CN101899956B - 一种电泵管柱落鱼的打捞方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电泵管柱落鱼的打捞方法，具体涉及石油打捞行业中电泵管柱落鱼的打捞方法。包括如下步骤：A、切割：B、钩捞：C、磨铣：D、套铣：E、打捞：F、往复操作。本发明利用锯齿型磨鞋提高磨铣效率，加长捞杯削减了卡钻风险，螺杆预防套管偏磨和提高磨铣效率起到了积极作用，利用反扣公锥或反扣卡瓦打捞筒提高打捞效率，在打捞前进行了切割，即使电缆不被二次破坏，又预防了卡点以下的电缆分离。本发明对电泵管柱落鱼这类特殊而复杂的落鱼来说，既提高了效率，又大大降低了作业周期和成本且能够完全恢复油井的正常工作。

Description

一种电泵管柱落鱼的打捞方法

技术领域

本发明涉及一种石油工程井下作业方法，具体涉及石油打捞行业中电泵管柱落鱼的打捞方法。

背景技术

在石油工程领域，包括多种采油方式，如：自喷采油，抽油泵采油、气举采油和电泵采油等，其中电泵采油是油田开采过程中，针对缺少自喷能力的油井常用的一种采油工艺，电泵机组主要由电机和电泵两大机构组成，由于受到井筒条件的限制，整个电泵机组具有细长的圆柱外形，不同功率、排量的电泵机组外径不同，电机位于下部，是动力单元，电泵连接在电机的上部，是液力单元。工作时利用潜油电缆把电能从地面传递到井下电机上，电机带动电泵内部的涡轮转子旋转，从而将电能转换成动能，把原油从井下抽到地面，大大提高了采油效率。井下电机的电缆为扁平长条形，由内到外大致为6层结构：铜芯-白胶皮-黑胶皮-薄塑料皮-尼龙布-铠皮，跟试井钢丝和测井电缆相比，质地较硬，缺乏韧性和弹性，抗拉强度低，易断。电缆是利用电缆卡子将其捆绑在油管的接箍附近，卡子的作用就是捆绑电缆，使电缆的重量依附在油管柱上，确保电缆及其接口具备良好的电流传导性、耐压耐温性和绝缘密封性，电泵入井多深，电缆就有多长。在油井工作时，一旦电泵管柱被卡或断落，电缆卡子很容易脱落，导致电缆松绑，表现为油管和电缆不同步上移，最终后果就是电缆被撸成饼结，致使油管和电缆交织在一起，形成电泵管柱落鱼，这时的电缆成为卡钻的元凶，整个管柱都被卡死，处理难度非常大。

在石油工程(钻井，试油，修井，试井，测井等井下作业)打捞领域，落鱼的种类繁多，大致分为：管柱类落鱼、绳类落鱼、工具类落鱼和特殊落鱼等四大类，而电泵管柱落鱼属于其中的特殊落鱼，因为它既有管柱类落鱼的属性，又兼有非常规的绳类落鱼的特性，二者交织在一起。

一旦电缆形成落鱼，就需要将其从井下捞出，井筒才有采油和作业的通道。钩捞法是目前最常用也是最传统的打捞方法，它是几十年前老一代的石油工人在生产实践中，针对绳类落物而摸索出的打捞方法，针对试井钢丝和测井电缆此类不易折断的落鱼类型，打捞很有效果，但当落鱼是潜油电缆(尤其是电缆被破坏而沦为烂电缆)时，由于对象和落鱼性质发生了很大变化，钩捞法显得低效或徒劳。在现有技术中，油田在遇到电泵管柱卡钻或断落事故时，有些采用钩捞法钩捞，无效的话就放弃作业或暂停作业，要不就盲目的反复钩捞，打捞效果极其低下。

还有的采用磨铣处理，磨铣落鱼也是一种特殊的打捞方法(就是放弃使用打捞工具打捞，用磨铣工具直接把落鱼磨掉)，一般在钩捞法无效时，才采用磨铣处理法，但目前磨铣处理法存在以下两个缺点：

