打撈用177.8mm井內過電纜封隔器技術

羅少鋒，賈奔，卜鴻浩，林志勇，楊子

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打撈用177.8mm井內過電纜封隔器技術

羅少鋒1，賈奔2，卜鴻浩2，林志勇2，楊子2

（1. 中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459； 2. 中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司，天津 300459）

過電纜封隔器是生產管柱中最主要的井下工具之一, 用于解決油套環(huán)空的井控安全問題，是油氣生產過程中必不可少的工具[1]。在現場作業(yè)過程中由于各種原因出現了過電纜封隔器落井的問題，渤海油田在2014年首次進行了177.8 mm井筒內打撈過電纜封隔器作業(yè)，本文通過總結分析作業(yè)過程遇到的問題，為今后處理類似作業(yè)提供借鑒參考。

過電纜封隔器；打撈工具；管柱

1 引言

過電纜封隔器的落井往往伴隨著液控管線、信號管線、動力電纜堆積魚頂、護罩掉落等復雜情況，而177.8 mm井筒內過電纜封隔器由于結構緊湊、母扣連接位置偏心度大等情況增加了打撈作業(yè)的難度[2]。

本文通過分析在渤海油田某區(qū)塊A井打撈177.8 mm用過電纜封隔器的案例，總結在打撈現場作業(yè)過程中思路和作業(yè)過程，分析在施工中遇到的問題，并對其展開討論和研究。

2 施工難點及設計

2.1 基礎數據

A井是渤海油田某區(qū)塊的一口177.8 mm套管的生產井，與在2014年9月初進行更換電泵作業(yè)，在起原井生產管柱過程中，管柱從過電纜封隔器本體和上短節(jié)處脫扣，過電纜封隔器及以下管柱落井（見圖1），起出過電纜封隔器上部73.0 mm NU短節(jié)后發(fā)現其公扣端磨損嚴重,落井管柱（由下至上）：永久式電子壓力計托筒+抽油桿5根+變扣（73.0 mmNU B×19.1 mm抽油桿公扣+扶正器＋電機＋保護器+分離器+泵及泵頭+73.0 mmEUE油管2根+泄油閥+73.0 mmEUE 油管152根+58.8 mm“X”型座落接頭+73.0 mmEUE油管 2根及短節(jié)1根+177.8 mm過電纜封隔器（含放氣閥、電纜穿透器），共計1525.0 m。落井管柱上部存在動力電纜4.2 m、壓力計電纜0.5 mm、6.4 mm液控管線24.0 m。

2.2 施工難點

根據井況與分析，本次施工的難點首先在于177.8 mm套管內徑小落井的177.8 mm過電纜封隔器本身結構尺寸導致其無法套銑后外撈[3]，其次是其頂部放氣閥、電纜穿透器與其73.0 mm母扣端間隙較小其距離較近，且73.0 mmNU母扣部分偏心，最后是落魚頂部存在的繩類落物較多。

圖1 A井管柱示意圖

以上幾點情況不但限制了打撈工具的選擇，而且增加對打撈工具的位置判斷的難度，而且其打撈位置偏心的特點也阻礙了工具進入過電纜封隔器內部進行打撈。

圖2 落井177.8 mm過電纜封隔器頂部示意圖

2.3 施工方案與準備

2.3.1 施工準備

根據落井177.8 mm過電纜封隔器頂部特點加工偏心盤（見圖2），作業(yè)期間焊接在打撈工具本體上使打撈工具偏心[4]。其次由于頂部各個工具深度較近、間歇過小的情況，可退式打撈矛和倒扣撈矛都無法使用，因此制作打撈范圍在50.0~70.0 mm的正扣正螺紋高強度公錐（見圖3），加長公錐盲端，防止放氣閥、電纜穿透器阻礙公錐打撈。

2.3.2 施工方案

根據177.8 mm過電纜封隔器結構特點[5]，決定對其先進行對扣打撈，打撈失敗后使用打撈工具對距離封隔器頂部73.0 mmNU母扣下端80.0 mm的本體位置進行打撈作業(yè)，此處的內徑為60.2 mm。

2.3.3 施工步驟

第一步：采用73.0 mmNU油管焊接偏心盤嘗試與過電纜封隔器進行對扣打撈；

第二步：對扣打撈不成功后使用外鉤、老虎嘴等工具清理魚頂；

第三步：使用50.0~70.0 mm正扣正螺紋公錐焊接偏心盤進行造扣打撈。

圖3 偏心盤示意圖正扣正螺紋公錐

3 第一階段作業(yè)過程中遇到的問題

依照設計，對該井落魚進行打撈，打撈步驟及現象如下：

（1）73.0 mmNU油管短節(jié)+73.0 mmEU油管對扣打撈失??；

（2）使用146.1 mm外鉤+88.9 mm鉆桿，撈出24.0 m液控管線；

（3）使用146.1 mm外鉤+88.9 mm鉆桿，撈空；

（4）正扣正螺紋公錐+73.0 mm鉆桿1根（帶偏心盤）+120.7 mm鉆鋌+88.9 mm鉆桿，下鉆到位測上提/下放懸重為：10T/9.5T，到位后但現場在造扣過程中扭矩無明顯上漲，上提管柱至24T拔脫落魚。繼續(xù)多次嘗試均無法抓牢落魚，起鉆檢查偏心盤與73.0 mm鉆桿脫開，公錐無明顯造扣痕跡；

