石油系統井下作業工具研究

劉艷偉+張延開+白永占

摘要：井下作業在石油開采工藝中一直占據著重要的核心地位。在開發石油與天然氣的過程中，井下作業旨在當油田進行勘探開發時可以確保油井高效生產，這是一項必不可少的核心技術。文章通過對石油系統井下作業工具進行分析和研究，指出了井下作業中工具的具體操作方法以及井下作業的特點，與此同時，對井下作業的安全性提出了幾點有效措施。

關鍵詞：石油系統；井下作業工具；設計原則；操作方法；石油開采工藝

中圖分類號：TE92 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）33-0133-02

1 概述

在石油行業的領域中，井下作業被認為是石油系統中的重要環節，所以，本文通過研究分析井下工作的特點及其工具設計原則，提出了我國現階段常用的石油系統井下作業工具相關操作方法。

2 井下作業的特點及其工具的設計原則

2.1 井下作業的特點

第一，職工人員流動性較大，且工作強度較高，在從事井下工作的人員中，大部分來自于通過中介公司外聘的員工，這就使得井下修井作業的工作人員的綜合技術水平參差不齊。第二，井下作業缺乏規范標準，其主要體現在通用性、批量性程度較差，與此同時，其對于施工的工序有著復雜的要求。施工作業過程以班組為單位，這使得如果實際作業出現了質量問題，很難準確地對相關崗位與個人的責任進行追究。第三，施工人員較為分散，其作業時間無規律。由于進行作業的井位不同，施工隊伍不能高度集中，而且在施工過程中，施工工具、天氣等各類因素都會限制施工作業的進程，使得施工人員難以有穩定的作業時間，井下施工作業管理效率也被大大削弱。第四，對井下作業進行直接檢驗較為困難，使得許多問題被隱藏起來。

2.2 井下工具設計原則

第一，遵循“安全第一，預防為主，綜合治理”安全生產方針，確保試驗裝置設計的可靠性，嚴格按照國家的相關法律法規進行建造。第二，遵循可維護性原則，在井下作業的實際生產過程中，應秉承實用、方便、易維修的一系列設計原則。第三，遵循靈活性原則，在井下作業時盡可能采用靈活性高的設備進行組合，以保證今后實驗工藝和設備的改造順利進行，從而達到滿足各種新型鉆采工具試驗要求的目的。第四，遵循實用性原則，多用成熟模式，以達到方便、實用的要求。按工程的要求對測量精度進行配置，追求其實

用性。

3 石油系統井下作業常見工具的操作方法

3.1 公錐定義及其操作方法

公錐屬于一種專業的常用修井打撈工具，主要是從有孔落物內孔實施造扣打撈。公錐的整體結構為長錐形，由兩個部分組成，分別是分接頭與打撈絲扣。通常當公錐落入到打撈物內孔中，會給予適當的鉆壓，然后對鉆具進行轉動迫使打撈螺紋受到擠壓從而吃入到落魚內壁，以實現造扣，然后在其可以承受的扭矩和拉力中將其進行上提或者倒扣出部分落物或全部落物。

其使用方法為當工具下落，達到距魚頂上方1～2m，則應對泵進行一定程度的沖洗，與此同時，還要按照規定，將工具落到魚頂，觀察泵壓變化情況。當出現操作中泵快速升壓，也就意味著重表懸重在快速降低，那么就表明了公錐已經被放到了魚腔當中，所以，接下來的事情就是開始造扣打撈作業，相反，如果泵壓無變化，懸重會慢慢降低，這就意味著公錐并沒有到達魚腔中，而是到了魚腔的外壁環形空間，這時，應該將其上提鉆柱，與此同時，將其進行適當旋轉，重新對準魚腔，在未出現泵壓上升和懸重下降時，決不能進行下一步的加壓和打撈工作。

3.2 母錐定義及其操作方法

母錐主要是一種專門從油管、鉆桿等柱狀落物外壁進行造扣打撈的工具，具有長錐形整體結構，涵蓋了接頭與本體兩部分。母錐主要依賴于打撈螺紋在鉆壓與扭矩作用下吃入落物外壁進行造扣打撈。

