超深稠油井严重变形抽油杆打捞工艺技术
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工参数:
①套铣、磨铣鱼顶:钻压:<2t,转速:25-35rpm,控制扭矩;
②打捞:钻压:<2t。
3 复杂变形抽油杆打捞工具设计
现有的常规抽油杆打捞工具有三球打捞器、卡瓦打捞筒、
翻叉捞筒等,这类工具只有在抽油杆鱼顶无变形或变形极小的
情况下有效。
面对抽油杆鱼顶变形严重,多鱼头等情况,常用工
具就无法完成打捞作业了。
针对常规工具打捞技术的不足,设
计加工一种使用性更强的抽油杆打捞筒—大通径偏心抽油
杆打捞筒。
3.1 工具结构及原理
如图2、3所示:大通径偏心抽油杆打捞筒包括上筒体1和
下筒体3。
该打捞筒的外径比油管(井筒)内径小3~6mm,能够
最大限度的使大幅度弯曲、螺旋成团、断裂、多鱼头的抽油杆引
入该下筒体3内,该打捞筒壁厚5.5~12mm。
1 超深稠油井严重变形抽油杆处理流程
针对超深稠油井严重变形抽油杆的处理,由于抽油杆的特
性,导致其落入井后在鱼顶、中部各个地方均会出现各种意想
不到的情况,如:弯曲、错断、螺旋成团等等,给现场的打捞处理
带来很大难度。
所以在上修前我们必须严格制定一套行之有效
的打捞处理工艺流程,如图1所示。
2 严重变形抽油杆打捞优化管柱结构及参数
(1)根据不同井况下全井总体施工方案的要求差异,抽油
杆打捞管柱结构有以下几种:
①大通径偏心抽油杆打捞筒+油管(或套铣筒)+钻具;
②大通径偏心抽油杆打捞筒+油管;
③大通径偏心抽油杆打捞筒+钻具。
(2)抽油杆因直径小、硬度较低,在大直径套管内受力极
易造成弯曲、变形、断裂等,对抽油杆处理时要严控控制是施
超深稠油井严重变形抽油杆打捞工艺技术
蒋恩平(西南石油工程有限公司井下作业分公司,四川德阳618000)
摘要:随着国内各大油田开发的逐步深入,目前大部分井开始进入机抽采油阶段。
在机抽生产过程中,因材质、产层流体伤害等原因导致生产过程中常易出现机抽杆柱断落事故,从而需进行抽油杆的打捞。
在超深稠油井内打捞复杂变形抽油杆的难度较大,存在问题较多。
一是该该类井超深,井筒内油超稠,导致打捞时不易控制井下参数;二是在抽油杆断裂下落至深井底瞬间的巨大冲击力,柔性抽油杆中部会出现多段不同形状的严重变形(弯曲、螺旋、断裂等);三是落鱼复杂,多为复合管、杆柱结构,打捞工序复杂。
目前打捞抽油杆的工具品种较少且局限性很大,基本只能针对单一情况采用一种打捞工具进行打捞,出现成本的浪费,加之由于井下杆类落物鱼顶情况复杂、多变,又不能进行打印验证,出现无效打捞造成工序重复。
为高质、高效的处理超深稠油井复杂变形抽油杆的打捞,关键从优化打捞工艺方案、研制高效打捞工具、优选施工参数三方面着手,才能获得该类复杂井修井的成功。
关键词:超深
;稠油井;抽油杆;严重变形;高效打捞
图1 打捞处理工艺流程
开泵充分冲洗落鱼(不居中、严重弯曲变形、多鱼头等单一情况或多种情况下的抽油杆)30min 后停泵,限速(根据实际情况决定)下放至落鱼鱼顶(也可轻拨转盘使带有打捞筒的上提钻具慢速下放至落鱼鱼顶),加钻压5~15KN ,施压的钻压逐渐减小或者消失,则不居中、严重弯曲变形、多鱼头等单一情况或多种情况下的抽油杆引入了下筒体3的偏心通孔10中,然后继续施压(一般控制在15KN 以内)促使抽油杆被充分的压入打捞筒中,并进入上提钻具中,同时该抽油杆顶开控制翻板4。
该偏心通孔10是由上至下逐渐偏心扩大的通孔,由于控制翻板4所在U 型开口7下端正对应于偏心通孔10的上端,很好的引导抽油杆的一端向偏心通孔10上端伸入,并顶开、通过控制翻板4,然后控制翻板4在弹簧6的作用力下自动复位,U 型开口7卡住抽油杆的台阶或弯曲部位,即实现对落鱼的打捞。
其中,抽油杆在油井中不居中,可以通过偏心通孔10引导到指定位置;严重弯曲变形的抽油杆,通过通径大的偏心通孔10引导,可以使变形的抽油杆铰轴端进入打捞筒中,被控制翻板4所在的U 型开口7卡住落鱼的台阶或弯曲部位,就能够成功的打捞;多鱼头情况时,由于偏心通孔10有效通径大,能同时满足多个鱼头进入偏心通孔10,当落鱼鱼头进入偏心通孔10并顶开控制翻板4所在的U 型开口7,并且由U 型开口7及弹簧6的作用卡住进入U 型开口7的这个鱼头所在的落鱼台阶;U 型开口7尺寸根据打捞抽油杆(落鱼)接箍或台阶尺寸可任意调整。
