落井电泵机组打捞系列技术

落井电泵机组打捞系列技术
胜利采油厂采用电潜泵采油工艺已经有十多年的历史。

目前，全厂已有545口油井使用电潜泵采油工艺，它担负着60％以上的原油生产任务。

电泵机组在井下运行过程中承受着井内油、气、水的腐蚀和机组运行中自身的震动载荷，又因为有时电力线路的电压不稳，油井出砂等，常发生电缆击穿、机组连接螺丝断等原因造成电泵机组落井故障，十几年来，由于旧机组的重复维修利用，其机组各部分外壳的壁厚随着下井次数的增多和在井下运行时间的增加而减小。

致使机组运行时容易出现泵体、分离器、保护器断裂，各防倒块开焊等，也将造成机组落井事故，94年全厂电泵机组落井180口，增加了大量的打捞工作量，影响了油井的正常生产。

一、落井电泵机组的目前状况及存在问题
胜坨油田开发了30多年，已进入特高含水采油期，层间矛盾突出，措施作业频繁，由于井身结构长期受地层应力作用、生产管柱座封产生的机械力作用、注水压差作用和油气水的腐蚀，已有一部分井发生套管缩径及弯曲变形。

落井机组在下落惯性的作用下通过套管缩径及弯曲变形处落至井底，以致于常规的打捞工具无法通过套管缩径及弯曲变形处，或者捞获后上提至套管缩径及变形弯曲处遇卡难以解除。

由于胜坨油田是砂岩油气藏，目前已进入特高含水采油期，部分电泵井因出砂严重，在停机时造成电泵机组沉砂卡钻，若实行解卡的
方法处理机组卡钻事故，则可能使电缆管柱零散性断脱，给打捞工作造成了极大的障碍。

随着油田开发年限的增长和旧机组的重复修复利用，其落井电泵机组的类型将多样化和复杂化，常规的机组打捞方法（如外钩捞出鱼顶电缆，开窗清理鱼顶的电缆护罩及卡子，套铣鱼顶至卡瓦易捞时捞出机组）已远远不能满足目前机组落井复杂情况的打捞需要。

在落井电泵机组打捞过程中很难找到适合于现场实际情况的打捞工具和打捞方法，如
（1）在内径为φ124.26mm的套管内发生外径φ116mm的井下电机落井；
（2）带电缆管柱的电泵机组发生沉砂卡钻时难以处理；
（3）由于电泵机组的泵体、分离器、保护器外壳受到严重腐蚀、磨损及各部件下防倒块开焊时而发生机组各部位断脱，提出壳体及落井机组的鱼顶为较长的泵叶轮和泵轴、分离器轴、保护器轴及电机轴；
（4）套管缩径及弯曲变形井段发生机组落井事故；
（5）某些电泵卡瓦捞筒的卡瓦牙、卡瓦套的硬度和强度达不到标准，使一些正常的打捞井发生卡瓦牙脱落和卡瓦牙破碎落井的现象等。

为把落井电泵机组尽快打捞上来，并使机组打捞井免交大修，则有必要探索与完善落井电泵机组的打捞技术，以便提高电泵井的利用率。

二、落井电泵机组打捞系列技术内容
面对机组落井类型的多样化和复杂化，我们针对打捞过程中存在的问题，从常规打捞工具的革新改造或组合与不断改进打捞工艺入手，对不同类型落井机组的疑难打捞问题进行探索，使打捞技术不断完善，积累了一些落井机组的打捞经验。

其打捞原理是：对于落井电泵机组，从调查井史资料、分析机组落井原因及落井机组的实际现状入手，摸清鱼顶的结构形状及尺寸，革新改造或组合打捞工具，在打捞过程中，以不破坏鱼顶、不损坏井身结构、不使打捞复杂化为原则，不断改进打捞工艺，提高打捞过程中所出现新问题的再认识水平，达到提高打捞成功率的目的。

