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摘要:2020年以来,我们通过在实际工作中一系列研究和实践,先后开展了强磁打捞筒的研制、改进薄壁套铣筒、震击解卡打捞等高效打捞技术方面的研究,有效提高了打捞效率,降低了修井成本,取得了较好的效果,具有非常广阔的应用前景。
关键词:研究、研制、打捞筒、
一、取得的主要技术创新成果
(一)强磁打捞筒的研制
目前打捞小件钢质落物采用主要方法:一是下一把抓打捞筒打捞,但打捞过程中爪齿不能完全或部分收拢,造成打捞效果差。二是下磨鞋将小件落物磨碎洗出,但是丝堵、凡尔球、钳牙、螺栓、螺帽这类落物鱼顶不稳定,降低磨铣效果。三是利用强磁打捞器将钢质落物吸出。为解决此问题,开展一种新型强磁打捞筒的研制:
1、强磁打捞筒结构
由筒体、磁体、隔环、活页、支撑环组成。筒体与支撑环通过内螺纹连接,磁体由隔环支撑内嵌于筒体内腔,活页由螺栓固定在支撑环上端面,支撑环下部为引鞋。
2、工作原理
打捞作业过程中,将强磁打捞筒连接在油管下端下入井内,液体经支撑环5下部的喇叭口进入强磁打捞筒内腔返排到地面。边冲洗、边缓慢下放强磁打捞筒,此时泵压升高,活页4打开,落物在洗井液及磁体2吸引力作用下进入活页4上部的腔体,反冲洗作业完成后停泵,活页4关闭,落物落在活页4关闭的相对封闭的腔体内,起出打捞管柱,从油管上将强磁打捞筒卸下,从支撑环5与筒体1螺纹连接处卸开取出落物。
(二)改进薄壁套铣筒
常规套铣筒壁厚为9mm,无法满足Φ80mm套铣筒打捞Φ60.3mm加大油管(Φ65.9mm)的需要,为此在原有基础上进行了如下改进:
一是将Φ80mm套銑筒壁厚改进为5mm,内通径为Φ70mm,以此确保4吋套管内打捞2吋加厚油管的需要。二是部分调驱调剖井返吐,导致井内管柱被卡,在冲洗打捞过程中应用薄壁套铣筒,减少了工具阻力,有效提高了套铣打捞效率。
(三)震击解卡打捞技术研究
打捞井内被卡管柱,活动解卡、悬吊解卡打捞成功率不足10%,大部分井需要通过倒扣打捞、套磨铣打捞相结合的方式,因此开展以下研究。
1、液压震击器
(1)工具结构:液压震击器主要由活塞部分和液缸部分组成,包括制动系统、温度补偿系统和压力平衡系统。
(2)工作原理:当以一定的速度上提钻柱时,活塞压缩液压油实现储能,活塞继续上行至卸载槽时,压力瞬间卸载,惯性作用下活塞在自由行程内加速上行,直至撞击震击垫,产生震击波。震击波通过壳体传导到下步落物,达到解卡的目的。1次震击结束后,下压震击管柱促使震击器快速复位,当活塞通过油堵后,由于压差的作用,活塞旁通阀打开,液压油在压力的作用下复位。复位完成后以相同的方式进行下一次震击作业。
2、震击管柱优化
为保证震击管柱完好的情况下增强震击效果引进了配套工具并对管柱优化进行了研究:
(1)配套气压加速器
工具结构:主要由传动轴、泵缸、上压缩缸、连接接头、下压缩缸、下接头等部件组成。
工作原理:解卡作业时,震击管柱通过安全接头与卡点处管柱连接,再将管柱以一定载荷拉伸,此时震击器和加速器的活塞部分同时上行压缩油缸和气缸,当活塞上行至卸载槽时,油缸和气缸的能量能同时释放,活塞瞬间上行至撞击震击垫,此时震击器上行产生的弹性能和加速器产生的弹性能叠加,使得震击系统的总能量得到大幅度提高,震击管柱以更快的速度产生向上的冲击力,并被传导到被卡管柱上。有无加速器的震击效果。
(2)钻铤的配重研究
钻铤配重的多少,直接关系着震击系统的效率和管柱安全,钻铤配重过重则会大大降低震击效果,钻铤配重不足,会导致震击系统和打捞工具所承受的震击力超限,震坏工具。
(四)创新点
1、通过强磁打捞筒的研制,解决了打捞小件落物重复落井,打捞效率低的难题,提高了打捞成功率,节约了修井费用。
2、薄壁套铣筒的改进,为打捞4吋套井内落物等复杂落物提供了可靠工具,提高了作业时效。
