試論水平井大修的打撈技術(shù)

胡鑫(長城鉆探井下作業(yè)公司大修項目二部 遼寧 124010)

一、影響打撈技術(shù)的因素

水平井和斜井的共同點是，無論是斜井還是水平井，其彎曲井段，都可看作是由井斜角不同的多邊形組成的，所以，本文共同研究討論了水平井和斜井。

由于會受到不同重力作用的影響， 相比之下水平井和斜井具有以下方面的特點：

1）水平井的油層砂粒比較細(xì)小，不易攜帶，更加容易殘留在井筒內(nèi)，形成長距離的沉砂，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的堵水眼現(xiàn)象。

2） 井內(nèi)鉆具和井壁間隙小，很帖近，“鐘擺力”F 可以獲得平衡。 在公式F＝Wsinαk 中，α 表

示井斜角；W 表示切點以下管柱的重量。 由于長距離沉砂中的管具，同既會受到“鐘擺力”的作用，同時還受到大面積摩擦的在用，在這樣的雙重作用下，極易造成卡鉆現(xiàn)象，因此，水平井和斜井大修作業(yè)需要解決水平井、斜井解卡打撈作業(yè)，這是需要解決的最大問題。

1、選擇使用特定的處理工具

在選擇打撈工具時要注意防止磨損工作部件， 不能堵住水眼，為了便于打撈落魚，在選擇打撈時，配合接頭和工作接頭接頭的最大外徑與落魚的外徑差不多致， 應(yīng)該使落井管柱和打撈工具的中心線基本保持一致，偏心距也要基本保持一致，如果不一致，要進(jìn)行調(diào)節(jié)，為了防止掛卡現(xiàn)象，在進(jìn)行外撈時工具的端部要有拔鉤， 進(jìn)行內(nèi)撈時工具端部要有引錐， 外表面要無死臺階。

2、選擇合理的打撈鉆柱

1）打撈落井管柱時，可以選擇與落井管柱相同尺寸的管具，這是在如果不需要大力解卡打撈的情況下，為了準(zhǔn)確打撈落魚，要保持落魚的偏心距和中心線與井下偏心距與中心線的一致性。

2） 上段采用的鉆柱可以大一級， 下段采用的鉆具柱要與落井管柱尺寸相同，即倒裝鉆

具，或者在垂直井段加鉆鋌，這樣有利于軸向載荷和扭轉(zhuǎn)載荷的傳遞。

3）選擇打撈落魚時，盡量使其外徑尺寸與落井管柱外徑尺寸一致， 使得鉆柱偏心距和中心線在作調(diào)整時就只需小量的調(diào)整，或者根本不需要作出調(diào)整。如：預(yù)撈油管尺寸為(88.9mm 的接箍外徑)，應(yīng)該選擇的鉆桿尺寸為（85.73mm 的接頭外徑）。

4）在所使用管具外側(cè)加裝扶正器，使落井管柱與所使用打撈管具中心距與偏心距基本保持一致。

5）為了便于抓撈落物，在鉆具下部靠近工具位置一定數(shù)量的加扶正器，在鉆具自身彎曲作用下，～～～～對井下工具的傾斜角β。即：支點T 到工具端部中心線與井眼中心線之間的夾角～～～～。

在本模型中，決策專家群體給出的決策信息為與其中與均為PD-HFLTS，t=1,2,,T，m=1,2,,M，n=1,2,,N。本文以應(yīng)急決策信息為例，給出沖突調(diào)整過程。

6）所選用的鉆具要保證質(zhì)量，對鉆具要經(jīng)常進(jìn)行檢查和倒換，防止折斷。

3、選用合適的扶正器

根據(jù)三點一線的幾何原理， 要保證三個扶正器和井壁的三點接觸，從而限制井下落物向側(cè)方傾斜。

把鉆柱看成受集度是人均布載荷作用的細(xì)長桿， 由于鉆頭與井壁摩擦的原因，很難求取真實的鉆壓，扶正器是安裝在管具下部靠經(jīng)工具的位置對鉆壓的影響作用不大，可以忽略不計，也就是說，只考慮自重的作用，對于鉆柱壓曲造成的正旋和螺旋彎曲不用考慮。