1、电机下部接头的打捞技术
在往年，落井电泵机组电机部分的打捞被认为小修作业的禁区，因为受到套管内径的限制和电机外径的制约，以及小修作业队设备能力有限，一般遇到落井机组的鱼顶为电机时便直接交大修处理。

电机的外径为φ116mm，又无打捞内孔，而φ140mm套管的内径只有φ124.26mm，直接进行外捞和内捞都不可能，只有用套铣筒缩小电机接头的外径，再用母锥造扣打捞，当捞获电机后遇卡而解卡不成功时，为防止解卡管柱疲劳断脱，则进行倒扣处理。

对于倒扣后出现的两种结果，应做两手准备：
（1）如果从电机上防倒块处倒开并直接抽出转子，则根据转子的外径（即此时电机的内径），选用相适应的加长滑块捞矛，捞出电机的定子和外壳。

如果只捞出电机的定子绕组，而电机外壳留在井内，可根据电机外壳的内径选用相适应的滑块捞矛捞出电机外壳。

（2）若捞出上电机外壳时却不能直接带出下电机，或倒扣时将上、下电机的下接头处倒开，应根据落井电机下部接头结构、形状与尺寸，加工制作高强度、小直径φ27mmXφ64mm公锥。

采用内捞的方法进行造扣打捞，即可捞出铜制电机轴的扶正套，再根据捞出扶正套的外径选用公锥打捞电机的下部接头。

应用以上方法，分别捞出上、下电机。

2、管内切割法处理带电缆管柱的机组卡钻技术
由于胜坨油田是砂岩油气藏，部分电泵井因出砂严重，在故障停机时造成电泵机组沉砂卡钻。

只有在油管抗滑扣载荷内进行上下活动解卡，以防油管柱断脱及拉断电缆，而造成分段打捞电缆，处理鱼顶和打捞油管。

在活动解卡无效的情况下，如果继续活动解卡将造成电缆管柱零散性破坏，若采取转动管柱解卡，也能将电缆拧断。

经分析，应采用既不破坏原井电缆又能解除井下机组卡钻的方法：首先彻底反洗井，清洗油管内壁的污物，用打捞车下带加重杆与大于切割弹外径的通管规进行通油管至泄油器位置。

将被卡电缆管柱上提至超过原负荷60KN，使卡点以上管柱处于拉伸状态，在泄油器以上5m处，采用聚能切割弹实行管内切割。

切割后油管断开，上提管柱把大小电缆连接处拉开，并提出切割处以上的电缆管柱与全部大扁电缆，然后修复切割后的井内落物鱼顶，下入打捞工具捞住井下落物，在管柱抗拉强度负荷内上下活动、震击解卡成功，并捞出切割处以下的电缆油管和全部电泵机组。

3、鱼顶泵叶轮及泵轴的打捞技术
小修作业队在检电泵和电泵改抽施工中，有时还遇到一些泵体、分离器、保护器等由于外壳腐蚀及磨损，而出现泵体、分离器、保护器外壳断裂及下防倒块开焊的情况。

当提出壳体后，其落井电泵机组的鱼顶为整节泵（长5～6m）或部分泵的泵叶轮与泵轴。

如果采用套铣或磨铣的方法来处理鱼顶泵轴及泵叶轮，则可能使叶轮片破碎落至电机与套管的环空处，将机组卡死。

针对以上情况，考虑到鱼顶外径远小于套管内径，井内鱼顶有可能斜靠在套管内壁上，我们制定出两套打捞方法：
（1）加工6.5m以上（大于一节泵的长度）加长开窗捞筒或带加长筒的电泵卡瓦捞筒。

下至鱼顶深度，当接触鱼顶（不加压）时，慢转打捞管柱，靠加长开窗捞筒或带加长筒的电泵卡瓦捞筒底部的引鞋，将散落在井内的叶轮引进到加长开窗捞筒或带加长筒的电泵卡瓦捞筒的打捞鱼腔内，慢转并慢放打捞管柱，在保持鱼顶几乎不受压的情况下，直至引进到最大深度，使下部的开窗或电泵卡瓦直接捞获泵体，从而带出全部落井机组。