3、通过优化震击解卡管柱及施工工艺,形成了完整的震击解卡技术,有效提高了解卡效率。
二、现场应用效果分析
(一)现场应用情况
2020年以来共实施高效打捞作业16井次,其中小件落物打捞1井次、套铣打捞一体化技术应用12井次,震击解卡应用3井次,节约修井周期80天,节约修井费用280余万元,取得了较好的效果。
(二)典型井列:文56-6井
1、修前简况:
该井于1998.8新投酸化;2013.10.10日转分注;2018.3.7日作业检管(未成),上提管挂负荷由0KN↗350KN后负荷解封失败,活动解卡24小时,最大负荷530KN,解卡无效,反憋压,泵压0MPa,共挤入地层水270方,分析套管变形导致管柱卡,装井口完井。
2、施工简况:
该井大修搬上后,反挤清水200m3无返出,悬吊解卡无效后,活动解卡开,起出Φ73mm加厚油管232根,下Φ57mm倒扣捞矛于2228.1m倒扣打捞出井内油管3根。4月24日下Φ57mm倒扣捞矛+安全接头+液压上击器+钻铤,实施震击+振动解卡打捞,共实施震击45次,成功打捞出井内剩余落物:Φ73mm加厚油管21根+Φ114mm水力锚×0.31m+Y221-114封+喇叭口。
3、施工分析:
本次大修成功应用震击解卡工艺打捞出井内被卡管柱,相比常规套磨铣打捞方式缩短施工周期25天以上,节约大修费用45万元以上,取得了较好的效果。
三、经济效益分析
(1)总投入:震击解卡费用10万/井次×3=30万元;
(2)总产出:节约修井费用280万元
通过该项目的研究与应用,丰富了大修打捞工具,提高了修井时效,累计节约修井费用280万元,具有良好的效益。
结束语
通过强磁打捞筒研究,有效解决了小件落物打捞措施效果差的难题,缩短了施工工期。针对小件落物打捞难度大的问题,研究设计了强磁打捞筒,有效的提高了作业效率及成功率。
参考文献:
[1]杨成立,马贵全,等.腐蚀井况下配套分注工艺技术的研究及应用[J].中国石油和化工标准与质量,2013,(2):136.
中原油田石油工程技术研究院 河南 濮阳 457001
关键词:研究、研制、打捞筒、
一、取得的主要技术创新成果
(一)强磁打捞筒的研制
目前打捞小件钢质落物采用主要方法:一是下一把抓打捞筒打捞,但打捞过程中爪齿不能完全或部分收拢,造成打捞效果差。二是下磨鞋将小件落物磨碎洗出,但是丝堵、凡尔球、钳牙、螺栓、螺帽这类落物鱼顶不稳定,降低磨铣效果。三是利用强磁打捞器将钢质落物吸出。为解决此问题,开展一种新型强磁打捞筒的研制:
1、强磁打捞筒结构
由筒体、磁体、隔环、活页、支撑环组成。筒体与支撑环通过内螺纹连接,磁体由隔环支撑内嵌于筒体内腔,活页由螺栓固定在支撑环上端面,支撑环下部为引鞋。
2、工作原理
打捞作业过程中,将强磁打捞筒连接在油管下端下入井内,液体经支撑环5下部的喇叭口进入强磁打捞筒内腔返排到地面。边冲洗、边缓慢下放强磁打捞筒,此时泵压升高,活页4打开,落物在洗井液及磁体2吸引力作用下进入活页4上部的腔体,反冲洗作业完成后停泵,活页4关闭,落物落在活页4关闭的相对封闭的腔体内,起出打捞管柱,从油管上将强磁打捞筒卸下,从支撑环5与筒体1螺纹连接处卸开取出落物。
(二)改进薄壁套铣筒
常规套铣筒壁厚为9mm,无法满足Φ80mm套铣筒打捞Φ60.3mm加大油管(Φ65.9mm)的需要,为此在原有基础上进行了如下改进:
一是将Φ80mm套銑筒壁厚改进为5mm,内通径为Φ70mm,以此确保4吋套管内打捞2吋加厚油管的需要。二是部分调驱调剖井返吐,导致井内管柱被卡,在冲洗打捞过程中应用薄壁套铣筒,减少了工具阻力,有效提高了套铣打捞效率。
(三)震击解卡打捞技术研究
打捞井内被卡管柱,活动解卡、悬吊解卡打捞成功率不足10%,大部分井需要通过倒扣打捞、套磨铣打捞相结合的方式,因此开展以下研究。
