斜直井倒扣旋轉(zhuǎn)裝置的研制與應(yīng)用

陳翔宇　范紅禪　彭興林

【摘 要】目前，在斜直井大修施工中，斜直井作業(yè)機的吊卡不能旋轉(zhuǎn)始終是一個難題，給斜直井的倒扣、磨銑等施工帶來了極大的不便，制約著斜直井大修作業(yè)的施工進度。國內(nèi)外沒有現(xiàn)成的合適工具可代替，也沒有一套可行的經(jīng)驗來參考。我們研制這套斜直井倒扣旋轉(zhuǎn)裝置，可有效的解決斜直井作業(yè)機的吊卡不能旋轉(zhuǎn)始的難題，在上提30噸負荷以內(nèi)可保證井內(nèi)管柱旋轉(zhuǎn)，給斜直井的倒扣、磨銑等施工帶來便利，極大地提高斜直井大修作業(yè)的施工進度，并且能有效地降低安全事故的發(fā)生，其經(jīng)濟效益和和發(fā)展前途具有廣闊的前景。

【關(guān)鍵詞】斜直井；倒扣旋轉(zhuǎn)裝置；大修作業(yè)；施工進度

前言

斜直井作業(yè)機的吊卡構(gòu)造特殊，吊卡斜貼在吊卡支座上，不能旋轉(zhuǎn)。使斜直井的油管倒扣很不方便，在上提一定負荷倒扣時，因吊卡不旋轉(zhuǎn)，無法正常進行倒扣施工。只能小負荷倒扣，這樣每次倒的管柱較少，增加了作業(yè)工作量。另外倒扣時油管接箍在吊卡翻板上旋轉(zhuǎn)，損傷油管接箍及吊卡翻板，并且容易引起油管脫扣，存在事故隱患

1.研究及解決的問題

1.1研究的主要內(nèi)容

研究的主要內(nèi)容是通過設(shè)計制造斜直井倒扣旋轉(zhuǎn)裝置，并在現(xiàn)場應(yīng)用試驗，實現(xiàn)上提負荷倒扣，旋轉(zhuǎn)管柱。該裝置選用的圓鋼一定采用優(yōu)質(zhì)鋼，具有一定的強度和硬度，兩個軸承槽嚴格要按圖紙加工，推力軸承NSK29415M和向心軸承NSK6218的質(zhì)量保證。

1.2研究思路和技術(shù)路線

要滿足斜直井上提一定負荷倒扣的目的，關(guān)鍵的問題是要在斜直井的吊卡上面設(shè)置一個承載旋轉(zhuǎn)裝置，使該裝置既能承載一定負荷，又能旋轉(zhuǎn)。

1.3研制開發(fā)相關(guān)配套裝置

①研制承載端頭，與中心管相連接。

②研制承載軸承，在上提管柱過程中承載軸承可以在承受載荷30噸的狀態(tài)下還可以自由轉(zhuǎn)動。

③研制扶正軸承，在管柱自由旋轉(zhuǎn)的同時使管柱不能隨意擺動。按照這個思路，首先要考慮承載負荷，這就是裝置鋼材的選擇，再就旋轉(zhuǎn)，就是推力軸承和向心軸承的性能。形成思路后，項目組計出了斜直井倒扣旋轉(zhuǎn)裝置，裝置主要由承載端頭，推理軸承，向心軸承，外套，下端蓋，中心管等部分組成。

④設(shè)計思路是用φ200mm×210mm的圓鋼做為加工旋轉(zhuǎn)裝置的基礎(chǔ)，在圓鋼的中心用車床車一個φ130mm的通徑，深度170mm的園槽，圓鋼上面車一個直徑為 φ160mm，深度為95mm的園槽，圓鋼下面車一個直徑為φ100mm，深度為40mm的園槽，圓鋼上槽鑲一個外徑為φ160mm，內(nèi)徑φ75mm，高度為65mm的推力軸承8315，用于承載負荷。推力軸承下槽鑲一個外徑為φ130mm，內(nèi)徑φ75mm，高度為25mm的向心軸承36215，兩個軸承之間用軸套相連，保證管柱平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。軸承內(nèi)部裝鑲一個外徑為φ100mm，內(nèi)徑φ75mm，高度為20mm的鋼管做為支撐套。中心管長度630mm，上面車成21/2〞油管內(nèi)絲扣，用護帽封住，下部車成21/2〞油管外絲扣，倒扣時，與油管直接連接，也可以通過變扣與鉆桿連接。（ 如圖）

斜直井倒扣旋轉(zhuǎn)裝置圖紙

1.4斜直井倒扣旋轉(zhuǎn)裝置的工作原理

將本裝置坐在斜直井作業(yè)機的吊卡上，將中心管下端連接到丼內(nèi)管柱上，上提大鉤，外套受力后將力量傳遞到承載軸承，通過承載端頭軸承將力在傳到承載端頭再傳到中心管。在上提管柱過程中承載軸承可以承受載荷30噸的狀態(tài)下還可以自由轉(zhuǎn)動。

