電潛泵卡落井事故處理

電潛泵卡落井事故處理

遼東油田已有20年的開發(fā)歷史，部分油田在中后期進行了開采。隨著油田開發(fā)的進一步深入,油井出水矛盾已十分突出。若采用小排量泵生產則含水高且效率低;若采用大排量泵提液可大幅度增加原油的產量。在充分注水的前提下,采用深抽和大排量提液已成為提高原油產量的可行辦法。1986年,冀東油田引進了電動潛油泵(簡稱電潛泵),很好地解決了大排量提液的問題。但由于電潛泵的外徑大,機組結構比較復雜,再加上冀東油田油水井較深、斜度大,電潛泵被卡落井時有發(fā)生,給打撈作業(yè)帶來很大困難。為了解決這個問題,井下作業(yè)公司成立了課題組,專門對深斜井電潛泵打撈工藝進行了研究。電井壓床技術的困難分析1.原油物性冀東油田油水井井深在3000～4000m,井斜15°～25°,原油物性比較差,凝固點29～38℃,粘度5.41～9.21mPa·s,含臘量14%～27.4%,含膠質瀝青16.7%～21.5%。2.油層套管直徑勝利油田生產的電潛泵及附屬工具的外徑尺寸:《101mm離心泵,《98～101.6mm分離器,《98～101.6mm保護器,《114～114.3mm電動機。冀東油田油層套管內徑為118～124mm,最小處僅大于電動機主機外徑不到4mm。電潛泵與附屬工具之間用小法蘭和6條《10mm的螺栓連接,抗拉強度比較低。3.蘭連接處提斷,導致發(fā)電機落井電潛泵機組被卡,起管柱時將電潛泵機組某處提斷,造成電潛泵機組落井,致使電潛泵機組從分離器上法蘭連接處提斷,導致分離器、保護器和電動機落井。由于電潛泵外徑較大,電潛泵機組的電動機在最下端,下井時易破壞小扁電纜,一般采用護鐵保護,致使外徑加大。一旦連接不好,下井易造成電潛泵機組被卡,而被卡后上部管柱被提出,在落魚以上都會落有不同程度的電纜或護鐵等物,并被壓實,給打撈帶來困難。4.電纜被壓入井內,被壓縮變形不下墜落井的電纜有時因起管柱遇阻,管柱被提脫或因單吊環(huán)使下部落井,管柱將地面電纜帶入井內,下墜落井的電纜一般比較完好,破壞變形不大;起管柱時部分油管被提出而電纜留在井內,多數是提管柱時因電纜與油管不同步,使電纜堆積造成卡管柱。當部分被卡管柱提出后,留在井內的往往是部分被擠壓成團的電纜,嚴重變形或被擠斷。以前未打撈出的電纜,多數是頂部被壓實(由于打印和工具重壓操作不當所致),采用一般的打撈工具難以打撈。相關工具的研究1.套銑產品的結構及工作原理定位(1)用途本撈筒主要用于打撈電潛泵前清理魚頂,也可直接打撈電潛泵,主要作用是:①打撈碎電纜、電纜卡子和電纜頭等物;②切割露出管柱頂與下面連在一起的電纜頭;③將魚頂拔入筒內套銑魚頂部位;④從套銑頭的特殊構造的變形能分析出,管柱頂部是否可進入打撈工具。(2)結構及工作原理定位套銑撈筒的結構見圖1。接頭上部位為母螺紋,下部為細牙螺紋與筒體連接。筒體下部為細牙螺紋與套撈頭連接,起到裝載各種碎物的作用。限位塊為焊在套撈頭上的菱形鋼板,主要起限定套撈頭套入魚頂的深度,保證撈筒有足夠的打撈環(huán)形空間,又可防止套銑得太深,把油管周圍的電纜擠壓得太死,以致使下步打撈的載荷增加太多,使打撈復雜化。限位塊下部的倒角是為讓碎物順利向上進入筒體內。上部的尖角是幫助鉤掛并防止進入套銑撈筒內的落物退出而落井。套撈頭上部為細螺紋,中部加工有3片彈性齒,主要是防止進入套銑撈筒內落物退出而落井。下部有數個焊有碳化鎢粉(或YD硬質合金)的鈍角銑齒,用于切斷與下面連著的電纜頭及磨銑魚頂周圍的落物,在魚頂周圍磨銑出一個下步打撈用的環(huán)形空間。套撈頭下部還加工有引鞋,以便盡可能把各種落物引入套撈頭內。(3)技術參數定位套銑撈筒的技術參數見表1。2.