试论水平井大修的打捞技术

胡鑫(长城钻探井下作业公司大修项目二部 辽宁 124010)

一、影响打捞技术的因素

水平井和斜井的共同点是，无论是斜井还是水平井，其弯曲井段，都可看作是由井斜角不同的多边形组成的，所以，本文共同研究讨论了水平井和斜井。

由于会受到不同重力作用的影响， 相比之下水平井和斜井具有以下方面的特点：

1）水平井的油层砂粒比较细小，不易携带，更加容易残留在井筒内，形成长距离的沉砂，从而产生严重的堵水眼现象。

2） 井内钻具和井壁间隙小，很帖近，“钟摆力”F 可以获得平衡。 在公式F＝Wsinαk 中，α 表

示井斜角；W 表示切点以下管柱的重量。 由于长距离沉砂中的管具，同既会受到“钟摆力”的作用，同时还受到大面积摩擦的在用，在这样的双重作用下，极易造成卡钻现象，因此，水平井和斜井大修作业需要解决水平井、斜井解卡打捞作业，这是需要解决的最大问题。

1、选择使用特定的处理工具

在选择打捞工具时要注意防止磨损工作部件， 不能堵住水眼，为了便于打捞落鱼，在选择打捞时，配合接头和工作接头接头的最大外径与落鱼的外径差不多致， 应该使落井管柱和打捞工具的中心线基本保持一致，偏心距也要基本保持一致，如果不一致，要进行调节，为了防止挂卡现象，在进行外捞时工具的端部要有拔钩， 进行内捞时工具端部要有引锥， 外表面要无死台阶。

2、选择合理的打捞钻柱

1）打捞落井管柱时，可以选择与落井管柱相同尺寸的管具，这是在如果不需要大力解卡打捞的情况下，为了准确打捞落鱼，要保持落鱼的偏心距和中心线与井下偏心距与中心线的一致性。

2） 上段采用的钻柱可以大一级， 下段采用的钻具柱要与落井管柱尺寸相同，即倒装钻

具，或者在垂直井段加钻铤，这样有利于轴向载荷和扭转载荷的传递。

3）选择打捞落鱼时，尽量使其外径尺寸与落井管柱外径尺寸一致， 使得钻柱偏心距和中心线在作调整时就只需小量的调整，或者根本不需要作出调整。如：预捞油管尺寸为(88.9mm 的接箍外径)，应该选择的钻杆尺寸为（85.73mm 的接头外径）。

4）在所使用管具外侧加装扶正器，使落井管柱与所使用打捞管具中心距与偏心距基本保持一致。

5）为了便于抓捞落物，在钻具下部靠近工具位置一定数量的加扶正器，在钻具自身弯曲作用下，～～～～对井下工具的倾斜角β。即：支点T 到工具端部中心线与井眼中心线之间的夹角～～～～。

在本模型中，决策专家群体给出的决策信息为与其中与均为PD-HFLTS，t=1,2,,T，m=1,2,,M，n=1,2,,N。本文以应急决策信息为例，给出冲突调整过程。

6）所选用的钻具要保证质量，对钻具要经常进行检查和倒换，防止折断。

3、选用合适的扶正器

根据三点一线的几何原理， 要保证三个扶正器和井壁的三点接触，从而限制井下落物向侧方倾斜。

把钻柱看成受集度是人均布载荷作用的细长杆， 由于钻头与井壁摩擦的原因，很难求取真实的钻压，扶正器是安装在管具下部靠经工具的位置对钻压的影响作用不大，可以忽略不计，也就是说，只考虑自重的作用，对于钻柱压曲造成的正旋和螺旋弯曲不用考虑。

1）下扶正器安放处的选择

如果我们用臂梁来比喻从打捞工具到下扶正器这一段，那么， 下扶正器到工具接头下圆的最大挠度公式为Ymax＝qL4/8EI Ymax＝C

C＝1/2

q——钻柱单位长度质量，N/cm;

L——下扶正器到工具接头下圆之距离，cm;

E——钻柱弹性模量，E＝20X10N/cm2;

I——钻柱截面惯性矩，cm4,I＝n/64(D4F－D4Fi);

DF——钻柱外径，cm;

DFi——钻柱内径，cm;

井斜角为α 时，

下表为下扶正器的安放位置：

从以上可以得出结论： 井斜角和下扶正器的安放位置与接头下圆的距离成反比，即井斜角越大，其距离越短；而挠度和下扶正器的安放位置与接头下圆的距离成正比，即挠度越大，其距离越长。

2)如何计算扶正器的间距

将一段有几个扶正器支撑的钻柱作为一根连续梁， 多余约束力矩选取中间支

座处梁的截面弯矩，由三弯矩方程得出：

弯矩Mi 产生的挠度Yˊmax＝自重W 产生的挠度

根据叠加原理,井斜角为α 时,弹性扶正器和刚性扶正器在扶正管柱时，管柱的偏心度分别为：

Dn 代表套管内径，cm;

Dg 代表扶正器外径，cm

e＝Ymax 时，ε 最大。 由于管柱不可接触套管，为了避免这一问题，应该使ε＜1。 扶正器在水平段间距最小，越往上间距越大，扶正间距会因扶正器不同而有变化，但是差别不是很明显。 为了减少摩擦面积，防止粘卡现象发生，在必要的时候，可以每隔一个单根安放一个扶正器。

二、 有关打捞实例

上修的HW701 水平井，经历洗井，可是因为沉砂出过场，活动钻具解卡失败，当上提应力达到500KN 时，油管柱发生变形断裂。 后来是用钻杆，按顺序接母锥、公锥、加长打捞矛、倒扣打捞矛、循环接头等打捞工具，一共35 次，捞出1900.64m 长度的油管，冲洗沉砂268.87 立方米。其中反螺旋打捞矛是在这次打捞作业中使用最有效的打捞工具。

三、 打捞祖业中存在的曲线及改进办法

在目前情况下，国内水平井大修作业还处于起步阶段，在解卡打捞技术方面还存在一些问题，有待进一步的探索和提高。

1、由于受到装备不成熟无旋转设备的限制，斜井的大修其实就是一般意义上的小修，根本算不上大修。 落鱼处理作业止步于于矛类简单工具在上提下方上的使用， 如果发生需要修磨落井钻柱顶部又或是倒扣和重新造螺纹等工作的需求时， 就没有更合适的方法，显得束手无策，所以，应该考虑到是否有必要动力水龙头设备的增设。

2、 协警和水平井优化设计的基础是摩阻分析和钻柱力学分析。 因为斜井和水平井的摩阻规律有其自身特点，在设计打捞工具的时候，如果把所使用的基础定为软材料模型，使用不同修井液和钻具组合，来计算和评多次重新组合检测评价摩阻，使地面检测仪器的临测能力得以最大提高， 如果井下油什么状况和各种复杂情况，以便于及时作出预测，对现场施工作出合理有序地指导，从而避免井下发生事故。