打捞用177.8mm井内过电缆封隔器技术

罗少锋，贾奔，卜鸿浩，林志勇，杨子



打捞用177.8mm井内过电缆封隔器技术

罗少锋1，贾奔2，卜鸿浩2，林志勇2，杨子2

（1. 中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459； 2. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300459）

过电缆封隔器是生产管柱中最主要的井下工具之一, 用于解决油套环空的井控安全问题，是油气生产过程中必不可少的工具[1]。在现场作业过程中由于各种原因出现了过电缆封隔器落井的问题，渤海油田在2014年首次进行了177.8 mm井筒内打捞过电缆封隔器作业，本文通过总结分析作业过程遇到的问题，为今后处理类似作业提供借鉴参考。

过电缆封隔器；打捞工具；管柱

1 引言

过电缆封隔器的落井往往伴随着液控管线、信号管线、动力电缆堆积鱼顶、护罩掉落等复杂情况，而177.8 mm井筒内过电缆封隔器由于结构紧凑、母扣连接位置偏心度大等情况增加了打捞作业的难度[2]。

本文通过分析在渤海油田某区块A井打捞177.8 mm用过电缆封隔器的案例，总结在打捞现场作业过程中思路和作业过程，分析在施工中遇到的问题，并对其展开讨论和研究。

2 施工难点及设计

2.1 基础数据

A井是渤海油田某区块的一口177.8 mm套管的生产井，与在2014年9月初进行更换电泵作业，在起原井生产管柱过程中，管柱从过电缆封隔器本体和上短节处脱扣，过电缆封隔器及以下管柱落井（见图1），起出过电缆封隔器上部73.0 mm NU短节后发现其公扣端磨损严重,落井管柱（由下至上）：永久式电子压力计托筒+抽油杆5根+变扣（73.0 mmNU B×19.1 mm抽油杆公扣+扶正器＋电机＋保护器+分离器+泵及泵头+73.0 mmEUE油管2根+泄油阀+73.0 mmEUE 油管152根+58.8 mm“X”型座落接头+73.0 mmEUE油管 2根及短节1根+177.8 mm过电缆封隔器（含放气阀、电缆穿透器），共计1525.0 m。落井管柱上部存在动力电缆4.2 m、压力计电缆0.5 mm、6.4 mm液控管线24.0 m。

2.2 施工难点

根据井况与分析，本次施工的难点首先在于177.8 mm套管内径小落井的177.8 mm过电缆封隔器本身结构尺寸导致其无法套铣后外捞[3]，其次是其顶部放气阀、电缆穿透器与其73.0 mm母扣端间隙较小其距离较近，且73.0 mmNU母扣部分偏心，最后是落鱼顶部存在的绳类落物较多。

图1 A井管柱示意图

以上几点情况不但限制了打捞工具的选择，而且增加对打捞工具的位置判断的难度，而且其打捞位置偏心的特点也阻碍了工具进入过电缆封隔器内部进行打捞。

图2 落井177.8 mm过电缆封隔器顶部示意图

2.3 施工方案与准备

2.3.1 施工准备

根据落井177.8 mm过电缆封隔器顶部特点加工偏心盘（见图2），作业期间焊接在打捞工具本体上使打捞工具偏心[4]。其次由于顶部各个工具深度较近、间歇过小的情况，可退式打捞矛和倒扣捞矛都无法使用，因此制作打捞范围在50.0~70.0 mm的正扣正螺纹高强度公锥（见图3），加长公锥盲端，防止放气阀、电缆穿透器阻碍公锥打捞。

2.3.2 施工方案

根据177.8 mm过电缆封隔器结构特点[5]，决定对其先进行对扣打捞，打捞失败后使用打捞工具对距离封隔器顶部73.0 mmNU母扣下端80.0 mm的本体位置进行打捞作业，此处的内径为60.2 mm。

2.3.3 施工步骤

第一步：采用73.0 mmNU油管焊接偏心盘尝试与过电缆封隔器进行对扣打捞；

第二步：对扣打捞不成功后使用外钩、老虎嘴等工具清理鱼顶；

第三步：使用50.0~70.0 mm正扣正螺纹公锥焊接偏心盘进行造扣打捞。

图3 偏心盘示意图正扣正螺纹公锥

3 第一阶段作业过程中遇到的问题

依照设计，对该井落鱼进行打捞，打捞步骤及现象如下：

（1）73.0 mmNU油管短节+73.0 mmEU油管对扣打捞失败；

（2）使用146.1 mm外钩+88.9 mm钻杆，捞出24.0 m液控管线；

（3）使用146.1 mm外钩+88.9 mm钻杆，捞空；

（4）正扣正螺纹公锥+73.0 mm钻杆1根（带偏心盘）+120.7 mm钻铤+88.9 mm钻杆，下钻到位测上提/下放悬重为：10T/9.5T，到位后但现场在造扣过程中扭矩无明显上涨，上提管柱至24T拔脱落鱼。继续多次尝试均无法抓牢落鱼，起钻检查偏心盘与73.0 mm钻杆脱开，公锥无明显造扣痕迹；