落魚駁岸帶孔(1)結構與工作原理電潛泵卡瓦撈筒是用來卡瓦撈電潛泵泵體、保護器和分離器等的專用工具。其結構如圖2所示。電潛泵卡瓦撈筒主要由接頭、控制套、銷釘、墊環(huán)、分瓣卡瓦、筒體和引鞋組成。工作原理:接頭上部為鉆桿接頭母螺紋,下部由螺紋與筒體上部連接。接頭下部裝有兩個銷釘,銷釘端在控制套的L形槽內。銷釘在長槽內時,控制套和卡瓦可一起下行,卡瓦在筒體錐孔部位內徑縮小即可將落魚卡住撈出。當落魚頂著卡瓦,控制套上行至上死點,再轉動撈筒,使銷釘處在控制套的橫槽內,此時上提撈筒,落魚即可從撈筒內退出。筒體下部螺紋連接引鞋,便于將魚頭引入撈筒內。另外,筒體錐孔下部有2mm寬的環(huán)形臺階,可防止卡瓦無限制的下行,既可避免把薄壁魚頭卡得過細,又可避免把筒體撐得很大,進而卡瓦從筒體脫落,因而在一定程度上提高了撈筒打撈載荷的可靠性。另外,該撈筒接頭加長了,且接頭內有較大空間,可將落魚頂部不易打撈的部分裝進接頭內。(2)技術參數電潛泵卡瓦撈筒技術參數見表2。3.帶著落魚的嘴唇和分瓣盎然的牌子駁岸,可退循環(huán)撈筒用于打撈圓柱形(包括管體)落魚,并且在打撈住落物后還能繼續(xù)洗井。(1)結構籃式打撈筒結構如圖3所示?；@式可退循環(huán)打撈筒由接頭、鎖緊環(huán)、密封件、卡瓦、筒體、控制環(huán)和引鞋組成。螺旋卡瓦撈筒由接頭、密封件、筒體、擋環(huán)、螺旋卡瓦、壓環(huán)和引鞋組成。結構如圖4所示。分瓣卡瓦打撈筒由接頭、銷釘、分瓣卡瓦、筒體、密封圈、密封件、密封段和引鞋組成。結構如圖5所示。(2)技術參數可退循環(huán)撈筒技術參數見表3。(3)工作原理①籃式及螺旋卡瓦撈筒打撈工作原理:落魚由引鞋引入撈筒后,轉動撈筒時,控制環(huán)則修整魚頭,除去雜物,保證落魚順利進入密封件和卡瓦內。籃式卡瓦有4個均布縱向切口,其中1個是兩頭切通;螺旋卡瓦為帶狀的螺旋,內徑在外力的作用下是可變的,在壓力作用下,落魚可撐開卡瓦而進入卡瓦內,加上正扣撈筒右旋時卡瓦相對旋松,卡瓦脹開,落魚更易進入。停止旋轉上提打撈管柱時,卡著落魚的卡瓦外螺紋錐面開始與筒體內錐面吻合,隨著上拉力的加大,筒體內錐面迫使卡瓦收縮,并緊緊卡住落魚。循環(huán)洗井時,密封件使落魚與撈筒之間密封。另外,兩個密封圈可確保撈筒本身的螺紋連接處不漏,從而保證打撈管柱與落魚連通建立循環(huán)系統(tǒng)?？s緊環(huán)可防止撈筒與接頭間的螺紋松動脫扣。當撈住的落魚需退出撈筒時,將打撈管柱全部質量下放,使卡瓦與筒體的接觸面盡量分離,以解除卡瓦與落魚間的卡緊力。由于卡瓦打撈齒是反螺紋,此時緩慢右旋(正扣撈筒)并慢慢上提撈筒,即可退出落魚。②分瓣卡瓦打撈筒工作原理:引鞋將落魚引入撈筒,進到分瓣卡瓦內,由于卡瓦為6瓣且具有一定的彈性,內徑小于落魚2mm左右,這樣卡瓦就可抱住落魚。在上提時,卡瓦隨落魚一起下行,筒體內錐面迫使卡瓦繼續(xù)變小卡住落魚,打撈成功密封段的上端面則可擋住卡瓦,防止卡瓦繼續(xù)下行,把落魚卡得過細,不能進行過管切割作業(yè)。撈住落魚若需退出時,則需用打撈管柱全部重力下擊,使卡瓦與筒體內錐面分離上行。轉動打撈管柱使卡瓦橫槽轉到銷釘處,然后上提撈筒,由于卡瓦由銷釘擋住不動,下行變小,落魚則可由撈筒順利退出。4.錐產品的特點(1)絲錐撈鉤的結構及工作原理絲錐撈鉤由接頭、鉤身和板鉤組成。結構如圖6所示。將成團的電纜拉松,使撈鉤落入電纜內,以利于打撈,放鉤身拔動電纜使之纏繞在鉤身上,又可擋住電纜,并把下面連接著的整段電纜隨撈鉤一起從油井內撈出。(2)絲錐撈鉤的特點與用途撈鉤有3個特點:①絲錐撈鉤與傳統(tǒng)的光滑的圓錐體的式樣不同,它在鉤身下端部加工成帶有特殊螺紋的圓錐體。