液压转盘小修作业矿场适用性分析

齐 梦，谢 敏

(中国石油天然气股份有限公司 吉林油田分公司，吉林 松原 138000)

我国部分油田逐步进入了中高甚至特高含水期，部分油井开采年限已超过50 a，单井生产年限长，井类隐患逐渐增加，井况日益复杂，待修井数逐年增加。近年来，修井工具的研究日渐成熟，国内外研究改进、 开发创新了多种新型石油修井工具，涌现出许多新结构、 新技术，液压修井工具就是其中之一[1]。但是，与日益复杂和多样化的现场需求相比，仍存在一定的问题。例如转盘驱动，由于机械驱动的传动链长,传动装置复杂,整机台面布置困难[2-4]；修井作业自动化程度低、工人劳动强度大；大修作业费用高，周期长等。小修井作业在倒扣、 磨铣等作业中存在倒扣依靠液压钳，磨铣依靠螺杆钻具等问题[5]。随着油田井深的逐渐加深，所需井口工具提供的力和力矩增大，对卡瓦工作的稳定性要求提高[6]。本文介绍了一套适合于小修井通井机设备的液压转盘，来完成一些大修作业施工，例如倒扣、磨铣等，省去了复杂的机械传动链, 具有传动紧凑, 节省空间的特点, 更加适应车装钻机和修井机的台面布置[7-9]，在修井作业中实现小修代替大修，提高了修井作业效率，降低作业成本。

1 结构组成

XYZ-C 型手动排挡控制台液压转盘是一种油田修井作业中钻水泥塞，以及浅井套铣、造扣等井下作业的具有自封性能的新型修井工具。该液压转盘主要由转盘体、液压马达、方补芯、控制装置等组成，如图1。液压转盘采用新型低速大转矩液压马达，可实现3挡位变速；转盘总成设置刹车或防倒转棘轮机构等装置，实现正反转驱动功能。液压转盘设置密封装置，有效防止井内液体外流，密封良好，胶芯更换方便[10]。

当液压油进入液压马达时，液压马达工作，马达动力经花键传至输入轴，根据手柄Ⅰ、Ⅱ所处位置不同而有3挡不同的转速、转矩。

a 传动原理

棘轮机构是用来防止转台旋转时倒转的机构，当释放棘爪2时，只允许转台顺时针旋转;当释放棘爪1时，只允许转台逆时针旋转；当两棘爪手柄完全处于中间位置时(通过插销将两棘爪手柄的孔与壳体上的对应孔插在一起)，转台可以正、反方向旋转；停车时由刹车机构逐步释放钻杆反转矩至停转；当两棘爪都释放时，转台正、反两方向都不能转。如图2所示。

图2 液压转盘正反转工作示意

2 试验操作流程

以J油田某矿场试验为例，在试验过程中，首先需处理井口泄压至井口压力为零，转盘平稳地放置于在井口四通上方，安装好井口密封圈，使其坐于四通法兰盘上，再用螺栓固定好。对于井口法兰采用螺纹连接的油井，转盘用螺栓固定好后，再用反力矩杆将其一端连接在转盘尾部，另一端连接在井架支腿上，连接要安全可靠；或用ø15 mm的钢丝绳将转盘尾部与两井架支腿相连接，且要求绷紧，以抵消转台的反力矩。

检查油箱内的油面、高压软管、快速接头、换向阀是否符合要求；检查连接方补心的螺栓是否安全可靠。启动液压泵组，建议转盘工作时，压力表调整到20 MPa，液压油工作温度以30～60 ℃为宜，否则应采取升温或降温措施。

3 矿场试验

H9-10井堵水作业过程中，压裂塞后堵水、注水泥。注水泥验封时发现封隔器失封，关套管闸门注水泥。采用液压转盘进行倒扣打捞作业；倒扣起管，采用小转盘配合倒扣捞矛，倒扣起出油管217根，小转盘配合公锥造扣起出8根油管，如图3。J油田累计进行矿场试验8井次，如表1。

图3 液压转盘矿场作业情况

表1 液压转盘矿场试验统计

1) 在施工作业中，捞上落物后，遇到拔不动的情况，可以控制载荷倒扣，起出部分管柱。液压转盘一般倒扣13～15圈，可以倒开管柱。起管用普通液压钳即可。

2) 公锥母锥造扣。一般首先下压5 kN左右，正转造扣后，再按照倒扣的方法起出部分管柱。

3) 前期试验时，作为钻进的旋转动力，使用后工具管扣会很紧，起管柱卸扣难度大，故没有使用。

4 结论

1) 液压转盘可作为倒扣打捞、捞上落物倒扣、公锥母锥等造扣工具的动力。作业时用螺栓与250型或350型井口装置连接。

2) 该工具的推广应用将进一步扩大修井机的作业范围和能力，为小修作业代替大修提供旋转动力，使用简单方便，降低了修井费用。

3) 整套设备具有体积较小、转矩大、旋转速度范围广及适应性强等优点。设备配备独立液压站，可方便与任何修井机配套。作业工作安全、可靠，操作简单、使用维护方便。