海上油田斷裂過電纜封隔器打撈技術(shù)探索與實踐

李凱

中海石油（中國）有限公司湛江分公司 廣東 湛江 524057

南海西部油田采油井多采用潛油電泵生產(chǎn)管柱，為了滿足生產(chǎn)及井筒安全要求，需要下入過電纜封隔器。近年來，在檢泵和措施修井作業(yè)過程中，發(fā)生了多起過電纜封隔器落井的情況，可能的原因主要有2個方面：①是過電纜封隔器本體存在質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致封隔器在上提解封過程中從本體斷裂，斷裂點以下管柱落井，比如惟其信的693W系列過電纜封隔器，同一批次產(chǎn)品多井次出現(xiàn)本體斷裂導(dǎo)致管柱落井事故；②是過電纜封隔器設(shè)計或加工存在缺陷，封隔器能正常解封，但是解封后封隔器卡瓦回收不完全，導(dǎo)致起管柱過程中封隔器頻繁掛卡。以上2個原因?qū)е鹿苤渚那闆r比較類似，魚頂一般比較完整和干凈，電纜會從封隔器上部對接位置拉開，難點在于落魚打撈腔偏心，如果打撈腔位于井眼高邊位置，下入常規(guī)打撈鉆具引入魚腔的可能性很小，而且嘗試抓撈過程可能會破壞魚頂，所以需要對打撈工具進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化，以便將打撈工具順利引入魚腔，實現(xiàn)對落魚的有效打撈。

1 斷裂過電纜封隔器打撈技術(shù)探索

1.1 過電纜封隔器結(jié)構(gòu)介紹

電纜穿越液壓式封隔器用于電泵生產(chǎn)管柱，須穿越動力電纜，故又稱為過電纜封隔器，其隨油管下入，封隔油管與套管環(huán)空，與井下安全閥配合使用，作為海上井筒安全屏障之一。該類封隔器主要由心軸（長管和短管）、水力錨、密封機(jī)構(gòu)、錨定機(jī)構(gòu)、坐封機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、解封機(jī)構(gòu)等組成（如圖1所示）。主通道連接生產(chǎn)管串，其他通道連接電纜密封裝置和環(huán)空放氣閥并穿越電纜，有些封隔器還有化學(xué)藥劑注入或壓力計電纜通道等，可根據(jù)需要選用。解封時，通過上提管柱帶動中心管向上移動，剪切銷釘或剪切環(huán)，解除鎖緊機(jī)構(gòu)，使卡瓦和膠筒收回，完成解封[1]。

圖1 惟其信693W系列可回收過電纜封隔器

當(dāng)過電纜封隔器從本體斷裂時，魚頂通常會有3～4個通道（如圖2所示），包括封隔器芯軸腔、電纜穿越通道、放氣閥通道等，其主要特點是打撈腔不在封隔器正中，處于偏心位置，在對斷裂落井過電纜封隔器進(jìn)行打撈時，難點就在于將打撈工具引入落魚打撈腔。

圖2 惟其信693W系列可回收過電纜封隔器截面圖

1.2 斷裂過電纜封隔器打撈分析

過電纜封隔器在井下發(fā)生斷裂之后，由于封隔器外徑非常接近套管內(nèi)徑，封隔器很可能會有一面貼套管內(nèi)壁，尤其是封隔器位置井斜較大時，封隔器會躺在井眼低邊，同時，下入打撈鉆具時，鉆具也會沿著井眼低邊下行，當(dāng)封隔器打撈腔正好處于最靠近井眼低邊位置時（如圖3所示），下入打撈鉆具，在引鞋和短鉆桿接箍的輔助下，打撈矛比較容易進(jìn)入落魚打撈腔，實現(xiàn)對落魚的打撈。當(dāng)然，這是最理想的情況，實際很多時候，過電纜封隔器斷裂后，打撈腔會處于井眼側(cè)邊，甚至高邊位置（如圖4所示），這時，要實現(xiàn)落魚打撈就變得很困難。為了解決這個問題，可以在打撈工具上部短節(jié)接箍位置加焊一定高度的凸輪塊，在改變鉆具方位時，打撈工具軸心可以沿著套管截面周向運動，當(dāng)打撈工具軸心旋轉(zhuǎn)至落魚打撈腔位置時，即可實現(xiàn)對斷裂封隔器的偏心打撈。

圖3 落魚打撈腔位于井眼低邊時打撈

圖4 落魚打撈腔位于井眼高邊時打撈

1.3 偏心短鉆桿的設(shè)計與操作

當(dāng)落魚打撈腔不在井眼最低邊時，打撈工具很難引入魚腔，而最難引入的位置即是打撈腔位于井眼最高邊，所以，在設(shè)計加工凸輪塊尺寸時，也以此種情況來進(jìn)行，這樣可以確保落魚打撈腔在任何位置，都可以通過旋轉(zhuǎn)管柱方向，將打撈工具引入魚腔，實現(xiàn)抓撈。

當(dāng)過電纜封隔器打撈腔位于井眼最高邊時，假設(shè)打撈腔正中到井眼最低邊的距離為L，打撈工具上部接頭或短鉆桿接頭外徑為D，則需加工凸輪塊的高度為H=L-D/2（如圖5所示）。在現(xiàn)場加工時，凸輪塊最好焊接在打撈工具上部鉆桿短節(jié)接箍上，并且要焊得盡可能牢實，以免在旋轉(zhuǎn)管柱時凸輪塊掉落，使打撈作業(yè)復(fù)雜化；同時，凸輪塊表面要盡可能打磨光滑，以減小管柱旋轉(zhuǎn)時的摩阻，便于調(diào)整打撈工具方向抓撈落魚。具體打撈操作如下：

