浅析钢丝作业技术在斜井中的应用

陈军 潘龙辉

摘 要：随着当前煤矿产业的不断发展，在一定科学技术支撑下，矿井掘进方式逐渐趋于斜井这类综合掘进方式。文章从钢丝作业技术谈起，分析了钢丝作业技术在斜井中的应用，主要对实际应用中的问题展开了详细分析，并给出相应的解决措施，希望能对当前的煤礦安全生产带来一定帮助。

关键词：钢丝作业技术；试井工具；斜井

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.068

0 前言

钢丝作业在国内具有悠久的历史，被广泛用于修井作业与油田生产中。钢丝作业技术既能辅助完成不同的井下任务，还可以融入其他井下作业中，对保障井下施工安全，促进井下顺利施工具有很大帮助。将钢丝作业技术用于斜井开发中，有助于斜井施工的顺利进行。

1 钢丝作业技术设备与工具

（1）钢丝作业技术。钢丝作业技术主要是利用缠绕在绞车上的钢丝到油井内开展不同的施工操作，通过机械的震击与上下提防来完成井下投放与实际打捞工作，此外，还可以通过传递电信号到井下工具及仪器上开展相应的操作，并将在井下获得的资料实时上传到地面，然后进行相应的处理。

（2）钢丝撬。钢丝撬作为钢丝作业的主要动力，是整个钢丝操作的基础，由指重系统与绞车构成。绞车由传动机构、液压马达、钢丝滚筒组成。柴油机输出液压油后通过高压软管进行动力传输。循环方向控制绞车滚筒的方向，调压阀控制油量，调控绞车滚筒的速度。指重系统指的是绞车操作台上面的拉力表，主要是指示钢丝拉力对井下情况进行及时判断。拉力表是由液压管线、感应器、表头构成。感应器的一端挂着地滑轮，另一端挂在防喷管上，若钢丝产生拉力，感应器就会产生一定压力，经由管线传递到绞车表里，表头显示实际拉力。

（3）防喷系统。作为钢丝作业的安全保障，防喷系统有两个技术等级，分别为10000PSI与5000PSI，不防硫与防硫两种类型。该系统主要包括防喷阀、防喷管、连接头、滑轮、防喷盒组成。防喷阀可以快速关闭密封钢丝与电缆，保护里面的装置不损坏，当电缆及钢丝在井下作业期间，按掉BOP键就可以对防喷阀上的设备进行维修操作。防喷盒上安装可以旋转的板滑轮，可以确保让钢丝进到密封盖的中心。当钢丝断落到井底时，滑轮护板可以压住钢丝断头，滑轮可以全方位旋转，进而和绞车方向进行自动校准。

2 斜井施工特点

（1）井颈施工。斜井井颈施工要与施工土形、水文地质、土体结构相结合。井颈施工相对简单，通常是将井口位置便曾土壤及风化石清理干净后，按照一定的角度，运用钻爆方法掘井，保护施工安全。带井颈深度达到一定数值，再由下到上开始施工。斜井外表要使用混凝土或石料来砌筑，同时要注意排水沟的方向。结合实际情况，斜井井颈施工可使用板桩法、沉井法、混凝土帷幕法、冻结法、注浆法等施工方法。

（2）基岩段施工。基岩段施工前，一定要进行碳水，在保证没有危险的情况下，方可继续施工。在基岩施工阶段，其施工仪器、施工工艺、施工手段都和岩石平巷一样。此外，斜井因其具有一定的倾斜角度，在进行提升、装载、排水等施工时，都比普通的施工难度大，同时其施工机械水平及施工效率与岩石平巷相比也存在一定差距。

3 钢丝作业技术在斜井中的应用问题

钢丝作业试井施工，斜井施工中会用到的井下工具主要有绳帽、万向节、加重杆、压力计托筒、震击器等器具，钢丝作业技术在斜井中应用可能产生的主要问题有以下两点：

（1）工具不丢手。在斜井施工中万向节要加入到在工具串组成中，这样就可以随着工具使用时的角度变化而变化，万向节活动角度为15°，理论中在井况超过30°的斜井当中可以使用。但在斜井中应用，有井下工具串和油管壁间的摩擦较大，震击器在震击阶段很难将全部力量传递到JDC剪切销钉处，进而会出现井下工具不丢手问题。产生这一问题的主要原因是下击阶段震击阻力较大，钢丝绞车位置的钢丝出现混乱或者是受到一定程度的变形，因而使得钢丝的寿命逐渐下降。

（2）工具遇卡。原油粘度较大或者井内中的油气混合会增加钢丝上提时的阻力，使得井下工具在井下出现卡住的情况，经多次提拉无果，就会致使钢丝折断，工具被迫留在井内。

4 具体解决措施

（1）工具不丢的解决方法。在斜井施工中，针对井下工具和管壁之间摩擦力较大的问题，可以改进井下工具串，改变原来普通加重杆为滚轮加重杆。滚轮加重杆主要由滚轮、桶体销钉、加重肝本体组成。经过改进的工具串组成为：滚轮加重杆+绳帽+震击器+万向节+压力计托筒+JDC组成。应用滚轮加重杆可以在一定程度上减轻管壁与井下工具之间的摩擦力，将实际震击力度全部传递到JDC销钉位置，帮助其进行销钉剪断实现工具丢手。因摩擦阻力减小，钢丝也不会在绞车位置发生错乱出现受损等情况。

（2）工具遇卡的解决方法。对于钢丝提拉在斜井内造成的遇卡问题，在井下施工中，每当下降1000英尺可以对钢丝进行一定的回拉，以此为基础判断钢丝在井内所受的压力是否超过破断值。以2 7/8″管内钢丝作业为例，0.092与0.108英寸的钢丝千英尺下拉长度依次为10、12英尺；以3 1/2″管内钢丝作业为例，0.092与0.108英寸的钢丝千英尺拉伸长度分别为16、15英尺。这种方法是在3000英尺的实践中经过多次实验验证得出的，虽然不能保证其完全正确，但是实践已经证实这种做法对于解决工具遇卡问题有一定成效。

5 结语

综上所述，近几年钢丝作业在井况施工中的问题日趋多样化，面对斜井施工摩擦力较大、提拉过度导致的遇卡问题、销钉不剪断等问题，在大量施工与总结中得到了有效的解决，此外，在实践操作中也得到了有效验证。上述问题的顺利解决，不仅延长了钢丝使用寿命，还可以有效避免井内工具遇卡的情况，为斜井内施工的顺利进行提供了一定的安全保障。

参考文献：

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[2]蔡战虎.钢丝作业技术应用简介[J].内江科技，2018，39（02）：38-40.

[3]苏东.浅析钢丝作业技术在斜井中的应用[J].石化技术，2017，24

（07）：100.

作者简介：陈军（1973-），男，广东揭阳人，本科，助理工程师，研究方向：试井。