專利名稱：一種電泵管柱落魚的打撈方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油工程井下作業(yè)方法，具體涉及石油打撈行業(yè)中電泵管柱落魚 的打撈方法。
背景技術(shù)：
在石油工程領(lǐng)域，包括多種采油方式，如自噴采油，抽油泵采油、氣舉采油和電泵 采油等，其中電泵采油是油田開采過程中，針對缺少自噴能力的油井常用的一種采油工藝， 電泵機組主要由電機和電泵兩大機構(gòu)組成，由于受到井筒條件的限制，整個電泵機組具有 細長的圓柱外形，不同功率、排量的電泵機組外徑不同，電機位于下部，是動力單元，電泵連 接在電機的上部，是液力單元。工作時利用潛油電纜把電能從地面?zhèn)鬟f到井下電機上，電機 帶動電泵內(nèi)部的渦輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而將電能轉(zhuǎn)換成動能，把原油從井下抽到地面，大大提高 了采油效率。井下電機的電纜為扁平長條形，由內(nèi)到外大致為6層結(jié)構(gòu)銅芯-白膠皮-黑 膠皮_薄塑料皮_尼龍布_鎧皮，跟試井鋼絲和測井電纜相比，質(zhì)地較硬，缺乏韌性和彈性， 抗拉強度低，易斷。電纜是利用電纜卡子將其捆綁在油管的接箍附近，卡子的作用就是捆綁 電纜，使電纜的重量依附在油管柱上，確保電纜及其接口具備良好的電流傳導性、耐壓耐溫 性和絕緣密封性，電泵入井多深，電纜就有多長。在油井工作時，一旦電泵管柱被卡或斷落， 電纜卡子很容易脫落，導致電纜松綁，表現(xiàn)為油管和電纜不同步上移，最終后果就是電纜被 擼成餅結(jié)，致使油管和電纜交織在一起，形成電泵管柱落魚，這時的電纜成為卡鉆的元兇， 整個管柱都被卡死，處理難度非常大。在石油工程(鉆井，試油，修井，試井，測井等井下作業(yè))打撈領(lǐng)域，落魚的種類繁 多，大致分為管柱類落魚、繩類落魚、工具類落魚和特殊落魚等四大類，而電泵管柱落魚屬 于其中的特殊落魚，因為它既有管柱類落魚的屬性，又兼有非常規(guī)的繩類落魚的特性，二者 交織在一起。一旦電纜形成落魚，就需要將其從井下?lián)瞥?，井筒才有采油和作業(yè)的通道。鉤撈法 是目前最常用也是最傳統(tǒng)的打撈方法，它是幾十年前老一代的石油工人在生產(chǎn)實踐中，針 對繩類落物而摸索出的打撈方法，針對試井鋼絲和測井電纜此類不易折斷的落魚類型，打 撈很有效果，但當落魚是潛油電纜(尤其是電纜被破壞而淪為爛電纜)時，由于對象和落魚 性質(zhì)發(fā)生了很大變化，鉤撈法顯得低效或徒勞。在現(xiàn)有技術(shù)中，油田在遇到電泵管柱卡鉆或 斷落事故時，有些采用鉤撈法鉤撈，無效的話就放棄作業(yè)或暫停作業(yè)，要不就盲目的反復鉤 撈，打撈效果極其低下。還有的采用磨銑處理，磨銑落魚也是一種特殊的打撈方法(就是放棄使用打撈工 具打撈，用磨銑工具直接把落魚磨掉)，一般在鉤撈法無效時，才采用磨銑處理法，但目前磨 銑處理法存在以下兩個缺點1、由于潛油電纜主要是由高密度的銅和鐵兩種金屬組成，磨銑后的金屬屑尺寸較 大，很難被泥漿攜帶出井筒，容易出現(xiàn)金屬屑沉砂卡鉆(即事故套事故，致使井下更加復 雜)。
2、由于潛油電纜的金屬較軟，使磨銑速度慢且效率低，個別井因為處理周期太長， 成本高昂，不得不終止作業(yè)，或者提前宣告油井工程報廢，對需花費巨資才能鉆成一口超深 井和高產(chǎn)油井來說，無疑是一種巨大的損失。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中打撈電泵管柱落魚無行之有效的解決辦法的問題，本發(fā)明提供一 種高效率、無卡鉆風險的完全解決電泵管柱落魚的打撈方法。