1、液压震击器
(1)工具结构:液压震击器主要由活塞部分和液缸部分组成,包括制动系统、温度补偿系统和压力平衡系统。
(2)工作原理:当以一定的速度上提钻柱时,活塞压缩液压油实现储能,活塞继续上行至卸载槽时,压力瞬间卸载,惯性作用下活塞在自由行程内加速上行,直至撞击震击垫,产生震击波。震击波通过壳体传导到下步落物,达到解卡的目的。1次震击结束后,下压震击管柱促使震击器快速复位,当活塞通过油堵后,由于压差的作用,活塞旁通阀打开,液压油在压力的作用下复位。复位完成后以相同的方式进行下一次震击作业。
2、震击管柱优化
为保证震击管柱完好的情况下增强震击效果引进了配套工具并对管柱优化进行了研究:
(1)配套气压加速器
工具结构:主要由传动轴、泵缸、上压缩缸、连接接头、下压缩缸、下接头等部件组成。
工作原理:解卡作业时,震击管柱通过安全接头与卡点处管柱连接,再将管柱以一定载荷拉伸,此时震击器和加速器的活塞部分同时上行压缩油缸和气缸,当活塞上行至卸载槽时,油缸和气缸的能量能同时释放,活塞瞬间上行至撞击震击垫,此时震击器上行产生的弹性能和加速器产生的弹性能叠加,使得震击系统的总能量得到大幅度提高,震击管柱以更快的速度产生向上的冲击力,并被传导到被卡管柱上。有无加速器的震击效果。
(2)钻铤的配重研究
钻铤配重的多少,直接关系着震击系统的效率和管柱安全,钻铤配重过重则会大大降低震击效果,钻铤配重不足,会导致震击系统和打捞工具所承受的震击力超限,震坏工具。
(四)创新点
1、通过强磁打捞筒的研制,解决了打捞小件落物重复落井,打捞效率低的难题,提高了打捞成功率,节约了修井费用。
2、薄壁套铣筒的改进,为打捞4吋套井内落物等复杂落物提供了可靠工具,提高了作业时效。
3、通过优化震击解卡管柱及施工工艺,形成了完整的震击解卡技术,有效提高了解卡效率。
二、现场应用效果分析
(一)现场应用情况
2020年以来共实施高效打捞作业16井次,其中小件落物打捞1井次、套铣打捞一体化技术应用12井次,震击解卡应用3井次,节约修井周期80天,节约修井费用280余万元,取得了较好的效果。
(二)典型井列:文56-6井
1、修前简况:
该井于1998.8新投酸化;2013.10.10日转分注;2018.3.7日作业检管(未成),上提管挂负荷由0KN↗350KN后负荷解封失败,活动解卡24小时,最大负荷530KN,解卡无效,反憋压,泵压0MPa,共挤入地层水270方,分析套管变形导致管柱卡,装井口完井。
2、施工简况:
该井大修搬上后,反挤清水200m3无返出,悬吊解卡无效后,活动解卡开,起出Φ73mm加厚油管232根,下Φ57mm倒扣捞矛于2228.1m倒扣打捞出井内油管3根。4月24日下Φ57mm倒扣捞矛+安全接头+液压上击器+钻铤,实施震击+振动解卡打捞,共实施震击45次,成功打捞出井内剩余落物:Φ73mm加厚油管21根+Φ114mm水力锚×0.31m+Y221-114封+喇叭口。
3、施工分析:
本次大修成功应用震击解卡工艺打捞出井内被卡管柱,相比常规套磨铣打捞方式缩短施工周期25天以上,节约大修费用45万元以上,取得了较好的效果。
三、经济效益分析
(1)总投入:震击解卡费用10万/井次×3=30万元;
(2)总产出:节约修井费用280万元
通过该项目的研究与应用,丰富了大修打捞工具,提高了修井时效,累计节约修井费用280万元,具有良好的效益。
结束语
通过强磁打捞筒研究,有效解决了小件落物打捞措施效果差的难题,缩短了施工工期。针对小件落物打捞难度大的问题,研究设计了强磁打捞筒,有效的提高了作业效率及成功率。
参考文献:
[1]杨成立,马贵全,等.腐蚀井况下配套分注工艺技术的研究及应用[J].中国石油和化工标准与质量,2013,(2):136.
中原油田石油工程技术研究院 河南 濮阳 457001