CN115182695B - 一种钻井落鱼打捞工具及打捞方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钻井落鱼打捞工具及打捞方法，属于石油天然气工程地面设备制造技术领域。包括打捞工具主体和辅助工具，辅助工具连接在打捞工具主体的底部，辅助工具包括引导部、声波探测部和显示终端，引导部呈上大下小的锥体，引导部尺寸较小的一端与打捞工具主体的轴线偏心。通过声波探测部利用声波反射，在地面的显示终端上显示声波分布图，地面工作人员在观察确认声波探测部位于落鱼鱼顶上方时，将打捞工具主体继续向井内下降，通过引导部将落鱼挤压推向钻孔正中，以打捞工具主体对齐插入落鱼的鱼顶开口中，接着进行造扣、打捞。实现了打捞工具主体一次下井即可完成落鱼的对接打捞工作，提高了落鱼打捞效率和成功率。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气工程地面设备制造技术领域，尤其涉及一种钻井落鱼打捞工具及打捞方法。
背景技术
在勘探钻井过程中，经常发生各种状况的钻具、井下工具断裂落井以及井口各种杂物不慎落井，形成不同类型、不同尺寸、不同材质的落鱼，这时必须终止钻井作业，对落鱼井下打捞。因为石油和天然气井通常并不是垂直的，井下或多或少会存在斜度，因此，井下落鱼通常会靠着井眼的某一边。如果井眼里面已经下了套管，则会靠在套管内壁的某一边，如果没有下套管，落鱼在裸眼井里面，则落鱼会靠在井壁(岩石以及钻井液的过滤物组成)的某一边。在复杂井况下打捞落鱼之前，需要对落鱼的上部(专业术语称为“鱼顶”)形状和位置信息进行探测。
为了确定鱼顶在井眼中的位置以及靠边的情况，国外以及国内广泛运用的都是用完好的打捞管柱下部带一块圆形铅印，在鱼顶的位置，施加不等的压力压在鱼顶上。这样鱼顶就会在铅印上留下印迹。在地面取出铅印之后分析铅印上的印迹，可以确定鱼顶的形态和靠边的情况，然后再决定使用对应的打捞工具(如打捞矛、打捞筒、“一把抓”等)，带上确定方位的仪器，组成打捞工具串去打捞落鱼。
但，由于铅印的受力状态受到影响的因素比较多，如施加的压力大小、铅印在温度较高的井下的实际硬度、落鱼的断口的形态、上提工具串的速度等，在地面分析铅印时时常会有判断失误的状况发生，因此带来的一次性打捞成功率较低，耽误的时间成本较高。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种钻井落鱼打捞工具及打捞方法，能够提高一次性打捞落鱼的成功率。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，提供一种钻井落鱼打捞工具，包括打捞工具主体和辅助工具，辅助工具连接在打捞工具主体的底部，辅助工具包括引导部、声波探测部和显示终端，引导部设置在打捞工具主体的底部，引导部呈上大下小的锥体，引导部尺寸较小的一端与打捞工具主体的轴线偏心，声波探测部设置在引导部的底部尖端，声波探测部与显示终端通信连接，显示终端用于在地面为工作人员显示声波探测部探测的井下声波分布图。
进一步的，声波探测部包括信号发生器、信号收集传输模块和信号解码器，信号发生器与信号收集传输模块电连接，信号收集传输模块与信号解码器通信连接，
信号发生器固定设置在引导部的底部尖端，信号发生器用于发射预置波段的声波，
信号收集传输模块设置在引导部上，信号收集传输模块用于接收声波并转换、发出电磁波信号，
信号解码器用于接收信号收集传输模块发出的电磁波信号，并在显示终端上显示声波分布图。
进一步的，打捞工具主体上沿自身长度方向间隔设置有若干个信号中继器，信号中继器用于对信号收集传输模块与信号解码器之间的信号中继传输。
进一步的，引导部的侧壁设为自引导部底部尖端边缘向打捞工具主体外边缘延伸的倾斜导向面。
进一步的，打捞工具主体采用打捞筒或打捞矛中任意一种。
进一步的，引导部与打捞工具主体的底端螺纹可拆卸连接。
进一步的，引导部内设置有流体流道，流体流道的一端与打捞工具主体内的钻孔液流道连通、另一端开通在引导部的底部尖端位置。