（5）正扣正螺纹公锥（改造打捞范围为56~70 mm）+73.0 mm钻杆1根（带偏心盘）+120.7 mm钻铤+88.9 mm钻杆。到位造扣后上提管柱至18T脱开，起钻检查偏心盘与73.0 mm钻杆脱开，公锥在60.0 mm位置有明显造扣痕迹；

（6）73.0 mmNU油管短节（不安装偏心盘）+变扣+73.0 mmEU油管对扣打捞失败，油管无法引入落鱼母扣位置；

（7）正扣正螺纹公锥（56~70 mm 切割斜口）+73.0 mm钻杆2根（不安装偏心盘）+变扣+120.7 mm钻铤+88.9 mm钻杆。到位后造扣打捞，上提管柱至16T拔脱落鱼，起钻检查公锥在60.0 mm位置有明显造扣痕迹。

4 原因分析及采取的技术措施

4.1 原因分析

根据第一阶段打捞过程中发生的现象，分析有以下几个方面的原因：

（1）过电缆封隔器各部件间间隙小，油管对扣打捞很难将油管准确对入过电缆封隔器的73.0 mm母扣端。而且在旋转对扣过程中油管公扣端很容易与各部件发生摩擦，将油管的公扣端损坏，导致打捞失败；

图4 作业过程数据模拟及运动状态示意图

（2）模拟打捞管柱携带偏心盘工作期间状态（见图4），在旋转过程中，由于下部管柱在造扣过程中受距离限制与73.0 mm钻杆母扣端和电缆穿透器发生接触，导致下压时公锥造扣期间扭矩无法传递至造扣位置；

（3）是最后使用公锥打捞时没有携带偏心盘也能下入到位，可能是由于在前几次的打捞过程中，距离母扣端较近的电缆穿透器可能已经被压弯，如果后期继续打捞，在偏心位置正确的情况下，可能引入73.0 mmNU母扣难度减小；

（4）在第一阶段作业期间，50.0~70.0 mm的公锥的造扣位置下端较长，由于造扣期间公锥偏心运动，底端在引入鱼腔后与周围发生摩擦，消耗了造扣扭矩；

（5）作业期间偏心盘焊接在73.0 mm钻杆上，下压钻具造扣时，钻杆弯曲程度大，导致部分钻压和扭矩消耗在偏心盘与套管内壁的摩擦当中；

（6）根据出井封隔器分析，偏心盘在测空转扭矩过程中脱开，导致打捞过程中偏心盘与钻杆相对运动。偏心盘将公锥推到电缆穿透器及放气阀之间，由于钻具有误差、各部件尺寸较短、部件之间间隙小造成误判为已经到位。（见图5）前期打捞过程中造扣扭矩增加为公锥在电缆穿透器及放气阀造扣所致。前期打捞作业中将电缆穿透器及放气阀推偏，造成后续作业中很容易将公锥插到电缆穿透器及放气阀之间。造扣过程中各部件摩擦，公锥上有明显磨痕。

由于电缆穿透器及放气阀被挤歪，形成坡角（见图5），后期作业中很容易将公锥插到电缆穿透器及放气阀之间，造成误判。

图5 井下工具运动状态模拟示意图

4.2 采取的技术措施

根据第一阶段打捞过程中遇到的问题，第二阶段作业期间优化作业参数[6]，打捞步骤及现象如下：

（1）正扣正螺纹公锥（56.0~70.0 mm）+79.4 mm钻铤2根+变扣+88.9 mm钻杆6根+120.7 mm钻铤4根+88.9 mm钻杆。下钻到位造扣，扭矩无明显上涨，上提管柱无过提显示，起钻检查公锥在60.2 mm打捞位置有明显造扣痕迹；

