打捞工艺技术分析

摘要
打捞工艺是以丰富的现场实践经验为基础而逐渐发展形成的一门应用学科，没有固定的模式可遵循。

要从井下事故千差万别的特殊性中，结合现有工具的性能、特点，归纳出一整套具有普遍指导意义的工艺措施是一项十分艰辛浩大的工作。

因为这不但要求作者对钻井和修井工艺技术有深刻的了解，而且要求其谙熟各种打捞工具的设计原理和操作方法。

同时，一种新技术或工具的出现，往往能使整个工艺发生深刻的变化。

关键词：打捞，井下事故，钻井，修井
目录
第一章前言 (4)
第二章井下落物简介与修井工具 (5)
1.井下落物简介 (5)
2.打捞工具类型 (6)
第三章基本打捞 (7)
1. 小物件打捞 (7)
2. 绳类落物打捞 (8)
3. 管类落物打捞 (10)
4. 杆类落物打捞 (10)
第四章复杂打捞 (12)
1. 解卡打捞 (12)
2. 现场应用实例 (13)
第五章总结 (16)
第六章参考文献 (17)
第七章致谢 (18)
第1章前言
随着我国陆地浅层石油长时间的勘探开采，浅层石油勘探钻井以及相应的浅井大修井技术都已经比较成熟。

但由于浅层石油的慢慢枯竭，目前深井钻探工作已经开始逐渐占据主导并取得了很大进展。

我国未探明石油储量约85×108吨，其中73%埋藏在深层。

所以，在未来深井钻探采油将是一个主要工作方向，相应的修井打捞作业也将成为一个重要的研究方向。

第2章井下落物简介与修井工具
井下落物是钻井、修井作业中常遇到的复杂情况和事故，正确认识他们对于作业施工有很大益处。

2.1井下落物简介
2.1.1井下落物类型
按落物名称性质划分，井下落物类型主要有：管类落物、杆类落物、绳类落物和小件落物。

2.1.2管类落物的打捞
打捞前应首先掌握油水井基础数据，即了解清楚钻井和采油资料，搞清井的结构，套管情况，有无早期落物等。

其次搞清楚造成落物的原因，落物落井后有无变形及砂面掩埋等情况。

计算打捞时可能达到的最大负荷，加固井架和绷绳坑。

还要考虑到捞住落物后，若井下遇卡应有预防和解卡措施等。

常用打捞工具有母锥、公锥、捞矛、卡瓦捞筒等。

打捞步骤为：
(1)下铅模进行井下探视，了解落物的位置和形状等。

(2)依据落物情况及落物与套管环形空间大小，选择合适的打捞工具或自行设计制作打捞工具。

(3)编写施工设计和安全措施，按呈报手续经有关部门批准后，按施工设计进行打捞处理，下井工具要画示意图。

(4)打捞时操作要平稳。

(5)对打捞上来的落物进行分析，写出总结。

2.1.3杆类落物打捞
这类落物大部分是抽油杆类，也有加重杆和仪表等。

落物有落到套管里的，也有落到油管里的。

(1)油管内的打捞
在油管内打捞断脱的抽油杆比较简单，如抽油杆脱扣时可下抽油杆对扣打捞或下卡瓦捞筒进行打捞，如果打捞不上来，还可以进行起油管作业处理。

(2)套管内打捞
套管内打捞较复杂，因为套管内径大，杆类细长，钢度小，易弯曲，易拔断，落井形状复杂等。

打捞时，可用带拨钩引鞋卡瓦打捞筒或活页打捞器打捞。

当落物在套管内弯曲，可用捞钩打捞。

当落物在井下被压实而无法捞获时，用套铣筒或磨鞋磨铣，并用磁铁打捞器打捞碎屑。

2.1.4小件落物打捞
小件落物种类很多，如钢球类、钳牙、牙轮、螺丝等。

此类落物虽小但打捞困难极大。

目前打捞小件落物的工具主要有磁铁打捞器、一把抓、反循环打捞篮等。

2.2打捞工具类型
1.管类落物打捞工具：公（母）锥、滑块打捞矛、各种管类打捞筒等.
2.杆类落物打捞工具：抽油杆打捞筒、三球打捞器等。

3.绳类落物打捞工具：内（外）钩、老虎嘴等。

4.小件落物打捞工具：一把抓、反循环打捞篮、磁力打捞器等。

5.辅助打捞工具：铅模、各种磨铣工具、各种震击器、安全接头和各种井下切割工具等。

要点：（1）下井的工具、钻具必须认真、严格地检查，并测绘草图留查。

对不合格、有怀疑的工具、钻具严禁下井（2）严格按照操作规程施工。

（3）注意施工过程中的情况变化，及时总结、分析，及时调整施工方案，以免造成事故（4）起下管柱时应安装自封封井器，井内无钻具时，应将井口加盖或密封（5）在井口操作时，使用的工具、用具应清理记录。

