井下作業(yè)用偏心梳齒式撈鉤的研制與應(yīng)用

趙志明，李桂庫(kù)

（1.盤(pán)錦職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油工程系，遼寧盤(pán)錦 124000；2.遼河油田公司遼河工程技術(shù)處，遼寧盤(pán)錦 124010）

伴隨著國(guó)內(nèi)東部老油田生產(chǎn)年限的增長(zhǎng)，特別是老井生產(chǎn)周期越來(lái)越長(zhǎng)，井底狀況日益復(fù)雜，而遼河油田這種情況更為突出[1，2]。諸如井筒內(nèi)壁結(jié)垢、套管損壞井日益加劇、井下落物等給常規(guī)的起下油管的作業(yè)帶來(lái)了許多意想不到的困難[3]。繩桿類落物一般都有著易收縮變形、容易滑脫、富有彈性及相對(duì)軟長(zhǎng)的特點(diǎn)，有時(shí)和其他落物混合沉降在井筒，所以打撈起來(lái)難度比較大?，F(xiàn)有的撈鉤一般是活頁(yè)撈鉤或普通撈鉤，在打撈抽油桿或鋼絲繩時(shí)打撈效果不是很好，每次撈獲量很少[4]。油田常見(jiàn)的繩桿類落物有普通鋼絲繩、錄測(cè)井鋼絲和抽油桿等細(xì)長(zhǎng)且體軟有彈性的繩桿類落物，這些繩桿類落物的長(zhǎng)度短的有幾米，長(zhǎng)的數(shù)百米至近千米，如測(cè)井鋼絲繩掉落入井內(nèi)后，自身可能發(fā)生纏繞堆積在井眼井底。再比如抽油桿斷折落入井底后，其發(fā)生彎曲變形后偏心于井筒內(nèi)壁上十分難打撈[5]。這主要是因?yàn)橛途坠軆?nèi)徑相對(duì)較小，打撈過(guò)程受限難度自然較大，繩桿類落物被打撈的過(guò)程中常常不會(huì)被抓獲，時(shí)常抓獲又會(huì)出現(xiàn)被弄斷、滑脫等現(xiàn)象。繩桿類落物將再次的落井需要進(jìn)行兩三次或更多次的打撈。為了解決上述問(wèn)題，研發(fā)了一種偏心梳齒式新型撈鉤，將其應(yīng)用于井下作業(yè)打撈井底繩桿類落物，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的活頁(yè)撈鉤或普通撈鉤，通過(guò)在井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用，打撈繩桿作業(yè)成功率較高，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

1 結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

新型井下作業(yè)偏心梳齒式撈鉤研制的過(guò)程中基于實(shí)用、靈活和簡(jiǎn)易的出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了偏心梳齒狀的桿式構(gòu)造的繩桿打撈鉤。新型井下作業(yè)偏心梳齒式撈鉤的主要結(jié)構(gòu)組成包括鉆桿扣、撈鉤上接頭、撈鉤擋板、撈鉤鉤齒、油管扣以及撈鉤撈桿（見(jiàn)圖1）。

圖1 偏心梳齒式撈鉤示意圖

1.2 工作原理

在應(yīng)用該偏心梳齒式撈鉤進(jìn)行打撈井筒內(nèi)彎曲抽油桿或鋼絲繩作業(yè)時(shí)，將帶有此撈鉤的管柱下入井內(nèi)，當(dāng)鉆具下至魚(yú)頂（繩纜落物）后緩慢下放，當(dāng)指重表靈敏顯示有變化時(shí)停止下放，然后上提起鉆具一米左右，然后慢慢下放并轉(zhuǎn)動(dòng)管柱使撈鉤撈獲繩桿落物后再進(jìn)行上提，利用偏心梳齒式撈鉤撈桿不居中、撈鉤排列一側(cè)的優(yōu)勢(shì)，能使繩類或桿類落物盡最大可能纏繞在撈鉤上，從而實(shí)現(xiàn)快速打撈。此過(guò)程中可以使得偏心梳齒式撈鉤的撈桿貫穿整個(gè)堆積于井底或偏心于井壁的繩桿，借助不居中鉤齒的作用最終將繩桿撈獲。參看圖1偏心梳齒式撈鉤示意圖，具體原理實(shí)現(xiàn)過(guò)程為撈鉤撈桿6 插入彎曲變形的繩桿內(nèi)，撈鉤鉤齒4 鉤住繩桿，上提撈鉤上接頭2，撈鉤擋板3 阻擋井下繩桿落物上竄將其擋住并卡牢，給予上提拉力將井內(nèi)繩桿落物撈出井口。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益