4 结语
(1)打捞处理抽油杆施工前要充分了解井史,前期施工情
况,井下落物性能参数,准确收集各相关数据,预判断井下情况;(2)在稠油井打捞处理抽油杆,必须首先彻底清理井筒内稠油,以防影响打捞处理参数的判断与控制;
(3)对抽油杆等柔性小直径落鱼鱼顶不建议进行打印施工;(4)施工管柱需要根据井下情况,打捞方式优化管柱结构组合,尽量采用大通径打捞管柱结构,可在打捞工具上加油管或套铣筒,尽量增加引鱼长度。
(5)若抽油杆鱼顶变形形成的外径过大,打捞工具无法顺利引鱼,需要处理鱼顶时,首先考虑套铣方式处理,不到万不得已不进行磨铣处理。
(6)套铣、磨铣抽油杆鱼顶时,要严格控制钻压,转盘转速,建议钻压:<2t ,转速:25~35rpm ,最好间断旋转钻具。
若施工参数控制不当,极有可能使鱼顶下部抽油杆变形或加重变形。
(7)打捞抽油杆时,首先轻压引鱼(钻压:<2t),若不成功则可控制扭矩间断旋转钻具引鱼,只要遇阻吨位不高,尽可能增加落鱼进入打捞管柱的长度,提高打捞效率。
若捞获抽油杆则直接上提至抽油杆解卡或断裂,若采用的是倒扣打捞工具,也可在过提井下抽油杆总重量下进行倒扣;
(8)因抽油杆直径小,受扭易螺旋变形,打捞时建议采取上提解卡或直接将其提断。
参考文献:
[1]张新锋,金万平,徐桂芬.套管内弯曲变形油杆打捞工具的应用[J].石油矿场机械,2004 (02): 87-88.
图2 图3
该上筒体1和下筒体3固定连接,该上筒体1下端的公扣端13、下筒体3的上端为母扣端12。
上筒体1为通空的圆筒,该上筒体1顶端开有由上至下逐阶缩小的双层T 型母扣2。
这个双层T 型母扣2用于连接与打捞钻柱连接。
所述下筒体3为通空的圆筒,该下筒体3内部的上段处设有控制翻板4(控制翻板4厚度为20~25mm),该控制翻板4铰轴端与下筒体3上段筒壁铰接,控制翻板4的摆动端以铰轴5为中心向上摆动,将弹簧6及控制翻板4穿在铰轴5上,且控制翻板4铰接的铰接端(指控制翻板4的非摆动端)有两个突出,弹簧6处于这两个突出之间(这种结构为现有成熟的技术),通过铰轴5串联起来,该弹簧6可以使控制翻板4向上摆动后复位。
在下筒体3的偏心通孔10(该偏心通孔10段的长度一般在40~60cm ,优选50cm ,满足强度的需要,如果过长的偏心通孔10会降低最大有效通径,从而影响打捞工具的最大通过能力)上端所在圆柱状通孔9(在偏心通孔4引导抽油杆进入打捞筒后,进一步的对抽油杆进行扶正引导)上端的台阶上开有两个等高度的小孔,铰轴5穿在下筒体3上的小孔上,然后将铰轴5与下筒体3采用电焊的方式连接在一起。
上述偏心通孔10相当于一个引鞋,有利于抽油杆的鱼顶的引入。
且上述控制翻板4的摆动端还开有U 型开口7(U 型开口7的尺寸根据实际情况确定,通过改变U 型开口7的尺寸可以抓拿落鱼的尺寸很小,最小有效尺寸可达10mm ,本实施例选择开口的宽度为25~30mm ,优选28cm),所述控制翻板4所在U 型开口7的正下端与由上至下逐渐偏心扩大的通孔上端开口对接。
U 型开口7所在内表面的上边缘处焊接有YD 型硬质合金材料制成的镶边8。
增大咬合力,防止捞获抽油杆滑脱。
为了防止控制翻板4抓获抽油杆后在上提时产生的径向力将其撑开,导致抽油杆脱落,在控制翻板4对应的下筒体3内壁上设有限位块11,且该限位块11的厚度大于等于控制翻板4摆动的最大幅度值。
限位块11的尺寸根据实际情况决定,该限位块11布置在控制翻板4所在突出端对应下筒体3内表面上,另外在除了控制翻板4突出端以及U 型开口7侧以外,控制翻板4的左右两端侧也设有限位块11。
上述U 型开口7要对应下端的偏心通孔10的上端开口;该偏心通孔10的顶端圆心与该偏心通孔10的底端圆心偏差6~12°,优选10°。
3.2 打捞工作原理
将上提钻具(打捞管柱)与抽油杆打捞筒所在上筒体1上的双层T 型母扣2对接,将打捞筒下至鱼顶以上0.4m ~0.6m 左右,。