液壓轉(zhuǎn)盤小修作業(yè)礦場(chǎng)適用性分析

齊 夢(mèng)，謝 敏

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司 吉林油田分公司，吉林 松原 138000)

我國(guó)部分油田逐步進(jìn)入了中高甚至特高含水期，部分油井開采年限已超過(guò)50 a，單井生產(chǎn)年限長(zhǎng)，井類隱患逐漸增加，井況日益復(fù)雜，待修井?dāng)?shù)逐年增加。近年來(lái)，修井工具的研究日漸成熟，國(guó)內(nèi)外研究改進(jìn)、 開發(fā)創(chuàng)新了多種新型石油修井工具，涌現(xiàn)出許多新結(jié)構(gòu)、 新技術(shù)，液壓修井工具就是其中之一[1]。但是，與日益復(fù)雜和多樣化的現(xiàn)場(chǎng)需求相比，仍存在一定的問(wèn)題。例如轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)，由于機(jī)械驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)鏈長(zhǎng),傳動(dòng)裝置復(fù)雜,整機(jī)臺(tái)面布置困難[2-4]；修井作業(yè)自動(dòng)化程度低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大；大修作業(yè)費(fèi)用高，周期長(zhǎng)等。小修井作業(yè)在倒扣、 磨銑等作業(yè)中存在倒扣依靠液壓鉗，磨銑依靠螺桿鉆具等問(wèn)題[5]。隨著油田井深的逐漸加深，所需井口工具提供的力和力矩增大，對(duì)卡瓦工作的穩(wěn)定性要求提高[6]。本文介紹了一套適合于小修井通井機(jī)設(shè)備的液壓轉(zhuǎn)盤，來(lái)完成一些大修作業(yè)施工，例如倒扣、磨銑等，省去了復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)鏈, 具有傳動(dòng)緊湊, 節(jié)省空間的特點(diǎn), 更加適應(yīng)車裝鉆機(jī)和修井機(jī)的臺(tái)面布置[7-9]，在修井作業(yè)中實(shí)現(xiàn)小修代替大修，提高了修井作業(yè)效率，降低作業(yè)成本。

1 結(jié)構(gòu)組成

XYZ-C 型手動(dòng)排擋控制臺(tái)液壓轉(zhuǎn)盤是一種油田修井作業(yè)中鉆水泥塞，以及淺井套銑、造扣等井下作業(yè)的具有自封性能的新型修井工具。該液壓轉(zhuǎn)盤主要由轉(zhuǎn)盤體、液壓馬達(dá)、方補(bǔ)芯、控制裝置等組成，如圖1。液壓轉(zhuǎn)盤采用新型低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)，可實(shí)現(xiàn)3擋位變速；轉(zhuǎn)盤總成設(shè)置剎車或防倒轉(zhuǎn)棘輪機(jī)構(gòu)等裝置，實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)功能。液壓轉(zhuǎn)盤設(shè)置密封裝置，有效防止井內(nèi)液體外流，密封良好，膠芯更換方便[10]。

當(dāng)液壓油進(jìn)入液壓馬達(dá)時(shí)，液壓馬達(dá)工作，馬達(dá)動(dòng)力經(jīng)花鍵傳至輸入軸，根據(jù)手柄Ⅰ、Ⅱ所處位置不同而有3擋不同的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩。

a 傳動(dòng)原理

棘輪機(jī)構(gòu)是用來(lái)防止轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)倒轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，當(dāng)釋放棘爪2時(shí)，只允許轉(zhuǎn)臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn);當(dāng)釋放棘爪1時(shí)，只允許轉(zhuǎn)臺(tái)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)兩棘爪手柄完全處于中間位置時(shí)(通過(guò)插銷將兩棘爪手柄的孔與殼體上的對(duì)應(yīng)孔插在一起)，轉(zhuǎn)臺(tái)可以正、反方向旋轉(zhuǎn)；停車時(shí)由剎車機(jī)構(gòu)逐步釋放鉆桿反轉(zhuǎn)矩至停轉(zhuǎn)；當(dāng)兩棘爪都釋放時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)正、反兩方向都不能轉(zhuǎn)。如圖2所示。

圖2 液壓轉(zhuǎn)盤正反轉(zhuǎn)工作示意

2 試驗(yàn)操作流程

以J油田某礦場(chǎng)試驗(yàn)為例，在試驗(yàn)過(guò)程中，首先需處理井口泄壓至井口壓力為零，轉(zhuǎn)盤平穩(wěn)地放置于在井口四通上方，安裝好井口密封圈，使其坐于四通法蘭盤上，再用螺栓固定好。對(duì)于井口法蘭采用螺紋連接的油井，轉(zhuǎn)盤用螺栓固定好后，再用反力矩桿將其一端連接在轉(zhuǎn)盤尾部，另一端連接在井架支腿上，連接要安全可靠；或用?15 mm的鋼絲繩將轉(zhuǎn)盤尾部與兩井架支腿相連接，且要求繃緊，以抵消轉(zhuǎn)臺(tái)的反力矩。

檢查油箱內(nèi)的油面、高壓軟管、快速接頭、換向閥是否符合要求；檢查連接方補(bǔ)心的螺栓是否安全可靠。啟動(dòng)液壓泵組，建議轉(zhuǎn)盤工作時(shí)，壓力表調(diào)整到20 MPa，液壓油工作溫度以30～60 ℃為宜，否則應(yīng)采取升溫或降溫措施。

3 礦場(chǎng)試驗(yàn)

H9-10井堵水作業(yè)過(guò)程中，壓裂塞后堵水、注水泥。注水泥驗(yàn)封時(shí)發(fā)現(xiàn)封隔器失封，關(guān)套管閘門注水泥。采用液壓轉(zhuǎn)盤進(jìn)行倒扣打撈作業(yè)；倒扣起管，采用小轉(zhuǎn)盤配合倒扣撈矛，倒扣起出油管217根，小轉(zhuǎn)盤配合公錐造扣起出8根油管，如圖3。J油田累計(jì)進(jìn)行礦場(chǎng)試驗(yàn)8井次，如表1。

圖3 液壓轉(zhuǎn)盤礦場(chǎng)作業(yè)情況

表1 液壓轉(zhuǎn)盤礦場(chǎng)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

1) 在施工作業(yè)中，撈上落物后，遇到拔不動(dòng)的情況，可以控制載荷倒扣，起出部分管柱。液壓轉(zhuǎn)盤一般倒扣13～15圈，可以倒開管柱。起管用普通液壓鉗即可。

2) 公錐母錐造扣。一般首先下壓5 kN左右，正轉(zhuǎn)造扣后，再按照倒扣的方法起出部分管柱。

3) 前期試驗(yàn)時(shí)，作為鉆進(jìn)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，使用后工具管扣會(huì)很緊，起管柱卸扣難度大，故沒有使用。

4 結(jié)論

1) 液壓轉(zhuǎn)盤可作為倒扣打撈、撈上落物倒扣、公錐母錐等造扣工具的動(dòng)力。作業(yè)時(shí)用螺栓與250型或350型井口裝置連接。

2) 該工具的推廣應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大修井機(jī)的作業(yè)范圍和能力，為小修作業(yè)代替大修提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，使用簡(jiǎn)單方便，降低了修井費(fèi)用。

3) 整套設(shè)備具有體積較小、轉(zhuǎn)矩大、旋轉(zhuǎn)速度范圍廣及適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)備配備獨(dú)立液壓站，可方便與任何修井機(jī)配套。作業(yè)工作安全、可靠，操作簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便。