井下作業用偏心梳齒式撈鉤的研制與應用

趙志明，李桂庫

（1.盤錦職業技術學院石油工程系，遼寧盤錦 124000；2.遼河油田公司遼河工程技術處，遼寧盤錦 124010）

伴隨著國內東部老油田生產年限的增長，特別是老井生產周期越來越長，井底狀況日益復雜，而遼河油田這種情況更為突出[1，2]。諸如井筒內壁結垢、套管損壞井日益加劇、井下落物等給常規的起下油管的作業帶來了許多意想不到的困難[3]。繩桿類落物一般都有著易收縮變形、容易滑脫、富有彈性及相對軟長的特點，有時和其他落物混合沉降在井筒，所以打撈起來難度比較大。現有的撈鉤一般是活頁撈鉤或普通撈鉤，在打撈抽油桿或鋼絲繩時打撈效果不是很好，每次撈獲量很少[4]。油田常見的繩桿類落物有普通鋼絲繩、錄測井鋼絲和抽油桿等細長且體軟有彈性的繩桿類落物，這些繩桿類落物的長度短的有幾米，長的數百米至近千米，如測井鋼絲繩掉落入井內后，自身可能發生纏繞堆積在井眼井底。再比如抽油桿斷折落入井底后，其發生彎曲變形后偏心于井筒內壁上十分難打撈[5]。這主要是因為油井套管內徑相對較小，打撈過程受限難度自然較大，繩桿類落物被打撈的過程中常常不會被抓獲，時常抓獲又會出現被弄斷、滑脫等現象。繩桿類落物將再次的落井需要進行兩三次或更多次的打撈。為了解決上述問題，研發了一種偏心梳齒式新型撈鉤，將其應用于井下作業打撈井底繩桿類落物，可以代替傳統的活頁撈鉤或普通撈鉤，通過在井下作業現場的實際應用，打撈繩桿作業成功率較高，已經得到了廣泛的應用。

1 結構和工作原理

1.1 結構

新型井下作業偏心梳齒式撈鉤研制的過程中基于實用、靈活和簡易的出發點，設計了偏心梳齒狀的桿式構造的繩桿打撈鉤。新型井下作業偏心梳齒式撈鉤的主要結構組成包括鉆桿扣、撈鉤上接頭、撈鉤擋板、撈鉤鉤齒、油管扣以及撈鉤撈桿（見圖1）。

圖1 偏心梳齒式撈鉤示意圖

1.2 工作原理

在應用該偏心梳齒式撈鉤進行打撈井筒內彎曲抽油桿或鋼絲繩作業時，將帶有此撈鉤的管柱下入井內，當鉆具下至魚頂（繩纜落物）后緩慢下放，當指重表靈敏顯示有變化時停止下放，然后上提起鉆具一米左右，然后慢慢下放并轉動管柱使撈鉤撈獲繩桿落物后再進行上提，利用偏心梳齒式撈鉤撈桿不居中、撈鉤排列一側的優勢，能使繩類或桿類落物盡最大可能纏繞在撈鉤上，從而實現快速打撈。此過程中可以使得偏心梳齒式撈鉤的撈桿貫穿整個堆積于井底或偏心于井壁的繩桿，借助不居中鉤齒的作用最終將繩桿撈獲。參看圖1偏心梳齒式撈鉤示意圖，具體原理實現過程為撈鉤撈桿6 插入彎曲變形的繩桿內，撈鉤鉤齒4 鉤住繩桿，上提撈鉤上接頭2，撈鉤擋板3 阻擋井下繩桿落物上竄將其擋住并卡牢，給予上提拉力將井內繩桿落物撈出井口。

2 現場應用及經濟效益

2007 年1 月11 日，在洼24－20 井進行了現場應用，打撈出測井鋼絲繩1 700 m，實現了鋼絲繩一次性完全撈出，解決了普通撈鉤等一般工具多次的撈取不獲的問題。具體打撈實現過程如下。

首先進行組合鉆具，管柱由下至上組合為：偏心梳齒式撈鉤+安全接頭+φ73 mm 普通鉆桿；接下來下放鉆具，觀察指重表靈敏顯示當有變化時立即停止下鉆，并上提起鉆具1.0 m～1.5 m；接下來下鉆柱試撈鋼絲繩，下放鉆具過程中逐漸至加壓5 kN～10 kN，與此同時鉆具緩慢轉動轉速達10 r/min～20 r/min 后穩定；接下來試著上提撈獲的鋼絲繩，當鉆具顯示有反扭勁或者指重表顯示有變化時，則說明鋼絲繩已經被抓獲應慢慢施加拉力進行上提，慢慢將撈獲鋼絲繩提出井口，進行測量撈出鋼絲繩長度判斷是否全部撈出。其后又于2007 年4 月9 日，在洼35－039 井進行現場應用，撈出抽油桿150 m，實現抽油桿的一次性完全撈出，解決了活頁打撈筒等一般撈鉤工具多次的撈取不獲的問題。在2010 年前后此偏心梳齒式撈鉤已經基本應用成熟，至今已推廣到遼河油田工程技術處約220 個井下作業小隊。

調研發現以往應用活頁撈鉤或普通撈鉤撈繩纜時平均需要三次可以打撈成功，一次打撈成本約0.65 萬元，完成打撈需要2 萬元左右，有時還可能打撈的次數更多，也可能打撈失敗。而使用偏心梳齒式撈鉤基本一次就可以成功撈取井筒內繩桿，一口井可以節約資金約1.2 萬元，在遼河油田每年井下作業打撈繩桿次數160 次左右，全年可以節省資金約190 萬元。該偏心梳齒式撈鉤的研制成功和應用以來為整個遼河油田的井下作業施工節約費用約1 500 萬元。

3 結語

繩桿類落物的打撈在井下作業施工中經常發生，特別是落入井筒的抽油桿一般都不居中于井筒十分難打撈，打撈成功與否的關鍵不僅僅是打撈工藝過程是否合理，還要充分研究被打撈繩桿的各種特點。所以本文針對以往井下作業過程中應用常見的繩桿打撈工具打撈繩桿時，被打撈繩桿類落物不居中、不容易被抓獲、容易滑脫、效率低下等問題，設計和研發了一種操作簡單方便、高效實用及容易保養和維護的新型偏心梳齒式撈鉤，其安全性高，操作靈活方便，是一種高效的繩桿打撈類工具，近年來在遼河油田已經熟練和成熟應用，節約了大量的井下作業施工費用，其以后的應用前景會更加廣泛。