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井下绳索类落物打捞工艺技术现状及前瞻

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井下 绳索 类落物 打捞 工艺技术 现状 前瞻
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井下绳索类落物打捞工艺技术现状及前瞻摘 要 井下绳索类落物打捞工艺技术是石油井下工程事故处理工艺的重要部分,文中针对绳索落井类事故,阐述了事故发生的原因。对现有工具在结构功能以及处理工艺方面存在的缺陷与不足进行了较为详细的分析,并对未来新型换代打捞工具、配套工艺进行了简要介绍和前瞻性的探讨。主属词 油井 水井 落物事故 打捞 工艺 技术油水井井下绳索类落物打捞工艺技术是石油井下工程事故处理工艺的重要部分。 根据落井绳索的工作状况,事故类型大致分为测井电缆、油水井测试钢丝和电泵电缆落井等。绳索类落物一般是与下部相连的测井仪器、电泵阻卡等一起落井,属综合类事故打捞处理工艺。但绳索类的落物打捞是首先要实施的第一步打捞工艺措施,而且一般处理难度最大。耗时最长,因为一次捞获的成功率低,需要重复多次才能打捞干净,耗时最长的可达数月。只有将上部绳索全都捞获后,才能打捞其下部连接的仪器设备,所以绳索类落物的打捞是个关键。本文针对绳索类落井事故,阐述了事故发生的原因,现有处理工艺及其工具设备存在的缺点与不足,并对未来相关配套工具,工艺进行了前瞻性的探讨。绳索类落井事故发生的原因目前,必需的地层资料录取、监测解释任务几乎全部依赖于电缆连接人井的各种类型的数字化或非数字化探头等一系列的仪器与地面接收设备共同承担完成。自钻井中途井眼轨迹参数的录取,监测,以及钻井完钻后进行的录取地层各项参数、完井组合测井和地震测井等等。随着油田开发的需要,定向井、水平井技术的成熟与推广,有些油田定向斜井占所钻井数的 80%以上,这些特殊工艺井由于井身结构的特殊性,普遍存在的“狗腿”井段、岩屑床岩屑堆积、钻井液性能不良以及操作失误导致绳索打扭带伤工作等原因,造成了入井仪器与电缆工作状况恶化,卡仪器、卡电缆,造成落井事故时有发生。河南油田近年来年钻井进尺平均 18m 左右的工作量,仅钻井施工中因电缆、仪器阻卡事故每年一般发生 5次以上,1998 年为 7 井次,电缆落井 2 井次,其中的一起电缆落井事故经过 21 小时起下43 趟打捞管柱,才将落井的电缆、仪器打捞完毕,经济损失严重。另外,在油田众多电泵采油井中.常因检泵、调参造成将电缆拔脱、断落井下,造成所谓的电潜泵故障井。绳索类落物打捞工艺技术现状1、绳索类落物打捞处理的一般程序尽管引起井下绳索类落井事故的原因多种多样但是处理这类事故现用的工具及工艺步骤大体上是一致的。综合起来要做以下 4 项工作。①调查:收集井身结构、井壁状况及井内液体介质类型,性能、生产作业历史;②调查了解绳索落物的落井过程起因。确诊事故的真实原因;②井内落鱼的相关结构关系及其规格、型号等有关数据;③根据以上情况选择配套的打捞工具、制定打捞工艺措施方案,在不对落井绳索相连的仪器造成损害、增大处理难度的情况下,尽快实施打捞处理。2.打捞工具的类型及其具体措施步骤现有绳索类打捞工具(见图 1),是传统的打捞工具,常用报废的公锥现场临时焊接加工成的多齿外钩;或用废套管割焊成的内钩,内外组合钩等。其中内钩、内外组合钩多用于打捞安全性较高的套管内作业。具有加工制造简易粗糙、打捞处理效果差,安全性低的缺点。 上述钩类工具入井打捞工艺方法一般是用估算法或软探法。