进一步的，引导部靠近底部位置设置有压力探测组件，压力探测组件包括受力金属丝和压力传感器，受力金属丝包括以打捞工具主体的轴线为中心的圆弧部，圆弧部的两端均垂直连接有连接部，引导部的底端垂直开设有两个安装孔，受力金属丝的两个连接部分别插接固定在两个安装孔内，两个安装孔内均设施有压力传感器，压力传感器与受力金属丝的连接部侧壁接触，以检测受力金属丝圆弧部在受到挤压时的压力大小。
第二方面，提供一种钻井落鱼打捞方法，采用如本申请第一方面提供的一种钻井落鱼打捞工具，包括：
S01、打捞设备就位，井口安装打捞工具，打捞工具底端连接辅助工具，并对辅助工具可视化系统调试；
S02、启动辅助工具，打捞工具下井，地面中心借助显示终端观察井下声波分布图；
S03、在显示终端观察到声波分布图中出现鱼顶图案时，停止下降打捞工具，并原地转动打捞工具，使声波分布图中鱼顶图案位于显示终端中显示的辅助工具探测范围中心或最接近中心位置，确定打捞工具能与落鱼鱼顶对准插接；
S04、下降打捞工具，使打捞工具与落鱼锁定，打捞工具对落鱼造扣、打捞。
本发明的有益效果为：通过声波探测部利用声波反射，在地面的显示终端上显示声波分布图，地面工作人员在观察确认声波探测部位于落鱼鱼顶上方时，将打捞工具主体继续向井内下降，通过引导部将落鱼挤压推向钻孔正中，以打捞工具主体对齐插入落鱼的鱼顶开口中，接着进行造扣、打捞。实现了打捞工具主体一次下井即可完成落鱼的对接打捞工作，提高了落鱼打捞效率和成功率。
附图说明
图1为本申请实施例一的平面剖视结构示意图；
图2为本申请实施例一的逻辑电路示意图；
图3为本申请实施例二的压力探测组件的爆炸示意图；
图4为本申请实施例三的一种钻井落鱼打捞方法的步骤流程示意图。
其中，1、打捞工具主体；21、引导部；22、声波探测部；221、信号发生器；222、信号收集传输模块；23、信号中继器；3、流体流道；4、压力探测组件；41、受力金属丝；411、圆弧部；412、连接部；413、安装孔；42、压力传感器。
具体实施方式
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例一
本发明实施例提供了一种钻井落鱼打捞工具，参照图1，包括打捞工具主体1和辅助工具，打捞工具主体1可以为打捞篮、打捞矛、打捞筒等工具，是石油行业打捞作业的常规工具，此处不作打捞工具主体1的具体结构的赘述，在本申请实施例中，打捞工具主体1可优选打捞矛。辅助工具包括引导部21、声波探测部22和显示终端，其中，引导部21呈一端大一端小的锥体，引导部21尺寸较大的一端连接在打捞工具主体1的底部。引导部21尺寸较小的一端与打捞工具主体1的轴线偏心，具体的，引导部21尺寸较大的一端可以与打捞工具主体1偏心连接，也可以使引导部21尺寸较小的一端相对引导部21尺寸较大的一端偏心，在本申请实施例中，引导部21通过后者方式以使引导部21尺寸较小的一端与打捞工具主体1呈偏心设置。
声波探测部22设置在引导部21的底部尖端位置，显示终端位于地面上，声波探测部22与显示终端通信连接。显示终端可以为计算机，显示终端上可为地面上工作人员显示以声波探测部22为中心探测的井下声波分布图。
通过声波探测部22在井下发射特定波段的声波，并将反射波进行收集、调解，传输至地面显示终端，以声波分布图显示，可以使得地面工作人员能远程观察到井内的情况，当地面工作人员确认声波探测部22位于落鱼鱼顶上方时，可以将打捞工具主体1继续向井内下降，以使得引导部21底部插入落鱼的鱼顶开口中，并在打捞工具主体1继续下降过程中，将落鱼挤压推向钻孔正中，以使得打捞工具主体1能够顺利与落鱼鱼顶对接。实现了打捞工具主体1一次下井即可完成落鱼的对接打捞工作，提高了落鱼打捞效率和成功率。
具体的，声波探测部22包括信号发生器221、信号收集传输模块222和信号解码器。其中，信号发生器221与信号收集传输模块222电连接，信号发生器221固定安装在引导部21的底部尖端，信号发生器221用于发射预置波段的声波。
信号收集传输模块222与信号解码器通信连接，信号收集传输模块222也固定安装在引导部21上，用于收集经过钻井内壁、落鱼表面反射后经过信号收集传输模块222的声波，并经过转换、调制后，发出电磁波信号。