（2）正扣正螺纹公锥（56.0~70.0 mm）+79.4 mm钻铤2根+变扣+73.0 mm钻杆1根（带偏心盘）+变扣+88.9 mm钻杆6根+120.7 mm钻铤4根+88.9 mm钻杆。到位现象与第一步相同，上提管柱上提无过提显示；

（3）正扣正螺纹公锥（56.0~70.0 mm）+79.4 mm钻铤2根（带偏心盘）+变扣+88.9 mm加重钻杆6根+88.9 mm钻杆。下钻到位后下压5T正转5圈造扣，扭矩从空转的1.2 kN/m上涨至扭矩7.3 kN/m，累计造扣8圈；上提管柱有明显过提，最大过提到40T提活管柱，上提悬重保持19T不变化，起钻捞获全部落井管柱（见图6）。

图6 落井封隔器出井后照片

5 总结及建议

通过总结在第二阶段打捞成功原因，为今后处理类似井提供几点建议：

（1）确定好落井过电缆封隔器上方无其它落鱼，以免对后续打捞造成影响；

（2）第二阶段作业期间使用的56.0~70.0 mm正扣正螺纹公锥，缩短公锥造扣区间与鱼腔内60.2 mm位置距离，确保了造扣时钻压和扭矩传递到公锥造扣的位置。所以今后在面对此类型井况时选用的公锥底端尽量接近打捞范围；

（3）由于过电缆封隔器各部件尺寸较短、部件之间间隙小，很容易造成误判。所以打捞过程中所有入井工具要准确丈量长度，探到过电缆封隔器不同部件准确记录好深度[7]，为后期作业提供依据；

（4）打捞前期对落井的同型号过电缆封隔器各个部件尺寸进行精准测量，作为后期作业中的判断依据。根据落井过电缆封隔器加工适合的打捞工具，优化打捞程序；

（5）第二阶段作业期间将偏心盘焊接在79.4 mm钻铤上，下压钻具造扣时，钻铤弯曲程度小，确保钻压和扭矩向下传递，而上部的管柱将120.7 mm的钻铤更换成88.9 mm加重钻杆，使管柱在旋转过程中减少了接箍与井壁的摩擦，更好的将钻压和扭矩传递下去[8]。所以今后在面对类似井况时根据井下管柱运动状态及打捞工具周围井况来分析，优化管柱结构，最大范围的将钻压和扭矩传递到打捞工具上。

[1] 张钧.海上油气田完井手册[M]. 北京: 石油工业出版社, 1998 (3): 173-259.

[2] 龙江桥.海上偏心落鱼打捞技术应用[J].化工设计通讯, 2016 (1): 115-117.

[3] 于海永, 郭树彬, 李春, 等. 海上事故井套铣作业技术研究[J]. 中国科技博览, 2010 (18): 333-333.

[4] 冯彬. 海上油田电潜泵生产封隔器解卡打捞技术[J]. 油气井测试, 2015, 24 (6): 57-59.

[5] 李春梅. 过电缆封隔器的研制[J]. 机械工程师, 2013 (2): 166-167.

[6] 付勇. 井下封隔器打捞技术探讨[J]. 中国化工贸易, 2013 (A01): 34-34.

[7] 雷刚, 彭川, 楚强, 等. RDH封隔器打捞技术在海上油田的首次成功应用[J]. 中国化工贸易, 2013 (9): 195-196.

[8] 杨进, 苏杰, 张亮, 等. 事故井打捞管柱扭矩分析及其应用[J]. 石油钻采工艺, 2004, 26 (1): 33-34.

Analysis on the Technology of Fishing Cable-through Packer in the 177.8 mm Wellbore

1,2,2,2,2

（1. CNOOC Tianjin Branch, Tianjin 300459, China； 2. CNOOC EnerTech-Drilling & Production Co., Tianjin 300452，China）

Cable-through packer is one of the most important downhole tools in production string, used to solve the well-control-safety problem in the annulus. It is an essential tool in the process of oil and gas production. The cable-through packer always falls welldown because of various reasons in the process of field operation. In December 2014, the cable-through packer in the 177.8mm wellbore was first fished in Bohai oil field. In this paper, the problems encountered in the process of fishing operation were summarized and analyzed, which could provide reference for treatment of similar problems in the future.

fishing cable-through packer ; fishing tool；pipe string

TE 357

A

1004-0935（2017）04-0357-04

2017-2-28

罗少锋（1980-），男，工程师，现从事海上油田大型修井工作。电话：（022）66501940，邮箱：luoshf2@cnooc.com.cn。

杨子（1987-），男，工程师。邮箱：yz_petroleum@163.com。