海上油氣田完井手冊 第十一章 鋼絲和電纜作業-文庫吧

【正文】 線流出。由于密封脂粘度較大，流管與電纜之間的間隙非常小，在流管內產生很大的壓力降，從而達到密封井口壓力的目的。 （ 1）空氣調節系統 壓縮空氣的壓力一般最大為 （ 100psi），根據注脂泵效的不同在注脂泵出口處可達 5 60 和 98MPa（ 7500、 8500 和 14000psi）的壓力。 過濾器是用于過濾壓縮空氣里的雜質水分，保護注脂泵的運動部件。調壓閥是用于調節壓縮空氣的壓力，一般調節在 0～ （ 0～ 100psi）之間。潤滑器須裝上機油，工作時機油慢慢滴下潤滑注脂泵的運動部件減少磨損。注脂管線的上端裝有止回閥，為防止油氣倒流入注脂泵。 （ 2）密封油脂 密封油脂在使用過程中必須有合適的粘度，粘度太高會造成油脂流動阻力增加使注脂泵難以工作；粘度 太低，造成井口密封性能不好。 美國 Bowen 公司推薦的密封油脂為 Texco Marfax No． 2，其粘度在 ℃ （ 100℉） 為1412SSU，在 ℃ （ 210℉） 為 或 lubei 一 chen LC 一 275 油，其粘度在 ℃（ 100℉） 為 5200SSU 在 ℃（ 210℉） 為 238SSU。 （ 3）液壓盤根盒 液壓盤根盒主要由主體，活塞、銅塞、膠皮、盤根所組成，當手壓泵向盤根盒送液壓油或機油時，活塞向下移動，推動銅塞壓緊橡膠盤根，抱住電纜。這樣就可以用手壓泵的壓 力來防止電纜運動，而又使井液不會噴出。當手壓泵泄壓后，活塞在彈簧作用下向上移動從而使電纜松開。 油脂注入壓力一般要高于井口壓力 （ 500psi），這樣油脂進入流管之后，有一部分流向井口，大部分向上流，在流管內產生很大的壓力降從而達到密封井口原理的目的。 流管的長度可隨井壓的不同而改變，井口壓力越高，流管需要的長度就越長。不同的電纜需要有不同的流管內徑，內徑太小，電纜不易通過，流管內徑太大，不能密封井口壓力，要求流管內徑和電纜外徑之差不應超過 （ ）。 從泄流管線流出的油脂一般都帶有井液，一般不能重復使用。 7．滑輪 如圖 11211 滑輪用于將鋼絲或電纜從防噴管頂部拉到鋼絲或電纜滾筒上。這樣將鋼絲或電纜的拉力點從頂點移到采油樹上，從而減少對防噴管側拉力載荷，防止防噴管拉彎以致破壞。 滑輪直徑要合理，直徑過小容易使鋼絲或電纜疲勞。 8．拉力表 拉力表用于指示總負載以便判斷井下工作情況，避免拉力超過其拉力強度而被拉斷。 目前現場最常用的拉力表是馬丁一戴克（ MARTINDECKER）公司生產的 WS 一 9 和WS 一 14 型機械拉力表，如圖 11212。另外，還有一些電子拉力表。 WS 一 9 和 WS 一 14 型拉力表主要是量程不同，都由感壓器，液壓管線和表頭組成。感壓器一端掛在采油樹上，另一端掛著地滑輪，當鋼絲有拉力時，感壓器受壓產生壓力，通過管線傳到絞車上的表頭，指示出拉力。 9．防掉器 如圖 11213 防掉器安裝在防噴管以下。起下鋼絲或電纜時，它們可從防掉器的叉形瓣片中間的槽通過。 工具串由井底進入井口后，工具串把瓣片頂起成豎狀，工具串完全通過后，在彈簧力的作用下，瓣片倒落成水平狀，把工具串擋 在防噴管內，這時，工具串不會因任何故障落井。 工具串下井時，用液壓或手動將瓣片豎直，工具串通過后，板片會自動落下來。 10．注油器 如圖 11214 注油器，安裝在盤根盒與防噴管之間，主要用于在作業時注入潤滑油潤滑鋼絲，從而保護鋼絲，易于鋼絲起下。另外，還可用于注入防凍劑等化學藥劑。 11．工具捕捉器 如圖 11215 捕捉器，用于抓住井下工具串頂部打撈頸，便于鋼絲作業。用液壓泵加壓推動襯套可釋放工具串。 12．其它 立桿 —— 用于將防噴管提到防噴閥頂部并保持 著這個高度以便放入或拉出鋼絲工具串。 防噴管一一一用于提起防噴管。 捆鏈 —— 用于將立桿緊固在采油樹上。 繩塊 —— 用于提起或下放防噴管。 