1）下扶正器安放處的選擇

如果我們用臂梁來比喻從打撈工具到下扶正器這一段，那么， 下扶正器到工具接頭下圓的最大撓度公式為Ymax＝qL4/8EI Ymax＝C

C＝1/2

q——鉆柱單位長度質(zhì)量，N/cm;

L——下扶正器到工具接頭下圓之距離，cm;

E——鉆柱彈性模量，E＝20X10N/cm2;

I——鉆柱截面慣性矩，cm4,I＝n/64(D4F－D4Fi);

DF——鉆柱外徑，cm;

DFi——鉆柱內(nèi)徑，cm;

井斜角為α 時，

下表為下扶正器的安放位置：

從以上可以得出結(jié)論： 井斜角和下扶正器的安放位置與接頭下圓的距離成反比，即井斜角越大，其距離越短；而撓度和下扶正器的安放位置與接頭下圓的距離成正比，即撓度越大，其距離越長。

2)如何計算扶正器的間距

將一段有幾個扶正器支撐的鉆柱作為一根連續(xù)梁， 多余約束力矩選取中間支

座處梁的截面彎矩，由三彎矩方程得出：

彎矩Mi 產(chǎn)生的撓度Yˊmax＝自重W 產(chǎn)生的撓度

根據(jù)疊加原理,井斜角為α 時,彈性扶正器和剛性扶正器在扶正管柱時，管柱的偏心度分別為：

Dn 代表套管內(nèi)徑，cm;

Dg 代表扶正器外徑，cm

e＝Y(jié)max 時，ε 最大。 由于管柱不可接觸套管，為了避免這一問題，應(yīng)該使ε＜1。 扶正器在水平段間距最小，越往上間距越大，扶正間距會因扶正器不同而有變化，但是差別不是很明顯。 為了減少摩擦面積，防止粘卡現(xiàn)象發(fā)生，在必要的時候，可以每隔一個單根安放一個扶正器。

二、 有關(guān)打撈實例

上修的HW701 水平井，經(jīng)歷洗井，可是因為沉砂出過場，活動鉆具解卡失敗，當(dāng)上提應(yīng)力達(dá)到500KN 時，油管柱發(fā)生變形斷裂。 后來是用鉆桿，按順序接母錐、公錐、加長打撈矛、倒扣打撈矛、循環(huán)接頭等打撈工具，一共35 次，撈出1900.64m 長度的油管，沖洗沉砂268.87 立方米。其中反螺旋打撈矛是在這次打撈作業(yè)中使用最有效的打撈工具。

三、 打撈祖業(yè)中存在的曲線及改進(jìn)辦法

在目前情況下，國內(nèi)水平井大修作業(yè)還處于起步階段，在解卡打撈技術(shù)方面還存在一些問題，有待進(jìn)一步的探索和提高。

1、由于受到裝備不成熟無旋轉(zhuǎn)設(shè)備的限制，斜井的大修其實就是一般意義上的小修，根本算不上大修。 落魚處理作業(yè)止步于于矛類簡單工具在上提下方上的使用， 如果發(fā)生需要修磨落井鉆柱頂部又或是倒扣和重新造螺紋等工作的需求時， 就沒有更合適的方法，顯得束手無策，所以，應(yīng)該考慮到是否有必要動力水龍頭設(shè)備的增設(shè)。

2、 協(xié)警和水平井優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)是摩阻分析和鉆柱力學(xué)分析。 因為斜井和水平井的摩阻規(guī)律有其自身特點，在設(shè)計打撈工具的時候，如果把所使用的基礎(chǔ)定為軟材料模型，使用不同修井液和鉆具組合，來計算和評多次重新組合檢測評價摩阻，使地面檢測儀器的臨測能力得以最大提高， 如果井下油什么狀況和各種復(fù)雜情況，以便于及時作出預(yù)測，對現(xiàn)場施工作出合理有序地指導(dǎo)，從而避免井下發(fā)生事故。