信号解码器位于地面上，可集成在显示终端内。介于钻井深度较深，在本申请实施例中，信号解码器与信号收集传输模块222之间可通过电磁波信号无线通信连接，在其他实施例中，信号解码器与信号收集传输模块222之间也可通过其他能够稳定传输信号的方式无线通信传输。信号解码器在接收到信号收集传输模块222发出的电磁波信号后，调解信号，并在显示终端上显示出声波分布图。
为了增强信号解码器接收信号的完整性和稳定性，在本申请实施例中，打捞工具主体1上沿自身长度方向间隔安装有若干个信号中继器23，信号中继器23随打捞工具主体1的不断下井而依次安装。每个信号中继器23同时与下方的信号中继器23或信号收集传输模块222以及上方的信号中继器23或信号解码器通信连接，信号中继器23用于将从信号收集传输模块222向信号解码器输送的电磁波信号收集并增强再发出，从而保证地面上信号解码器接收的信号完整、稳定。
为了使引导部21在插入落鱼鱼顶的过程中，能够顺利将落鱼挤压推向钻井的中心，在本申请实施例中，引导部21的侧壁设为自引导部21底部尖端边缘向打捞工具主体1外边缘延伸的倾斜导向面，对于引导部21侧壁上凸棱、引导部21与打捞工具主体1的连接处，均作原件或倒角处理。
同时，为了使辅助工具能够适用在不同的打捞工具主体1上，在本申请实施例中，引导部21与打捞工具主体1的底端通过螺纹可拆卸连接。具体的，引导部21的上端一体连接有带丝口的连接筒，打捞工具主体1的底端设有与连接筒适配的螺纹孔，连接筒可螺纹连接在打捞工具主体1底端的螺纹孔中。通过使引导部21与打捞工具主体1可拆卸连接，可提升引导部21的适用性。
由于打捞工具主体1在于落鱼连接造扣过程中，会产生大量的热，通常需要由打捞工具主体1内部的流道向钻孔内注入钻井液、打捞专用工作液等流体，对井内进行冲洗和冷却。为了使引导部21不会堵塞打捞工具主体1内的流道，在本申请实施例中，引导部21内设置有流体流道3，流体流道3的一端与打捞工具主体1内的钻孔液流道连通、另一端开通在引导部21的底部尖端位置。
本发明的工作过程为：工作人员将引导部21安装在打捞工具主体1的底端，将打捞工具主体1下降至钻井内，通过信号发生器221向钻井内不断发射预置波段的声波，声波在碰触到障碍物后发生反射，被信号收集传输模块222接收，并调制为电磁波信号发送给地面的信号解码器，信号解码器对接收的电磁波信号调解后在显示终端上显示探测到的井下声波分布图。当声波分布图中出现鱼顶的形状时，说明信号发生器221接近鱼顶，此时转动打捞工具主体1，以使得引导部21原地转动，由于信号发生器221相对打捞工具主体1是偏心的，旋转打捞工具主体1过程中不断观察声波分布图，可发现鱼顶位置在显示终端上显示的图像范围内移动，当显示终端上鱼顶位置位于图像中心或最接近中心位置时，可确定信号发生器221以及引导部21底端正好对准落鱼鱼顶的内孔。此时将打捞工具主体1往下送入辅助打捞工具主体1的长度，引导部21推挤落鱼向钻井的中部移动，并使得打捞工具主体1头部的打捞筒或者打捞矛被“引导”进了落鱼内部，进而可以开始造扣、打捞落鱼，打捞作业可一次下井顺利完成，提高了打捞效率及成功率。
实施例二
参照图2，实施例二与实施例一的区别在于：引导部21靠近底部位置设置有压力探测组件4，压力探测组件4包括受力金属丝41和压力传感器42。其中，受力金属丝41包括圆弧部411与连接部412，圆弧部411呈具有一个缺口的圆环，连接部412为一根笔直的金属丝，连接部412分别垂直连接在圆弧部411的缺口两端，引导部21的底端垂直开设有两个安装孔413，受力金属丝41的两个连接部412分别插接固定在两个安装孔413内，并使得受力金属丝41的圆弧部411与引导部21的底端齐平，且圆弧部411的圆心位于打捞工具主体1的轴线上。压力传感器42固定安装在两个安装孔413内，且压力传感器42与受力金属丝41的连接部412侧壁接触。当受力金属丝41的圆弧部411受到压力时，会使得连接部412发生变形，从而使得压力传感器42检测到圆弧部411受到的挤压压力大小。
在打捞工具主体1下井过程中，通过实时观察受力金属丝41受到的压力大小，可以在引导部21底端与落鱼错位严重，且打捞工具主体1下降过多时，受力金属丝41与落鱼鱼顶挤压，受到压力增大，地面工作人员可及时发现，并对打捞工具主体1的下降高低进行调整。有效防止工作人员在不知情情况下转动打捞工具主体1，造成引导部21与落鱼直接碰撞，以损伤声波探测部22。
