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(jìn)行了開采。隨著油田開發(fā)的進(jìn)一步深入,油井出水矛盾已十分突出。若采用小排量泵生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量的可行辦法。1986年,冀東油田引進(jìn)了電動(dòng)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(jī)組結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,再加上冀東油田油水井較深、斜度大,電潛泵被卡落井時(shí)有發(fā)生,給打撈作業(yè)帶來很大困難。為了解決這個(gè)問題,井下作業(yè)公司成立了課題組,專門對(duì)深斜井電潛泵打撈工藝進(jìn)行了研究。電井壓床技術(shù)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(diǎn)29～38℃,粘度5.41～9.21mPa·s,含臘量14%～27.4%,含膠質(zhì)瀝青16.7%～21.5%。2.油層套管直徑勝利油田生產(chǎn)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(hù)器,《114～114.3mm電動(dòng)機(jī)。冀東油田油層套管內(nèi)徑為118～124mm,最小處僅大于電動(dòng)機(jī)主機(jī)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(qiáng)度比較低。3.蘭連接處提斷,導(dǎo)致發(fā)電機(jī)落井電潛泵機(jī)組被卡,起管柱時(shí)將電潛泵機(jī)組某處提斷,造成電潛泵機(jī)組落井,致使電潛泵機(jī)組從分離器上法蘭連接處提斷,導(dǎo)致分離器、保護(hù)器和電動(dòng)機(jī)落井。由于電潛泵外徑較大,電潛泵機(jī)組的電動(dòng)機(jī)在最下端,下井時(shí)易破壞小扁電纜,一般采用護(hù)鐵保護(hù),致使外徑加大。一旦連接不好,下井易造成電潛泵機(jī)組被卡,而被卡后上部管柱被提出,在落魚以上都會(huì)落有不同程度的電纜或護(hù)鐵等物,并被壓實(shí),給打撈帶來困難。4.電纜被壓入井內(nèi),被壓縮變形不下墜落井的電纜有時(shí)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(nèi),下墜落井的電纜一般比較完好,破壞變形不大;起管柱時(shí)部分油管被提出而電纜留在井內(nèi),多數(shù)是提管柱時(shí)因電纜與油管不同步,使電纜堆積造成卡管柱。當(dāng)部分被卡管柱提出后,留在井內(nèi)的往往是部分被擠壓成團(tuán)的電纜,嚴(yán)重變形或被擠斷。以前未打撈出的電纜,多數(shù)是頂部被壓實(shí)(由于打印和工具重壓操作不當(dāng)所致),采用一般的打撈工具難以打撈。相關(guān)工具的研究1.套銑產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)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(nèi)套銑魚頂部位;④從套銑頭的特殊構(gòu)造的變形能分析出,管柱頂部是否可進(jìn)入打撈工具。(2)結(jié)構(gòu)及工作原理定位套銑撈筒的結(jié)構(gòu)見圖1。接頭上部位為母螺紋,下部為細(xì)牙螺紋與筒體連接。筒體下部為細(xì)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?shù)纳疃?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(fù)雜化。限位塊下部的倒角是為讓碎物順利向上進(jìn)入筒體內(nèi)。上部的尖角是幫助鉤掛并防止進(jìn)入套銑撈筒內(nèi)的落物退出而落井。套撈頭上部為細(xì)螺紋,中部加工有3片彈性齒,主要是防止進(jìn)入套銑撈筒內(nèi)落物退出而落井。下部有數(shù)個(gè)焊有碳化鎢粉(或YD硬質(zhì)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(gè)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(nèi)。(3)技術(shù)參數(shù)定位套銑撈筒的技術(shù)參數(shù)見表1。2.落魚駁岸帶孔(1)結(jié)構(gòu)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(hù)器和分離器等的專用工具。其結(jié)構(gòu)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(gè)銷釘,銷釘端在控制套的L形槽內(nèi)。銷釘在長槽內(nèi)時(shí),控制套和卡瓦可一起下行,卡瓦在筒體錐孔部位內(nèi)徑縮小即可將落魚卡住撈出。當(dāng)落魚頂著卡瓦,控制套上行至上死點(diǎn),再轉(zhuǎn)動(dòng)撈筒,使銷釘處在控制套的橫槽內(nèi),此時(shí)上提撈筒,落魚即可從撈筒內(nèi)退出。筒體下部螺紋連接引鞋,便于將魚頭引入撈筒內(nèi)。另外,筒體錐孔下部有2mm寬的環(huán)形臺(tái)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(xì),又可避免把筒體撐得很大,進(jìn)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(nèi)有較大空間,可將落魚頂部不易打撈的部分裝進(jìn)接頭內(nèi)。(2)技術(shù)參數(shù)電潛泵卡瓦撈筒技術(shù)參數(shù)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(jié)構(gòu)籃式打撈筒結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)如圖5所示。(2)技術(shù)參數(shù)可退循環(huán)撈筒技術(shù)參數(shù)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(zhuǎn)動(dòng)撈筒時(shí),控制環(huán)則修整魚頭,除去雜物,保證落魚順利進(jìn)入密封件和卡瓦內(nèi)。籃式卡瓦有4個(gè)均布縱向切口,其中1個(gè)是兩頭切通;螺旋卡瓦為帶狀的螺旋,內(nèi)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(jìn)入卡瓦內(nèi),加上正扣撈筒右旋時(shí)卡瓦相對(duì)旋松,卡瓦脹開,落魚更易進(jìn)入。