螺旋外钩的研制与应用

发表时间:2020/12/8   来源:《科学与技术》2020年28卷21期   作者:谭芝政、刘思波、贾磊、王育帅、岳跃奇、孙少罡
[导读] 在修井施工中,常常遇到打捞电缆、钢丝绳等绳类落物,采用常规的外钩打捞工具,由于绳类落物被压实成团,中间没有通道,外钩无法进入落物内部致使打捞没有效果
        谭芝政、刘思波、贾磊、王育帅、岳跃奇、孙少罡
        中原油田采油气工程服务中心作业五大队  河南濮阳  457001
        摘要:在修井施工中,常常遇到打捞电缆、钢丝绳等绳类落物,采用常规的外钩打捞工具,由于绳类落物被压实成团,中间没有通道,外钩无法进入落物内部致使打捞没有效果。为了解决修井作业中打捞柔性绳类落物的特殊施工,通过开发研制,加工螺旋外钩,经过下井使用,收到了显著的效果,为解决这类问题积累了经验。

        关键词:柔性落物 钢丝绳 螺旋 打捞

1.前言
        随着油田进入开发后期,层间矛盾比较突出,井况恶化严重,恶劣的井筒环境及复杂的状况严重制约着修井施工,在修井作业施工中,常常遇到下列施工难题:在测井、测试、抽砂、试油抽吸施工中,常常因电缆、钢丝绳断裂,造成电缆、钢丝绳或试油抽子落入井内。在打捞此类落物施工中由于操作不注意、工具选择不当或由于绳类落物在下落过程中易造成绳类堆积、压实或成团,致使多次打捞失败,施工过程出现瓶颈,极大的延长了修井作业的施工周期,影响了修井作业的经济效益。因此,对压实成团的绳类落物的研究及打捞,是缩短绳类修井作业周期,保证打捞效果,提高经济效益的重要工作。
2.技术现状
        目前对脱落在井下的电缆、钢丝绳等绳类落物通常使用成型的打捞钩。该打捞钩由上接头、扶正挡圈、钩体和钩块组成。使用该工具有一定的局限性,无法对井筒中被压实成团的电缆绳、钢丝绳实施打捞。
        1)、活动外钩:由于钢丝绳已经成没有空隙,活动外钩外径58mm,锥头引鞋只能将尖部插入,而本体为圆状不能拨开钢丝绳进入落物内,加重压只能使落物压的更紧密,进一步造成井况复杂化。
        2)、死钩型外钩:采用外径大的死钩打捞,本体外径大不能进入落物,盲目加压最后会把钩齿压断落井,采用外径小的死钩,加压进入时有可能会把钩身搞断将钩身、钩齿落井,使井况更加复杂难捞。
        3)、内钩:使用内钩,壁钩、套铣内钩打捞,由于已经压实,内钩,壁钩虽然能紧贴套管壁加重压能扎进,但是由于钩齿等打捞部位距离引鞋较远不能接触落物,或者把钩齿憋断或者把引鞋憋断,而使用套铣内钩边套铣边捞会把钢丝绳套碎,碎块的钢丝绳更难打捞。
        根据以上情况,经过研究和分析,打捞成团、压实钢丝绳,最重要的是将钩子引入钢丝绳,将钢丝绳造出空间,实现打捞,捞出成团压实的钢丝绳,继续打捞下面的、松动的、有空间的钢丝绳,为此研究出螺旋打捞外钩。
3、螺旋引入式打捞外钩的结构及工作原理
        3.1螺旋外钩结构为:上接头、钩体(钩身最下部为尖头、有水眼)、钩齿,螺旋片。上接头210反扣,钩体为珞钼钢,直径为40mm。工具见图一。对于落入井内并被压实成团的钢丝绳进行螺旋引入,钩齿将钢丝绳缠绕,然后上提实现打捞的引入打捞一体化工具。
3.2螺旋外钩工作原理:
        螺旋外钩靠钩体上的螺旋片旋转将钩体插入压实成团的绳、缆内,钩子刮捞绳、缆,稍加转动钻柱,绳类落物即缠绕在钩身上,靠钩尖阻止落物下滑,从而捞住柔性落物(图1)

