电潜泵卡落井事故处理

电潜泵卡落井事故处理

辽东油田已有20年的开发历史，部分油田在中后期进行了开采。随着油田开发的进一步深入,油井出水矛盾已十分突出。若采用小排量泵生产则含水高且效率低;若采用大排量泵提液可大幅度增加原油的产量。在充分注水的前提下,采用深抽和大排量提液已成为提高原油产量的可行办法。1986年,冀东油田引进了电动潜油泵(简称电潜泵),很好地解决了大排量提液的问题。但由于电潜泵的外径大,机组结构比较复杂,再加上冀东油田油水井较深、斜度大,电潜泵被卡落井时有发生,给打捞作业带来很大困难。为了解决这个问题,井下作业公司成立了课题组,专门对深斜井电潜泵打捞工艺进行了研究。电井压床技术的困难分析1.原油物性冀东油田油水井井深在3000～4000m,井斜15°～25°,原油物性比较差,凝固点29～38℃,粘度5.41～9.21mPa·s,含腊量14%～27.4%,含胶质沥青16.7%～21.5%。2.油层套管直径胜利油田生产的电潜泵及附属工具的外径尺寸:《101mm离心泵,《98～101.6mm分离器,《98～101.6mm保护器,《114～114.3mm电动机。冀东油田油层套管内径为118～124mm,最小处仅大于电动机主机外径不到4mm。电潜泵与附属工具之间用小法兰和6条《10mm的螺栓连接,抗拉强度比较低。3.兰连接处提断,导致发电机落井电潜泵机组被卡,起管柱时将电潜泵机组某处提断,造成电潜泵机组落井,致使电潜泵机组从分离器上法兰连接处提断,导致分离器、保护器和电动机落井。由于电潜泵外径较大,电潜泵机组的电动机在最下端,下井时易破坏小扁电缆,一般采用护铁保护,致使外径加大。一旦连接不好,下井易造成电潜泵机组被卡,而被卡后上部管柱被提出,在落鱼以上都会落有不同程度的电缆或护铁等物,并被压实,给打捞带来困难。4.电缆被压入井内,被压缩变形不下坠落井的电缆有时因起管柱遇阻,管柱被提脱或因单吊环使下部落井,管柱将地面电缆带入井内,下坠落井的电缆一般比较完好,破坏变形不大;起管柱时部分油管被提出而电缆留在井内,多数是提管柱时因电缆与油管不同步,使电缆堆积造成卡管柱。当部分被卡管柱提出后,留在井内的往往是部分被挤压成团的电缆,严重变形或被挤断。以前未打捞出的电缆,多数是顶部被压实(由于打印和工具重压操作不当所致),采用一般的打捞工具难以打捞。相关工具的研究1.套铣产品的结构及工作原理定位(1)用途本捞筒主要用于打捞电潜泵前清理鱼顶,也可直接打捞电潜泵,主要作用是:①打捞碎电缆、电缆卡子和电缆头等物;②切割露出管柱顶与下面连在一起的电缆头;③将鱼顶拔入筒内套铣鱼顶部位;④从套铣头的特殊构造的变形能分析出,管柱顶部是否可进入打捞工具。(2)结构及工作原理定位套铣捞筒的结构见图1。接头上部位为母螺纹,下部为细牙螺纹与筒体连接。筒体下部为细牙螺纹与套捞头连接,起到装载各种碎物的作用。限位块为焊在套捞头上的菱形钢板,主要起限定套捞头套入鱼顶的深度,保证捞筒有足够的打捞环形空间,又可防止套铣得太深,把油管周围的电缆挤压得太死,以致使下步打捞的载荷增加太多,使打捞复杂化。限位块下部的倒角是为让碎物顺利向上进入筒体内。上部的尖角是帮助钩挂并防止进入套铣捞筒内的落物退出而落井。套捞头上部为细螺纹,中部加工有3片弹性齿,主要是防止进入套铣捞筒内落物退出而落井。下部有数个焊有碳化钨粉(或YD硬质合金)的钝角铣齿,用于切断与下面连着的电缆头及磨铣鱼顶周围的落物,在鱼顶周围磨铣出一个下步打捞用的环形空间。套捞头下部还加工有引鞋,以便尽可能把各种落物引入套捞头内。