井筒膠皮處理技術(shù)的改進(jìn)及應(yīng)用

張志升 李國明 劉興山

摘 要：膠皮落井給修井作業(yè)帶來了諸多困難。原有的膠皮處理工具針對(duì)性差，處理成功率低，效果不理想。為此，通過改進(jìn)工具，實(shí)施了旋轉(zhuǎn)打撈、抽吸打撈和切割打撈技術(shù)，明顯提高了打撈膠皮的成功率，縮短了施工周期，降低了作業(yè)成本。

關(guān)鍵詞：膠皮 ；處理；改進(jìn)；成功率

1 前言

在修井作業(yè)過程中，封隔器膠筒因解卡施工等原因造成膠皮從本體上滑脫落井，導(dǎo)致了通井、沖砂、射孔等阻卡現(xiàn)象的發(fā)生，還易卡、堵抽油泵固定凡爾，已嚴(yán)重影響了勝坨油田油水井的正常施工。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年，因膠皮原因造成沖砂等工序遇阻實(shí)施處理作業(yè)43井次。但由于膠皮落物材質(zhì)軟、重量輕、懸浮性強(qiáng)，致使處理一次成功率僅有60.5%。為此，通過改進(jìn)打撈工具及處理方式，經(jīng)過在30口井的應(yīng)用，見到了良好的效果。

2 膠皮處理技術(shù)現(xiàn)狀及分析

2.1 技術(shù)現(xiàn)狀

目前井筒內(nèi)遺留的碎膠皮，通常采取的處理方法一般分為兩種，一種方法是應(yīng)用一把抓或套銑筒及閉式開窗撈筒將碎膠皮推到井底，然后加壓或通過反循環(huán)洗井的方式使其進(jìn)入工具內(nèi)，提管柱帶出；另一種方法是對(duì)易懸浮的膠皮采用防頂管柱將其推到井底并丟手。

2.2 現(xiàn)狀分析

這兩種處理方法一次成功率都較底，給井筒清理帶來較多的隱患。由于井下各類膠皮形狀各異、大小不一，形態(tài)各異，使打撈工具的選擇難度較大，分析如下：

（1）一把抓主要存在下部抓齒易變形、抓持力差，不能進(jìn)行持續(xù)打撈等問題。

（2）套銑筒內(nèi)的鋼絲條過多不易進(jìn)入，過少則在提打撈管柱時(shí)上部液體的重力作用下脫出，而且用套銑筒處理炮眼內(nèi)的膠皮時(shí)容易卡鉆。

（3）閉式開窗撈筒內(nèi)徑一般為Φ102mm，各內(nèi)開窗頂部之間距離一般為65mm左右，而膠皮的厚度一般在30mm以下，撈獲的膠皮容易脫出；若將開窗內(nèi)斜角度過大，則膠皮不易進(jìn)入。

（4）用防頂管柱壓膠皮出現(xiàn)了中途遇阻現(xiàn)象。

3 井筒膠皮處理技術(shù)的改進(jìn)

根據(jù)膠皮的特異性，改進(jìn)不同的打撈工具將膠皮直接從井筒內(nèi)撈出地面。主要研究改進(jìn)了旋轉(zhuǎn)打撈技術(shù)、抽吸打撈技術(shù)和切割打撈技術(shù)。

3.1 旋轉(zhuǎn)打撈技術(shù)

針對(duì)井筒內(nèi)的大塊膠皮，設(shè)計(jì)了膠皮撈筒實(shí)施整體旋轉(zhuǎn)打撈技術(shù)。

（1）結(jié)構(gòu)

膠皮撈筒主要由彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)和打撈筒兩部分組成，如圖1所示。彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)由圓柱螺旋壓縮彈簧、中心管組成；打撈筒部分由擋帽、工作筒、滑鍵、空心撈鉤、套銑筒組成；兩部分通過滑動(dòng)接頭連接。整個(gè)工具由上接頭與油管連接。

圖1 膠皮撈筒結(jié)構(gòu)示意圖

1—上接頭；2—圓柱螺旋壓縮彈簧；3—中心管；4—擋帽；

5—滑動(dòng)接頭；6—滑鍵；7—工作筒；8—空心撈鉤；9—套銑筒；10—鋸齒

（2）工作原理

當(dāng)遇到大塊膠皮時(shí)，旋轉(zhuǎn)管柱，并將膠皮轉(zhuǎn)入撈筒內(nèi)，然后打撈管柱下壓，由于井底的支撐作用，打撈筒部分壓縮彈簧上行使空心撈鉤伸出，空心撈鉤的尖端刺入膠皮，并利用空心撈鉤上的外鉤撈住膠皮；上提管柱，打撈筒部分在圓柱螺旋壓縮彈簧的作用下下行，將被撈住的膠皮罩在工作腔內(nèi)，隨管柱帶出地面。

