鋼纜軟通井技術研究與應用

焦士杰 王忠文 張紅運 鐘 敏 朱 濤

（1.青海油田公司井下壓裂技術服務大隊，青海海西州 816400； 2.青海油田公司井下維修站，青海海西州 816400；3.青海油田公司井下工程技術科，青海海西州 816400）

通井的目的主要是為了清除套管內壁上的雜物或毛刺，使套管暢通無阻，并核實人工井底深度。例如新井投產、水井換封以及試油測試前期的準備工作等都需要進行通井作業。常規的通井方式是利用油管輸送通井規入井進行作業，這種方式勞動強度非常大，施工周期也受到了限制。以一口井深為2 000 m 的井為例，完成一次通井工序需要起下油管420 根左右，而且需要井口操作人員反復的摘、掛、搬抬吊卡，工作量極其繁重［1］。因此，在通井作業中如何提高作業速度、減輕勞動強度需要迫切解決。針對這一問題，實施了鋼纜軟通井工藝，該工藝通過對現有的XJ-150 修井機進行改造，配合使用高強度鋼纜進行通井作業，解決了傳統通井工藝存在的諸多問題。該技術設計合理、施工周期短、作業成本低，經過60 多口井的現場試驗及應用，取得了顯著的效果，值得進一步推廣應用。

1 鋼纜軟通井管柱結構

該工藝管柱結構如圖1 所示。

圖1 鋼纜軟通井管柱結構

1.1 滑塊式防卡通井規

滑塊式防卡通井規主要由上接頭、本體、銷釘、定位螺栓、鍵槽、滑鍵、滑塊1、滑塊2 及排液孔組成。上接頭處有螺紋扣，可以和加重桿相互連接。在通井規中心及側面有排液孔，在起、下工具時起到排液、泄壓的作用。在本體及滑塊2 上均有楔形滑鍵，可以在滑塊1 的楔形鍵槽內進行滑動。當遇到套管縮徑或者變形出現卡鉆現象時，通過上提鋼纜剪斷銷釘，滑塊1 相對于本體向下移動，滑塊2相對于滑塊1 向下移動，滑塊在做向下相對滑動時也在做徑向滑動，從而使通井規整體縮徑，解除卡鉆。見圖2。

圖2 滑塊式防卡通井規

1.2 剪切接頭

套管發生了變形、縮徑、錯斷，在不知井況的情況下進行通井，易造成卡鉆事故。如果在上提解卡過程中拔斷鋼纜，給打撈工作造成極大麻煩。為此，設計加工了剪切接頭，連接在鋼絲繩帽與防脫器之間，其剪切力小于井口鋼絲繩的最大拉力，從而避免因上提拉力過大發生鋼纜斷脫事故。見圖3。

圖3 剪切接頭

2 XJ-150 修井設備

對現有的XJ-150 修井機進行了改造：

（1）拆除原車的井架。通井車到達井場后擺放方位不受局限，可以快速進行施工。

（2）安裝指重測深儀器。在井口地滑輪上安裝有指重測深儀，操作室內安裝顯示器，以便于準確計量鋼絲繩的下井深度以及測定其井下負荷。

（3）增加滾筒容量。為增加作業井深，擴大了滾筒輪徑、墊高了滾筒底座，使其能夠盤繞?14 mm 鋼纜3 500 m。

（4）安裝攝像頭及顯示器。由于該設備的滾筒在操作室后面，司鉆觀察滾筒不便，在滾筒部位安裝高清攝像頭，操作室內安裝有液晶顯示器，便于司鉆觀察滾筒。

（5）安裝排繩裝置。在車尾及滾筒部位分別安裝有導向輪，通過導向輪在導向軸上自由滑動，解決了排繩問題。見圖4。該裝置加工方便、成本低，經現場應用證實，排繩效果良好。

圖4 排繩裝置

3 主要技術參數

車型：XJ-150 修井機，修井機滾筒：?331 mm×590 mm，剎車鼓輪徑700 mm，排繩容量為?14 mm 鋼纜×3 500 m；鋼纜型號：1×19 右交D14×4 000，鋼纜抗拉強度170 kN；剪切接頭：裝有4 只剪切銷釘，剪切力總計為150 kN；防脫器：外徑95 mm，?40 mm 水眼；加重桿：外徑73 mm，質量2 000 kg；花管：外徑73 mm，長度2.00 m。

4 工藝特點

（1）設備擺放方位不受限制，到達井場后可以實現快速施工。

（2）施工人員少。在正常起下鋼纜期間，只需要司鉆一人就可以完成相關工作。

（3）勞動強度低。不需起下油管、反復搬臺吊卡，大幅度降低了工人的勞動強度。

（4）作業范圍廣。可以進行通井、探砂面、探魚頂、強磁打撈等多項作業。

（5）施工周期短、作業成本低。與傳統的油管施工工藝相比較，縮短施工周期4/5 以上。

（6）使用防卡通井規、剪切接頭，最大程度降低了工程事故的發生。

（7）同常規油管作業方式相比較，減小了施工期間的環境污染。

5 抗拉強度試驗

2012 年4 月，先后對鋼纜、剪切接頭進行了地面抗拉強度及剪切力試驗，試驗結果：?14 mm 鋼纜的鋼纜抗拉強度為170 kN；安裝4 只銷釘后剪切接頭的剪切力為150 kN。剪切接頭的剪切力小于鋼纜的抗拉強度，確保了在突發情況下管柱遇卡時鋼纜不被拔斷，滿足了施工要求。

6 現場應用

鋼纜軟通井工藝過程主要分為以下幾個步驟：擺放設備，檢查儀器，連接工具，下放鋼纜工具入井，上提鋼纜起出工具。該工藝于2012 年3 月29 日在青海油田躍734（向）井首次試驗成功，從安裝設備至施工結束，歷時3 h，相比于常規作業方式大大縮短了施工周期。至2012 年11 月，相繼在尕斯庫勒、七個泉、躍進二號、烏南油區完成了62 口井的通井、探砂面、強磁打撈等作業，平均每口井作業時間為2.5 h，大大縮短了施工周期，降低了勞動強度。部分井施工數據見表1。

表1 鋼纜軟通井部分施工數據對比

通過現場應用可以看出，利用鋼纜代替油管作業，施工周期明顯縮短；同時，鋼纜軟通井工藝減少了現場操作人員：正常起下鋼纜施工期間，只需1人即可完成相關工作，而起下油管至少需要4 人。

7 結論

（1）鋼纜軟通井工藝完全能夠滿足施工要求，同傳統的作業模式相比較，具有諸多的優越性。

（2）鋼纜軟通井工藝為油田井下通井作業提供了一種新的技術手段，實現了高效率、低成本、低污染作業。

（3）建議逐步拓展通井車的使用范圍，增加設備的利用率，使之更加有效地為油田發展服務。

［1］ 楊玉生.單吊卡起下油管作業工藝探討［J］.石油礦場機械，2008，37（1）：90-91.

［2］ 劉揚，鄭剛，朱國亮，等.漏失井沖砂工藝管柱研究與現場試驗［J］.石油機械，2008，36（10）：67-68.

［3］ 徐宏權，劉輝，師海濤，等.新型撈油及撈砂懸繩器的研制［J］.石油機械，2009，37（9）：171-172.

［4］ 畢宗岳.連續油管及其應用技術進展［J］.焊管，2012，35（9）：5-12.

［5］ 張川，蘇樹林.組合式多功能采油工藝管柱的研制［J］.石油鉆采工藝，2000，22（6）∶60-62.