1、由于潜油电缆主要是由高密度的铜和铁两种金属组成，磨铣后的金属屑尺寸较大，很难被泥浆携带出井筒，容易出现金属屑沉砂卡钻(即：事故套事故，致使井下更加复杂)。

2、由于潜油电缆的金属较软，使磨铣速度慢且效率低，个别井因为处理周期太长，成本高昂，不得不终止作业，或者提前宣告油井工程报废，对需花费巨资才能钻成一口超深井和高产油井来说，无疑是一种巨大的损失。

发明内容

针对现有技术中打捞电泵管柱落鱼无行之有效的解决办法的问题，本发明提供一种高效率、无卡钻风险的完全解决电泵管柱落鱼的打捞方法。具体方案如下：1、一种电泵管柱落鱼的打捞方法，包括如下步骤：

A、切割：将切割弹下到电泵管柱内根据卡点深度情况决定切割位置和切割次数；

B、钩捞：利用外钩或内钩对井下的潜油电缆进行打捞，直到跑空为止；

C、磨铣：利用磨鞋管柱对卡点处的潜油电缆进行磨铣；

D、套铣：利用铣鞋套铣油管鱼顶直到露出打捞空间；

E、打捞：采用反扣打捞工具对套铣后的油管进行打捞；

F、往复操作：重复B至E步骤直至打捞干净，

其特征在于：所述C步骤中磨鞋为锯齿型磨鞋，锯齿型磨鞋的刀刃角度为10°-45°，磨鞋管柱中的捞杯为加长型捞杯，加长型捞杯的长度为1米，所述磨鞋管柱结构为“磨鞋+加长捞杯+直螺杆+加长捞杯+钻铤+钻杆”，直螺杆采用水力驱动，所述D步骤中铣鞋为加长型整体式铣鞋，加长型整体式铣鞋长度为1米，所述E步骤中打捞工具为反扣卡瓦打捞筒或反扣公锥。

本发明的另一优选方式：所述C步骤中每次磨铣进尺不超过20米。

本发明公开了一个有针对性的组合式系统解决方案，对电泵管柱落鱼这类特殊而复杂的落鱼来说，既提高了效率，又大大降低了作业周期和成本且能够完全恢复油井的正常工作。利用锯齿型磨鞋来处理卡点附近的潜油电缆，大大提高了磨铣效率，采用加长捞杯捞获电缆金属屑，大大削减了卡钻风险(捞获的金属屑重量同现有技术相比提高5-7倍)。使用螺杆对预防套管偏磨和提高磨铣效率起到了积极作用，过去没有使用螺杆，在长期的磨铣施工中，套管极易受到伤害；从磨铣速度来看，过去的速度是0.5米/小时，使用螺杆后速度提高到3-4米/小时，是改进前的6-8倍。利用反扣公锥或反扣卡瓦打捞筒打捞油管，提高了打捞效率，过去使用常规打捞工具，每次不是捞出一个油管接箍就是只捞出1根油管，还经常跑空，打捞成功率只有35％左右，改进后的打捞成功率高达95％以上，每次至少可以打捞出3-5根油管，是改进前的3-4倍，效率得到了改善。在打捞前进行了切割，不但保护了电缆不再被二次破坏，而且还预防了卡点以下的电缆和油管再次出现分离(松绑)。

具体实施方式

本发明的技术方案包括以下六个步骤，其中有些步骤结合多个改进或选用的特殊部件，从而实现电泵管柱落鱼的完全打捞，以下针对每个步骤及其所涉及的部件做具体说明。

A、首先根据是否可以起出油井中的管柱，来确定是否需要进行油管切割。切割的主要目的是：(1)管柱被潜油电缆卡死而起不出来，(2)保护潜油电缆不再被二次破坏，(3)预防卡点以下的潜油电缆和油管再次出现分离(松绑)。如果不采取切割，当在上部井段的打捞作业过程中，很容易破坏下部管柱上的潜油电缆，致使潜油电缆再次成为新的卡钻介质。需要切割时，将切割弹下到电泵管柱内，根据卡点深度情况决定切割位置和切割次数，一般切割1--2刀，如果仍然不能起出管柱，就开始进行下一步施工。