（3）主要技術(shù)參數(shù)（見表2）

表2 2007年膠皮處理施工統(tǒng)計(jì)表

總長 最大外徑 撈筒內(nèi)徑 撈筒行程 加壓負(fù)荷 空心撈鉤外徑

1200mm 114mm 102mm 460mm ≤50KN 42mm

3.2 抽吸打撈技術(shù)

針對(duì)井筒內(nèi)的碎小膠皮，設(shè)計(jì)內(nèi)帶斜插鋼絲條的筆尖式膠皮抽吸筒實(shí)施抽吸打撈技術(shù)。

（1）結(jié)構(gòu)

筆尖式膠皮抽吸筒主要有筆尖工作筒、鋼絲條、上接頭組成。

（2）工作原理

筆尖式膠皮抽吸筒上部接15根油管及撈砂泵，然后通過撈砂車軟撈或下油管硬撈的方式，利用抽吸的原理，采用撈砂泵進(jìn)行反復(fù)抽吸，將碎膠皮抽至工作筒內(nèi)，膠皮被鋼絲條擋住，隨管柱一起帶出，實(shí)現(xiàn)井筒內(nèi)收集打撈。

3.3 切割打撈技術(shù)

針對(duì)塞入井筒炮眼內(nèi)的膠皮，設(shè)計(jì)鋸齒切割打撈器實(shí)施切割打撈技術(shù)。

（1）結(jié)構(gòu)

鋸齒切割打撈器有鋸齒工作筒、鋼絲條、上接頭組成。

（2）工作原理

將鋸齒切割打撈器連接油管下入井筒炮眼內(nèi)的膠皮遇阻位置，利用鋸齒先對(duì)膠皮進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)切割，切掉后，繼續(xù)下放至井底，然后實(shí)施反循環(huán)洗井，膠皮被洗入工作筒內(nèi)，同時(shí)被鋼絲條擋住，隨管柱一起帶出，實(shí)現(xiàn)井筒內(nèi)切割打撈。

（3）創(chuàng)新點(diǎn)

一是利用鋸齒切割代替了鎢鋼磨銑，針對(duì)性更強(qiáng)。二是內(nèi)帶斜插鋼絲，可以擋住膠皮。

4 井筒膠皮處理技術(shù)的應(yīng)用

4.1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

典型井例1：2008年4月22日，作業(yè)19隊(duì)23更224井筆尖沖砂2085.5m遇阻，根據(jù)該井Y221-115封隔器膠皮未帶出的情況，分析遇阻原因?yàn)槟z皮造成。用油管連接好膠皮撈筒下入井內(nèi)，在深度2085.5m遇阻，開泵反循環(huán)，用擰扣機(jī)旋轉(zhuǎn)管柱并緩慢下放，沖撈至人工井底深度2133.65m，下壓負(fù)荷30KN，打撈結(jié)束。提出工具，撈筒內(nèi)有3cm×7cm見方的膠皮4塊，順利完井。2008年以來，又分別在ST2-0-88、ST3-4X128等10口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，效果較理想。

典型井例2：2008年11月12日，作業(yè)29隊(duì)施工的ST3-8-93井沖砂阻，針對(duì)提出的Y221-115封隔器膠皮脫落情況，下D118mm筆尖式膠皮抽吸筒，配合撈砂車實(shí)施軟撈膠皮成功，后沖砂順利至井底。2008年以來，先后共應(yīng)用14口井，效果較理想。

典型井例3：2008年10月5日，作業(yè)16隊(duì)施工的ST3-7XN141井下D116mm薄皮通井規(guī)通至1935.2m遇阻，上提不卡；提出后分析為膠皮所致，下D120mm鋸齒切割打撈器正轉(zhuǎn)后下至井底并打撈成功。2008年以來，先后共應(yīng)用6口井，效果較好。

4.2 效果分析

2008年共實(shí)施井筒內(nèi)膠皮處理30口，一次處理成功27口，一次成功率為90%，比2007年提高近30個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí)縮短了施工周期、降低了作業(yè)成本費(fèi)用。

5 結(jié)論

長期以來，對(duì)井內(nèi)膠皮落物的處理技術(shù)始終是作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)施工中的難點(diǎn)，由于各類膠皮的特異性，較常規(guī)管桿類落物更難處理。該技術(shù)能有效解決井筒內(nèi)的各類膠皮落物，對(duì)杜絕膠皮卡鉆、工序遇阻，特別是對(duì)鋼絲繩及電纜作業(yè)施工有重要的保障作用，同時(shí)它對(duì)提高施工速度、降低作業(yè)成本更具有一定的意義，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]采油工藝技術(shù)手冊(cè)（第五分冊(cè)：修井工具與技術(shù)）.北京：石油工業(yè)出版社，1989