石油系统井下作业常见工具操作方法分析

贺明星

摘 要：石油系统的井下作业主要是为了保证油水井在油田勘探过程中能够高效运转，这是一项比较核心的技术手段，在进行石油系统井下作业时会用到很多工具，本文简述了井下作业的特点、井下常见工具的设计原则、井下工具的分类，并且对石油系统井下作业常见工具的操作方法进行了分析，希望能为提高石油系统井下作业的安全性提供一份参考。

关键词：石油系统;井下作业;操作方法

我国建设事业的不断发展，能源消耗也成为了重点关注问题，石油是一种具有高利用率的能源，其井下作业是一个比较艰苦的岗位。为了保证石油系统井下工作的安全性，一定要严格的按照操作流程进行办理，对于开采技术和开采工具也要有效的利用，在确保安全的基础上提升石油开采资源的质量。

1 石油系统井下作业的特点

石油系统井下作业是利用井下作业设备获取各项生产资料，使井下能够正常产出石油。井下作业的特点主要分为四个：一是，人员的流动性比较大，而且工作的强度比较高，进行井下作业的人员一般都是由中介介绍的外聘工，所以也使得井下作业员工的整体技术水平和专业素养不高。二是，井下作业具有批量性、通用性，但相关的标准化程度比较差，由于施工的程序比较复杂要求也比较高，所以在进行井下作业时多以小组为单位进行工作，一旦出现质量问题难以准确的落实到具体岗位人员身上。三是，井下施工队伍比较分散，工作的时间也不固定，这主要是由于井位的不同而导致的，而且进行井下作业时容易受到天气、周围环境以及井下工作等因素的影响，所以施工时间比较不固定，也为相关管理工作带来了一定的难度。四是，检验性比较差，问题的隐蔽性比较大，例如：下井的管杆柱在使用时不适合采用直接检验的方法，只能在一道工序完成之后用间接的方法进行证实。

2 石油系统井下作业常见工具的设计原则及分类

2.1 石油系统井下作业常见工具的设计原则

主要遵循四方面：一是可靠性，在进行井下工具研发设计时要以安全、可靠作为首要原则，设计要符合国家相关的法律法规、井下工具设计的相关标准等。二是可维护性，在进行设计时除了考虑可靠实用之外要保证一定的可维护性，尽量的延长井下工具的可使用年限。三是较大的灵活性，在设计时灵活多变的将设备进行组合，方便对试验设备的改造，更要满足各种新型工具的使用需求。四是简单方便，设计时要尽量采取一些比较成熟的工具结构形式，以简单方便为主，相关测量工具的精准度也要符合相关规定[1]。

2.2 石油系统井下作业常见工具的分类

井下工具的分类有很多种，其中最重要的是钻井类，包括钻具、随钻、打捞以及安全类工具，打捞类是钻井过程中打捞折断金属物的一种重要工具。落鱼有管状、块状、绳状，包括钻杆、油管、钻头以及钳牙和电缆等。根据井身和落鱼的实际情况，要选择与之相符的打捞工具进行打捞作业。随着技术的进步和发展，打捞工具的研制也在不断创新，从工具的材料和结构出发不断的进行优化，国外甚至开发了井下打捞专家系统。其次，还有分为封隔类、打捞类和井下泵类的试油类井下工具，分为动力类和修补类的修井类井下工具，分为套管、尾管的完井类井下工具，分为新型和旋冲类的钻头类井下工具，分为侧钻和径向钻的侧开窗类井下工具。另外，还有管柱类、膨胀管和连续管材料等。

3 石油系统井下作业常见工具的操作方法

3.1 公锥

公锥是在进行石油系统井下作业时非常常用的一种工具，使用对象一般是有孔的落物，公锥能够在落物的内孔中进行造扣处理，从而完成打捞操作，所以是一种较为常见的打捞工具。公锥的结构一般为长锥形，由打捞丝扣和分接头组成。在进行打捞时，先将公锥放到落物的内孔中进行钻压处理，然后转动钻具打捞螺纹，放到落物的内壁中进行造扣处理，确保扣具的承载能力符合要求之后，上提落物至完全打捞上来。在进行打捞的过程中，要注意将公锥放到鱼顶处而且要实施开泵清洗处理，随时关注泵压变化的情况，如果泵压出现强烈的升高，指表悬重下降，则证明公锥已经进入到了鱼腔的内部，可以进行打捞处理，如果出现相反的情况，则证明需要重对鱼腔并且上提钻柱。