具體方案如下1、一種電泵管 柱落魚的打撈方法，包括如下步驟A、切割將切割彈下到電泵管柱內(nèi)根據(jù)卡點深度情況決定切割位置和切割次數(shù)；B、鉤撈利用外鉤或內(nèi)鉤對井下的潛油電纜進行打撈，直到跑空為止；C、磨銑利用磨鞋管柱對卡點處的潛油電纜進行磨銑；D、套銑利用銑鞋套銑油管魚頂直到露出打撈空間；E、打撈采用反扣打撈工具對套銑后的油管進行打撈；F、往復操作重復B至E步驟直至打撈干凈，其特征在于所述C步驟中磨鞋為鋸齒型磨鞋，鋸齒型磨鞋的刀刃角度為 10° -45°，磨鞋管柱中的撈杯為加長型撈杯，加長型撈杯的長度為1米，所述磨鞋管柱結(jié) 構(gòu)為“磨鞋+加長撈杯+直螺桿+加長撈杯+鉆鋌+鉆桿”，直螺桿采用水力驅(qū)動，所述D步 驟中銑鞋為加長型整體式銑鞋，加長型整體式銑鞋長度為1米，所述E步驟中打撈工具為反 扣卡瓦打撈筒或反扣公錐。本發(fā)明的另一優(yōu)選方式所述C步驟中每次磨銑進尺不超過20米。本發(fā)明公開了一個有針對性的組合式系統(tǒng)解決方案，對電泵管柱落魚這類特殊而 復雜的落魚來說，既提高了效率，又大大降低了作業(yè)周期和成本且能夠完全恢復油井的正 常工作。利用鋸齒型磨鞋來處理卡點附近的潛油電纜，大大提高了磨銑效率，采用加長撈杯 撈獲電纜金屬屑，大大削減了卡鉆風險(撈獲的金屬屑重量同現(xiàn)有技術(shù)相比提高5-7倍)。 使用螺桿對預(yù)防套管偏磨和提高磨銑效率起到了積極作用，過去沒有使用螺桿，在長期的 磨銑施工中，套管極易受到傷害；從磨銑速度來看，過去的速度是0. 5米/小時，使用螺桿后 速度提高到3-4米/小時，是改進前的6-8倍。利用反扣公錐或反扣卡瓦打撈筒打撈油管， 提高了打撈效率，過去使用常規(guī)打撈工具，每次不是撈出一個油管接箍就是只撈出1根油 管，還經(jīng)常跑空，打撈成功率只有35%左右，改進后的打撈成功率高達95%以上，每次至少 可以打撈出3-5根油管，是改進前的3-4倍，效率得到了改善。在打撈前進行了切割，不但 保護了電纜不再被二次破壞，而且還預(yù)防了卡點以下的電纜和油管再次出現(xiàn)分離(松綁)。
具體實施例方式本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下六個步驟，其中有些步驟結(jié)合多個改進或選用的特殊 部件，從而實現(xiàn)電泵管柱落魚的完全打撈，以下針對每個步驟及其所涉及的部件做具體說 明。A、首先根據(jù)是否可以起出油井中的管柱，來確定是否需要進行油管切割。切割的 主要目的是(1)管柱被潛油電纜卡死而起不出來，(2)保護潛油電纜不再被二次破壞，(3) 預(yù)防卡點以下的潛油電纜和油管再次出現(xiàn)分離(松綁)。如果不采取切割，當在上部井段的
4打撈作業(yè)過程中，很容易破壞下部管柱上的潛油電纜，致使?jié)撚碗娎|再次成為新的卡鉆介 質(zhì)。需要切割時，將切割彈下到電泵管柱內(nèi)，根據(jù)卡點深度情況決定切割位置和切割次數(shù)， 一般切割1-2刀，如果仍然不能起出管柱，就開始進行下一步施工。B、利用外鉤對井筒內(nèi)的潛油電纜進行鉤撈，將能夠撈起的潛油電纜全部撈出，直 到外鉤跑空(撈不出東西)為止。C、利用磨銑管柱對卡點處的潛油電纜進行磨銑。申請人:根據(jù)實踐證明，鉤撈法只能打撈起松散而完好的潛油電纜，對于破壞后堆 積的潛油電纜，鉤撈法顯得很低效，而潛油電纜是可以磨銑的，但由于電纜內(nèi)的金屬都是軟 金屬，常規(guī)磨鞋無明顯的刀刃，磨銑效果不明顯，因此申請人設(shè)計采用了鋸齒型磨鞋，磨鞋 外徑為150毫米，各刀刃的傾斜角度在10-45度之間，采用鋸齒型磨鞋后，磨銑的速度變快 了，用外鉤平均每次只能鉤出1-5米爛電纜，多數(shù)都是跑空(用其它鉤子打撈，如內(nèi)鉤等， 更是一無所獲)；而每次磨銑的進尺一般在20米左右，純磨時間僅5-7個小時，由于潛油電 纜堆積在井筒內(nèi)，處于餅狀壓縮狀態(tài)，所以，每米的磨銑進尺可以折算成2. 