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修井工程9-打捞与解卡

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修井工程 打捞工艺 井下作业 修井动力
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第九章打捞与解卡第九章打捞与解卡在油水井生产过程中,由于各种原因常引起井下落物和井下工具遇卡等井下事故。影响着油井的正常生产,严重时可造成油井停产,迅速有效地处理井下事故,是保障油田正常生产的一项重要措施。原则:层不受二次污染与破坏;理事故过程中不能越处理越复杂。处理井下事故的基本原则和基本要求要求: 柱:下入井中的油管或钻杆及工具的总称。落鱼:凡是掉入井内的部分管类、杆类等落物。鱼顶:又称鱼头,指落鱼的顶部。鱼长:指落鱼的长度。印痕:铅模从井内打出的痕迹。卡点:管柱或落鱼被卡位置的上限深度。测卡:确定卡点深度的工艺过程。解卡:解除各种管柱或落鱼卡阻的施工过程。悬重:指工艺管柱下入井内后,反映在拉力表或指重表上的重力。钻压:修井施工中钻磨铣、打印、打捞、切割等措施时,工艺管柱下放加给钻头、印模、打捞工具、割刀等工具的载荷。套管技术规范:指套管本身的完好程度,如径向尺寸变化、腐蚀孔洞、固井质量、落物情况等。捞作业1)管类落物打捞,如油管、钻杆、封隔器、工具等。2)杆类落物打捞,如(断脱的)抽油杆、测试仪器、抽汲加重杆等。3)绳类落物打捞,如录井钢丝、电缆等。4)小件落物打捞,如铅锤、刮蜡片、压力计、取样器和凡尔球、牙轮等。5)特殊落物打捞,如电泵、仪器、防砂管柱等。(1)打捞作业的种类第九章打捞与解卡按落物种类进行划分( 掉入井内的管类、封隔器和绳类等,没有卡钻遇阻等复杂情况,一般作业队的设备及技术力量能够解除的故障,不需要采用转盘倒扣、套铣、磨铣等工艺的作业。在采油、注水、修井过程中掉入井内的铅锤、刮蜡片、压力计、钢丝和钢丝绳等,或在修井过程中没有按操作规程,造成修井工具、管类、绳类掉入井中,或管柱被卡断落在井内,用简单提拉、震击解卡可以解除的,均属于简单打捞。凡掉入井内或卡在井内的管类、绳类等,一般作业队设备及技术力量无法处理,须使用倒扣、套铣、钻磨及爆炸措施处理才能恢复正常生产的作业称为复杂作业。捞作业(1)打捞作业的种类 按打捞难易程度划分( 模探视:探视落物的准确深度、大小、形状铅锥探视:探视小直径孔道的大小、形状泥模探视:材质较弱或活动的落鱼蜡模探视:鱼顶很浅或鱼顶较软通井规探视:专门检查井径,使用方便井下视像探视:捞作业(2)作业前的准备 井下探视( 捞作业(2)作业前的准备 井下探视1)铅模起出后,从铅模上可以直观看出套管的损坏程度。2)铅模侧面有擦痕,说明套管有毛刺或卷边。如擦痕严重,则说明套管错断。3)有规则的管类、杆类和井下工具,通过打印可以直接反映落鱼的内外径、在井下的状态、鱼顶好坏。4)绳类落物可以通过打印判断所处的状态和落物的性质。5)有规则的小件落物可直观地在铅模上反映出来,无规则的小件落物也可通过打印来判断其尺寸大小,所处状态,为下一步打捞提供依据。