(3)技术参数定位套铣捞筒的技术参数见表1。2.落鱼驳岸带孔(1)结构与工作原理电潜泵卡瓦捞筒是用来卡瓦捞电潜泵泵体、保护器和分离器等的专用工具。其结构如图2所示。电潜泵卡瓦捞筒主要由接头、控制套、销钉、垫环、分瓣卡瓦、筒体和引鞋组成。工作原理:接头上部为钻杆接头母螺纹,下部由螺纹与筒体上部连接。接头下部装有两个销钉,销钉端在控制套的L形槽内。销钉在长槽内时,控制套和卡瓦可一起下行,卡瓦在筒体锥孔部位内径缩小即可将落鱼卡住捞出。当落鱼顶着卡瓦,控制套上行至上死点,再转动捞筒,使销钉处在控制套的横槽内,此时上提捞筒,落鱼即可从捞筒内退出。筒体下部螺纹连接引鞋,便于将鱼头引入捞筒内。另外,筒体锥孔下部有2mm宽的环形台阶,可防止卡瓦无限制的下行,既可避免把薄壁鱼头卡得过细,又可避免把筒体撑得很大,进而卡瓦从筒体脱落,因而在一定程度上提高了捞筒打捞载荷的可靠性。另外,该捞筒接头加长了,且接头内有较大空间,可将落鱼顶部不易打捞的部分装进接头内。(2)技术参数电潜泵卡瓦捞筒技术参数见表2。3.带着落鱼的嘴唇和分瓣盎然的牌子驳岸,可退循环捞筒用于打捞圆柱形(包括管体)落鱼,并且在打捞住落物后还能继续洗井。(1)结构篮式打捞筒结构如图3所示。篮式可退循环打捞筒由接头、锁紧环、密封件、卡瓦、筒体、控制环和引鞋组成。螺旋卡瓦捞筒由接头、密封件、筒体、挡环、螺旋卡瓦、压环和引鞋组成。结构如图4所示。分瓣卡瓦打捞筒由接头、销钉、分瓣卡瓦、筒体、密封圈、密封件、密封段和引鞋组成。结构如图5所示。(2)技术参数可退循环捞筒技术参数见表3。(3)工作原理①篮式及螺旋卡瓦捞筒打捞工作原理:落鱼由引鞋引入捞筒后,转动捞筒时,控制环则修整鱼头,除去杂物,保证落鱼顺利进入密封件和卡瓦内。篮式卡瓦有4个均布纵向切口,其中1个是两头切通;螺旋卡瓦为带状的螺旋,内径在外力的作用下是可变的,在压力作用下,落鱼可撑开卡瓦而进入卡瓦内,加上正扣捞筒右旋时卡瓦相对旋松,卡瓦胀开,落鱼更易进入。停止旋转上提打捞管柱时,卡着落鱼的卡瓦外螺纹锥面开始与筒体内锥面吻合,随着上拉力的加大,筒体内锥面迫使卡瓦收缩,并紧紧卡住落鱼。循环洗井时,密封件使落鱼与捞筒之间密封。另外,两个密封圈可确保捞筒本身的螺纹连接处不漏,从而保证打捞管柱与落鱼连通建立循环系统。缩紧环可防止捞筒与接头间的螺纹松动脱扣。当捞住的落鱼需退出捞筒时,将打捞管柱全部质量下放,使卡瓦与筒体的接触面尽量分离,以解除卡瓦与落鱼间的卡紧力。由于卡瓦打捞齿是反螺纹,此时缓慢右旋(正扣捞筒)并慢慢上提捞筒,即可退出落鱼。②分瓣卡瓦打捞筒工作原理:引鞋将落鱼引入捞筒,进到分瓣卡瓦内,由于卡瓦为6瓣且具有一定的弹性,内径小于落鱼2mm左右,这样卡瓦就可抱住落鱼。在上提时,卡瓦随落鱼一起下行,筒体内锥面迫使卡瓦继续变小卡住落鱼,打捞成功密封段的上端面则可挡住卡瓦,防止卡瓦继续下行,把落鱼卡得过细,不能进行过管切割作业。捞住落鱼若需退出时,则需用打捞管柱全部重力下击,使卡瓦与筒体内锥面分离上行。转动打捞管柱使卡瓦横槽转到销钉处,然后上提捞筒,由于卡瓦由销钉挡住不动,下行变小,落鱼则可由捞筒顺利退出。4.锥产品的特点(1)丝锥捞钩的结构及工作原理丝锥捞钩由接头、钩身和板钩组成。结构如图6所示。将成团的电缆拉松,使捞钩落入电缆内,以利于打捞,放钩身拔动电缆使之缠绕在钩身上,又可挡住电缆,并把下面连接着的整段电缆随捞钩一起从油井内捞出。(2)丝锥捞钩的特点与用途捞钩有3个特点:①丝锥捞钩与传统的光滑的圆锥体的式样不同,它在钩身下端部加工成带有特殊螺纹的圆锥体。