5倍，即每次磨 銑至少可以磨掉50米爛電纜，效率顯而易見。但此時，磨銑后的電纜金屬屑尺寸比較大，泥漿無法攜帶出井筒，普通撈杯較短， 一次只能撈獲電纜金屬屑3-5公斤，極易造成沉砂卡鉆，因此常規(guī)的短撈杯已經(jīng)不太適應(yīng)， 申請人:針對普通撈杯容積小，盛裝金屬屑有限，而磨銑電纜又會產(chǎn)生大量金屬屑的特點，研 制一種隨鉆加長撈杯。撈杯是入井工具，不僅受到井筒內(nèi)徑的限制，還要承受鉆具轉(zhuǎn)動而產(chǎn) 生的動負荷(扭矩和拉壓)，既要考慮撈杯容積的增加，還要考慮撈杯的強度，通過室內(nèi)試 驗證明撈杯太長，芯軸容易彎曲變形，撈杯太短，又影響容積，外徑太大，入井又不安全，所 以，撈杯設(shè)計只能優(yōu)化，不能盲目加長，申請人綜合上述因素后，設(shè)計一種隨鉆加長撈杯，具 體參數(shù)是隨鉆加長撈杯芯軸外徑是73毫米(普通撈杯是80-82毫米)；隨鉆加長撈杯杯筒長度是1米(普通撈杯是0. 4-0. 5米)；隨鉆加長撈杯杯筒外徑143-146毫米(普通撈杯是127毫米)；隨鉆加長撈杯杯筒與本體的連接型式采用細螺紋反扣聯(lián)接(普通撈杯是電焊聯(lián) 接)，可以防止杯筒在井下工作期間出現(xiàn)退扣；撈杯采用優(yōu)質(zhì)材料40CrMnMo。采用隨鉆加長撈杯后，每次每只可以撈獲15-35公斤，是改進前5-7倍，大大削減 了卡鉆的風險，可以說，加長撈杯的使用對預(yù)防沉砂卡鉆起到了決定性的作用。在長期頻繁的磨銑施工中要保護套管，防止套管因鉆桿旋轉(zhuǎn)而偏磨，過去沒有使 用螺桿，在長期的磨銑施工中，套管極易受到傷害，因此申請人對管柱結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，將 現(xiàn)有技術(shù)的管柱磨鞋+普通短撈杯+鉆鋌+鉆桿，改為磨鞋+隨鉆加長撈杯+直螺桿+ 隨鉆加長撈杯+鉆鋌+鉆桿，采用螺桿水力驅(qū)動來取代傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤驅(qū)動方式，直螺桿通常是 深井鉆井的一種防斜打快工具，在打撈工作中人們很難想起它，無人問津，同樣的道理，我 們利用它來磨銑落魚，利用水力高速驅(qū)動磨銑工具，避免了因轉(zhuǎn)盤驅(qū)動導致鉆桿接頭旋轉(zhuǎn) 而對套管產(chǎn)生偏磨，由于螺桿的轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)盤高1-2倍，從磨銑速度來看，過去的速度是0. 5 米/小時，使用螺桿后速度提高到3-4米/小時，是改進前的6-8倍，所以使用螺桿對預(yù)防 套管偏磨和提高磨銑效率起到了積極作用。
D、磨銑完畢后，套銑油管魚頂直到露出打撈空間?，F(xiàn)有套銑工具常用“短銑鞋(一般只有0. 3米長)+長銑筒1-4根+鉆鋌”的結(jié)構(gòu)， 銑筒也叫“銑管”，單根長度一般是10米，銑筒與井筒之間的間隙較小，金屬屑沉積容易卡 鉆。申請人在此基礎(chǔ)上進行了改進，設(shè)計了加長型整體式銑鞋，由于打撈工具所需的有效打 撈空間不大，只要0. 5米的高度即可，因此只需套銑油管魚頂露出一定的打撈空間即可，套 銑長度過長，效果也不大，再考慮到套銑時產(chǎn)生的少量金屬屑沉淀，因此申請人將加長型整 體式銑鞋長度設(shè)計為1米，利用“加長型整體式銑鞋+鉆鋌”的結(jié)構(gòu)，避免了長筒套銑帶來 的卡鉆風險。E、采用反扣卡瓦打撈筒或反扣公錐對套銑后的油管進行打撈?，F(xiàn)有技術(shù)中常用正扣打撈工具打撈油管，在遇到落魚被卡時，時常跑空，即使撈住 也往往提不動，耽誤大量時間，而且每次不是撈出一個油管接箍就是撈出1根油管，打撈成 功率只有35%左右。