( 捞作业常见的铅模印痕( 捞作业( 捞作业(3)井下视像系统系统特点:井下视像电缆传输:测井电缆图像锁定功能后灯设计:使图像清晰井深、时间与温度显示镜头表面活性剂:阻止油粘附( 捞作业(3)井下视像系统系统用途: 捞作业(3)井下视像系统( 捞作业(3)井下视像系统( 捞作业(3)井下视像系统( 捞作业(3)井下视像系统( 捞作业(3)井下视像系统( 捞作业井下声波成像采用声波成像技术可实现井下实时成像、通过软件处理得到的三维图像。( 4)打捞管类落物管类落物包括:油管、钻杆、管类工具、封隔器、套洗管等。打捞管类落鱼时,现场常用的打捞管柱组合如下(自上而下):钻杆(油管)十上击器十安全接头十打捞工具。打捞时,判断是否捞上落鱼的方法是:校对造扣方入;观察指重表悬重变化;对比打捞前后泵压;造扣后,上提钻具若干米再下放,观察钻具深度的变化。捞作业( 据选择的打捞工具不同分别称为:公锥打捞管柱、母锥打捞管柱、滑块捞矛打捞管柱、可退式捞矛打捞管柱、卡瓦打捞筒打捞管柱、开窗捞筒打捞管柱。对于自由下落的落物可以不下上击器,鱼顶偏的落物要视情况下扶正器和引鞋。第九章打捞与解卡(4)捞作业( 具下到鱼顶上部1~2步下放工具至遇顶,如泵压突然上升,指重表悬重下降,说明公锥进入鱼腔,可以进行造扣打捞.如悬重逐步下降而泵压并无变化,说明公锥插入鱼腔外壁的套管环形空间,应上提钻柱,然后转动钻柱,重对鱼腔,真至悬重与泵压均有明显变化,才能加压造扣,进行打捞。打捞鱼腔畅通,泵压无明显变化的落鱼时,应增加扶正找中接头或采用引鞋结构,以防止造扣位置错误,酿成事故。第九章打捞与解卡(4)捞作业锥类打捞工具( 法捞出需退出捞矛时,只要给芯轴一定的下击力,就能使圆卡瓦与芯轴的内外锯齿形螺纹脱开(此下击力可由钻柱本身重量或使用下击器来实现),再正转钻具2~3圈,圆卡瓦与芯轴产生相对位移,促使圆卡瓦沿芯轴锯齿形螺纹向下运动,直至圆卡瓦与释放环上端面接触为止(此时卡瓦与芯轴完全脱离)第九章打捞与解卡(4)捞作业矛类打捞工具( 九章打捞与解卡(4)捞作业打捞演示( 钻至鱼顶以上1~2察指重表及泵压变化。若指重表指针有轻微跳动后逐渐下降,泵压也有变化时,说明已引入落鱼,可以试提钻具,当悬重明显增加,证明已经捞获。钻具提至倒扣负荷进行倒扣作业。第九章打捞与解卡(4)捞作业筒类打捞工具( 5)打捞杆类落物抽油杆断脱有两种情况:一种是断脱在油管内;另一种是断脱在套管内。在油管内打捞抽油杆比较容易,如抽油杆脱扣时。可下抽油杆对扣打捞或下卡瓦打捞筒进行打捞。在套管内打捞就比较复杂,因为套管内径大,抽油杆本身很细、刚度小易弯曲、易拔断,打捞难度和工作量都较大。捞作业( 油杆捞筒:到悬重有减轻显示时停止;表示打捞成功。旦遇卡,最大拉力不得超过抽油杆最大许用载荷,如不能解卡,则先下击,然后缓慢右旋并上提工具,即可退出工具。捞作业(5)打捞杆类落物 油管内打捞( 页式捞筒:活页中间有开豁圆孔,一端有绞链固结,可以上开启。当抽油杆进入活页打捞器后即顶开活页,鱼顶进入一定长度后活页下落,使抽油杆进入活页开口,上提打捞器时活页卡住抽油杆的接头,将抽油杆带至地面。捞作业(5)打捞杆类落物套管内打捞( 捞作业(5)打捞杆类落物三球打捞器:三球打捞器靠三个球在斜孔中位置的变化来改变三个球公共内切圆直径的大小,从而允许抽油杆台肩和接箍通过。抽油杆进入引鞋后,推动钢球沿斜孔上升,三个球形成的内切圆逐渐增大。待接箍或台肩通过三个球后,三个球依其自重沿斜孔回落,依靠在抽油杆本体上。