施亚民 杨小栋
青海油田井下作业公司 青海 海西 816400
摘要:井下作业修井技术是一项较为系统复杂的技术,在实际开展修井作业施工过程中,井下打捞作业是一种比较常见的施工内容,需要做好相关打捞工具的应用,加强打捞工具应用设计优化,才能提高打捞成功率,保障修井施工作业质量水平。因此文章从井下打捞视角入手,以井下作业修井技术现状及新工艺优化为研究对象,首先对井下作业修井技术现状进行了讨论分析,随后探讨了井下作业修井新工艺优化过程,最后结合试验,来对修井新工艺应用进行了实践验证分析,以供参考。
关键词:井下作用;修井技术;新工艺;技术优化
前言:从井下作业修井技术发展现状来看,伴随着我国石油开采工艺的发展,井下作业修井技术发展也取得了长足的进步,尤其是井下打捞工具变得更加先进,打捞效率也更高。但部分打捞工具依然存在一些缺陷,需要加强对这些工具的设计优化,这对提高修井技术工艺水平而言有着重要意义。
一、井下作业修井技术现状
首先,我们需要认识到,修井技术伴随着石油开采工艺的发展而发展,我们可以将井下作业修井技术视为石油开采工艺的一部分。在实际进行修井时,我们会经常遇到各种各样的井下事故,针对不同事故,需要采用不同井下作业方式,更为重要的是,采用的修井工具也各不相同。文章主要从修井工具入手,来分析当下井下作业修井技术现状:“公锥”、“母锥”、“各种类型的捞矛(比如分瓣式捞矛、可退式捞矛等)”的是常用的井下打捞工具,这些工具主要用于打捞井中管状类掉落物。在打捞杆状类井下掉落物时,经常会采用各种形式的打捞简(比如可退/不可退式打捞简、开窗打捞筒等)与打捞器(比如抽油杆活页打捞器、抽油杆三球打捞器等)。而在打捞井下绳类掉落物时,则会应用到各种钩类打捞工具,比如内钩、外钩以及老虎嘴、磁力打捞器等。如今随着我国井下作业修井工艺技术的不断发展,在打捞工具方面也取得了飞速的发展与进步。比如在井下打捞工具中融入视频技术,通过将视频电视测卡仪与打捞工具组合在一起,即可实现可视化井下打捞作业,有效提高井下打捞作业的效率与效果[1]。
二、井下作业修井新工艺优化分析
针对井下作业修井新工艺优化,文章以井下打捞工具的应用主要研究对象,并结合修井打捞作业实际,提出了一种针对井下碎块管材一体化打捞工具优化设计方案。在以往针对井下破碎管材的打捞时,无论采用内捞作业方式,还是采用外捞作业方式,都需要对鱼顶进行磨铣修整,由于整个修整过程耗时比较长,且需要花费较高的成本,并且打捞成功率也差强人意。需要对该井下打捞技术做进一步优化,设计出一种不需要进行磨铣修整的鱼顶打捞工具,具体优化设计方案内容如下:
(一)做好简体选择
在实际选择简体时,从外捞方式考虑,共有多种筒体可供选择,比如短鱼顶捞筒、开窗捞筒、可退式卡瓦捞筒、母锥等,从这些筒体特点来看,只有母锥内管壁有造扣螺纹,其他筒体工具内壁均嵌套的是卡瓦,因此若选择这些工具作为筒体,由于无法在内壁上提拉着力,因此难以发挥外捞作用。因此可以选择母锥筒体作为本次优化设计的筒体。在实际打捞过程中,在外部加压的影响下,落鱼外壁能够与筒体内壁直接进行造扣连接,从而顺利将落鱼捞出。
(二)内椎体选择
在实际进行方案优化设计时,可供现状的内椎体也包含多种,比如公锥、双滑块捞矛、可退式卡瓦捞矛。由于本次方案打捞工具优化要求内捞与外捞同时进行,无法通过旋转进行造扣连接,因此可排除公锥这种依靠旋转造扣的工具。针对滑块式捞矛或卡瓦式捞矛而言,在本方案中,受鱼顶、打捞的破碎管材性质与内捞工具的影响,上述工具中的滑块或瓦卡在滑动时很有可能偏离轨道,导致整体作用机制不稳定,因此无法直接选择使用。为解决这一问题,在内锥选择上,我们可以选择卡瓦捞矛的卡瓦牙,并在一体化打捞筒体内部,设置一个活塞装置,借助活塞压迫的方式,促使作为内椎体的卡瓦牙沿着既定轨道向下滑动,从而即可实现一体化打捞功能[2]。