鋼絲夾 —— 在提起或下放防噴管或打撈作業時用于夾住鋼絲。 二、鋼絲、鋼絲繩作業基本井下工具 1．基本工具串 鋼絲作業基本工具串包括鋼絲繩帽、加重桿、震擊器和萬向節，見圖 11216。鋼絲作業投撈工具可接在基本工具串下面，可在帶壓情況下，完成各種不同作業。 基本工具串上的工具，頂部都加工有外打撈頸，一旦在井下脫扣，便 于打撈。 （ 1）繩帽 繩帽起著連接鋼絲或鋼絲繩與井下測試儀器或井下工具的連接作用。由于鋼絲或鋼絲繩在井下會旋轉，因此，要求當鋼絲或鋼絲繩在井下旋轉時，繩帽及其下部連接的工具、儀器不旋轉或少旋轉，避免井下工具、儀器由于旋轉而脫扣，造成落井事故。 l）鋼絲繩帽。 鋼絲繩帽內打鋼絲結的小圓環可以使鋼絲作業工具自由旋轉，內部裝有一個小彈簧，其作用是在震擊拉伸時，防止鋼絲結拉出，起緩沖墊作用。 2）鋼絲繩繩帽。 鋼絲繩繩帽如圖 11217，最大可用于 （ 5／ 16in）的鋼絲繩。 根據繩帽中卡塊的不同可分為兩種類型，超負荷脫手型（ A）和平面型（ B）。 超負荷脫手型：該類型繩帽的卡塊（ A）開有一個槽，當鋼絲繩的拉力達到滿負荷的一定百分比時，卡塊能將鋼絲繩卡斷，卡塊不同，其百分比也不同，有五種分別設計為 50%、60％、 70％、 80％和 90％的卡塊五種設計可供選擇。 平面型：該類型卡塊（ B）的內面沒有槽，是一個平面，被設計成可達到滿負荷拉力，但經驗表明當拉力達到鋼絲繩破斷拉力的 90％時，鋼絲繩常常在卡塊的頂端被拉斷。 這種繩帽和 加重桿之間必須用萬向節連接起來，避免由于鋼絲繩在下井過程中的轉動，而將扭力傳給工具串造成工具串脫扣等問題。 表 1124 常用加重桿規范 部件號 公稱尺寸 in 螺 紋 投撈頸外徑 in 最小抓距 in 最大外徑 in 長度 ft 重量 lb 44B2 44B42 44B43 44B3 44B44 44B45 44B7 11/2 11/2 11/2 17/8 17/8 17/8 17/8 15/1610 15/1610 15/1610 11/1610 11/1610 11/1610 15/1610 2 3 5 2 3 5 5 101/2 161/2 341/2 16 251/2 631/2 631/2 （ 2）加重桿 加重桿主要用于克服盤根盒盤根的摩擦力和井內壓力產生的上頂力使鋼絲作業工具能到達井下一定的深度。另外，加重桿靠其自身重量可以施加向 上或向下的力而完成井下控制工具的投撈。加重桿的尺寸和重量由要求的沖擊力和所投撈的井下控制工具尺寸來確定。 加重桿頂部設計有打撈頸，如圖 11218，大部分加重桿由鋼鐵制成，其常用規格見表 1124。 有些井需要增加加重桿的密度，選用鎢合金鋼制造加重桿。有的采用在鋼管內灌水銀或鉛來增加重量。要注意的是不要將這種灌水銀或鉛的加重桿用于需要井下震擊的鋼絲作業。 （ 3）震擊器 很多鋼絲、鋼絲繩作業的下井工具串都要用震擊器，在井下裝置的投撈過程中經常需要切斷銷釘，或者在打撈 井下裝置時需要很強的力量，僅僅靠鋼絲或鋼絲繩拉力是遠遠不夠的，只有靠震擊器的震擊力才能完成。 震擊器在撞擊時是一個做功的過程，為了獲得強大震擊力，除取決于被震裝置或工具內銷釘的剛性，內外剪切筒間隙，震擊器下部工具串的彈性阻尼作用外，撞擊能量與加重桿重量及撞擊時的速度平方成正比。 震擊器向下運動的速度靠加重桿的下滑獲得，因此，向下震擊的能量比較有限。如果在高斜度井或高粘度井作業，震擊器下落的速度就更有限。震擊器向上運動的速度可靠提高絞車滾筒速度獲得。因此，用于向下切斷的銷釘強度小，而向上切斷的 銷釘強度大。 l）鏈式機械震擊器。 該震擊器結構簡單，可上下震擊，是最常用的震擊器，如圖 11219 所示。其常用規范見表 1125 鏈式震擊器常用規范。 沖程長的震擊器有助于增加震擊時的速度，但易于損壞。 2）充液式震擊器。 