上提钻具,抽油杆台肩或接箍被圆球卡住。套管内打捞( 捞作业(5)打捞杆类落物 复杂打捞演示( 要用内外钩打捞。打捞方法是:下钻遇阻后记下方入,然后上提钻具,从不同的方向下放,找出一个方入最大的地方,缓慢加压力(严禁加重压,以防事故恶化)。起钻时不许用钻盘卸扣。且用上述方法无法捞获时,则用套铣筒套铣或用大水眼的磨鞋进行磨铣。套铣后,再用磁铁打捞器和反循环打捞篮打捞碎屑。捞作业(5)打捞杆类落物 特殊情况处理( 6)打捞小件落物在修井工作中经常碰到螺丝、钢球、钳牙、牙轮、撬杠等小物件落井,这会给井下作业带来一定困难。打捞这些落物时,要根据落鱼的大小、形状选择合适的工具。必要时还要根据具体情况设计、制造出相适应的工具。设计的打捞工具必须具备易捞、足够的强度、结构简单、操作方便等特点。捞作业( 捞作业(6)打捞小件落物阻时上提并做记号;成井底紊流; 捞作业(6)打捞小件落物工具下至井底以上1~2m,开泵洗井,将落鱼上部沉砂冲净后停泵。下放钻柱,加钻压20~30圈,待悬重表悬重恢复后,更加压10动钻柱5~7圈。将钻柱提离井底,转动钻柱使其离开旋转后的位置,再下放加压20~30可提钻。( 捞作业(6)打捞小件落物井下产生紊流,将碎块冲入嘴腔之内;加一定的钻压再上提,旋转钻柱30~12此操作3~4次后即可提钻。( 捞作业(6)打捞小件落物慢下放钻具,触及落物;转90度,重复;提1m,停泵起钻。( 7)打捞绳类落物绳类落物主要有录井钢丝和电缆。现场常用的钻具组合(自鱼顶向上)为:打捞工具十钻杆(油管)。根据所用的打捞工具可分为:内钩、外钩、内外组合钩、老虎嘴等。加工内外钩时应在打捞工具上加装隔环,防止绳类落物跑到工具上端造成卡钻。捞作业( 7)打捞绳类落物工具下入之前应根根井内落物的具体情况初步估算出鱼顶深度。当钻柱下至鱼顶以上50应放慢速度进行试探打捞,注意观察指重表是否变化。如指重表有下降情况,立即停止下放,上提钻具观察悬重有无增加,如无反应可以加深5~10此逐步加深打捞深度,直至钻压能加至5可提钻将落鱼捞出。捞作业内钩( 7)打捞绳类落物工具下至鱼顶后,只要有遇阻显示,应立即上提钻住l~2m。,提完后转动钻柱90~120度,再行下放此多次反复进行。在打捞中,如多次下放方入有所加深,说明已捞获落鱼,提钻之后即可将落物取出。捞作业外钩( 7)捞作业( 8)打捞电潜泵随着电泵增加,作业过程中卡泵、电缆击穿、脱落、掉泵、砂卡电泵、套管变形卡泵事故不断发生,且电泵结构复杂、外径大,加上电缆因素,人们曾一度被打捞电泵问题所困绕。捞作业( 泵井下事故的原因1)间隙很小易卡泵:油层套管多为φ1405 ),内径φ121~电泵机组最大外径为φ116很长,约为70管与电泵之间的间隙只有4~5油层出砂,就很容易产生砂卡。2)连接环节薄弱:电泵机组之间的相互连接均为8条φ8起泵时,若有卡泵现象,容易从此处拉断,造成事故。3)电缆击穿:由于电缆质量问题,或长期使用老化,或电缆受到腐蚀等因素影响,容易发生击穿,起泵时电缆断掉、滑脱,甚至堆积而发生井下事故。4)与一般机泵井相同的事故:油管滑扣、套管卡泵、砂卡、落物卡等所有造成其它泵卡,落井的事故,同样会造成电泵落井事故。捞作业(8)打捞电潜泵( )上下活动打捞 原管柱未损坏情况下,或其它情况下捞获后,可在油管、地面设备允许的负荷内上下活动,以达到松动解卡捞获电泵的目的,且不可转动管柱,更不能倒扣。