水平井測(cè)井中的電纜保護(hù)方法探討

夏巧林 (中石油長城鉆探工程有限公司測(cè)井公司遼河項(xiàng)目部，遼寧 盤錦 124011)

水平井測(cè)井中的電纜保護(hù)方法探討

夏巧林 (中石油長城鉆探工程有限公司測(cè)井公司遼河項(xiàng)目部，遼寧 盤錦 124011)

針對(duì)水平井測(cè)井中的電纜保護(hù)問題，分析了施工過程中電纜損傷的原因，主要包括電纜摩擦引起的損傷、碰傷、電纜與鉆桿不同步造成的損傷和電纜纏繞造成的損傷，并詳細(xì)闡述了加強(qiáng)電纜保護(hù)的方法，即控制旁通出套管的長度、控制泵壓和電纜下放速度、保證下放和上提過程中電纜與鉆桿同步，從而為順利進(jìn)行水平井測(cè)井施工提供保證。

電纜；水平井測(cè)井；濕接頭法

圖1 水平井測(cè)井旁通及上下的連接示意圖

水平井測(cè)井與常規(guī)測(cè)井不同，其測(cè)井儀器不能依靠重力作用下放而需要采用動(dòng)力裝置推送而達(dá)到目的層。在水平井測(cè)井過程中，使用較多的方式是濕接頭法傳送電纜，即測(cè)井儀器的下方和上提可以通過鉆桿的推動(dòng)來實(shí)現(xiàn)(見圖1)，具體過程如下[1]：①首先是將測(cè)井儀器通過接頭設(shè)備連接到鉆桿，測(cè)井儀器在下方鉆桿的推送下達(dá)到目的層位上端；②接上旁通，電纜通過旁通進(jìn)入鉆桿，電纜下端帶有對(duì)接母頭，井下儀器的上端為公頭，在泥漿泵的沖力作用下，電纜被推送至井下儀器處，公頭與母頭對(duì)接而形成連通；③電纜固定在旁通處，旁通上端與鉆桿相連，在鉆具起下操作中，電纜與鉆桿同步動(dòng)作達(dá)到目的層位進(jìn)行測(cè)井施工。

在水平井測(cè)井施工過程中，往往會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的電纜損傷，此時(shí)必須切除傷點(diǎn)以上部分后才能繼續(xù)施工，這會(huì)導(dǎo)致人力、物力和財(cái)力上的浪費(fèi)。所以，探討水平井測(cè)井重電纜的保護(hù)方法具有實(shí)際意義。

1 電纜損傷的原因分析

1.1電纜相互摩擦引起的損傷

對(duì)于旁通以上部分，在鉆桿和井壁之間以及鉆桿和套管之間，由于電纜所處的空間狹小，其相互之間存在較大的作用力，從而在起降過程中出現(xiàn)磨損。

1.2電纜碰傷

在操作過程中，因?yàn)樾枰l繁使用液壓鉗和吊卡，很容易導(dǎo)致電纜在井口處產(chǎn)生不同程度的碰傷。

1.3電纜與鉆桿不同步造成的損傷

在下放電纜過程中，如果電纜與鉆桿之間不同步，電纜會(huì)在鉆桿和井壁之間形成環(huán)形空間堆積，進(jìn)而出現(xiàn)因堆積形成的打扭現(xiàn)象，這大大增加了電纜磨損的幾率，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐煽ㄣ@事故。

1.4電纜纏繞造成的損傷

在接頭對(duì)接完成后，當(dāng)操作人員轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電纜纏繞鉆桿的現(xiàn)象，這也大大增加了電纜損傷的可能性。

2 加強(qiáng)電纜保護(hù)的方法

2.1控制旁通出套管的長度

根據(jù)水平井測(cè)井作業(yè)的相關(guān)技術(shù)規(guī)程要求，鉆井時(shí)必須下技術(shù)套管。由于旁通出套管可能導(dǎo)致鉆具纏繞電纜而引發(fā)事故，所以測(cè)井時(shí)旁通不能出技術(shù)套管。根據(jù)水平井的特點(diǎn)，在鉆井時(shí)對(duì)造斜率有一定要求，一般情況下表套只能下到100m左右，而標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井的要求中旁通不能出表套，這就出現(xiàn)了一口井需要對(duì)接3～5次的情況，多次的對(duì)接以及儀器的反復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)給井身和測(cè)井儀器的穩(wěn)定帶來不良影響，即在旁通出表套距離較大時(shí)，容易出現(xiàn)電纜纏繞鉆具的情況，最終造成電纜磨損。此外，如果旁通所在的井斜較大，電纜會(huì)受到鉆具擠壓。因此，旁通出表套的長度不能過大，且對(duì)所處位置的井斜有一定要求：在深層水平井測(cè)井施工中，可采取旁通不出套管的方式；在淺層水平井的測(cè)井施工中，可采用旁通出表套方式，旁通所在位置的最大井斜應(yīng)小于17.5°，出表套的距離小于150m。

2.2控制泵壓和電纜下放速度

在施工中，鉆桿達(dá)到目的層位后需要進(jìn)行對(duì)接作業(yè)，通過泥漿泵把電纜推送到目標(biāo)位置。由于泥漿有較大的沖擊力，如果上方鉆桿與旁通直接相連，可能會(huì)造成旁通水眼處的電纜被刺傷的情況。為避免出現(xiàn)上述情況，可以在上方鉆桿和旁通之間加入一根鉆桿，在泵開啟打壓之前，把旁通和上方鉆桿以及部分上方鉆桿一起下入井筒，這樣電纜在一定深度的泥漿保護(hù)下而免于刺傷。