停止旋轉(zhuǎn)上提打撈管柱時(shí),卡著落魚的卡瓦外螺紋錐面開始與筒體內(nèi)錐面吻合,隨著上拉力的加大,筒體內(nèi)錐面迫使卡瓦收縮,并緊緊卡住落魚。循環(huán)洗井時(shí),密封件使落魚與撈筒之間密封。另外,兩個(gè)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(dòng)脫扣。當(dāng)撈住的落魚需退出撈筒時(shí),將打撈管柱全部質(zhì)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(shí)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(jìn)到分瓣卡瓦內(nèi),由于卡瓦為6瓣且具有一定的彈性,內(nèi)徑小于落魚2mm左右,這樣卡瓦就可抱住落魚。在上提時(shí),卡瓦隨落魚一起下行,筒體內(nèi)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(xì),不能進(jìn)行過管切割作業(yè)。撈住落魚若需退出時(shí),則需用打撈管柱全部重力下?lián)?使卡瓦與筒體內(nèi)錐面分離上行。轉(zhuǎn)動(dòng)打撈管柱使卡瓦橫槽轉(zhuǎn)到銷釘處,然后上提撈筒,由于卡瓦由銷釘擋住不動(dòng),下行變小,落魚則可由撈筒順利退出。4.錐產(chǎn)品的特點(diǎn)(1)絲錐撈鉤的結(jié)構(gòu)及工作原理絲錐撈鉤由接頭、鉤身和板鉤組成。結(jié)構(gòu)如圖6所示。將成團(tuán)的電纜拉松,使撈鉤落入電纜內(nèi),以利于打撈,放鉤身拔動(dòng)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(nèi)撈出。(2)絲錐撈鉤的特點(diǎn)與用途撈鉤有3個(gè)特點(diǎn):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(tuán)的電纜內(nèi)。而且鉤身錐體細(xì),在鉤身與錐體間有一環(huán)形臺(tái)階,在錐體鉆入電纜后,上提撈鉤時(shí),這臺(tái)階可同板鉤一起擋住纏在鉤身上的電纜,并把擠壓成團(tuán)的電纜拉松,以易于撈鉤進(jìn)一步鉆入電纜內(nèi)。②這種撈鉤打撈中主要靠撈鉤下部2～3個(gè)板鉤撥動(dòng)電纜,使之纏繞在鉤身上,上提撈鉤時(shí),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(shí)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(shù)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(jié)合,成段割取,整體處理”的技術(shù)原則實(shí)施。1.提住落魚的鉆打撈自由落井電潛泵機(jī)組,因此種狀態(tài)下電潛泵機(jī)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(yīng)的電潛泵卡瓦撈筒打撈,撈住后把電潛泵機(jī)組起出。應(yīng)注意:提住落魚開始上提起鉆時(shí),速度要控制在3～5m/min,并應(yīng)觀察撈住落魚是否被卡,確定不被卡時(shí)可正常起鉆。打撈時(shí)一定要控制下鉆速度,不得猛頓猛放。2.壓銑機(jī)噴筒哲學(xué)電潛泵機(jī)組被卡有以下幾種情況:電纜或護(hù)鐵變形和堆積稠油或電潛泵機(jī)組外有落物,造成機(jī)組被卡。在此種狀態(tài)下打撈電潛泵機(jī)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(jìn)行打撈(打撈要領(lǐng)和打撈自由落井電潛泵機(jī)組相同)。撈住落魚后,如落魚被卡,可在工具、鉆具及地面設(shè)備允許的載荷內(nèi),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(dòng)鉆具使之解卡。3.部分電纜落在機(jī)組內(nèi)部打撈落在電潛泵魚頂上部的電纜,這種情況多屬起鉆時(shí)固定在油管外部的電纜從某處斷脫,致使部分電纜落在機(jī)組上部,這部分電纜一般較完好,變化不大。第一次打撈時(shí),一般撈鉤的鉤齒較易進(jìn)入電纜的打撈部位,旋轉(zhuǎn)打撈管柱時(shí),電纜在鉤齒的作用下便纏繞在鉤桿上,上提管柱,電纜就會(huì)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(shí)在電潛泵機(jī)組魚頂上的少部分電纜頭及卡子護(hù)鐵等碎物,包括在反復(fù)打撈長段電纜使部分電纜壓實(shí),和在打撈過程中造成的一些碎電纜、卡子、電纜頭、護(hù)鐵等碎小物落在電潛泵機(jī)組與套管的環(huán)形空間或堆積在電潛泵機(jī)組的魚頂上部,在打撈電潛泵機(jī)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(nèi),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(nèi),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(shí)電纜頂打撈被壓實(shí)的電纜,因頂部被壓實(shí),撈鉤的鉤齒難以進(jìn)入打撈部位,第一步是用絲錐錐入壓實(shí)的電纜頂,將其提撈松散,然后再使鉤齒進(jìn)入電纜頂以下進(jìn)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(yán)格控制起鉆速度,坐吊卡時(shí)控制下放距離,不得猛頓猛放。6.由鉤桿接頭外接收點(diǎn)到電纜入網(wǎng)墜入落井的電纜頂一般較完好,變形不大。第一次打撈時(shí),一般撈鉤鉤齒較容易進(jìn)入電纜的打撈部位。因鉤桿接頭外徑小于套管內(nèi)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(zhuǎn)打撈管柱時(shí),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(duì)不轉(zhuǎn),或轉(zhuǎn)速慢于撈鉤,因此這段電纜就被纏繞在鉤桿上。上提時(shí)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(fù)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(huì)造成一些碎電纜、卡子、電纜頭、護(hù)鐵等碎物落在管柱頂上