2)打捞电缆、管柱 活动无效时,可从电泵泄油器以上把油管与电缆全部切断,起出油管和电缆,或者在捞获后可采用震击释卡,若无效,也可采用切割或套、磨、铣等工艺把油管和电缆全部捞出。3)打捞电泵:冲洗鱼顶,下电泵卡瓦捞筒(需要时,还要套铣电泵)对电泵进行打捞。捞获后,可用上下活动、震击释卡,若仍无效,就从泵连接螺拴处提断,一节一节地提捞,直至把全部电泵捞出。4)破坏性打捞:倒掉上接头,用特制工具抽出转子、定子,最后磨掉电机外壳。捞作业电泵打捞分类(8)打捞电潜泵( 9)打捞绕丝筛管金属绕丝筛管防砂是易出砂砂岩油田最有效的防砂技术之一。绕丝管防砂能最大限度地防止油井出砂,提高油井生产周期,使用寿命长达2~3年。但是,绕丝管管柱结构复杂,中心管强度低,外径大,给大修打捞带来不利,长期以来制约着修井速度和修井成功率。捞作业( 丝筛管难以打捞的原因1)筛管外径大,套管内径较小,间隙比较小,且环空充填了砾石,提捞时,筛管所受阻力大,不易顺利起出。中心管强度低,易拔断。2)筛管防砂失效后,易砂埋筛管,造成卡死筛管。3)悬挂丢手封隔器座封加压超重,造成封隔器卡住。4)充填施工失败,造成充填工具、筛管卡钻。捞作业(9)打捞绕丝筛管( 规打捞步骤查清井下落物规范、数量,将鱼顶清理干净,下反扣钻杆(或倒扣器),下带隐窗套铣工具,对绕丝筛管进行套铣;套铣一根套铣筒长度,试提是否捞住;倒扣,这样多次套铣倒扣,直至把全部绕丝筛管捞完。捞作业(9)打捞绕丝筛管( 坏的绕丝筛管打捞1)打捞乱绕丝。对于提断的筛管,常存在乱丝,无法进行正常套铣时,下开窗打捞筒,大排量冲洗。启动转盘,将乱丝引入筒内,加压至套铣筒下不去为止,提出捞筒,取出乱丝。这样反复进行直至把乱丝全部捞出为止。2)打捞中心管。修整鱼顶,下中心管打捞筒,把中心管捞出来。3)打捞余下的完好筛管。把损坏段的筛管全部捞完后,用前面讲的打捞筛管的方法,下隐窗打捞筒套铣,打捞余下的完好筛管,直至将全部筛管捞出。捞作业(9)打捞绕丝筛管( 捞作业(10)水平井打捞作业主要困难:(1) 水平井由于造斜段的作用, 井口的上提力无法有效地传递到井下水平段, 因此在直井中普遍采用的大力上提、活动解卡等打捞工艺技术无法在水平井中实施。(2) 同样由于造斜段的作用, 井口扭矩无法有效传递到井下水平段, 因此在水平井实施常规的套铣、倒扣等打捞工艺比较困难。(3) 与直井相比, 水平井冲砂更复杂、更困难, 尤其对于留井管柱内腔的冲洗, 除连续油管冲砂外, 目前没有其他办法。防砂管柱打捞( 捞作业(10)水平井打捞作业(4) 一般直井防砂管柱长度只有十几米至几十米, 而水平井滤砂管一般为百米以上, 有的甚至长达300m。水平井滤砂管柱长度长且不能采用套铣和倒扣等工艺措施分段打捞, 打捞难度更大。(5) 水平井防砂管柱中每根滤砂管均带有扶正器, 在扶正器处有变径, 增加了打捞难度。防砂管柱打捞人工井底套管皮碗封隔器光管4 金属棉滤砂管扶正器3丝堵炮眼扶正器1光管2( 捞作业(10)水平井打捞作业打捞步骤:先是处理完水平井井筒内“鱼顶”上部的沉砂,;利用井下打捞增力器来改变打捞管柱的受力方式, 并配套专用提放式可退捞矛, 完成井下大长度滤砂管的打捞。