申請人選用反扣公錐或反扣卡瓦打撈筒，改進后的打撈成功率高達 95%以上，每次打撈出3-5根油管，是改進前的3-4倍，效率得到了改善。F、重復B至E步驟直至解除卡點，恢復油井的正常使用。在操作過程中還需要注意以下幾項1、保障泥漿泵的正常運轉(zhuǎn)，嚴禁磨銑中途擅自停泵，確保排量，以防止沉砂卡鉆。2、適當提高泥漿的粘切和密度，確保泥漿的攜懸砂能力和流動性，盡量使磨銑后 的金屬碎屑能及時排除井筒。3、控制磨銑進尺(根據(jù)井下情況，每趟鉆的磨銑進尺盡量不超過20米)，定期清理 撈杯。4、保證充足的循環(huán)時間(起鉆前大排量循環(huán)2-3周)，循環(huán)期間(或短期修泵期 間)，司鉆要保持連續(xù)地大幅度地活動鉆具。5、上提遇卡時，要求不超過原懸重5-7噸，遇卡后要求盡快下放活動或接方鉆桿 開泵活動。6、每磨完一根單根，要求大幅度劃眼一次并循環(huán)一周后才能接單根(放空除外)， 接單根或拆卸方鉆桿時，要求早開泵晚停泵，拆卸動作要快。實施例1申請人:在塔里木油田HD4-30H深井修復作業(yè)中，采用了本技術(shù)方案，歷時26天，無 一次卡鉆事故，其井深5500米，打撈深度范圍0-3000米，落魚總長2500米。共下外鉤33 次，反扣公錐3次，卡瓦打撈筒12次，鋸齒型磨鞋24次，加長型整體式銑鞋7次，壁鉤式內(nèi) 鉤1次，鉛模2次，累積撈出電纜碎屑225公斤，累積撈出電纜1955m(90%的電纜都是打撈 油管時帶出來的)，磨銑總進尺385. 16m(磨銑進尺折算成電纜長度約450m，占爛電纜總量 的75%，套銑總進尺25. 21m,累計撈出油管229根，撈出電泵機組1套，共用26天時間就將 一口高難度事故井處理完畢。
權(quán)利要求
一種電泵管柱落魚的打撈方法，包括如下步驟A、切割將切割彈下到電泵管柱內(nèi)根據(jù)卡點深度情況決定切割位置和切割次數(shù)；B、鉤撈利用外鉤或內(nèi)鉤對井下的潛油電纜進行打撈，直到跑空為止；C、磨銑利用磨鞋管柱對卡點處的潛油電纜進行磨銑；D、套銑利用銑鞋套銑油管魚頂直到露出打撈空間；E、打撈采用反扣打撈工具對套銑后的油管進行打撈；F、往復操作重復B至E步驟直至打撈干凈，其特征在于所述C步驟中磨鞋為鋸齒型磨鞋，鋸齒型磨鞋的刀刃角度為10° 45°，磨鞋管柱中的撈杯為加長型撈杯，加長型撈杯的長度為1米，所述磨鞋管柱結(jié)構(gòu)為“磨鞋+加長撈杯+直螺桿+加長撈杯+鉆鋌+鉆桿”，直螺桿采用水力驅(qū)動，所述D步驟中銑鞋為加長型整體式銑鞋，加長型整體式銑鞋長度為1米，所述E步驟中打撈工具為反扣卡瓦打撈筒或反扣公錐。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電泵管柱落魚的打撈方法，其特征在于，所述C步驟中每次 磨銑進尺不超過20米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電泵管柱落魚的打撈方法，具體涉及石油打撈行業(yè)中電泵管柱落魚的打撈方法。包括如下步驟A、切割；B、鉤撈；C、磨銑；D、套銑；E、打撈；F、往復操作。本發(fā)明利用鋸齒型磨鞋提高磨銑效率，加長撈杯削減了卡鉆風險，螺桿預(yù)防套管偏磨和提高磨銑效率起到了積極作用，利用反扣公錐或反扣卡瓦打撈筒提高打撈效率，在打撈前進行了切割，即使電纜不被二次破壞，又預(yù)防了卡點以下的電纜分離。本發(fā)明對電泵管柱落魚這類特殊而復雜的落魚來說，既提高了效率，又大大降低了作業(yè)周期和成本且能夠完全恢復油井的正常工作。
文檔編號E21B31/16GK101899956SQ201010126029
公開日2010年12月1日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者張衛(wèi)賢, 白登相, 羅超, 陳竹 申請人:北京華油油氣技術(shù)開發(fā)有限公司