石油系統井下作業常見工具操作方法分析

賀明星

摘 要：石油系統的井下作業主要是為了保證油水井在油田勘探過程中能夠高效運轉，這是一項比較核心的技術手段，在進行石油系統井下作業時會用到很多工具，本文簡述了井下作業的特點、井下常見工具的設計原則、井下工具的分類，并且對石油系統井下作業常見工具的操作方法進行了分析，希望能為提高石油系統井下作業的安全性提供一份參考。

關鍵詞：石油系統;井下作業;操作方法

我國建設事業的不斷發展，能源消耗也成為了重點關注問題，石油是一種具有高利用率的能源，其井下作業是一個比較艱苦的崗位。為了保證石油系統井下工作的安全性，一定要嚴格的按照操作流程進行辦理，對于開采技術和開采工具也要有效的利用，在確保安全的基礎上提升石油開采資源的質量。

1 石油系統井下作業的特點

石油系統井下作業是利用井下作業設備獲取各項生產資料，使井下能夠正常產出石油。井下作業的特點主要分為四個：一是，人員的流動性比較大，而且工作的強度比較高，進行井下作業的人員一般都是由中介介紹的外聘工，所以也使得井下作業員工的整體技術水平和專業素養不高。二是，井下作業具有批量性、通用性，但相關的標準化程度比較差，由于施工的程序比較復雜要求也比較高，所以在進行井下作業時多以小組為單位進行工作，一旦出現質量問題難以準確的落實到具體崗位人員身上。三是，井下施工隊伍比較分散，工作的時間也不固定，這主要是由于井位的不同而導致的，而且進行井下作業時容易受到天氣、周圍環境以及井下工作等因素的影響，所以施工時間比較不固定，也為相關管理工作帶來了一定的難度。四是，檢驗性比較差，問題的隱蔽性比較大，例如：下井的管桿柱在使用時不適合采用直接檢驗的方法，只能在一道工序完成之后用間接的方法進行證實。

2 石油系統井下作業常見工具的設計原則及分類

2.1 石油系統井下作業常見工具的設計原則

主要遵循四方面：一是可靠性，在進行井下工具研發設計時要以安全、可靠作為首要原則，設計要符合國家相關的法律法規、井下工具設計的相關標準等。二是可維護性，在進行設計時除了考慮可靠實用之外要保證一定的可維護性，盡量的延長井下工具的可使用年限。三是較大的靈活性，在設計時靈活多變的將設備進行組合，方便對試驗設備的改造，更要滿足各種新型工具的使用需求。四是簡單方便，設計時要盡量采取一些比較成熟的工具結構形式，以簡單方便為主，相關測量工具的精準度也要符合相關規定[1]。

2.2 石油系統井下作業常見工具的分類

井下工具的分類有很多種，其中最重要的是鉆井類，包括鉆具、隨鉆、打撈以及安全類工具，打撈類是鉆井過程中打撈折斷金屬物的一種重要工具。落魚有管狀、塊狀、繩狀，包括鉆桿、油管、鉆頭以及鉗牙和電纜等。根據井身和落魚的實際情況，要選擇與之相符的打撈工具進行打撈作業。隨著技術的進步和發展，打撈工具的研制也在不斷創新，從工具的材料和結構出發不斷的進行優化，國外甚至開發了井下打撈專家系統。其次，還有分為封隔類、打撈類和井下泵類的試油類井下工具，分為動力類和修補類的修井類井下工具，分為套管、尾管的完井類井下工具，分為新型和旋沖類的鉆頭類井下工具，分為側鉆和徑向鉆的側開窗類井下工具。另外，還有管柱類、膨脹管和連續管材料等。

3 石油系統井下作業常見工具的操作方法

3.1 公錐

公錐是在進行石油系統井下作業時非常常用的一種工具，使用對象一般是有孔的落物，公錐能夠在落物的內孔中進行造扣處理，從而完成打撈操作，所以是一種較為常見的打撈工具。公錐的結構一般為長錐形，由打撈絲扣和分接頭組成。在進行打撈時，先將公錐放到落物的內孔中進行鉆壓處理，然后轉動鉆具打撈螺紋，放到落物的內壁中進行造扣處理，確保扣具的承載能力符合要求之后，上提落物至完全打撈上來。在進行打撈的過程中，要注意將公錐放到魚頂處而且要實施開泵清洗處理，隨時關注泵壓變化的情況，如果泵壓出現強烈的升高，指表懸重下降，則證明公錐已經進入到了魚腔的內部，可以進行打撈處理，如果出現相反的情況，則證明需要重對魚腔并且上提鉆柱。