4、螺旋外钩用途及特点
        4.1螺旋外钩用途:主要用于井内脱落的电缆、落入井内的钢丝绳及录井钢丝(清蜡钢丝)等,是打捞绳、缆类落物尤其是绳、缆类落物压实且成团、成饼的理想工具之一。
        4.2螺旋外钩特点:
        4.2.1依靠钩身上的螺旋片,利用钻柱的旋转破坏压实的绳、缆类的物理状态,打开通道将钩身插入到绳、缆内。
        4.2.2制作简单且成本低。
        4.2.3能重复使用。
5、螺旋外钩的应用

        A井是某采油厂的一口油井,人工井底2321米,最大井斜5.17度,水泥返高335米。2017年9月25日下Φ60.3mm抽砂泵钢丝绳输送抽砂深度遇阻深度2279.8m,抽砂井段2279.8-2282.1m,上提卡,活动解卡,最大上提至70kN,抽砂钢丝绳从滚筒处断,推算大约抽砂钢丝绳落井2171.52m,后打捞至深度鱼顶深度1383.29m(鱼顶是钢丝绳)共捞出641.9m,(小修作业45天,最后在1383.29米因多次打捞未获,打铅印后搬走)中完。2018年5月上大修。用活动外钩、死外钩、内钩等工具连续下4趟各种外钩,均打捞未获,下114mm套铣筒套铣无进尺。经分析判断认为钢丝绳在此处被压实成团、饼状,普通内、外钩钩体无法进入。我们在打捞失败后经多次分析,多种方案论证,研制加工制出螺旋外钩。当螺旋外钩下至1383.29米时,钻柱旋转,螺旋片成功破坏被压实的钢丝绳的物理状态,钩体有明显的进入过程,成功将团状钢丝绳捞出,为下部打捞扫清障碍。该井原计划打捞周期90天,作业费用243万,由于该工具的应用现场打捞仅用17天就将落井1700米钢丝绳全部捞出,加上后续工序顺利达到地质要求完井。施工周期为33天,作业费用99万,极大缩短了施工周期。
6、螺旋外钩使用中应注意的问题
        6.1制作该工具要充分考虑套管规范,根据套管规范对打捞钩的本体和捞块进行选择柔韧性好、强度高的钢材。
        6.2地面检查丝扣是否完好,各焊点是否牢固无损,钩尖是否合适锐利。
        6.3工具入井,至落鱼以上1-2米时,记录钻具悬重。
        6.4缓慢下放钻柱,使钩体插入落鱼内同时转动钻柱,注意悬重下降不超过20KN。如管柱打捞后无回劲,说明绳类未缠绕到钩体上,钩体未进入。此时应立即上提钻柱1-2米,缓慢转动钻柱并同时下放钻柱-上提-转动-下放,如此多次反复进行,在打捞中,如多次下放方入有所加深说明钩体已进入并捞获落鱼,提钻之后即可将落物取出。
        6.5在打捞操作时,应严格从鱼顶以上50米开始,逐步增加打捞深度,采用多次慢下,逐级加深,微压多转多提,多次打捞的方法,决不能盲目快进下钻或加较大钻压打捞,避免将落物压实。
        6.6上提时,注意速度不得过快、过猛。
        6.7捞钩以上必须加装安全接头。
        6.8司钻操作时应仔细认真,并有技术人员在场指导。
7、结论
        7.1螺旋外钩弥补了普通外钩打捞压实成团绳类落物的不足和缺陷。   
        7.2整套工具在现场实际应用中收到了良好的效果,打捞成功率百分之百。  
        7.3整套工具设计合理,使用可靠,制作简单,成本低,可重复使用,随着油田开发的不断深入造成被卡的电缆、钢丝绳的事故井增多,该工具具有广阔的市场,使用前景良好。
参考文献:
[1]采油技术手册 石油工业出版社  1989-10
[2]石油工人技术等级培训教材.井下作业工.北京:石油工业出版社,1996.11
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