若下部开窗不能彻底清理叶轮以下的泵体外部（开窗片未完全被冲开），也能捞出全部散乱的或套在泵轴上的叶轮。

再重新清理下部的鱼顶，下入电泵卡瓦捞筒捞出剩余部分落井机组。

（2）如果鱼顶为泵轴、分离器轴、保护器轴和电机轴，就选用摆头卡瓦捞筒。

该工具的活动部分为半球体结构，球体下部的引鞋、卡瓦可自由转动和适当摆动，具有使轴类鱼顶居中的特点。

用摆头卡瓦捞筒配置与各类鱼顶轴的直径相适应的卡瓦牙（打捞泵、分离器、
保护器轴选用直径φ22mm的卡瓦牙，打捞上下电机轴用直径φ28mm 的卡瓦牙），下至鱼顶深度，捞住落井机组的各类鱼顶轴，从而带出轴上的全部叶轮。

再按常规打捞方法捞获下部的落井机组。

4、套管缩径及弯曲变形井段机组卡钻的打捞技术。

胜坨油田开发了30多年，由于井身结构长期受地层应力作用、生产管柱座封产生的机械力作用、注水压差作用和油气水的腐蚀，已有一部分井发生套管弯曲变形及缩径。

落井机组在下落惯性的作用下落至井底，这给我们的机组打捞工作增加了难度。

在机组打捞的施工现场，要亲自掌握第一性资料，当发现打捞工具下至某一井段有遇阻显示，又继续下放到鱼顶位置并捞住落井机组，上提至该井段遇卡，则可判断该井段为套管缩径或弯曲引起的落井机组卡钻，可采取分段打捞法。

首先用外捞法捞住落井机组的上部，活动解卡至机组连接螺丝疲劳折断，捞出上部小直径的机组部分（包括离心泵、分离器和保护器），最后打捞大直径的机组部分（即井下电机）。

由于内径为φ124.26mm的套管发生缩径或弯曲变形，其长度为6m—13m外径为φ116mm的井下电机无法通过，只有采用内外打捞法将井下电机由内到外层层打捞，分别捞出上下电机的转子、定子和外壳，其过程是用内径为φ99mm的套铣筒套去上电机的上接头外部，使直径变小，再用φ100mmXφ90mm的母锥捞住上电机的上接头并抽出上电机的转子，根据转子的外径为φ60mm—φ61mm，选用2.0m以上加长的φ57mm 滑块捞矛加工成可捞最大内径为φ112mm，加上电机外壳壁厚也小于套管内径2.26mm，这样既能保证捞住电机外壳，又能保证电机外壳
顺利通过套管缩径及弯曲变形处。

这是因为壁厚5mm的电机外壳属薄皮管，遇到套管弯曲变形处可被挤扁并提到地面。

再用同样的方法捞出下电机的转子、定子及外壳。

另外，对于没发生套管缩径及弯曲变形的井（指内径为φ124mm 及φ121mm的套管）出现的井下电机上、下防倒块开焊脱扣而使部分电机落井，则根据电机外径与套管内径的间隙较小，电机在井内相对居中的特点，检查所提出部分电机的尾部丝扣完好情况，若连接丝扣未滑扣，可将提出的部分电机下入井内实施对扣打捞。

5、改进打捞工具与工艺，替代电泵卡瓦捞筒技术。

在97年的落井机组打捞过程中，发现电泵卡瓦捞筒不断出现质量问题，由于某些进货厂家的卡瓦牙、卡瓦套的硬度和强度达不到标准，使一些正常的打捞井在打捞过程中发生卡瓦牙脱落和卡瓦牙破碎落井的现象，增加了打捞难度和捞住后发生落物卡钻难以解除。

为克服困难，必须从工艺和工具两方面研究制定对策。

（1）在工艺方面，当电泵卡瓦捞获机组遇卡后，采用中等负荷（不超过300KN）上提下放活动解卡，当下放至打捞管柱原悬重时即上提，禁止顿砸，以防卡瓦牙被磨平或破碎，也防止上提负荷过大造成卡瓦牙脱落。