防砂管柱打捞( 捞作业(10)水平井打捞作业该工具由套管锚定部分、增力部分和水平加压球座三部分组成。锚定部分作用是在油管加压时将井下打捞增力器锚定在套管上, 并承受增力部分所产生的拉力。增力部分作用是当由油管加压时, 从活塞和外套接头之间的环空进液, 因活塞通过中心管、中心管上接头及短节与锚体相连而固定于套管上, 外套接头将在液压力的作用下产生向上的拉力, 该力直接作用于鱼顶。水平加压球座可以满足工具在水平状态下加压密封的要求, 同时也可根据要求自动卸压。( 捞作业(10)水平井打捞作业提放式可退捞矛由上接头、捞矛杆、矛爪、转环、销钉和压帽等组成。捞矛下井时, 销钉位于短轨道内, 矛爪不与捞矛杆锥体部分相接触, 矛爪处于收缩状态。当捞矛接触并插入鱼腔时, 矛爪推动销钉移动, 同时转环转动带动销钉进入长轨道, 此时上提管柱, 矛爪与捞矛杆锥面接触, 矛爪直径胀大, 将落鱼抓住。如果想放开落鱼, 只要下放管柱使销钉进入短轨道即可。( 卡使用与井下管柱重力相等的拉力,但不能提起管柱的现象称为卡钻。 卡—砂卡的处理砂卡的原因:①有的油井生产时,油层中的砂子随着油流进入套管,逐渐沉淀埋住封隔器或一部分油管。在注水过程中由于压力不稳定,或者停注造成倒流现象,使砂子进入套管而造成砂卡;②冲砂施工时的排量不够,液体上返速度小,携砂能力差,不能将砂子完全携带到地面,在停止循环时,冲砂液中的砂子下沉造成砂卡。③在压裂、填砂等工艺过程中,措施不当也会造成砂卡。第九章打捞与解卡( 卡—砂卡的处理活动解卡卡钻时间不长或卡的不严重的井,可采取上提、下放井内管柱,使砂子疏松而解除卡钻事故。活动解卡有不同形式,有上提时慢慢增加载荷到一定值后立即松开刹把,迅速卸载;也有活动一段时间后,提紧管柱刹住车,使管柱在拉伸情况下悬吊一段时间,使拉力逐渐传到下部管柱。两种形式活动都可能奏效,但每次活动5~10防管柱疲劳而断脱。第九章打捞与解卡( 卡—砂卡的处理憋压恢复循环解卡砂卡后,应立即开泵循环。若泵开不起,可采用憋压的办法,能憋开,则卡钻解除。憋压解卡时,压力应由小到大逐渐增加。不可一下憋死。当不易憋开时,可多放几次回水,同时与上下活动钻柱一起进行。第九章打捞与解卡( 卡—砂卡的处理冲洗解卡冲洗解卡有两种冲砂方法,内冲洗管冲洗和外冲洗管冲洗。内冲洗管冲砂是用小直径的冲管在油管内进行循环冲洗,以解除砂堵。外冲洗管冲砂是用小于套管内径而大于油管外径的冲管,下入油管和套管之间,冲洗油管与套管之间的环形空间中的砂子,从而解除砂卡。最下面的冲管要有斜切口,用于捣松砂堵和防止蹩泵。第九章打捞与解卡( 卡—砂卡的处理大力上提解卡上述方法无效的情况下,在设备负荷及井下管柱许可范围内,采用大力上提。以克服砂子对管柱的阻力,把管柱拔出,从而解卡。若井内管柱强度较大,修井机的绞车、井架等负荷达不到要求时,可用井下液压增力器来解卡。第九章打捞与解卡井下液压生力器由座封悬挂工具、液压提升工具、冲洗打捞工具三部分组成。( 卡—砂卡的处理爆炸松扣解卡原理:施工时用单芯测井电缆将炸药送至卡点以上第一个接头螺纹处,提拉钻具并施加足够的反扭矩,然后通过引爆炸药,炸药在爆炸时在接头螺纹处瞬间产生高速冲击力,使螺纹牙间的摩擦和自锁性瞬时消失或大大减少,这样就使接头螺纹在预先施加的反扭矩作用下松开,达到在该点倒扣的目的。