施工结束后逐一检查，发现丢失的工具、用具应特别登记、上报（6）不允许随便往油管或钻杆内存放任何东西，下管柱时要逐根通径，以防管内存物掉入井中。

鱼顶落实后，简单描述如何实施管类落物打捞操作，要点：（1）丈量打捞油管长度，核实鱼顶井深、打捞方入（2）选择打捞工具，下打捞管柱探鱼顶（3）结合所用打捞工具进行打捞（4）试提，如拉力计读数明显增大，说明已经持获，则平稳上提管柱，捞出落物。

如拉力计读数无明显变化，则上提管柱至鱼顶以上，再次打捞（5）如捞获后遇卡，则进行解卡或倒扣，起出打捞管柱，研究下一步方案。

第3章基本打捞
基本打捞就是井下作业修井作业中打捞一些小物件、落绳、管类管类落物的施工作业。

3.1小件落物打捞
3.1.1打捞小件落物常用工具
打捞井下落物的作业过程中所采用的工具统称为打捞工具，打捞小件落物的工具种类繁多，有一把抓、反循环打捞篮、磁力打捞器等。

3.1.2打捞小件落物的步骤
3.1.2.1反循环打捞篮是专门用于打捞小件落物如，钢球、钳牙、螺母、胶皮碎
片等井下落物。

操作方法
检查打捞篮各部件是否完好，各部分螺纹必须紧扣。

将工具连接在钻具组合最下端，入井。

当距离井底3-5米时，反洗井，当循环正常后，再慢慢下放钻具，边冲，边下放。

循环10分钟后，停泵，起钻。

3.1.2.2一把抓
一把抓，多为自制打捞工具，与反循环打捞篮类似，也是打捞小件落物，但与反循环打捞篮不同的是，一把抓一般是一次性的，再次使用需要另行制作，不可重复使用，可以打捞的小件落物可以比较大，如牙轮钻头巴掌等，使用一把抓，因
需要加压，所以要求井底不能太软，否则无法将爪压弯，从而无法捞中落物。

具体结构见图。

操作注意事项
制作时，根据落鱼情况合理设计每个爪的宽度，厚度及长度，使用时，注意每个爪的挠性，不可多压，下压过多会把爪压断，不但捞不到落物，反而增加落物，也不可下压过少，过少，某些爪甚至全部爪变形不够，同样无法抓住落鱼。

由于此类工具多需要自制，要根据实际情况，合理制作和操作。

另外打捞小件落物的工具还有随钻打捞杯，强磁打捞器等，随钻打捞杯所能打捞的落物更小一些，一般不用于专门打捞，强磁打捞器也只能打捞可磁化金属落物，由于两者使用范围较小，原理也较简单，不再赘述。

3.2绳缆类落物打捞
随着油田开发速度的加快，油（水）井的井况愈来愈复杂，如井筒结垢、套管腐蚀穿孔、井下落物等给井下作业工作带来诸多不利。

由于绳类落物具有细长、柔软、易滑脱、容易收缩变形的特点，因此在打捞中不易捞获，看似简单，实际打捞还有相当的难度，还有一定的技巧。

下面就绳类落物打捞工艺技术进行探讨、研究。

绳类落物种类及打捞工艺技术简介。

3.2.1 绳类落物种类
目前，油田常见的绳类落物有钢丝绳、电缆等细长而体软的落物。

3.2.2绳类落物打捞工艺技术
（1）、油管内打捞抽汲钢丝绳
抽汲钢丝绳落入油管内打捞的方法比较简单，就是起油管，当发现钢丝绳断头后先将钢丝绳卡紧卡稳结好上提扣子活动上提解卡。

如解除则先起出抽汲钢丝绳及抽子并记录遇卡位置，分析遇卡原因。

如果活动上提不能解卡时，可采用起出一根油管，抽出一段抽汲钢丝绳，在抽出抽汲钢丝绳前必须将钢丝绳卡牢在一个牢固的地方，以防抽汲钢丝绳下滑，打伤操作人员。

工艺技术分析
油管内打捞抽汲钢丝绳，在不能活动解卡、拔出钢丝绳的情况下，采用起一根油管截掉一段钢丝绳的方法是实在没有办法的前提下万不得已而用之，如果条件允许，尽可能不用这种方法，因为这种方法会导致全井抽汲绳报废，不能再用，经济损失至少在万元以上，是不划算的。