當井下鋼絲作業操作位置較深時，鏈式震擊器常常無法獲得足夠的向上震擊力。充液式震擊器就是為解決這些問題而設計的。 表 1125 鏈式震擊器常用規范 部件號 螺 紋 投撈頸， in 閉合長度， in 沖程， in 44AO12 17/4 15/1610 38 20 44AO2 11/2 15/1610 38 20 44AO4 11/2 15/1610 48 30 44AO3 17/8 11/1610 381/8 20 44AO5 17/8 11/1610 381/8 30 如圖 11220 充液式震擊器有拉開阻尼作用。當鋼絲達到一定力時，震擊器內部的液壓油才能慢慢通過間隙很小的活塞使震擊器慢慢打開（圖中 a）；活塞到達擴徑部位后，活塞就能自由向上運動（圖中 b） ；在這段時間里，地面絞車操作有足夠的時間拉到想達到的拉力，在這種大拉力下，活塞能快速向上運動而可產生很大的震擊力（圖中 c）；震擊后，由于活塞內有單流閥，震擊器很容易閉合（圖中 d）。 充液式震擊器的常用尺寸有： 11/4， 11/3 和 13/4in。 震擊器內的液體為液壓油，要選擇合適的液壓油以適應井下溫度，要保證有 30s 的延遲時間。 決不要將充液式震擊器接在鏈式震擊器之下，這會由于充液式震擊器有減震作用而減弱鏈式震擊器的向下震擊的能力。 3）震擊加速器。 在淺井作業 時，由于鋼絲伸長量小，如果使用充液式震擊器就需要使用震擊加速器。如圖 11221 所示。 4）強力向上震擊器。 如圖 11222 所示，該工具用于向上震擊作用。在下井前，根據預計的井下情況調節所需向上拉力，在井下需要向上震擊時用絞車拉到拉力設定值加上鋼絲及其井下工具重量后，震擊桿上行一點距離后就可與下部鎖定機構脫開，在鋼絲的大拉力下產生很大的震擊力。震擊完成后，下放震擊桿，由于控制鎖定機構的彈簧力小，震擊桿很容易插入鎖定機構。 5）管式震擊器。 可用于較大沖程的震擊。由于移動過程須從小孔排液，所以震擊較緩和。如圖 11223所示。 6）關節式震擊器。 用于向上、向下震擊，可以自由轉動，但沖程較小，震擊力也小。如圖 11224 所示。 （ 4）萬向節 萬向節可以實現震擊器與投撈工具之間的角度偏轉，以利于調節工具串與油管傾斜方向一致，特別是在彎曲油管中及定向井中進行鋼絲作業時，萬向節是必不可少的。 萬向節可以用于完井鋼絲作業工具各段的連接，使工具串在井內隨油管偏轉，從而減少遇卡。 （ 5）快速連接器 如圖 11225 快速連接器接在基本工具串和井下工具之間，目的是在多次鋼絲作業之間能夠快速更換井下工具，便于井口操作。 2．基本投撈工具 基本投撈工具可以打撈或投放井下裝置，如果井下裝置被卡死或不容易撈出，還可剪切斷工具內的銷釘，讓工具與裝置脫手，有利于處理事故。有的井下裝置的正常投放也需要投撈工具切斷銷釘脫手，使井下裝置正常留在井下，而投撈工具起出井口。有的投撈工具可當打撈工具，又可當投放工具 （ 1）基本投撈工具的分類 1）按投撈頸分。 井下裝置的頂端都 有一個可供投撈工具抓住的地方。投撈工具聯入這個地方之后，就能收回或脫開鎖心等井下裝置，這個地方就叫投撈頸。 投撈頸分外投撈頸，圖 11226 為外投撈頸，如圖 11227 為內投撈頸。與此對應的工具可分為外投撈頸工具和內投撈頸工具。 外投撈頸工具有 OTIS 鋼絲的 R 系列和 S 系列投撈工具， CAMCO 公司的 J 系列投撈工具。 投撈內投撈頸工具 OTIS 公司的 G 系列投撈工具和 CAMCO 公司的 PRS 系列投撈工具。 2）按銷釘剪切方向分。 某些工具受向上震擊作用而切斷銷釘，某些則受向下 震切斷銷釘。按切斷銷釘方向的不同可分： 向上震擊切斷銷釘工具 －一 OTIS 有兩個基本系列的投撈工具，可以向上震擊剪斷銷釘以便脫手，這兩系列就是 R 系列和 GR 型打撈工具。 －一 CAMCO 公司的 JU系列投撈工具也屬于此類。其中 U 是英文 UPPER 的意