(三)井下碎块管材一体化打捞工具结构
从整体上来看,井下碎块管材一体化打捞工具全长1.3m,工具最大外径为149mm,能够适应的套管直径尺寸为177.9mm,能够适应的落鱼直径尺寸为74mm,能够承受最大的拉力为400kN。从内部组成来看,井下碎块管材一体化打捞工具主要由上接头、引鞋、活塞、筒体、钢球、卡瓦组成。上接头负责连接钻柱与筒体的上部分,引鞋负责连接筒体的下部分,在钻柱旋转的带动下,引鞋能够将鱼顶引入打捞简内。活塞与卡瓦连接,负责推动卡瓦沿着轨道下行。简体负责与卡瓦相配合,进一步挤压扣紧管材落物,促使管材落物能够被顺利带出井外。卡瓦负责挤压管材落物,并将井下落物进一步扣紧。
三、井下碎块管材一体化打捞工具使用试验分析
文章开展井下碎块管材一体化打捞工具使用试验的目的主要如下:一是将工具应用在破损油管鱼顶工况下开展打捞工作,查看落鱼是否能够滑脱。 在活塞处于憋压的工况下,是否依然能够发挥作用,推动内锥体正常运动下行,扣紧管材落物。 二是打捞工具是否能够与所配置的钻具进行连接,同时大量工具本身所承载的最大拉力能否达到400KN,在达到最大拉力后,落鱼是否能够不滑脱。 三是打捞工具能否被重复使用。
本次试验条件如下,一是准备好水泥车,负责打压;二是准备好400KN液压拉力机,同时为了保证整个试验的安全性,还需要应用400KN液压拉计。三是对从事相关试验的人员而言,应事先经过培训,要求相关人员熟悉了解打捞工具工作原理以及试验具体步骤。
具体试验方法步骤如下:一是将打捞工具筒内进行活塞憋压处理,促使其带动内锥体移动,开展内锥移动试。与此同时,在台架之上,做好井下碎块管材一体化打捞工具的安装,要求工具与台架保持垂直。然后将打捞工具的外筒进行固定处理,并采用喷管线,将其与工具接头进行连接,在投球后,采用水泥车进行打压处理,在增大压力至010MPa时,应注意观察在这一工况下,打捞工具活塞是否能够正常的移动。 二是开展打捞工具的重负荷试验,先采用提前准备好的破碎鱼顶油管,直接将其插入工具内腔中,然后借助水泥车装备进行加压处理,然后借助打捞工具,将破碎鱼顶油管捞起,在工具达到油管时,启动400KN 液压机,增大打捞工具的拉力,一种增加至 400KN,然后观察落鱼是否存在滑脱现象。从最终试验结果来看,本次优化设计后的井下碎块管材一体化打捞工具各项性能达到了设计要求,因此能够正式投入井下作业修井施工中进行推广应用[3]。
总结:综上所述,文章主要从修井打捞工具入手,分析了我国井下作业修井技术发展现状,然后针对现有的修井打捞工具缺陷进行了简单的介绍,并提出了一些优化设计方案内容,最后结合相应试验,来对优化设计方案的可行性进行了分析,希望能够为相关研究提供一定参考。
参考文献
[1]马海禹. 浅谈新时期背景下的井下作业修井技术与新工艺优化应用[J]. 化工管理, 2018, 023(021):129.
[2]党韩. 石油工程井下作业修井技术现状及工艺优化[J]. 化学工程与装备, 2018, 014(003):225-226.
[3]刘长伟. 井下作业修井技术新工艺的优化研究[J]. 中国化工贸易, 2018, 010(007):98-99.