（2）、套管内打捞抽汲钢丝绳
抽汲钢丝绳落入油井套管内打捞是一项很关键的工艺。

主管部门、操作人员必须慎重对待且不可盲目操作，以免使打捞工作复杂化，在套管内打捞抽汲钢丝绳的具体方法有：从地面判断钢丝绳落井位置。

用起出的油管长度计算钢丝绳在井内油管上部的深度，然后选择打捞工具，一般打捞钻具有：
【1】单壁外钩打捞。

其管柱组合由下至上，单壁外钩 + 调整短节（& 4 - 5） +半球型挡板（直径小于套管内径 + 管柱 + 油补距。

操作方法：将钻具下至鱼顶以上5米时，边下边旋转，当拉力表显示钻具悬重下降时，继续加力旋转，然后上提观察悬重，判断打捞效果。

工艺技术分析：
如果井内绳类落物已经成了团，一般外钩插不进去时，可用活动外钩，因为这种外钩遇阻时，活动钩子缩入钩身，这样钩身就易于插入绳类落物团。

当上提管柱时，活动钩子靠弹簧弹力和它背后的牙齿突出来挂住绳类落物。

【2】双壁内钩打捞。

其管柱组合由下至上双壁内钩+调整短节（& 4 - 5）+ 半
球型挡板（其最大外径应小于套管内径+ 管柱 + 油补距。

操作方法：将钻具下至鱼顶以上5米时慢慢下放。

当从拉力表观察出悬重下降时采用上提下放、旋转和转换方向的方法进行打捞。

在套管内打捞抽汲绳的时候应注意井口要装防掉器，严防发生井下落物；下井工具要有专人鉴定，要确保结实可靠。

3.3管类落物打捞
3.3.1打捞管类落物的常用工具
打捞管类落物的常用工具有：公（母）锥、滑块打捞矛、各种管类打捞筒与
捞矛等。

3.3.2管类落物打捞操作步骤
（1）丈量打捞油管长度，核实鱼顶井深、打捞方入（2）选择打捞工具，下打捞管柱探鱼顶（3）结合所用打捞工具进行打捞（4）试提，如拉力计读数明显增大，说明已经持获，则平稳上提管柱，捞出落物。

如拉力计读数无明显变化，则上提管柱至鱼顶以上，再次打捞（5）如捞获后遇卡，则进行解卡或倒扣，起出打捞管柱，研究下一步方案。

3.4杆类落物打捞
3.4.1打捞杆类落物的常用工具
打捞杆类落物的常用工具有：抽油杆打捞筒、组合式抽油杆打捞筒、活页式捞筒、三球打捞器、摆动式打捞器、测试井仪器打捞筒等。

3.4.2杆类落物打捞操作步骤
（1）下铅模打印，以便分析井下鱼顶形态、位置。

（2）根据印痕分析井下情况及套管环形空间的大小，选择合适的打捞工具。

（3）按操作程序下打捞工具进行打捞。

（4）捞住落物后即可活动上提。

当负荷正常后，可适当加快起钻速度。

由于发生井下落物的原因多种多样，落物情况具有多样性、复杂性和随机性，因此在进行打捞处理过程中要做到具体情况具体分析、具体处理，针对不同落物研制不同的打捞工具，同时要本着不能使问题复杂化，既要能捞得上，又要能退得出。

但随着油水井生产时间的延长，更多的复杂落物也将继续出现，还会有更多的疑难问题，有待于进一步加强研究，需要逐步向系列化发展，才能逐步适应
油田生产和井下作业施工的需要。

第4章复杂打捞
一些压裂后封隔器解卡、水平井修井、小井眼、大位移斜度井、生产措施井等需要复杂的落物打捞修井技术，从而我们需要了解复杂打捞的一系列方法措施，逐渐完善打捞工艺。

