南海潿洲油田打撈落井潛油電泵的施工作業(yè)

狄正翔

中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)湛江分公司 廣東湛江 524057

在南海海域潿洲油田，潛油電泵系統(tǒng)在油田開發(fā)中使用廣泛。潛油電泵系統(tǒng)的離心泵采用多級結(jié)構(gòu)，內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜。而且海上油井條件惡劣、多變，不僅腐蝕嚴重，而且高溫、高氣、高含砂量的油井對電機的工作性能和使用壽命有著致命的影響，頻繁作業(yè)和潛油電泵系統(tǒng)自身材料結(jié)構(gòu)、特性也會對電泵產(chǎn)生影響。因此，潛油電泵的故障發(fā)生率相對較高。特別是在檢泵作業(yè)過程中存在潛油電泵從電泵機組以下全部落井的問題，為確保后續(xù)油井生產(chǎn)作業(yè)安全，需要及時高效地進行打撈作業(yè)。

1 海上油井潛油電泵系統(tǒng)概況

現(xiàn)階段海上油田中所用的潛油電泵系統(tǒng)多為多級離心泵，其工作原理與地面常見的普通離心泵基本相同。潿洲油田油井所用潛油電泵系統(tǒng)通常是以整套存在的，基本上可以分為井上、井下和鏈接三個部分。具體來說，井上部分包括變壓器、控制柜、變頻器等電力控制輸出設(shè)備，接線器、地表線纜、傳感器等傳送裝置，井口穩(wěn)定裝置、支架固定裝置等，負責產(chǎn)生動力、監(jiān)控井下部分并發(fā)布作業(yè)指令；井下部分包括潛油電機、潛油電纜等電泵動力設(shè)備，保護器等電機保護裝置，分離器等油氣分離裝置，負責開采原油、檢測地質(zhì)油量等重要信息、維持地下環(huán)境穩(wěn)定并保護作業(yè)裝置；鏈接部分包括油管、電纜、纜繩等，負責將地面的動力傳送到井下、將井下的產(chǎn)品及數(shù)據(jù)實時反饋地面、保護中間管路和電氣線路，以及為維修、保養(yǎng)提供通道。

2 潛油電泵系統(tǒng)落魚情況

2.1 油井落魚情況

潿洲油田X 井是一口水平井，水平段裸眼下入打孔管完井。從2020 年8 月下旬開始（生產(chǎn)約一個月后），電泵振動力變大；2020 年10 月22 日，電泵過載停機，采油樹RMS 電纜頭位置測對地絕緣為零，三相直阻分別為5.1Ω、0.9MΩ 和0.8MΩ，確定井下機組故障。2020 年11 月17 日，檢泵作業(yè)，起至電泵機組，發(fā)現(xiàn)井下電泵機組從下節(jié)電泵底部位置斷開（圖1），油氣分離器及以下部分落井，電泵出井部分長度為7.705m、落井部分長為11.69m。檢查出井電纜，發(fā)現(xiàn)電纜從圓扁電纜對接位置脫開，小扁電纜全部落井，長度約15.65m。該井潛油電泵系統(tǒng)落魚明細見表1。

表1 潿洲油田X井潛油電泵系統(tǒng)落魚明細

2021 年8 月11 日檢泵作業(yè)時起至電泵機組，檢查發(fā)現(xiàn)一只電泵手銬斷裂，一半落井（圖2）。

圖2 潛油電泵手銬一半落井

2.2 落魚情況分析

從電泵振動力變大一直到電泵落井（10 月下旬）發(fā)現(xiàn)，井下壓力計測得振動力增大到標準的10 倍以上，很可能是振動導(dǎo)致電泵疲勞斷裂。起電泵管柱前，最后測試的三相直阻數(shù)值很大，這說明電泵是在生產(chǎn)的時候就已經(jīng)落井了。出井電泵機組電泵部分也有很明顯的電纜磨痕，這也和電泵振動強烈的結(jié)論相符合。

由于理論上落魚落井時帶著15m 電纜和兩個電纜手銬，同時當時井下2- 7/ 8”FLUSH 支管管柱是無接箍的，該井作業(yè)時電泵斷裂。但是支管是2- 7/ 8”EUE 有接箍油管，電纜手銬掛在接箍處帶出了電泵。這口井電纜手銬并不會在接箍處造成阻擋，也就是說手銬掉的可能變小了，前面提到的電泵振動力很大也有可能使手銬落井。但是很大概率手銬并沒有提前落井，所以需要按照電纜和一副半手銬在魚頂，一副手銬在分離器和保護器之間來考慮。