这样，虽然解卡时间有所延长，但减少了跑空钻的次数，也避免了工程事故的复杂性。

（2）当开窗套筒或套铣筒清理鱼顶至电泵卡瓦可捞时，要根据开窗片的冲开程度、套铣筒内径及套入鱼顶的深度，选用与鱼顶尺寸相适应的母锥进行造扣打捞，也同样能够把落井机组捞出。

常用的母
锥有φ105mm、φ100mm、φ97mm、φ95mm四种。

由于卡瓦牙脱落或破碎落至电机与套管的环空处造成机组卡钻，则用母锥造扣捞获落井电泵机组后，上提管柱至原负荷，采用旋转管柱的方法，将卡瓦牙挤碎落至井底，解决机组落物卡钻。

三、应用效果实例：
1、97年4月3日至9日，36113井发生整套机组及全部小电缆落井，鱼顶为泵头及小扁电缆，当打捞出上电机的转子、定子及外壳时，发现上电机的下防倒块处开焊，防倒块以下的上电机下接头及下电机仍留在井内，根据其提出上电机下部的丝扣还完好，即下入对扣成功，捞出下电机。

2、在1988年12月底，由于落井电泵机组的打捞技术不够完善，其落井电机则认为小修作业或大修作业不可打捞。

在当今打捞技术相对完善的情况下，97年9月份用小修设备只用两趟打捞管柱便捞出了21202井在1988年12月底落井的电机、尾管及扶正器，还捞出了310146井以往大修设备无法捞出的落井机组部分。

（包括下电机的下部接头、尾管2根及扶正器）。

97年10月，我们又用大修设备上修1138井，该井在90年2月大修作业打捞落井机组时，捞出了上电机的转子，再继续打捞无显示便撤动力。

其井内剩余落井机组部分有：上电机定子绕组与外壳、整节下电机、尾管2根、扶正器一个，并全部砂埋。

我们利用目前的落井电泵机组打捞技术，很快将井内剩余的落井机组捞出，使沉睡多年的落井电机重新得到利用。

四、经济效益与社会效益
通过对落井电泵机组打捞系列技术的研究与攻关，对于不同类型的较复杂的落井电泵机组通过革新改造或组合打捞工具，并改进打捞工艺，使落井电泵机组的打捞成功率逐步提高，取得了显著的经济效益。

95年—97年11月，共处理疑难落井机组打捞井62口，少交大修44口，创直接经济效益1038万元。

由于打捞技术的提高，三年来，使落井机组打捞井减少占作业时间1320天，增产原油1.425万吨，创间接经济效益354.288万元，累计创经济效益1392.288万元。

落井电泵机组打捞系列技术的推广与应用，有效地提高了落井电泵机组的打捞成功率，缩短了打捞次数与打捞时间。

该系列技术达到国内领先地位，为我厂和其它油田的较复杂的落井电泵机组的打捞提供了一套科学的打捞方法，对提高落井机组的打捞成功率和缩短打捞时间具有指导意义。

五、结论与建议
1、随着油田开发年限的延长和旧机组重新修复再利用，落井电泵机组的类型将多样化、复杂化。

为满足油田开发生产的需要，则对落井机组的打捞技术也要求相应提高。

通过对落井电泵机组打捞技术的探索与完善，其不同类型的、较复杂的落井电泵机组的打捞难题是能够解决的，并逐步缩短打捞次数和打捞时间。

2、由于落井电泵机组的打捞技术的不断提高，其打捞成功率也在提高，而以往遗留的难度较大的落井电泵机组是可以捞出的。

3、实践证明：经过大胆探索及现场应用，落井电机的下部接头可用高强度、小直径公锥进行打捞。

4、落井电泵机组打捞系列系列技术可推广应用到其它井下落物的打捞中，如95mm泵落井、油管、抽油杆落井的打捞。

5、建议工具采购与质检部门严把进货质量关，根据现场反馈的意见，要求供货单位及生产厂家严把质量关，生产出符合现场实际的打捞工具。