B、利用外钩对井筒内的潜油电缆进行钩捞，将能够捞起的潜油电缆全部捞出，直到外钩跑空(捞不出东西)为止。

C、利用磨铣管柱对卡点处的潜油电缆进行磨铣。

申请人根据实践证明，钩捞法只能打捞起松散而完好的潜油电缆，对于破坏后堆积的潜油电缆，钩捞法显得很低效，而潜油电缆是可以磨铣的，但由于电缆内的金属都是软金属，常规磨鞋无明显的刀刃，磨铣效果不明显，因此申请人设计采用了锯齿型磨鞋，磨鞋外径为150毫米，各刀刃的倾斜角度在10-45度之间，采用锯齿型磨鞋后，磨铣的速度变快了，用外钩平均每次只能钩出1-5米烂电缆，多数都是跑空(用其它钩子打捞，如：内钩等，更是一无所获)；而每次磨铣的进尺一般在20米左右，纯磨时间仅5-7个小时，由于潜油电缆堆积在井筒内，处于饼状压缩状态，所以，每米的磨铣进尺可以折算成2.5倍，即：每次磨铣至少可以磨掉50米烂电缆，效率显而易见。

但此时，磨铣后的电缆金属屑尺寸比较大，泥浆无法携带出井筒，普通捞杯较短，一次只能捞获电缆金属屑3-5公斤，极易造成沉砂卡钻，因此常规的短捞杯已经不太适应，申请人针对普通捞杯容积小，盛装金属屑有限，而磨铣电缆又会产生大量金属屑的特点，研制一种随钻加长捞杯。捞杯是入井工具，不仅受到井筒内径的限制，还要承受钻具转动而产生的动负荷(扭矩和拉压)，既要考虑捞杯容积的增加，还要考虑捞杯的强度，通过室内试验证明：捞杯太长，芯轴容易弯曲变形，捞杯太短，又影响容积，外径太大，入井又不安全，所以，捞杯设计只能优化，不能盲目加长，申请人综合上述因素后，设计一种随钻加长捞杯，具体参数是：

随钻加长捞杯芯轴外径是73毫米(普通捞杯是80-82毫米)；

随钻加长捞杯杯筒长度是1米(普通捞杯是0.4-0.5米)；

随钻加长捞杯杯筒外径143-146毫米(普通捞杯是127毫米)；

随钻加长捞杯杯筒与本体的连接型式：采用细螺纹反扣联接(普通捞杯是电焊联接)，可以防止杯筒在井下工作期间出现退扣；

捞杯采用优质材料：40CrMnMo。

采用随钻加长捞杯后，每次每只可以捞获15-35公斤，是改进前5-7倍，大大削减了卡钻的风险，可以说，加长捞杯的使用对预防沉砂卡钻起到了决定性的作用。

在长期频繁的磨铣施工中要保护套管，防止套管因钻杆旋转而偏磨，过去没有使用螺杆，在长期的磨铣施工中，套管极易受到伤害，因此申请人对管柱结构进行了优化，将现有技术的管柱：磨鞋+普通短捞杯+钻铤+钻杆，改为：磨鞋+随钻加长捞杯+直螺杆+随钻加长捞杯+钻铤+钻杆，采用螺杆水力驱动来取代传统的转盘驱动方式，直螺杆通常是深井钻井的一种防斜打快工具，在打捞工作中人们很难想起它，无人问津，同样的道理，我们利用它来磨铣落鱼，利用水力高速驱动磨铣工具，避免了因转盘驱动导致钻杆接头旋转而对套管产生偏磨，由于螺杆的转速比转盘高1-2倍，从磨铣速度来看，过去的速度是0.5米/小时，使用螺杆后速度提高到3-4米/小时，是改进前的6-8倍，所以使用螺杆对预防套管偏磨和提高磨铣效率起到了积极作用。

