改进外钩工具打捞钢丝绳方法的探讨

2014-03-18陈爱军中石油长庆油田分公司超低渗透油藏第一项目部甘肃庆阳745400

石油天然气学报 2014年10期

陈爱军（中石油长庆油田分公司超低渗透油藏第一项目部，甘肃庆阳745400）

随着长庆油田的快速发展，总井数每年都在以上千口的数量在增加，对应的井下作业也越来越多，这其中就有许多是涉及到需要打捞钢丝绳的作业。相对油田开发水平的进步而言，井下作业是比较滞后的，因此在面对许多新的工况时，并没有配套的井下工具和成熟的打捞方法，这就需要广大井下作业的现场人员在面临特殊工况时总结经验，自制工具［1，2］。

1 常见方法打捞钢丝绳成功率低

钢丝绳落井后不同于其他落鱼，钢丝绳本体的硬度高、韧性强。而且钢丝绳一般是由于负荷过大或者井下实施爆燃作业时突然断开，这种情况下造成落鱼的鱼顶极其不规则，十分难把握。

1.1 前期施工对钢丝绳打捞的影响

在打捞作业前期，一般需要对鱼顶位置和形状进行确认，除了从已有的资料中获取外还要通过实际探测进行确认。但在打捞目标为钢丝绳的情况下，这些入井工具和施工程序都会对后续的打捞工作造成很大影响。在打捞施工中，判断工具是否与鱼顶接触主要是通过钻具的纵向和横向受力的变化来判断。而钢丝绳有很强的弹性，这些工具在刚接触到钢丝绳时钢丝绳会随着工具下移而收缩，在一定距离内钻具的横向阻力和纵向阻力都没有明显的变化，因此也就无法判断出鱼顶的真实位置。当钻具横向或者纵向阻力有明显变化到能确认鱼顶位置的时候，钢丝绳已经被压缩成 “疙瘩”状了。一旦钢丝绳被压缩成“疙瘩”状后，大部分打捞工具连入鱼都将十分困难，打捞难度就更大了。

1.2 一般工具无法成功打捞钢丝绳

在庄181-15井、庄225井前期打捞钢丝绳时反复尝试了 “一把抓”、内钩、捞筒、内外钩、外钩等几乎所有可能打捞钢丝绳的工具，但是都未能成功捞获钢丝绳。主要有两个方面的原因。

1）工具无法入鱼内入鱼打捞工具一般外径较大，这本是为了方便鱼顶能顺利进入打捞工具，但当钢丝绳盘卷成 “疙瘩”而充满某一段井筒时，内入鱼工具无论是采用加压还是旋转都很难从落物与套管壁之间进入，也就是常说的不入鱼。这一点对于外入鱼打捞工具也是一样。

2）入鱼后易脱手在钢丝绳未被压实成 “疙瘩”状之前下内入鱼工具是比较容易让鱼顶进入打捞工具的，通常也是采用加压、旋转、反洗等方法使鱼顶入鱼，但这种情况下进入打捞工具内部的钢丝绳长度是有限的，当开始上提打捞工具时，随着钻具的上提，钢丝绳就会逐渐被拉直，一旦钢丝绳拉直就会从工具内退出，造成脱手。

1.3 套铣、磨钻难

井下打捞作业中，在鱼顶遭到破坏需要修复或者最后在没有更好的办法时会采取套铣、磨钻来修复鱼顶或者直接将落物磨碎冲出井筒。在庄181-15井打捞的后期也尝试了多种磨铣方法，但都收效甚微［3］。一是因为钢丝绳硬度较高（一般在HRC47到HRC52之间），二是钢丝绳有很好的弹性，使其与钻具的接触始终是软接触，不能充分发挥钻具的磨铣能力。

2 改进外钩打捞工具

2.1 外钩改进前后特点分析

针对原外钩在打捞钢丝绳过程中出现难入鱼和易脱手的情况，做出一些细节方面的改进以提高对钢丝绳打捞的成功率。

如图1所示，原外钩最大直径达到110mm而且钩底采用的是圆滑球面构造，这种结构在打捞 “疙瘩”状钢丝绳时钩体入鱼非常困难。钩体内壁非常光滑，张角45°，这种结构不利于钢丝绳缠绕在钩体上从而在上提工具时易脱手。针对这一问题，新加工外钩主体和钩体都采用直径为25mm的J55钢材，整个钩体长度由原来的82cm减小到60cm，外径由110mm减小到75mm，并将沟底打磨成锋利的锥状。这种改进使钩体可以承受较大的压力和扭力而不发生变形，使钩体比较容易入鱼。而钩体内壁刻意加工出了粗糙棱线，钩体张角也由原来到45°减小到25°。这是为了在捞获钢丝绳后能更好地让钢丝绳缠绕在钩体上而不至于在上提工具时造成钢丝绳滑脱。

图1 改进前（a）后（b）外钩示意图

2.2 改进外钩的施工要点

对于井下钢丝绳的打捞不仅做了外钩的改进，也在打捞过程中总结了一些使用该工具打捞钢丝绳的施工要点。在外钩下放至鱼顶时，对鱼顶逐渐施加压力，同时顺钻具上扣方向（之后所有旋转方向都与此一致）用48号管钳手动旋转钻具。如果此时钻具有明显的向下位移，则保持钻压继续该动作，如在旋转20周而没有明显位移产生则对鱼顶逐渐增加压力（不超过30kN）直至有明显位移产生。此时撤去钻具对鱼顶的压力并尝试旋转钻具，比较未到鱼顶时钻具自重下旋转管柱的阻力，如果阻力明显大于未到鱼顶时转动钻具的阻力则说明已经捞获钢丝绳。捞获后为了避免在上提钻具途中钢丝绳滑脱，需要重复该动作数次：上提钻具30cm，旋转钻具5周，下放钻具30cm。用改进后的外钩工具再配合以上施工要点，在后续的钢丝绳打捞中单次下钻成功率都在80%以上，全井钢丝绳打捞成功率100%。