这种带有特殊螺纹的圆锥体在压力和扭矩的作用下,可拧入挤压成团的电缆内。而且钩身锥体细,在钩身与锥体间有一环形台阶,在锥体钻入电缆后,上提捞钩时,这台阶可同板钩一起挡住缠在钩身上的电缆,并把挤压成团的电缆拉松,以易于捞钩进一步钻入电缆内。②这种捞钩打捞中主要靠捞钩下部2～3个板钩拨动电缆,使之缠绕在钩身上,上提捞钩时,由板钩挡住缠绕在钩身上的电缆以及下部连带的整段电缆,并承受打捞电缆的载荷,同时又不易夹断电缆。这样也就容易把下部连着的整段长电缆带出来。③V形板钩不象圆钢加工的钩尖那样容易折断,因而承载能力大。钩身的许用拉力在594kN以上,许用扭矩在3631N·m以上。电潜泵注水技术电潜泵打捞工艺按照“以打捞为主,铣修为辅,专用与常规相结合,成段割取,整体处理”的技术原则实施。1.提住落鱼的钻打捞自由落井电潜泵机组,因此种状态下电潜泵机组大部分不被卡,只要落鱼上部没有落电缆或其它落物,可直接下与鱼顶相应的电潜泵卡瓦捞筒打捞,捞住后把电潜泵机组起出。应注意:提住落鱼开始上提起钻时,速度要控制在3～5m/min,并应观察捞住落鱼是否被卡,确定不被卡时可正常起钻。打捞时一定要控制下钻速度,不得猛顿猛放。2.压铣机喷筒哲学电潜泵机组被卡有以下几种情况:电缆或护铁变形和堆积稠油或电潜泵机组外有落物,造成机组被卡。在此种状态下打捞电潜泵机组以前,首先要用套铣筒或定位套铣筒套铣,使落鱼铣出一段可以打捞的环形空间。再下与落鱼相匹配的卡瓦捞筒进行打捞(打捞要领和打捞自由落井电潜泵机组相同)。捞住落鱼后,如落鱼被卡,可在工具、钻具及地面设备允许的载荷内,大力慢慢上提解卡,如解卡无效,可采用上提下放钻具的方法活动钻具使之解卡。3.部分电缆落在机组内部打捞落在电潜泵鱼顶上部的电缆,这种情况多属起钻时固定在油管外部的电缆从某处断脱,致使部分电缆落在机组上部,这部分电缆一般较完好,变化不大。第一次打捞时,一般捞钩的钩齿较易进入电缆的打捞部位,旋转打捞管柱时,电缆在钩齿的作用下便缠绕在钩杆上,上提管柱,电缆就会随钻具带出。注意:该工艺要控制下钻速度,不得猛顿猛放。4.程中碎物的格局打捞被压实在电潜泵机组鱼顶上的少部分电缆头及卡子护铁等碎物,包括在反复打捞长段电缆使部分电缆压实,和在打捞过程中造成的一些碎电缆、卡子、电缆头、护铁等碎小物落在电潜泵机组与套管的环形空间或堆积在电潜泵机组的鱼顶上部,在打捞电潜泵机组前必须首先打捞干净这些碎物。而打捞这些落物最有效的工具是定位套铣捞筒,它可将落物套入筒内,并把与下部连接的电缆头铣断。薄壁的套铣筒、引鞋,还可把落鱼引入筒内,铣出一段可以打捞的环形空间,然后加压打捞。5.步、丝锥锥入压实电缆顶打捞被压实的电缆,因顶部被压实,捞钩的钩齿难以进入打捞部位,第一步是用丝锥锥入压实的电缆顶,将其提捞松散,然后再使钩齿进入电缆顶以下进行缠绕,将电缆捆绕在钩杆上,上提打捞管柱,把捞出的电缆带出地面。注意:严格控制起钻速度,坐吊卡时控制下放距离,不得猛顿猛放。6.由钩杆接头外接收点到电缆入网坠入落井的电缆顶一般较完好,变形不大。第一次打捞时,一般捞钩钩齿较容易进入电缆的打捞部位。因钩杆接头外径小于套管内径而大于电缆头外径,碰到电缆顶就遇阻,下放电缆使电缆增加弯曲。旋转打捞管柱时,钩齿便拨着电缆打圈,而钩齿以上至接头间的一段电缆开始相对不转,或转速慢于捞钩,因此这段电缆就被缠绕在钩杆上。上提时这段电缆便堆积,压紧抱在一起随钻具带出井口。7.碎物的起球在反复打捞长段电缆及提管柱因堆积而挤压破坏的电缆过程中,往往会造成一些碎电缆、卡子、电缆头、护铁等碎物落在管柱顶上