D、磨铣完毕后，套铣油管鱼顶直到露出打捞空间。

现有套铣工具常用“短铣鞋(一般只有0.3米长)+长铣筒1-4根+钻铤”的结构，铣筒也叫“铣管”，单根长度一般是10米，铣筒与井筒之间的间隙较小，金属屑沉积容易卡钻。申请人在此基础上进行了改进，设计了加长型整体式铣鞋，由于打捞工具所需的有效打捞空间不大，只要0.5米的高度即可，因此只需套铣油管鱼顶露出一定的打捞空间即可，套铣长度过长，效果也不大，再考虑到套铣时产生的少量金属屑沉淀，因此申请人将加长型整体式铣鞋长度设计为1米，利用“加长型整体式铣鞋+钻铤”的结构，避免了长筒套铣带来的卡钻风险。

E、采用反扣卡瓦打捞筒或反扣公锥对套铣后的油管进行打捞。

现有技术中常用正扣打捞工具打捞油管，在遇到落鱼被卡时，时常跑空，即使捞住也往往提不动，耽误大量时间，而且每次不是捞出一个油管接箍就是捞出1根油管，打捞成功率只有35％左右。申请人选用反扣公锥或反扣卡瓦打捞筒，改进后的打捞成功率高达95％以上，每次打捞出3-5根油管，是改进前的3-4倍，效率得到了改善。

F、重复B至E步骤直至解除卡点，恢复油井的正常使用。

在操作过程中还需要注意以下几项：

1、保障泥浆泵的正常运转，严禁磨铣中途擅自停泵，确保排量，以防止沉砂卡钻。

2、适当提高泥浆的粘切和密度，确保泥浆的携悬砂能力和流动性，尽量使磨铣后的金属碎屑能及时排除井筒。

3、控制磨铣进尺(根据井下情况，每趟钻的磨铣进尺尽量不超过20米)，定期清理捞杯。

4、保证充足的循环时间(起钻前大排量循环2-3周)，循环期间(或短期修泵期间)，司钻要保持连续地大幅度地活动钻具。

5、上提遇卡时，要求不超过原悬重5-7吨，遇卡后要求尽快下放活动或接方钻杆开泵活动。

6、每磨完一根单根，要求大幅度划眼一次并循环一周后才能接单根(放空除外)，接单根或拆卸方钻杆时，要求早开泵晚停泵，拆卸动作要快。

实施例1

申请人在塔里木油田HD4-30H深井修复作业中，采用了本技术方案，历时26天，无一次卡钻事故，其井深5500米，打捞深度范围0-3000米，落鱼总长2500米。共下外钩33次，反扣公锥3次，卡瓦打捞筒12次，锯齿型磨鞋24次，加长型整体式铣鞋7次，壁钩式内钩1次，铅模2次，累积捞出电缆碎屑225公斤，累积捞出电缆1955m(90％的电缆都是打捞油管时带出来的)，磨铣总进尺385.16m(磨铣进尺折算成电缆长度约450m，占烂电缆总量的75％，套铣总进尺25.21m，累计捞出油管229根，捞出电泵机组1套，共用26天时间就将一口高难度事故井处理完毕。

Claims (2)

1.一种电泵管柱落鱼的打捞方法，包括如下步骤：

A、切割：将切割弹下到电泵管柱内根据卡点深度情况决定切割位置和切割次数；

B、钩捞：利用外钩或内钩对井下的潜油电缆进行打捞，直到跑空为止；

C、磨铣：利用磨鞋管柱对卡点处的潜油电缆进行磨铣；

D、套铣：利用铣鞋套铣油管鱼顶直到露出打捞空间；

E、打捞：采用反扣打捞工具对套铣后的油管进行打捞；

F、往复操作：重复B至E步骤直至打捞干净，

其特征在于：所述C步骤中磨鞋为锯齿型磨鞋，锯齿型磨鞋的刀刃角度为10°-45°，磨鞋管柱中的捞杯为加长型捞杯，加长型捞杯的长度为1米，所述磨鞋管柱结构为“磨鞋+第一加长捞杯+直螺杆+第二加长捞杯+钻铤+钻杆”，直螺杆采用水力驱动，所述D步骤中铣鞋为加长型整体式铣鞋，加长型整体式铣鞋长度为1米，所述E步骤中打捞工具为反扣卡瓦打捞筒或反扣公锥。

2.如权利要求1所述的一种电泵管柱落鱼的打捞方法，其特征在于，所述C步骤中每次磨铣进尺不超过20米。