4.1解卡打捞
井下复杂落物打捞时一般会遇卡，解卡时需要分析出卡钻的原因，这就需要我们了解卡钻的类型及原因，从而采用相应的方法解卡打捞。

4.1.1沙卡的原因与处理措施
(1)在生产过程中，地层砂随油流进入井内，随着流速的变化，部分砂子逐渐沉淀，从而埋住部分生产管柱，造成卡钻。

(2)冲砂时，泵排量低，冲砂液携砂性能差，冲砂工作不连续，使用直径较大的其他工具代替冲砂工具等，造成冲起的砂子重新回落并沉淀造成卡钻。

(3)压裂设计有误，施工不连续，加砂量过大，压裂后排液过猛等造成卡钻。

（2）砂卡处理
对卡钻时间不长或砂卡不严重的井，可采取上提下放井下管柱，使砂子疏松解除卡钻事故。

对于砂卡严重井的处理，一是上提时慢慢增加负荷到一定值后，立即下放迅速卸载；二是上提下放活动一段时间后，提紧管柱刹住车，使管柱在拉伸情况下悬吊一段时间，使拉力逐渐传到下部管柱。

两种形式都可能奏效，但每次活动5～10min应稍停一段时间，以防管柱疲劳而断脱。

处理砂卡还可采用蹩压反循环解卡、冲管解卡、大力上提解卡、千斤顶解卡、倒扣套铣解卡等方法。

4.1.2落物卡钻的原因与处理措施
（1）. 落物卡钻的原因
井下落物造成的钻柱卡钻事故是落物卡钻的主要原因
（2）. 落物卡钻的处理措施
落物卡钻是指钳牙、卡瓦牙、小件工具等落井将井下工具卡住，造成卡钻。

处理落物卡钻，切忌大力上提，以防卡死，造成事故复杂化。

一般处理方法有两种：如被卡管柱可转动时，可以轻提慢转管柱。

将落物挤碎，使井下管柱解卡；如上述方法无效，可用壁钩拨正鱼顶后，再捞落物。

4.1.3套损卡钻的原因与处理措施
（1）.套损卡钻的原因
由于增产措施或其他原因使套管变形、破损等，并误将井下工具下过破损处造成卡钻。

（2）. 套损卡钻的处理措施
处理时，将卡点以上管柱出，修好套管后才能解卡。

4.2现场应用实例
打捞工艺;电缆粘卡;外穿解卡;技术应用
江1井钻至井深4125m时进行完井全套电测一次成功,通井之后进行VSP地震测井。

当下测至井深3500m时,VSP地震测井遇卡。

入井仪器为4级软连接的法国产DDS240型检波器,入井光缆为原装进口光缆,价值昂贵。

经现场综合分析,判断此次测井遇卡属VSP光缆粘卡。

用钻具送入外穿解卡打捞工具,下至井深3300m解卡,顺利起出钻具、入井光缆和仪器。

仅用32小时解除事故,光缆、仪器完好无损。

首次应用外穿法处理光(电)缆遇卡事故并取得成功,为此类事故的处理积累了宝贵的经验。

1、事故原因分析
1.1 事故经过
江1井在Φ215.9mm裸眼中进行VSP地震测井。

从井深500m开始下测,每500m检测地面震波一次。

测地面震波6次后,检波器下至井深3500m,地面放炮,仪器在井下停留时间5min左右,该深度点震波信号检测完,活动仪器时遇卡。

3500m光缆浮重约5000lb,光缆承受的最大拉力18000lb。

多次上提拉力由5000lb
至17000lb,下放悬重由5000lb至2000lb,均无效。

1.2 原因分析
遇卡后,通过地面仪器能正常检测出井下检波器的推靠臂可以自由伸缩;
上下活动光缆时,未监测到井下仪器的任何活动信号。

由此表明,是检波器以上的光缆遇卡。

井下光(电)缆遇卡的原因有多种:粘附、键槽、沉砂、套损、光(电)缆打结等,其表现形式也不相同。

江1井井深3500m以上最大井斜6°,井眼轨迹平滑,下测过程不可能出现“键槽”;Φ244.5mm技术套管下深1210m,已封住易垮塌的地层,同时,钻井液体系具有良好的携带、悬浮性能,短时间内出现大量的沉砂卡住Φ215.9mm井眼内的Φ15mm的光缆也不可能发生;起下钻及完井电测过程中在套鞋处未发生挂卡
现象,套管破损卡光缆也不应存在;仪器下测过程中并未出现遇阻现象,光缆打结遇卡也不可能。

