一種新型水平定向鉆落井牙輪打撈裝置

劉立波

（江蘇石油勘探局油田建設(shè)處，江蘇江都 225261）

一種新型水平定向鉆落井牙輪打撈裝置

劉立波

（江蘇石油勘探局油田建設(shè)處，江蘇江都 225261）

水平定向鉆穿越巖石層擴(kuò)孔施工過程中，由于操作不當(dāng)或者鉆具磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致擴(kuò)孔器牙輪脫落在井孔內(nèi)，這可能導(dǎo)致在后續(xù)擴(kuò)孔施工過程中發(fā)生卡鉆現(xiàn)象。文章介紹了一種新型的用于打撈落井牙輪的裝置，該裝置采用強(qiáng)磁鐵吸引打撈落井牙輪和采取兩端開口的打撈桶外形結(jié)構(gòu)等，實(shí)現(xiàn)雙向打撈施工，有效地提高了打撈成功率。

水平定向鉆；牙輪打撈裝置；強(qiáng)磁體；打撈桶結(jié)構(gòu)

0 引言

在水平定向鉆穿越巖石層擴(kuò)孔施工過程中，由于操作不當(dāng)，或者鉆具磨損嚴(yán)重，擴(kuò)孔器在擴(kuò)孔或回退過程中，擴(kuò)孔器牙輪會脫落在井孔內(nèi)。落井牙輪如不打撈出井，在后續(xù)擴(kuò)孔施工過程中，可能會發(fā)生卡鉆現(xiàn)象，大大增加后續(xù)的施工難度和施工風(fēng)險(xiǎn)，甚至導(dǎo)致已完成的工序前功盡棄，不得不另選井位重新打?qū)蚩祝@將造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。

我們此前采用的打撈桶，利用磁性原理，桶的一端開口，另一端封閉。它只能單向打撈，當(dāng)巖屑塞滿桶體后，就起不到打撈作用了，一只落井牙輪往往要經(jīng)過多次打撈才能出井，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)工。

我們希望有一種新型打撈裝置：打撈成功率高，制作簡便，費(fèi)用低廉。

1 設(shè)計(jì)思路

我們對此前所采用的打撈桶工作狀況進(jìn)行調(diào)查分析：強(qiáng)磁鐵吸引是打撈落井牙輪的基本原理，一端封閉的打撈桶容易造成巖屑在桶體內(nèi)堆積，這是影響打撈成功率的最重要因素，這也就確定了新型打撈桶的設(shè)計(jì)思路是：

（1）采用兩端開口的結(jié)構(gòu)，使巖屑能在桶內(nèi)流動(dòng)，消除巖屑在桶內(nèi)堆積，兩端貫通，可進(jìn)行雙向打撈施工。

（2）桶內(nèi)設(shè)置多組水嘴并與鉆鋌相連，泥漿經(jīng)水嘴不停噴射，沖刷桶內(nèi)巖屑，使巖屑不能堆積在桶內(nèi)，加速巖屑的流動(dòng)，徹底根除巖屑堵塞打撈裝置的現(xiàn)象，提高了強(qiáng)磁鐵的吸附效果。

（3）支撐板采用兩層結(jié)構(gòu)，兩層支撐板錯(cuò)開一定角度，使鉆鋌與桶體連成整體，錯(cuò)開的支撐板就像張開的網(wǎng)，有效地防止進(jìn)入桶內(nèi)的牙輪再次掉落。

（4）桶口設(shè)置耐磨圈，減小桶口和巖壁的摩擦，防止桶口被井壁巖石卡阻。新型打撈桶結(jié)構(gòu)見圖1。

2 打撈桶制作要點(diǎn)

（1）強(qiáng)磁體起到吸引和固定脫落井下牙輪作用，強(qiáng)磁體組數(shù)可視桶體直徑增大而增加，強(qiáng)磁體要均勻?qū)ΨQ分布。

（2）桶體的直徑一般比擴(kuò)孔孔徑小100～150 mm，桶體與井孔內(nèi)壁間隙過大，易使牙輪漏撈，降低了打撈成功率。

（3）桶體、支撐板、鉆鋌之間用焊接連接，強(qiáng)磁體均布固定在桶體內(nèi)壁，耐磨圈固定在桶體兩端口。

（4）水嘴為在鉆鋌上均布鉆孔，用泥漿噴射通道。

3 打撈桶的使用

（1）將打撈桶安裝在離牙輪脫落點(diǎn)相對較近的井口 （出土點(diǎn)或入土點(diǎn)），這樣可以減小打撈桶的磨損，使打撈桶盡快地到達(dá)落井牙輪處。

（2）自打撈桶入井始，就要一直開動(dòng)泥漿泵。打撈桶緩慢旋轉(zhuǎn)，小車行進(jìn)速度不宜過快，打撈桶接近牙輪脫落位置時(shí)，要放慢旋進(jìn)速度，進(jìn)行往復(fù)打撈，再將打撈桶退出井孔，進(jìn)行清理，查看打撈出的牙輪情況。

（3）使用我們所研制的打撈桶，一般情況下，都能一次打撈成功。當(dāng)出現(xiàn)以下兩種情況時(shí)需要進(jìn)行第二次打撈。一是落井牙輪較多，牙輪占滿桶口空間；二是鉆桿、擴(kuò)孔器和打撈桶等鋼鐵質(zhì)的構(gòu)件與井壁巖石磨擦掉落的鐵屑，以及含鐵元素巖屑為強(qiáng)磁體所吸附，包裹強(qiáng)磁體而致強(qiáng)磁體無法吸附牙輪，此時(shí)應(yīng)將打撈桶取出井清理，再進(jìn)行第二次打撈。

4 打撈桶典型應(yīng)用實(shí)例

在膠州—日照天然氣管道白馬、吉利河1 310 m巖石層定向穿越的D 750 mm擴(kuò)孔施工過程中，六個(gè)牙輪掉落井下。我們使用自行研制的打撈桶實(shí)施雙向打撈，第一次打撈3只牙輪出井，同時(shí)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁體上吸附了大量的鐵屑。清除掉強(qiáng)磁體上的鐵屑后，進(jìn)行第二次打撈，出井后，另3只牙輪全部在桶內(nèi)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁體上吸附的鐵屑很少。

5 結(jié)束語

我們自行研制開發(fā)的落井牙輪打撈桶，已在多個(gè)巖石穿越工程中得到成功應(yīng)用。本文所述及的新型落井牙輪打撈桶，已于2010年2月申報(bào)國家實(shí)用新型發(fā)明專利，并得到受理。

New Type Picker for Lost Gear Wheel Used in Horizontal Directional Drilling Operation

LIU Li-bo（Oilfield Construction Division of Jiangsu Petroleum Exploration Bureau,Jiangdu 225261,China）

During reaming operation of horizontal directional drilling in rocky stratum,the gear wheel of a hole enlarger may fall into the hole owing to improper operation or severe abrasion of drilling tool,that will possibly induce driller stuck in sequent drilling operation.A new type picker for lost gear wheel is developed for attracting the gear wheel by a strong magnetic and together with two-way picking-up by an overshot with two open ends.Thus the fishing efficiency is raised.

horizontal directional drilling;picker for lost gear wheel;strong magnet;overshot structure

TE973.4

B

1001－2206（2011）03－0056－02

劉立波 （1976-），男，山東濟(jì)南人，工程師，2009年畢業(yè)于石油大學(xué)工商管理專業(yè)，主要從事水平定向鉆穿越工程項(xiàng)目管理工作。

2010-08-01