（5）正扣正螺紋公錐（改造打撈范圍為56~70 mm）+73.0 mm鉆桿1根（帶偏心盤）+120.7 mm鉆鋌+88.9 mm鉆桿。到位造扣后上提管柱至18T脫開，起鉆檢查偏心盤與73.0 mm鉆桿脫開，公錐在60.0 mm位置有明顯造扣痕跡；

（6）73.0 mmNU油管短節(jié)（不安裝偏心盤）+變扣+73.0 mmEU油管對扣打撈失敗，油管無法引入落魚母扣位置；

（7）正扣正螺紋公錐（56~70 mm 切割斜口）+73.0 mm鉆桿2根（不安裝偏心盤）+變扣+120.7 mm鉆鋌+88.9 mm鉆桿。到位后造扣打撈，上提管柱至16T拔脫落魚，起鉆檢查公錐在60.0 mm位置有明顯造扣痕跡。

4 原因分析及采取的技術措施

4.1 原因分析

根據第一階段打撈過程中發(fā)生的現象，分析有以下幾個方面的原因：

（1）過電纜封隔器各部件間間隙小，油管對扣打撈很難將油管準確對入過電纜封隔器的73.0 mm母扣端。而且在旋轉對扣過程中油管公扣端很容易與各部件發(fā)生摩擦，將油管的公扣端損壞，導致打撈失敗；

圖4 作業(yè)過程數據模擬及運動狀態(tài)示意圖

（2）模擬打撈管柱攜帶偏心盤工作期間狀態(tài)（見圖4），在旋轉過程中，由于下部管柱在造扣過程中受距離限制與73.0 mm鉆桿母扣端和電纜穿透器發(fā)生接觸，導致下壓時公錐造扣期間扭矩無法傳遞至造扣位置；

（3）是最后使用公錐打撈時沒有攜帶偏心盤也能下入到位，可能是由于在前幾次的打撈過程中，距離母扣端較近的電纜穿透器可能已經被壓彎，如果后期繼續(xù)打撈，在偏心位置正確的情況下，可能引入73.0 mmNU母扣難度減??；

（4）在第一階段作業(yè)期間，50.0~70.0 mm的公錐的造扣位置下端較長，由于造扣期間公錐偏心運動，底端在引入魚腔后與周圍發(fā)生摩擦，消耗了造扣扭矩；

（5）作業(yè)期間偏心盤焊接在73.0 mm鉆桿上，下壓鉆具造扣時，鉆桿彎曲程度大，導致部分鉆壓和扭矩消耗在偏心盤與套管內壁的摩擦當中；

（6）根據出井封隔器分析，偏心盤在測空轉扭矩過程中脫開，導致打撈過程中偏心盤與鉆桿相對運動。偏心盤將公錐推到電纜穿透器及放氣閥之間，由于鉆具有誤差、各部件尺寸較短、部件之間間隙小造成誤判為已經到位。（見圖5）前期打撈過程中造扣扭矩增加為公錐在電纜穿透器及放氣閥造扣所致。前期打撈作業(yè)中將電纜穿透器及放氣閥推偏，造成后續(xù)作業(yè)中很容易將公錐插到電纜穿透器及放氣閥之間。造扣過程中各部件摩擦，公錐上有明顯磨痕。

由于電纜穿透器及放氣閥被擠歪，形成坡角（見圖5），后期作業(yè)中很容易將公錐插到電纜穿透器及放氣閥之間，造成誤判。

圖5 井下工具運動狀態(tài)模擬示意圖

4.2 采取的技術措施

根據第一階段打撈過程中遇到的問題，第二階段作業(yè)期間優(yōu)化作業(yè)參數[6]，打撈步驟及現象如下：

（1）正扣正螺紋公錐（56.0~70.0 mm）+79.4 mm鉆鋌2根+變扣+88.9 mm鉆桿6根+120.7 mm鉆鋌4根+88.9 mm鉆桿。下鉆到位造扣，扭矩無明顯上漲，上提管柱無過提顯示，起鉆檢查公錐在60.2 mm打撈位置有明顯造扣痕跡；