3.2 母錐

母錐的形狀和公錐的形狀極為相似，主要的用途是針對鉆桿、油管等落物外壁進行打撈處理。母錐的主要使用原理為：將母錐通過打撈螺紋進入到落物的外壁，然后實現造扣并且完成打撈，其具體的使用過程為：先認真的檢查地面上的矛桿以及卡瓦，一定要保證卡瓦的靈活性符合相關標準的規定，然后將母錐下放到魚頂，當母錐達到魚頂上部的2m處左右，需要開泵進行清洗處理，并且要時刻的關注測泵壓的變化，將母錐下放至懸重明顯的下降，然后開始上提管柱，實時觀察懸垂的具體情況，如果懸垂明顯增加則證明成功實現撈獲。在具體的操作過程中需要注意的是進行母錐倒扣時，上提到設計承重負荷后再繼續增加10kN-20kN。

3.3 液壓防噴盒

液體防壓盒是一種石油系統井下作業常用的工具，其主要作用是：在進行抽汲或者油井試油工作時，將進口和鋼絲繩進行密封處理。液壓防噴盒的優勢是能夠有效的避免原油或者酸液等液體從鋼絲繩中、進口處噴灑出來，有助于減少環境污染。液壓防噴盒的具體使用原理為：利用手壓泵里的壓力將石油經過舒壓管線運輸到放噴盒的本體中，然后將活塞進行推進處理，目的是為了保證膠筒的密封性，使活塞能夠產生徑向的收縮，還有效的保障了鋼絲繩的密封性。在進行下放鋼絲繩操作時，要注意對手壓泵進行回油處理，保證手壓泵的活塞歸位，當松開密封膠筒時，內控增大予以下放處理。

3.4 卡瓦壓縮式封隔器

卡瓦壓縮式封隔器是在進行石油系統下井作業時比較常用的一種工具。卡瓦壓縮式封隔器的主要作用是防控油管柱進行軸向的移動。卡瓦壓縮式封隔器的具體操作方法為：進行封隔器下放時，卡瓦的行程被限位處理所以很難與椎體進行結合，從而無法完成坐封處理，但由于扶正器具有摩擦塊，摩擦塊受到了彈力的作用與套管的內壁會產生一定的摩擦力，利用這種摩擦力能夠使卡瓦和管串一起運行，有效的滑動銷釘，如果是在短軌道中可以對管串進行上提處理，讓銷釘逐漸的進入到長軌道中，當管串的銷釘完成轉軌處理后，對管串進行下放操作，這時會伴隨著卡瓦張開的現象，并且會和套管的內壁相吻合，從而起到了支撐封隔器的作用[2]。

3.5 新型打撈工具

在使用的過程中一般會結合一把抓、外鉤等傳統工具，具體的操作方法為：將外鉤插進所用的繩索內，然后將井下的落物帶到地面上，所用的打撈頸應該呈階梯式圓柱體型，圓臺的上中心部需要有外螺紋連接體，下部應該有圓柱狀連接體，和打撈筒的上端相連接，打撈筒的中心孔有錐孔和喇叭孔兩個部分，椎孔的上端比下端大，錐度大約為5度-10度，椎孔的下端與喇叭孔相結合，椎孔的內部由壓縮彈簧和打撈片組成。新型打撈工具的優點是不但結構相對簡單而且非常方便操作，還可以打撈落井的工具串。

3.6 防蠟防腐蝕新工具

油藏界面和井筒會因為有團垢或者結蠟而導致抽油泵出現卡、脫等問題，所以需要不定期的進行蒸汽、熱油清洗。防蠟防腐蝕新工具不需要經常進行維護保養，減少了刮蠟等清潔工作，只要在抽油井上安裝防蠟防腐蝕新工具能夠使油井處于穩定運行的狀態，不僅能夠節約生產成本還能增加油泵的使用年限。在抽油井中原油受到地層壓力或者油泵的抽吸壓力影響進入四周的管孔內，原油在穿過孔眼時會產出細柱狀射流，然后與工具的內壁發生碰撞。通過油井的過濾作用，將原油和礦物質進行了有效的分離，所以原油除了能使堵塞油管的物質處于半懸浮的狀態以外，還能有效的結合碳氫化合物提升其光滑度，使原油具有更好的流動性。

4 結論

總而言之，隨著石油領域的發展和進步，要加強對井下作業安全性的重視，井下作業的安全不僅關系到石油開采的進度，還關系到石油開采的質量，所以從井下作業的常用工具操作方法出發，嚴格按照相關操作規程進行操作，制定相關安全措施，推動石油產業的穩定發展。

參考文獻：

[1]包國棟.石油系統井下作業常見工具操作方法[J].化工設計通訊，2019，45（02）：38.

[2]馮靖堯.關于石油系統井下作業工具的研究[J].化學工程與裝備，2017（12）：147-148.