圖5 偏心打撈示意圖

連接下入打撈鉆具，到位前測管柱上提/下放懸重，開泵測試不同排量下泵壓，做好記錄；

下放管柱至魚頂以上1～2m，開泵大排量沖洗魚頂15min，降低泥漿泵排量；

將井口鉆盤面圓周劃分為八等分，分別朝向八個不同方位，并編號1～8，同時，在井口鉆具表面劃一道豎線；

調(diào)整管柱方向，使鉆具表面豎線對準(zhǔn)1號方位，緩慢下放管柱，直至遇阻1～2t，密切觀察管柱深度、泵壓，上提管柱；依次類推，使鉆具表面豎線分別對準(zhǔn)2～8方位，當(dāng)鉆具在某個方位時出現(xiàn)遇阻點變深，泵壓增大的現(xiàn)象，說明打撈工具進(jìn)入了落魚魚腔，按照打撈工具操作程序進(jìn)行打撈即可。

2 案例分析

2.1 作業(yè)背景

2020年6月7日，WZ6-10-A4H井檢泵，起管柱發(fā)現(xiàn)管柱從封隔器本體斷裂；封隔器上部分出井（如圖6所示），封隔器下接頭及以下電泵管柱落井，電纜從封隔器上部對接位置脫開，魚頂為過電纜封隔器下接頭，魚頂打撈腔內(nèi)徑76mm，處于偏心位置。

圖6 加工完成的偏心短鉆桿

2.2 打撈過程

本井過電纜封隔器斷裂后，封隔器卡瓦和水力錨均已出井，沒有液控管線、電纜保護(hù)器等落物，管柱落井后卡死的可能性很小，主要難點在于抓住落魚，現(xiàn)場打撈過程如下：

（1）方案確定

A4H井原計劃進(jìn)行檢泵+刮管作業(yè)，現(xiàn)場有3-1/2”鉆桿，并且從周邊平臺協(xié)調(diào)了可退式打撈矛，滿足打撈條件，鉆具組合：3-1/2”可退式打撈矛（配76mm瓦）+3-1/2”短鉆桿（或3-1/2”偏心短鉆桿）+3-1/2”鉆桿。

（2）工具加工

查閱井下封隔器圖紙，落魚打撈腔正中到井眼最低邊的距離L=151mm，打撈工具上部短鉆桿接頭半徑D=127mm，計算凸輪塊的高度為H=LD/2=151-127/2=87.5mm。為保證凸輪塊的焊接及本體強(qiáng)度，選擇10mm厚的鋼板為加工材料，設(shè)計尺寸為：長20cm、寬10cm、高8.75cm，形狀為近似等腰梯形（如圖6所示）。

（3）打撈過程

①組合下入打撈鉆具：可退式撈矛（矛瓦76mm）+3-1/2"改造偏心短鉆桿+3-1/2"鉆桿，下至703m，測上提下放懸重↑18t↓17t，緩慢下放管柱，下壓2t，上提管柱，無過提顯示；在3～5t范圍內(nèi)嘗試不同噸位下壓，撈矛均無法進(jìn)入落魚；管柱每反轉(zhuǎn)45°角后重新下放管柱，累計反轉(zhuǎn)5次后，下放管柱，下壓2t，管柱向下位移（進(jìn)瓦顯示），繼續(xù)下壓至8t，上提管柱，懸重在52～54t之間波動，判斷撈住落魚。

②起出打撈管柱，檢查成功撈出落井管柱。

（4）小結(jié)

本次打撈作業(yè)，由于現(xiàn)場沒有焊工，無法及時加工凸輪塊，所以第一趟鉆采用壓彎鉆桿來實現(xiàn)偏心打撈，實際打撈效果不佳，主要原因是壓彎鉆桿可操作性不強(qiáng)，彎曲度難以控制，最終采用加工后的偏心短鉆桿+可退式打撈矛，成功撈出落井封隔器，操作簡單有效。近年來，在南海西部油田出現(xiàn)多井次封隔器從本體斷裂情況，如：WZ6-13-A1井、WZ11-4N-A5井、WZ11-1-A11S1井、文昌13-2-B15H井等，最終均采用偏心短鉆桿輔助打撈成功（如圖7所示），證明了偏心打撈技術(shù)的有效性。

圖7 偏心打撈成功

3 結(jié)束語

過電纜封隔器從本體斷裂后，如果魚頂沒有過多電纜或其他落物，采用拉彎鉆桿進(jìn)行偏心打撈，效果欠佳；采用加工改造的偏心短節(jié)配合打撈工具，可以實現(xiàn)快速高效打撈，打撈成功率也很高，相比磨/套銑后再打撈，可以節(jié)省大量工期和費用。

當(dāng)落魚頂部有過多電纜或其他落物時，需要先清理落物后再進(jìn)行偏心打撈；

偏心短鉆桿凸輪塊設(shè)計要根據(jù)實際封隔器尺寸來定，相關(guān)參數(shù)務(wù)必落實準(zhǔn)確；

打撈工具可以選用可退式打撈矛或公錐，具體根據(jù)井況而定，需要注意撈矛引鞋最小外徑，需大于電纜穿越孔內(nèi)徑，必要時進(jìn)行加工改造，否則打撈工具容易插偏；

偏心凸輪塊的加工，要注意選材及焊接的強(qiáng)度，必要時可以加焊斜拉筋，同時要做好打磨和倒角，避免以外卡鉆。