油田井下作业大修施工修井工具浅析

油田井下作业大修施工修井工具浅析

赵波,高晓乐,张国宏

大港油田井下作业公司 天津市滨海新区 062250

摘要：油田井下修井作业经常会使用修井工具，修井工具的发展，又在作业实践中不断得到改进完善。目前修井工具已发展到多种大类多种各种规格，按其使用特性可分成以下十二大类：打捞类、倒扣类、检测类、切割类、震击类、刮削类、磨铣类、整形类、补贴类、补接类、侧钻类和辅助类。公锥是一种专门从油管、钻杆、套铣管、封隔器、配水器、配产器等有孔落物的内孔进行造扣打捞的工具。这种工具对于带接箍或壁厚较大的管类落物，其打捞成功率较高。

关键词：大修；修井工具；打捞

1、油田井下大修作业的概述

对油井故障进行及时处理、打捞井下坠物、套管处理等，都是油田大修作业的工作范围。在进行井下大修作业之前，要准确及时的发现油井发生事故的原因，对此部分原因进行认真分析，发现原因后，及时制定解决方案，从根本上解决问题，科学应用大修修井技术及设备，以此完成修井相关作业。大修作业的特殊性，使其应用涉及的设备种类繁多，对相关人员的专业知识储备更是极其严格。所以，在大修作业技术的实际选择过程中，一定要具有针对性，更要积极学习，及时更新修井技术。大修施工进行的过程中，首先要准备好各项技术支持，对相关作业人员进行严格要求。作业人员一定要具备不怕困难的决心，严谨对待出现的问题，结合修井作业的实际情况认真分析，科学、合理的选择作业技术，对作业计划进行及时调整，保证修井作业有效进行。

2、打捞类工具
    打捞类工具是油水井大修施工应用最广泛，使用次数最多，应用品种、规格最全的专用工具。打捞类工具品种、规格较多，按井内落物类型分类，可将打捞类工具分成管类打捞工具、杆类打捞工具、绳缆类打捞工具、测井仪器类打捞工具、小物件类打捞工具五大类；若按工具结构特点分类，则可分成锥类、矛类、筒类、钩类、篮类和其他类六大类。锥类打捞工具是一种专门从落物（油管、钻杆、封隔器、配水器等下井工具）的内孔或外壁上进行造扣或挤胀而实现打捞落物的工具，打捞成功率较高，操作也较容易掌握。锥类打捞工具分公锥和母锥两种形式。公锥是一种专门从落物的内孔进行造扣或挤胀而实现打捞落物的工具，打捞成功率较高，操作也较容易掌握。公锥是长锥形整体结构，由接头、水眼和打捞螺纹等组成，接头上部有与钻杆相连接的螺纹。有正、反扣标志槽，便于归类和识别。接头下部有备用螺纹，用以连接引鞋。沿公锥轴线自上至下有水眼，是流体的通道，用以冲洗或循环修井液。公锥最重要的部分是打捞螺纹，牙型有两种，即粗牙和细牙，粗牙公锥螺纹牙尖角为89°30′，螺距为5牙/25.4mm，标记为“J”，其优点是增大了牙尖角，加大了螺距，也相对地增加了螺纹根部的截面积，从而提高了打捞螺纹的强度，使之能承受较大的造扣扭矩及提拉负荷。但由于牙尖角的增大，在造扣吃入深度与55°牙尖角相同的情况下，需要的造扣扭矩增大，因而增大了地面造扣扭矩。这种打捞螺纹对于材质较硬、韧性较大的落物，打捞成功率较高，建议选用。对于一般材料落鱼的打捞，仍建议选用55°牙尖角的打捞螺纹。细牙公锥螺纹牙尖角为55°，螺距为8牙/25.4mm，标记为“△”，这种打捞螺纹目前使用较多，其优点是螺纹牙尖角较小，易于吃入落鱼内壁，所需的造扣扭矩也较小。但由于牙尖角小，齿根断面也相应较小，螺纹强度较低，不适于打捞材质较硬、韧性较大的落物。如对P110材质落物，在造扣时可能造成螺纹崩扣挤毁，打捞部分螺纹损坏，导致打捞失败。工作原理：造扣打捞：当公锥进入打捞落物内孔之后，加以适当的钻压并转动钻具，迫使打捞螺纹挤压吃入落鱼内壁进行造扣。当所造扣能承受一定的拉力和扭矩时，则可采取上提或倒扣的办法将落物全部或部分捞出。挤胀打捞：公锥在钻具的冲击下挤胀鱼腔，使鱼腔瞬时膨胀、收缩，抓住落物。老式公锥多带有数条排屑槽，此槽原设计意图是排出造扣切削时所产生的铁屑。实际造扣工况是挤压成型，并无铁屑生成。实践证明，排屑槽的有无不影响打捞效果。粗牙公锥多为高强度公锥，适于打捞硬度较大的落物，但打捞时所需的钻压和扭矩较大。细牙公锥为普通公锥，适于打捞硬度较低的落物，打捞时所需钻压与扭矩较小。高强度公锥和普通公锥，其所用材质及热处理要求有所不同。