（2）正扣正螺紋公錐（56.0~70.0 mm）+79.4 mm鉆鋌2根+變扣+73.0 mm鉆桿1根（帶偏心盤）+變扣+88.9 mm鉆桿6根+120.7 mm鉆鋌4根+88.9 mm鉆桿。到位現象與第一步相同，上提管柱上提無過提顯示；

（3）正扣正螺紋公錐（56.0~70.0 mm）+79.4 mm鉆鋌2根（帶偏心盤）+變扣+88.9 mm加重鉆桿6根+88.9 mm鉆桿。下鉆到位后下壓5T正轉5圈造扣，扭矩從空轉的1.2 kN/m上漲至扭矩7.3 kN/m，累計造扣8圈；上提管柱有明顯過提，最大過提到40T提活管柱，上提懸重保持19T不變化，起鉆撈獲全部落井管柱（見圖6）。

圖6 落井封隔器出井后照片

5 總結及建議

通過總結在第二階段打撈成功原因，為今后處理類似井提供幾點建議：

（1）確定好落井過電纜封隔器上方無其它落魚，以免對后續(xù)打撈造成影響；

（2）第二階段作業(yè)期間使用的56.0~70.0 mm正扣正螺紋公錐，縮短公錐造扣區(qū)間與魚腔內60.2 mm位置距離，確保了造扣時鉆壓和扭矩傳遞到公錐造扣的位置。所以今后在面對此類型井況時選用的公錐底端盡量接近打撈范圍；

（3）由于過電纜封隔器各部件尺寸較短、部件之間間隙小，很容易造成誤判。所以打撈過程中所有入井工具要準確丈量長度，探到過電纜封隔器不同部件準確記錄好深度[7]，為后期作業(yè)提供依據；

（4）打撈前期對落井的同型號過電纜封隔器各個部件尺寸進行精準測量，作為后期作業(yè)中的判斷依據。根據落井過電纜封隔器加工適合的打撈工具，優(yōu)化打撈程序；

（5）第二階段作業(yè)期間將偏心盤焊接在79.4 mm鉆鋌上，下壓鉆具造扣時，鉆鋌彎曲程度小，確保鉆壓和扭矩向下傳遞，而上部的管柱將120.7 mm的鉆鋌更換成88.9 mm加重鉆桿，使管柱在旋轉過程中減少了接箍與井壁的摩擦，更好的將鉆壓和扭矩傳遞下去[8]。所以今后在面對類似井況時根據井下管柱運動狀態(tài)及打撈工具周圍井況來分析，優(yōu)化管柱結構，最大范圍的將鉆壓和扭矩傳遞到打撈工具上。

[1] 張鈞.海上油氣田完井手冊[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 1998 (3): 173-259.

[2] 龍江橋.海上偏心落魚打撈技術應用[J].化工設計通訊, 2016 (1): 115-117.

[3] 于海永, 郭樹彬, 李春, 等. 海上事故井套銑作業(yè)技術研究[J]. 中國科技博覽, 2010 (18): 333-333.

[4] 馮彬. 海上油田電潛泵生產封隔器解卡打撈技術[J]. 油氣井測試, 2015, 24 (6): 57-59.

[5] 李春梅. 過電纜封隔器的研制[J]. 機械工程師, 2013 (2): 166-167.

[6] 付勇. 井下封隔器打撈技術探討[J]. 中國化工貿易, 2013 (A01): 34-34.

[7] 雷剛, 彭川, 楚強, 等. RDH封隔器打撈技術在海上油田的首次成功應用[J]. 中國化工貿易, 2013 (9): 195-196.

[8] 楊進, 蘇杰, 張亮, 等. 事故井打撈管柱扭矩分析及其應用[J]. 石油鉆采工藝, 2004, 26 (1): 33-34.

Analysis on the Technology of Fishing Cable-through Packer in the 177.8 mm Wellbore

1,2,2,2,2

（1. CNOOC Tianjin Branch, Tianjin 300459, China； 2. CNOOC EnerTech-Drilling & Production Co., Tianjin 300452，China）

Cable-through packer is one of the most important downhole tools in production string, used to solve the well-control-safety problem in the annulus. It is an essential tool in the process of oil and gas production. The cable-through packer always falls welldown because of various reasons in the process of field operation. In December 2014, the cable-through packer in the 177.8mm wellbore was first fished in Bohai oil field. In this paper, the problems encountered in the process of fishing operation were summarized and analyzed, which could provide reference for treatment of similar problems in the future.

fishing cable-through packer ; fishing tool；pipe string

TE 357

A

1004-0935（2017）04-0357-04

2017-2-28

羅少鋒（1980-），男，工程師，現從事海上油田大型修井工作。電話：（022）66501940，郵箱：luoshf2@cnooc.com.cn。

楊子（1987-），男，工程師。郵箱：yz_petroleum@163.com。