第九章打捞与解卡( 卡—砂卡的处理第九章打捞与解卡爆炸松扣解卡施工步骤(1)组装井下工具 (2)调试地面仪表(3)组装松扣炸药包 (4)上部管柱分段紧扣(5)上提遇卡管柱 (6)工具下井(7)施加反扭矩 (8)爆炸点火(9)松扣( 卡—砂卡的处理第九章打捞与解卡( 卡—砂卡的处理震击解卡在卡钻事故处理中,可以利用震击器(必要时还要配上加速器)对遇卡管柱反复震击,使卡点松动解卡。这种解卡方法应用范围广,在实际工作中收效也很大,目前在修井作业中广泛应用。第九章打捞与解卡( 卡—砂卡的处理倒扣套铣解卡这种方法是用正扣钻杆下按倒扣器和反扣打捞工具,或者反扣钻杆下接反扣打捞工具,将井内被卡管柱砂面以上部分倒出。用套铣管套冲管柱外面的砂子,再倒出这些刚套冲出来的管柱。这样套、倒交替进行,直到起出全部被卡管柱为止。第九章打捞与解卡( 卡—水泥卡钻的处理水泥卡钻的原因:有及时提油管,水泥凝固把井下管柱卡住;有检查上部套管的破损,使水泥浆上行至套管破损位置溢出将上部管柱凝固施工中凝固遇到高压盐水层,早期凝固。第九章打捞与解卡( 卡—水泥卡钻的处理水泥卡钻的处理可分两种情况,一种情况是能够开泵循环的;另一种是憋泵开不了泵的。对第一种情况可用15%浓度的盐酸进行循环,破坏水泥环而解卡。对于卡得牢开不了泵的井(包括树脂等卡钻),则采用如下方法进行处理。第九章打捞与解卡倒扣套铣解卡将被卡水泥面以上管柱倒出,再用套铣筒将套管和油管之间的环空内的水泥铣掉。铣出一根,倒出一根,直至将被卡管柱全部倒出。( 卡—水泥卡钻的处理喷钻法解卡当被卡管柱偏靠管壁一侧,套铣筒不易下入。可采用喷钻法解卡。的是避免插人鱼腔内),下部各接朝下的喷嘴。下钻时,距鱼项3~5到鱼顶后上提转动从环空中放入,探明水泥面后上提1常后加砂喷钻。到能下入套铣筒后,再套铣倒扣捞出落物。第九章打捞与解卡( 卡—水泥卡钻的处理磨铣法解卡当套管内径较小或被卡管柱较小时,先将水泥面以上油管取出,再用磨鞋将被卡管柱连同水泥环一起磨掉。为防止在磨铣处理事故中磨损套管,磨鞋上部应接扶正器。磨铣一段时间后,可用磁铁打捞器或反循环打捞篮捞净碎铁,再继续磨铣,直到事故解除。第九章打捞与解卡( 卡—落物卡钻的处理责任心不强或工具质量低劣防卡死九章打捞与解卡( 卡—套管卡钻的处理套管卡钻通常分为变形卡、破损卡、错断卡。不论处理哪种形式的卡钻,都要将卡点以上的管柱倒出,修好套管后才能解卡。第九章打捞与解卡( 卡—封隔器卡钻的处理封隔器卡瓦卡钻:下公锥打捞,然后正转钻具解卡。第九章打捞与解卡( 卡—封隔器卡钻的处理封隔器胶皮卡钻:提时胶皮外翻,造成卡钻封隔器上接头倒掉;行铣磨,把胶皮磨烂,在下打捞矛捞出剩余部分。第九章打捞与解卡( 卡—潜油电泵的处理断、破裂等造成卡电泵.其它小物件掉入环形空间,造成卡电泵。起电泵时因电泵机组与套管壁之间的间隙较小,刮挤成堆,造成砂蜡卡.第九章打捞与解卡造成电泵卡的原因( 卡—潜油电泵的处理电缆卡子;柱结构复杂,不便于不压井作业;第九章打捞与解卡电泵管柱的特点( 卡—潜油电泵的处理允许的负荷范围内上下活动管柱;油管内下入切割弹,从单流阀以上把油管和电缆一起切断,把油管和电缆起出;击器及打捞工具,捞获后震击解卡采用套铣、倒扣等办法,注意防止电缆卡钻。第九章打捞与解卡解除电泵遇卡的方法(
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