3、使用方法
    （1）根据鱼腔尺寸选择公锥规格，用试件进行地面插入比对锥体入鱼长度，或进行模拟计算。（2）检查打捞部位螺纹和接头螺纹是否完好无损。（3）测量各部位的尺寸，绘出工具草图，计算鱼顶深度和打捞方入。（4）如落物可能卡死，则公锥上部应配安全接头和震击器。（5）工具下探至打捞方入，确认达到造扣方入时，加钻压20～30kN，以10～20r/min旋转造扣。公锥造扣5～10圈上提，若指重表悬重增加，则起钻。（6）若指重表悬重未增加，则适当增加钻压重复上述操作。如遇卡，则采取憋压、旋转、活动等措施进行解卡；如不能解卡，则上提钻具至设计载荷倒扣。（7）若指重表悬重逐渐下降到原悬重或稍大且扭矩下降，证明已捞上或倒开，缓慢上提至正常载荷后，正常起钻。（8）捞上落物的公锥要进行退出：将带一段落物的公锥用安全卡瓦等工具将落物卡住固定，用大钳或液压钳向打捞螺纹的相反方向旋转，直到工具退出。必要时把落物的外壁纵向切开，取出公锥，但不能损坏打捞螺纹或使公锥退火。

4、胀打捞具体操作
    （1）公锥探鱼顶加钻压30～50kN，记录方入并作记号。（2）上提钻具，使公锥距鱼顶2～5m，快速下放钻具，使钻具在记号的位置刹车，公锥挤胀鱼腔，上提钻具捞获。
5、用注意事项
    （1）选择公锥时要考虑入鱼问题，必要时要加配扶正器、引鞋筒等辅助工具帮助入鱼。（2）选择公锥时要考虑鱼顶接箍所占有的实际长度，避免工具下井后打捞失败。下井前应进行地面模拟插入打捞，确认公锥尺寸合理后再下井。（3）选择公锥要考虑打捞腔的材质。当打捞腔材质较硬时，应选用高强度的公锥，造扣时的钻压与扭矩相应增大。如打捞钻杆、隔热管等钻压可加至40～60kN。（4）当公锥直径过细，打捞部位有拐点时，公锥易折断。（5）公锥需要切割、加焊硬质合金和引鞋筒时，公锥的有效打捞部位螺纹不应退火。（6）在套管内使用公锥，当公锥插偏插在鱼腔外时，易在套管和落鱼外壁之间造扣，造成卡钻或破坏鱼顶、公锥折断，使打捞复杂化或造成恶性事故。（7）当公锥水眼直径过小时，水眼易堵塞。在打捞方案允许的情况下，应在适当的位置旁开水眼（或加装泄油接头），防止起钻时钻具内的液体外泄，造成井内液面下降和地面污染（注意：泄油接头是将接头旁开通孔，用以连接油套环空）。（8）使用公锥冲洗打捞时，应将砂子循环到地面后再进行造扣打捞，以防止造扣时砂子回落卡钻。（9）采取挤胀打捞时，公锥能够顺利进入鱼腔，不应插偏。
结语：随着技术及施工现场的复杂化，各种打捞工具也随着变化而改进，打捞成功率也大大提高了，为了保障油田生产，提供有力保障。
参考文献：
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