2007 年1 月11 日，在洼24－20 井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，打撈出測(cè)井鋼絲繩1 700 m，實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩一次性完全撈出，解決了普通撈鉤等一般工具多次的撈取不獲的問(wèn)題。具體打撈實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下。

首先進(jìn)行組合鉆具，管柱由下至上組合為：偏心梳齒式撈鉤+安全接頭+φ73 mm 普通鉆桿；接下來(lái)下放鉆具，觀察指重表靈敏顯示當(dāng)有變化時(shí)立即停止下鉆，并上提起鉆具1.0 m～1.5 m；接下來(lái)下鉆柱試撈鋼絲繩，下放鉆具過(guò)程中逐漸至加壓5 kN～10 kN，與此同時(shí)鉆具緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)速達(dá)10 r/min～20 r/min 后穩(wěn)定；接下來(lái)試著上提撈獲的鋼絲繩，當(dāng)鉆具顯示有反扭勁或者指重表顯示有變化時(shí)，則說(shuō)明鋼絲繩已經(jīng)被抓獲應(yīng)慢慢施加拉力進(jìn)行上提，慢慢將撈獲鋼絲繩提出井口，進(jìn)行測(cè)量撈出鋼絲繩長(zhǎng)度判斷是否全部撈出。其后又于2007 年4 月9 日，在洼35－039 井進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，撈出抽油桿150 m，實(shí)現(xiàn)抽油桿的一次性完全撈出，解決了活頁(yè)打撈筒等一般撈鉤工具多次的撈取不獲的問(wèn)題。在2010 年前后此偏心梳齒式撈鉤已經(jīng)基本應(yīng)用成熟，至今已推廣到遼河油田工程技術(shù)處約220 個(gè)井下作業(yè)小隊(duì)。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)以往應(yīng)用活頁(yè)撈鉤或普通撈鉤撈繩纜時(shí)平均需要三次可以打撈成功，一次打撈成本約0.65 萬(wàn)元，完成打撈需要2 萬(wàn)元左右，有時(shí)還可能打撈的次數(shù)更多，也可能打撈失敗。而使用偏心梳齒式撈鉤基本一次就可以成功撈取井筒內(nèi)繩桿，一口井可以節(jié)約資金約1.2 萬(wàn)元，在遼河油田每年井下作業(yè)打撈繩桿次數(shù)160 次左右，全年可以節(jié)省資金約190 萬(wàn)元。該偏心梳齒式撈鉤的研制成功和應(yīng)用以來(lái)為整個(gè)遼河油田的井下作業(yè)施工節(jié)約費(fèi)用約1 500 萬(wàn)元。

3 結(jié)語(yǔ)

繩桿類落物的打撈在井下作業(yè)施工中經(jīng)常發(fā)生，特別是落入井筒的抽油桿一般都不居中于井筒十分難打撈，打撈成功與否的關(guān)鍵不僅僅是打撈工藝過(guò)程是否合理，還要充分研究被打撈繩桿的各種特點(diǎn)。所以本文針對(duì)以往井下作業(yè)過(guò)程中應(yīng)用常見(jiàn)的繩桿打撈工具打撈繩桿時(shí)，被打撈繩桿類落物不居中、不容易被抓獲、容易滑脫、效率低下等問(wèn)題，設(shè)計(jì)和研發(fā)了一種操作簡(jiǎn)單方便、高效實(shí)用及容易保養(yǎng)和維護(hù)的新型偏心梳齒式撈鉤，其安全性高，操作靈活方便，是一種高效的繩桿打撈類工具，近年來(lái)在遼河油田已經(jīng)熟練和成熟應(yīng)用，節(jié)約了大量的井下作業(yè)施工費(fèi)用，其以后的應(yīng)用前景會(huì)更加廣泛。