综合以上分析,江1井VSP地震测井光缆遇卡的原因应为粘附卡。

光缆所在井段发育有厚层砂岩,成膜钻井液在砂层段易形成泥饼从而粘附光缆。

2、解卡打捞方案的选择
处理测井电缆遇卡方法有钻杆穿心解卡打捞法、旁开式仪器打捞筒法、电缆套筒解卡法、外穿式解卡打捞法。

各种方法有利有弊。

江1井VSP测井使用的是进口光缆,价值达百万元,切断之后难以恢复。

况且,VSP测井光缆与仪器的连接处没有弱点,即使采用钻杆穿心解卡法解卡打捞
之后,也不知从何处拔断光缆,可能导致整盘光缆的报废或事故的复杂化。

3、外穿解卡工具的制作
选一直径150mm、长500mm的接头,在其中部焊接一只“U”形环;环体直径15-20mm,呈圆状,防刮磨光缆;“U”形环高20mm,既使光缆能从中顺利通过,又不造成凸起偏心,起下钻时受力太大;接头下部呈圆弧形,以免切割光缆。

在该接头的上部选用一直径200mm的保护接头,起扶正居中作用,保护“U”形环不接触井壁。

保护接头上下端面均呈圆弧形外倒角。

在“U”形环与接头对焊之前,须将光缆先嵌入其间。

由于光缆不能承受电焊产生的高温,焊接时须用隔热材料将光缆与焊体隔离,可选用阻燃管或石棉板包住光缆;同时,焊接时经常活动接头,避免局部受热损坏光缆。

4、外穿解卡的操作方法
(1)用卡紧板将光缆卡紧并坐于转盘上;
(2)下放游车,放松光缆,卸下吊环上的天滑轮并固定在天车大梁上,要使光缆与上下运行的游车不发生磨擦,地滑轮固定在钻台前方;
(3)提起钻杆立柱,接上保护接头和外穿接头;
(4)在外穿接头上焊接“U”形环;焊接完,待自然冷却后下钻;
(5)卸下卡紧板,在转盘处的光缆上装上防挤护套,拉紧光缆下钻;
(6)下钻过程中,司钻观察钻具指重表,绞车司机观察光缆张力计,两者之一出现异常,应立即停止下钻,分析原因;
(7)下钻过程中,要锁住转盘和大钩,防止钻具转动;
(8)吊卡将要坐到转盘上时,向井架前方拉住光缆,防止吊卡挤断光缆;同时,不影响井口上扣操作;
(9)重复上述操作,直至下过卡点光缆解卡;
(10)解卡后,边起光缆边起钻;起钻要低速匀速;
(11)仪器和光缆起出井口后,用钢锯锯掉“U”形环,回收仪器,打捞结束。

按上述方法操作,江1井外穿解卡打捞十分顺利,下钻至井深3300m解卡。

5、几点认识
(1)首次运用外穿解卡打捞法解决VSP测井光缆遇卡事故就获得成功,是基于我们对井况的充分了解和遇卡原因的准确分析。

(2)外穿解卡打捞法可以快速、安全地解除电(光)缆遇卡事故,降低事故损失率。

(3)外穿解卡打捞法也可以解除因键槽、沉砂、套损造成的电(光)缆遇卡,但对电(光)缆打结遇卡无能为力。

第5章总结
本文从常规打捞工艺方法入手，探讨了各种打捞工艺方法，旨在研究各种打捞较为合理的工艺技术、科学方法和技巧，为以后同类作业提供一个好的思路和参考方法，提醒作业施工人员严防井下落物的发生，做好预防工作，深刻认识各种工具及使用方法，同时严格按照施工技术要求，认真做好每项工作。

从现场实际出发，根据常规打捞技术原理研究制作部分油气井打捞工具，采取相应打捞技术，从而实现一些特殊落物的打捞处理，进一步适应不断深入的油田开发的需求。

深刻认识打捞作业后，我们能够更好的开发利用油气井、更能快速准确地判断出维修一口油气井所需的方法与它存在的价值。

从而延长油气井的寿命，采出更多的石油，为国家提供更多的能源。

参考文献
1.刘景三，徐孟策.《钻采工艺》， 2004.05
2.《井下工程师技术手册》·吴奇主编·石油工业出版社·2002.9
3.《石油机械》
4.《油气井打捞工艺技术能手》，古洪文主编，石油工业出版社
5.胡博仲。

油水井大修工艺技术。

北京：石油工业出版社，1998
致谢
本论文是在刘礼亚老师的悉心指导下完成的。

刘礼亚老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。

与此同时，我愈加深刻地理解您对我过去的关怀、教导的珍贵，我会珍惜这一切的，我会铭记着您的教导，并努力实现我的梦想。

再次感谢您的付出，那对我的人生以及未来有着非同一般的重要意义。

祝老师身体健康，事业如意，桃李满天下，春晖遍四方。