由于公頭與母頭的對(duì)接是在開泵加壓的情況下進(jìn)行的，因而需要母頭具有一定的下放速度，下放速度越快越有利于對(duì)接，但是過快的下放速度也容易導(dǎo)致電纜打扭。為了避免上述情況的發(fā)生，可以采取如下方法：剛開始操作時(shí)，電纜下放速度要慢，達(dá)到一定距離后上提一小段以緩解電纜的自旋，然后加速下放以保證對(duì)接成功。為此必須控制泵壓：如果對(duì)接點(diǎn)的深度小于800m，泥漿泵需打開2個(gè)凡爾，如果對(duì)接點(diǎn)的深度大于800m，就需要打開3個(gè)凡爾。電纜下放時(shí)以2500m/h的速度下放至臨近濕接頭處時(shí)停止，緩慢上提300m，最后進(jìn)行加速下放，但是最大下放速度不能高于7000m/h。

2.3改進(jìn)電纜下放設(shè)施

圖2 井口換向滑輪的安裝示意圖

由于電纜下放時(shí)均運(yùn)行于方補(bǔ)口的內(nèi)口位置，在長期施工后，方補(bǔ)心內(nèi)口四邊角會(huì)存在凹凸不平的鋸齒狀，電纜在此處運(yùn)行時(shí)其鋼絲容易被劈刮。因此，必須對(duì)方補(bǔ)心內(nèi)口進(jìn)行適當(dāng)處理，以保證方補(bǔ)心內(nèi)口電纜運(yùn)行部位的摩擦面是光滑的，為此使用鐵片或鐵棍焊接在倒角處來作為光滑支撐面(見圖2)，這樣可以有效避免電纜在下放過程中受到鉆桿的擠壓。在上述機(jī)構(gòu)中，換向滑輪的安裝能有效避免電纜被液壓鉗碰傷或者絞入的情況，滑輪能承受絞車的較大拉力，從而能夠進(jìn)行方便平穩(wěn)的測(cè)井。

2.4保證下放過程中電纜與鉆桿同步

在電纜下放過程中，如果電纜比鉆桿的下放速度慢，拉力會(huì)逐漸增大，到一定程度時(shí)就會(huì)拉開濕接頭而需要重新對(duì)接，如果電纜比鉆桿的下放速度快，環(huán)形空間內(nèi)的電纜會(huì)堆積而出現(xiàn)打扭而受鉆具擠傷甚至出現(xiàn)卡鉆事故。因此，在操作過程中，電纜與鉆桿的下放必須保持同步。在電纜下放前需調(diào)節(jié)調(diào)壓閥來保證其存在一定的張力(旁通以上部分的電纜小于500m時(shí)的張力值為0.5～0.7t，大于500m時(shí)的張力值為0.7～1.0t)，只有鉆具帶動(dòng)電纜的力超過絞車設(shè)定的張力，電纜才會(huì)隨鉆具下放，反之則不動(dòng)，這樣可以保證鉆具和井壁的環(huán)形空間內(nèi)的電纜是緊繃的，從而不會(huì)出現(xiàn)因電纜打扭而損傷的現(xiàn)象。此外，在操作時(shí)還應(yīng)關(guān)注下入鉆桿的理論深度與測(cè)井獲得的實(shí)際深度，將實(shí)際鉆桿下放的實(shí)際深度與理論深度相對(duì)比，確保單柱鉆具的誤差小于10cm，累計(jì)誤差小于25cm，如果超過這個(gè)值就需要對(duì)電纜張力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整[2]。

2.5保證上提過程中電纜與鉆桿同步

上提測(cè)井施工與下放過程一樣，也需要提前對(duì)調(diào)壓閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，做好實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)整。與下放過程不同的是需要靠拉力提升電纜，其張力值較下放時(shí)要大。旁通以上部分的電纜長度小于500m時(shí)張力值為0.7～0.9t，大于500m時(shí)張力值為0.9～1.2t。在上提和下放鉆具時(shí)，張力值會(huì)存在0.2t之內(nèi)的變化，如果變化突然異常，就需要停止操作，分析解決問題后再繼續(xù)進(jìn)行操作。此外，在測(cè)井施工過程中，嚴(yán)禁起下鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，避免出現(xiàn)電纜和儀器的損傷，還可能導(dǎo)致電纜纏繞鉆桿，如果確實(shí)需要轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，必須與測(cè)井相關(guān)操作人員協(xié)商。

3 結(jié)語

水平井的測(cè)井施工是一個(gè)復(fù)雜的工藝過程，需要做好電纜的保護(hù)。通過有效方法和適當(dāng)技巧來降低電纜的損傷幾率，能極大地提高作業(yè)水平和效率。在實(shí)際生產(chǎn)中，還存在一些不確定因素導(dǎo)致電纜損傷，因而需要在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，制定出更合理的電纜保護(hù)方案，從而保證水平井測(cè)井施工順利進(jìn)行。

[1]盧世春，王愛英，雷真田，等.濕接頭式水平井測(cè)井原理和儀器改進(jìn)[J].石油儀器，2012，26(6)：44-45.

[2]劉信魯，孫澤.測(cè)井電纜深度記號(hào)標(biāo)定方法及應(yīng)用[J].石油工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2012，20(2)：43-45.

[編輯] 李啟棟

TE969；TN913

A

1673-1409(2013)22-0090-03

2013-05-12

夏巧林(1980-)，男，工程師，現(xiàn)主要從事測(cè)井技術(shù)方面的研究工作。