3.2 母锥

母锥的形状和公锥的形状极为相似，主要的用途是针对钻杆、油管等落物外壁进行打捞处理。母锥的主要使用原理为：将母锥通过打捞螺纹进入到落物的外壁，然后实现造扣并且完成打捞，其具体的使用过程为：先认真的检查地面上的矛杆以及卡瓦，一定要保证卡瓦的灵活性符合相关标准的规定，然后将母锥下放到鱼顶，当母锥达到鱼顶上部的2m处左右，需要开泵进行清洗处理，并且要时刻的关注测泵压的变化，将母锥下放至悬重明显的下降，然后开始上提管柱，实时观察悬垂的具体情况，如果悬垂明显增加则证明成功实现捞获。在具体的操作过程中需要注意的是进行母锥倒扣时，上提到设计承重负荷后再继续增加10kN-20kN。

3.3 液压防喷盒

液体防压盒是一种石油系统井下作业常用的工具，其主要作用是：在进行抽汲或者油井试油工作时，将进口和钢丝绳进行密封处理。液压防喷盒的优势是能够有效的避免原油或者酸液等液体从钢丝绳中、进口处喷洒出来，有助于减少环境污染。液压防喷盒的具体使用原理为：利用手压泵里的压力将石油经过舒压管线运输到放喷盒的本体中，然后将活塞进行推进处理，目的是为了保证胶筒的密封性，使活塞能够产生径向的收缩，还有效的保障了钢丝绳的密封性。在进行下放钢丝绳操作时，要注意对手压泵进行回油处理，保证手压泵的活塞归位，当松开密封胶筒时，内控增大予以下放处理。

3.4 卡瓦压缩式封隔器

卡瓦压缩式封隔器是在进行石油系统下井作业时比较常用的一种工具。卡瓦压缩式封隔器的主要作用是防控油管柱进行轴向的移动。卡瓦压缩式封隔器的具体操作方法为：进行封隔器下放时，卡瓦的行程被限位处理所以很难与椎体进行结合，从而无法完成坐封处理，但由于扶正器具有摩擦块，摩擦块受到了弹力的作用与套管的内壁会产生一定的摩擦力，利用這种摩擦力能够使卡瓦和管串一起运行，有效的滑动销钉，如果是在短轨道中可以对管串进行上提处理，让销钉逐渐的进入到长轨道中，当管串的销钉完成转轨处理后，对管串进行下放操作，这时会伴随着卡瓦张开的现象，并且会和套管的内壁相吻合，从而起到了支撑封隔器的作用[2]。

3.5 新型打捞工具

在使用的过程中一般会结合一把抓、外钩等传统工具，具体的操作方法为：将外钩插进所用的绳索内，然后将井下的落物带到地面上，所用的打捞颈应该呈阶梯式圆柱体型，圆台的上中心部需要有外螺纹连接体，下部应该有圆柱状连接体，和打捞筒的上端相连接，打捞筒的中心孔有锥孔和喇叭孔两个部分，椎孔的上端比下端大，锥度大约为5度-10度，椎孔的下端与喇叭孔相结合，椎孔的内部由压缩弹簧和打捞片组成。新型打捞工具的优点是不但结构相对简单而且非常方便操作，还可以打捞落井的工具串。

3.6 防蜡防腐蚀新工具

油藏界面和井筒会因为有团垢或者结蜡而导致抽油泵出现卡、脱等问题，所以需要不定期的进行蒸汽、热油清洗。防蜡防腐蚀新工具不需要经常进行维护保养，减少了刮蜡等清洁工作，只要在抽油井上安装防蜡防腐蚀新工具能够使油井处于稳定运行的状态，不仅能够节约生产成本还能增加油泵的使用年限。在抽油井中原油受到地层压力或者油泵的抽吸压力影响进入四周的管孔内，原油在穿过孔眼时会产出细柱状射流，然后与工具的内壁发生碰撞。通过油井的过滤作用，将原油和矿物质进行了有效的分离，所以原油除了能使堵塞油管的物质处于半悬浮的状态以外，还能有效的结合碳氢化合物提升其光滑度，使原油具有更好的流动性。

4 结论

总而言之，随着石油领域的发展和进步，要加强对井下作业安全性的重视，井下作业的安全不仅关系到石油开采的进度，还关系到石油开采的质量，所以从井下作业的常用工具操作方法出发，严格按照相关操作规程进行操作，制定相关安全措施，推动石油产业的稳定发展。

参考文献：

[1]包国栋.石油系统井下作业常见工具操作方法[J].化工设计通讯，2019，45（02）：38.

[2]冯靖尧.关于石油系统井下作业工具的研究[J].化学工程与装备，2017（12）：147-148.