目前仍在现场处理绳索类落井事故中广泛应用。现有工艺及工具存在问题和不足电缆等绳索类断落井下后是一种特殊的柔性落鱼,其特殊性与以下两个方面有关:①钢制绳索固有的弹性和细长结构;②井身结构的斜度和井壁的摩擦力对断落绳索的悬挂作用。因此,断落的绳索大部分由于自重堆积在落井仪器的上部,但是断头以下由于弹性会呈“S”状或螺旋状缠绕悬挂于井壁上,尤其是斜井或井壁不规则的裸眼井,其鱼头位置有极大的不确定性。而正是由于以上两种因素增大了其打捞作业的难度,降低了一次处理的成功率。现有的落井绳索打捞工具所用的内、外捞矛,其结构简陋、功能单一,在捞矛未起出井口前无法知道打捞作业效果,常发生以下情况:①捞矛入井过浅绳索上矛量小,不能缠绕自锁,起钻时绳索脱矛,捞获成功率低,无效工作量大。尤其是裸眼井电缆仪器落井,时间要求紧,错过打捞处理的良好时机而使工程报废,造成的损失是巨大的。除了报废钻井进尺,还有可能因巳打开目的油层,一旦报废由于层间油水互相窜通将对产层造成无法弥补的永久性损害。②为加大捞获的可能性,往往加大打捞管柱的下入深度,但是捞矛人井太深时捞矛过多地插入堆积的绳索中,绳索上矛量大,上提打捞管柱和工具时,缠锁在捞矛部位的绳索将推动以上部分堆积翻滚(即工程上所称的 “翻肠子”现象) ,绳团直径会越来越大,当大于井径时将打捞管柱卡死在井内,从而使井下事故更趋复杂化。河南油田双河区块 ,1999 年 7 月 25 日完井电测,第一趟测双侧向顺利,第二趟测自然电位,第三趟进行声波测井,下深到 2027m 测井队停下来调试仪器约 5活动,电缆卡住,后经 30动无效,仪器电缆被卡死。经过现场技术人员研究拟决定穿芯打捞,但是在最后一次试图上提解卡,拉力至 50—60,电缆自 636m 处拉断,造成1350m 电缆和仪器落井。经过使用多种打捞管柱和常规的内外捞矛历时 21d,43 次起下打捞管柱,最终才将全都电缆和仪器打捞完毕。说明处理绳索落井事故应用现有的打捞工艺、工具效果是很差的,远远不能满足现场生产的需要.新工艺水平的提高与前瞻目前,一种全新结构的外钩式“验证式绳索打捞器”(图 2)正在研制中,它具有三大技术特征及功能:①具备捞获绳索的验证显示机构。地面操作人员通过立管循环压力判断落井绳索是否上矛。直观地掌握井下打捞情况,减少盲目无效的试探性作业;②具备小上矛量防脱锁定机构。在落井绳索上矛后首先在验证机构触臂的推动下紧紧地卡入矛钩,在验证有绳索上矛后缓慢上提的过程中,矛杆上的偏心锁紧滚轮将上矛滑移的绳索锁卡在矛钩上,即使上矛绳长度仅仅一米,也能达到防脱锁定的效果;③具备两种遇卡绳索解脱机构。当绳索上钩量大而堆积意外卡“死”打捞管柱时。上提打捞管柱达到钻具悬重并增加预定的剪切载荷后,绳索打捞器上的矛钩下滑剪断其下部的安全销,与上矛的绳索一起脱离捞杆,从而能顺利起出打捞管柱和工具,仅将尺寸很小的矛钩和落井的绳索释放回井内;若事故井段太深,打捞管柱重力与剪销附加载荷之和超过钻机或管柱的额定承载负荷而不能上提达到剪断矛钩安全销时,可顺时针启动转盘,旋转打捞管柱剪断退杆销,将验证式安全绳索打捞器捞杆以上的工具和管柱起出,留在井下的绳索可重新下新的工具打捞处理。基于“验证式绳索打捞器”全新的结构设计,将大大提高了打捞作业的科学性,安全性、施工效率,打捞成功率。目前这种智能型绳索打捞工具即将投入现场应用,相信会成为处理井下绳索类落物事故的利器.参 考 文 献1 胡博仲.油水井大修技术.北京:石油工业出版社,19932水井常规修井作业打捞绳类落物作业规程
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