1.5技術(shù)參數(shù)

1.6技術(shù)經(jīng)濟指標及工作量完成情況

根據(jù)對傳統(tǒng)斜直井倒扣工藝的分析，我們對斜直井倒扣旋轉(zhuǎn)裝置項目制定了以下技術(shù)經(jīng)濟指標：

①1000米以內(nèi)的遇卡斜直井打撈倒扣縮短工期：20小時

②倒扣成功率：100%

③使用于所有斜直井的旋轉(zhuǎn)管柱施工，包括旋轉(zhuǎn)座封，倒扣丟手、打撈，等施工。經(jīng)3口實驗井統(tǒng)計，均達到預定指標。

2.主要成果及認識

2.1取得的成果

①本項目通過全體成員的共同努力，研制成功了包括承載端頭，推理軸承，向心軸承，外套，下端蓋，中心管等部分組成斜直井倒扣旋轉(zhuǎn)裝置；

②現(xiàn)場進行斜直井上提負荷倒扣實驗取得了成功，解決了斜直井不能大負荷上提倒扣的難題，項目取得了圓滿成功；

③本裝置的成功應(yīng)用，為作業(yè)施工減少作業(yè)占產(chǎn)、消除安全隱患提供了保障。

2.2取得的主要認識

該項目因其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，安全可靠，靈活好用等特點，在斜直井的倒扣施工中有著較好的應(yīng)用前景，在斜直井的倒扣施工中，我們將加強推廣應(yīng)用，使該技術(shù)發(fā)揮更大作用。同時，在應(yīng)用中不斷查找不足，并及時整改，使該技術(shù)不斷地完善發(fā)展。

3.現(xiàn)場實施及應(yīng)用情況

①2010年9月6日，HN-XJ201隊在樓31223斜直井檢泵施工，起完全井抽油桿后，連上提升短節(jié)，拔鉆200KN提不動井口，無法拆掉上法蘭。將該裝置裝在提升短節(jié)上面，座在斜直井吊卡上，拔鉆170KN，將上法蘭提離井口大四通2cm，用液壓鉗倒扣，該裝置旋轉(zhuǎn)靈活，不到2分鐘倒扣完畢。拆掉上法蘭，起出倒開的油管，經(jīng)統(tǒng)計，一次將遇卡點以上的45根油管全部倒出?？s短工期3天。

②2010年10月7日，HN-XJ203隊搬上的新6163井，該井填砂油管卡死，油管拔鉆時拔300kN拔不動，倒扣時先拔鉆20kN倒扣，一次只倒出2根油管。后將該裝置裝在斜直井翻板吊卡上面，拔鉆120KN，用液壓鉗倒扣，一次倒出13根油管，后又下反扣鉆桿，將該裝置裝與反扣鉆桿相連，拔鉆120KN倒扣，將遇卡點以上的12根油管全部倒出。極大地提高了倒扣作業(yè)施工速度，降低了勞動強度，縮短工期8天。

③2010年11月9日，HN-XJ201隊在樓7917井打撈防砂管施工，撈獲防砂管后，作業(yè)機不帶負荷倒扣，打撈工具在魚腔內(nèi)空轉(zhuǎn)，倒不開防砂管，作業(yè)機帶上5噸負荷，管柱根本轉(zhuǎn)不動。加上該裝置后，上提150KN，一次倒出7根防砂管，縮短工期6天。該井施工屬于大修作業(yè)，一般施工周期較長，而該井之所以僅用10天時間干完，主要在于運用斜直井倒扣旋轉(zhuǎn)裝置，倒扣施工時可以較大負荷的上提倒扣，極大地提高了施工效率，并且操作方便，在施工過程中沒走彎路（如表1）。

4.結(jié)論及認識

4.1取得的成果

①本項目通過全體成員的共同努力，研制完成了斜直井倒扣旋轉(zhuǎn)裝置；

②現(xiàn)場進行斜直井上提倒扣實驗取得了成功，解決了斜直井不能上提倒扣的難題，項目取得了圓滿成功；

③本裝置的成功應(yīng)用，為作業(yè)施工減少作業(yè)占產(chǎn)、消除安全隱患提供了保障。

4.2取得的主要認識

該項目因其裝置體積小，重量輕，拆裝方便，操作容易，能消除倒扣時的多種事故隱患。我們將加強推廣應(yīng)用，使該技術(shù)發(fā)揮更大作用。同時在現(xiàn)場應(yīng)用中不斷改進提高，從而發(fā)揮該裝置的最大作用。

參考文獻：

[1] 尹永晶，楊漢立，等.車裝鉆機[J].石油工業(yè)出版社，2002.

作者簡介：

陳翔宇，工程師，河南鄧州人，生于1969年，1990年畢業(yè)于重慶石油學校，現(xiàn)從事井下作業(yè)設(shè)計工作。