這種帶有特殊螺紋的圓錐體在壓力和扭矩的作用下,可擰入擠壓成團的電纜內。而且鉤身錐體細,在鉤身與錐體間有一環(huán)形臺階,在錐體鉆入電纜后,上提撈鉤時,這臺階可同板鉤一起擋住纏在鉤身上的電纜,并把擠壓成團的電纜拉松,以易于撈鉤進一步鉆入電纜內。②這種撈鉤打撈中主要靠撈鉤下部2～3個板鉤撥動電纜,使之纏繞在鉤身上,上提撈鉤時,由板鉤擋住纏繞在鉤身上的電纜以及下部連帶的整段電纜,并承受打撈電纜的載荷,同時又不易夾斷電纜。這樣也就容易把下部連著的整段長電纜帶出來。③V形板鉤不象圓鋼加工的鉤尖那樣容易折斷,因而承載能力大。鉤身的許用拉力在594kN以上,許用扭矩在3631N·m以上。電潛泵注水技術電潛泵打撈工藝按照“以打撈為主,銑修為輔,專用與常規(guī)相結合,成段割取,整體處理”的技術原則實施。1.提住落魚的鉆打撈自由落井電潛泵機組,因此種狀態(tài)下電潛泵機組大部分不被卡,只要落魚上部沒有落電纜或其它落物,可直接下與魚頂相應的電潛泵卡瓦撈筒打撈,撈住后把電潛泵機組起出。應注意:提住落魚開始上提起鉆時,速度要控制在3～5m/min,并應觀察撈住落魚是否被卡,確定不被卡時可正常起鉆。打撈時一定要控制下鉆速度,不得猛頓猛放。2.壓銑機噴筒哲學電潛泵機組被卡有以下幾種情況:電纜或護鐵變形和堆積稠油或電潛泵機組外有落物,造成機組被卡。在此種狀態(tài)下打撈電潛泵機組以前,首先要用套銑筒或定位套銑筒套銑,使落魚銑出一段可以打撈的環(huán)形空間。再下與落魚相匹配的卡瓦撈筒進行打撈(打撈要領和打撈自由落井電潛泵機組相同)。撈住落魚后,如落魚被卡,可在工具、鉆具及地面設備允許的載荷內,大力慢慢上提解卡,如解卡無效,可采用上提下放鉆具的方法活動鉆具使之解卡。3.部分電纜落在機組內部打撈落在電潛泵魚頂上部的電纜,這種情況多屬起鉆時固定在油管外部的電纜從某處斷脫,致使部分電纜落在機組上部,這部分電纜一般較完好,變化不大。第一次打撈時,一般撈鉤的鉤齒較易進入電纜的打撈部位,旋轉打撈管柱時,電纜在鉤齒的作用下便纏繞在鉤桿上,上提管柱,電纜就會隨鉆具帶出。注意:該工藝要控制下鉆速度,不得猛頓猛放。4.程中碎物的格局打撈被壓實在電潛泵機組魚頂上的少部分電纜頭及卡子護鐵等碎物,包括在反復打撈長段電纜使部分電纜壓實,和在打撈過程中造成的一些碎電纜、卡子、電纜頭、護鐵等碎小物落在電潛泵機組與套管的環(huán)形空間或堆積在電潛泵機組的魚頂上部,在打撈電潛泵機組前必須首先打撈干凈這些碎物。而打撈這些落物最有效的工具是定位套銑撈筒,它可將落物套入筒內,并把與下部連接的電纜頭銑斷。薄壁的套銑筒、引鞋,還可把落魚引入筒內,銑出一段可以打撈的環(huán)形空間,然后加壓打撈。5.步、絲錐錐入壓實電纜頂打撈被壓實的電纜,因頂部被壓實,撈鉤的鉤齒難以進入打撈部位,第一步是用絲錐錐入壓實的電纜頂,將其提撈松散,然后再使鉤齒進入電纜頂以下進行纏繞,將電纜捆繞在鉤桿上,上提打撈管柱,把撈出的電纜帶出地面。注意:嚴格控制起鉆速度,坐吊卡時控制下放距離,不得猛頓猛放。6.由鉤桿接頭外接收點到電纜入網墜入落井的電纜頂一般較完好,變形不大。第一次打撈時,一般撈鉤鉤齒較容易進入電纜的打撈部位。因鉤桿接頭外徑小于套管內徑而大于電纜頭外徑,碰到電纜頂就遇阻,下放電纜使電纜增加彎曲。旋轉打撈管柱時,鉤齒便撥著電纜打圈,而鉤齒以上至接頭間的一段電纜開始相對不轉,或轉速慢于撈鉤,因此這段電纜就被纏繞在鉤桿上。上提時這段電纜便堆積,壓緊抱在一起隨鉆具帶出井口。7.碎物的起球在反復打撈長段電纜及提管柱因堆積而擠壓破壞的電纜過程中,往往會造成一些碎電纜、卡子、電纜頭、護鐵等碎物落在管柱頂上