且在檢泵作業(yè)中發(fā)現(xiàn)電泵在2684m 斷落后往下掉，在37°～80°井斜中掉落860m。再加上出砂原因，刮管時提前探到魚頂，最后離頂部封隔器位置還有一部分距離，一直壓到10T 鉆壓，距離封隔器還有2m 距離，證明下面還有砂子。

總體分析認為，落井電泵的中間，分離器和保護器之間有一副手銬，電泵頂部有一副半手銬，井筒出砂，魚頂雜物較多，落魚可能有部分砂埋。

3 潛油電泵系統(tǒng)的打撈

對井下落魚情況分析認為，要確保打撈落井電泵作業(yè)快速高效，兩趟式打撈作業(yè)方案最合適。其中第一趟用銑鞋加開窗套銑筒套銑出打撈位置，同時處理電纜及雜物施工；第二趟用可退式卡瓦打撈筒打撈出所有落井電泵。

3.1 第一趟套銑作業(yè)

管柱組合：8- 1/ 8”銑鞋+8- 1/ 8”開窗套銑筒+ 大小頭+ 變扣（310*411）+3- 1/ 2”短鉆桿+3- 1/ 2”鉆桿+ 震擊器+3- 1/ 2”短鉆桿+4- 3/ 4”鉆鋌*9+3- 1/ 2”鉆桿。

在魚頂以上開轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速10RPM@7- 11kN·m，排量20m3/ h@400psi，緩慢下放引入落魚；在深度距封隔器以上11.84m 遇阻憋停，提高轉(zhuǎn)速30RPM@9- 12kN·m，套銑通過；繼續(xù)緩慢下放，最終套銑深度在封隔器以上8.74m，下壓套銑一段時間無法通過。理論上落魚魚頂在封隔器以上11.69m，中間手銬在封隔器以上8.67m，根據(jù)深度對比可知這兩個位置就是魚頂和手銬，打撈位置足夠。而且此次作業(yè)也是為了用開窗套銑筒處理電纜，于是不再繼續(xù)磨銑，起鉆。

起出套銑管有電纜卡在中間（圖3），清理出后可以發(fā)現(xiàn)有大約5～6m 電纜，一副半電纜手銬和電泵花鍵套（圖4）。可以推論實際情況是電泵之間靠下面的手銬托著一部分電纜，電纜基本堵住了井筒空間；剩余的手銬、電纜花鍵套都掉在這個位置。很可能這些小件落井時還沒有掉下去到井底，在中間有砂子的地方停留；泵和電纜先掉下去堵住了環(huán)空，然后刮管作業(yè)將這些都推到電纜上面，這可以解釋為什么電纜能將電纜手銬和花鍵套都帶出來。

圖3 套銑管中電纜

圖4 套銑管中電纜等

3.2 第二趟打撈作業(yè)

管柱組合：8- 1/ 8”可退式卡瓦打撈筒（4- 1/ 8”籃瓦）+ 變扣（310*411）+3- 1/ 2”短鉆桿+ 震擊器+4- 3/ 4”鉆鋌*9+3- 1/ 2”鉆桿。為了防止振動松脫，電泵所有絲扣連接處都會焊有防倒塊，厚度3mm 左右，所以可以用大1/ 8寸的籃瓦去打撈，而且一般也能抓到本體。

魚頂前測試排量20m3/ h@400psi，在落魚頂部最多下壓6T 鉆壓，泵壓漲至500psi（指針波動大，不是特別直觀，實際這個時候已經(jīng)抓到落魚）顯示不明顯，于是多次上提下放重新驗證已經(jīng)抓撈落魚；開啟轉(zhuǎn)盤10rpm@13kN·m 緩慢下放；由于封隔器內(nèi)徑152mm 可以通過電泵，所以在旋轉(zhuǎn)下放時可能將電泵推進封隔器和下部套管中間，第一次下放和上提時中途有遇阻，證明抓到落魚；再次下放到撈筒碰到封隔器頂部（管柱無法再下行），起鉆。

起出撈筒打撈到電泵，中間的手銬在電泵進入封隔器的時候肯定會被掛掉，剩余電纜也有很大可能被刮掉。起出的電泵沒有電纜和手銬，其余地方完好。

4 結(jié)語

結(jié)合海上油井潛油電泵落井的多次打撈作業(yè)實踐發(fā)現(xiàn)，一般會伴有電纜手銬和電纜等雜物。在有雜物的情況下，第一趟打撈往往無法成功，尤其是有固定手銬的情況下，下壓十幾噸都沒法壓過去。所以會采用套銑鞋加開窗套銑筒的方式，同時處理電纜和手銬等雜物，清理出打撈位置，然后再用合適的籃瓦以實現(xiàn)落井電泵的有效打撈。