实施例三
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种钻井落鱼打捞方法，包括以下步骤：
S01、打捞设备就位，井口安装打捞工具，打捞工具底端连接辅助工具，并对辅助工具可视化系统调试；
S02、启动辅助工具，打捞工具下井，地面中心借助显示终端观察井下声波分布图；
S03、在显示终端观察到声波分布图中出现鱼顶图案时，停止下降打捞工具，并原地转动打捞工具，使声波分布图中鱼顶图案位于显示终端中显示的辅助工具探测范围中心或最接近中心位置，确定打捞工具能与落鱼鱼顶对准插接；
S04、下降打捞工具，使打捞工具与落鱼锁定，打捞工具对落鱼造扣、打捞。本领域内的技术人员应明白，尽管已经描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性的概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围内的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求机器等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种钻井落鱼打捞工具，其特征在于，包括打捞工具主体(1)和辅助工具，所述辅助工具包括引导部(21)、声波探测部(22)和显示终端，所述引导部(21)设置在打捞工具主体(1)的底部，所述引导部(21)呈上大下小的锥体，所述引导部(21)尺寸较小的一端与打捞工具主体(1)的轴线偏心，所述声波探测部(22)与显示终端通信连接，所述显示终端用于在地面为工作人员显示声波探测部(22)探测的井下声波分布图；
所述声波探测部(22)包括信号发生器(221)、信号收集传输模块(222)和信号解码器，所述信号发生器(221)与信号收集传输模块(222)电连接，所述信号收集传输模块(222)与信号解码器通信连接，所述信号发生器(221)固定设置在引导部(21)的底部尖端，所述信号发生器(221)用于发射预置波段的声波，所述信号收集传输模块(222)设置在引导部(21)上，所述信号收集传输模块(222)用于接收声波并转换，发出电磁波信号，所述信号解码器用于接收信号收集传输模块(222)发出的电磁波信号，并在显示终端上显示声波分布图；
所述引导部(21)靠近底部位置设置有压力探测组件(4)，所述压力探测组件(4)包括受力金属丝(41)和压力传感器(42)，所述受力金属丝(41)包括以打捞工具主体(1)的轴线为中心的圆弧部(411)，所述圆弧部(411)的两端均垂直连接有连接部(412)，所述引导部(21)的底端垂直开设有两个安装孔(413)，所述受力金属丝(41)的两个连接部(412)分别插接固定在两个安装孔(413)内，所述两个安装孔(413)内均设施有压力传感器(42)，所述压力传感器(42)与受力金属丝(41)的连接部(412)侧壁接触，以检测所述受力金属丝(41)圆弧部(411)在受到挤压时的压力大小；
所述引导部(21)内设置有流体流道(3)，所述流体流道(3)的一端与打捞工具主体(1)内的钻孔液流道连通，另一端开通在引导部(21)的底部尖端位置。
2.根据权利要求1所述的一种钻井落鱼打捞工具，其特征在于，所述打捞工具主体(1)上沿自身长度方向间隔设置有若干个信号中继器(23)，所述信号中继器(23)用于对信号收集传输模块(222)与信号解码器之间的信号中继传输。
3.根据权利要求1所述的一种钻井落鱼打捞工具，其特征在于，所述引导部(21)的侧壁设为自引导部(21)底部尖端边缘向打捞工具主体(1)外边缘延伸的倾斜导向面。
4.根据权利要求1所述的一种钻井落鱼打捞工具，其特征在于，所述打捞工具主体(1)采用打捞筒或打捞矛中任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种钻井落鱼打捞工具，其特征在于，所述引导部(21)与打捞工具主体(1)的底端螺纹可拆卸连接。
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