 m；

（3）回收476.3 mm抗磨补心。

3.1.3 下入套管外补贴工具

（1）将244.5 mm套管外补贴工具组合：244.5 mm套管外补贴工具+244.5 mm短套管（配长）+244.5 mm套管（适量）+244.5 mm套管悬挂（安装密封总成）及送入工具下至井深205.40 m（外补贴工具底端位置）；

（2）下到位后，校核深度；

（3）送入工具脱手，坐封水下井口密封总成到位，关防喷器，对水下井口密封总成进行试压。

3.1.4 打捞过提原套管

将244.5 mm套管捞矛组合下至井深205.00 m并捞住套管，上提136 kN，使下部原套管柱与套管外补贴工具啮合紧密，脱手并起出捞矛组合。

3.1.5 对套管补贴位置试压

关剪切闸板，对244.5 mm套管及套管补贴整体试压2.06 MPa/5 min和20.6 MPa/15 min，合格。

本次套管外补贴作业从下入244.5 mm套管内水力割刀组合（切割深度203.02 m）到补贴完成，对244.5 mm套管及套管补贴联合试压至合格（20.6 MPa、稳压15 min），整个套管外补贴工作耗时35.5 h。顺利实现了244.5 mm套管的完整性，后续215.9 mm井段钻井作业及完井作业顺利。

3.2 预探井的套管外补贴回接工艺实践

南海西部海域某预探井（作业平台为半潜式钻井平台），工区水深146.00 m。在339.7 mm套管下至预定井深2 501.29 m并固井后，由于339.7mm套管挂损坏，导致密封总成坐封失败。采用套管外补贴回接工艺进行339.7 mm套管外补贴回接工艺措施补救，从下入339.7 mm套管内水力割刀组合（切割深度486.22 m）到补贴完成，对339.7 mm套管及套管补贴联合试压至合格（15.5 MPa、稳压30 min），整个套管外补贴工作耗时39.75 h。

4 结论与建议

（1）从现场情况来看，采用套管外补贴工艺处理套管遇阻卡复杂情况或者套管挂故障，是有效、快捷的。

（2）套管外补贴回接工艺从套管外进行回接和密封，不造成原套管串的内径损失，对后续施工作业没有影响。

（3）补贴器结构简单，具有双向密封特点，操作方便、高效。

（4）通常水平井井眼轨迹复杂，套管下入深度大，摩阻大，一旦套管下入过程中遇阻遇卡很难处理，套管外补贴工艺是一种行之有效的处理方法和补救措施。