其使用方法具體為：在施工之前，要仔細地檢查地面矛桿尺寸和卡瓦上滑動的靈活性，保證卡瓦的靈活性達標；而且，當母錐下到距離魚頂上部1～2m時，開泵進行沖洗，并及時測得泵壓和懸重的變化，接著繼續往下放管，直到懸重有了明顯的下降時，再觀察其變化情況，然后將管柱上提，懸重如果增加了，則意味著此次撈獲完成了。母錐進行倒扣時需將其提升到額定，然后再增加10～20kN的負荷。

3.3 液壓防噴盒定義及其操作方法

液壓防噴盒的功能在于進行油井抽吸以及對井口封閉。液壓防噴盒對防止原油、酸液等的噴出起著關鍵的作用，它確保了工人們的作業的安全性，創造了一個安全的作業環境。其使用方法具體為在使用液壓防噴盒的過程中，通過手動壓泵來控制液壓管線，讓控制閥完整地傳送到防噴盒，以此推動活塞，從而達到確保密封膠筒形成多級收縮的目的，而且，鋼絲繩和防噴盒體也要被密封妥善。鋼絲繩下放時，通過手壓泵及時回油，讓活塞復位。

3.4 卡瓦壓縮式封隔器定義及其操作方法

卡瓦壓縮式封隔器能夠有效地防止油管柱軸向移動，它主要依靠的是下放一定管柱重力的坐封封隔器，壓縮膠筒，增加直徑，套環行空間、封隔油，能夠在卡堵水、分層試油和淺層酸化壓裂中進行使用，卡瓦壓縮式封隔器與丟手間進行配合能夠實現無管柱封層。在封隔器下井過程中，滑動銷釘留在短軌道內，卡瓦上行程被限制，無法和錐體形成良好的接觸，也就無法實現坐封。這時，扶正器摩擦塊會受到一個彈力作用，并與套管內壁產生一個摩擦力，然后管串和扶正器共同運行，讓滑動銷釘能夠保持在短軌道內。

當解決其位置的問題后，將管串上提，留出適當的距離，讓滑動銷釘可以進到長軌道內，然后，放下管串，卡瓦被迫打開，使得套管的內部和卡瓦保持咬合，以此來實現封隔器的支撐。如果管柱壓力達到了滿足值，錐體剪釘同時將被剪斷，再上提椎體，壓迫膠筒，達到約7～10噸的擴徑，那么，整個封隔器的坐封就完成了。在解封的時侯，上提管柱，使膠筒沒有了失去壓迫力縮徑，這樣，管柱上行將會帶動椎體脫離卡瓦，因而支撐解除，完成解封。

4 井下作業安全的相關措施

4.1 提升井下作業人員安全意識

想要提升井下作業人員安全意識，企業就要加大對井下作業人員進行安全教育培訓，嚴格遵循操作規程作業，樹立“安全第一，預防為主，綜合治理”的生產理念。與此同時，加強對企業的勞動保護的重視程度，特別在井下作業安全技術、作業工具以及作業時間等方面更要加大保護力度，相比之下，保證作業人員的體能更是重中之重，決不能讓二十四小時連續工作的情況

發生。

4.2 優化安全管理模式

企業必須貫徹落實井下作業安全責任制度，樹立正確的安全管理觀念，堅持以人為本原則，建立一套完善的、先進的安全管理模式。在每一個企業中，員工們都占據著重要的地位，所以，只有當企業實施安全、健康的管理制度，才能做到有效地保護這些人力資源，使企業在安全的狀態下，有序地生產經營。建立一套完善的、高效的安全管理模式，無論是企業管理者，還是技術人員或者職工，都會使其對安全產生一定的責任感。安全管理模式是一項極為繁瑣的工作，應成立專門的安全管理委員會，對下屬職工進行明確的分層管理。

5 結語

綜上所述，隨著石油、天然氣開采行業的不斷發展，許多井下作業工具被制造出來滿足井下作業需求，本文通過對石油系統井下常用的作業工具進行分析研究，指出了井下作業中工具的具體操作方法以及井下作業的特點，與此同時，在使用這些工具時，要切實保證其質量過關，實現井下作業安全、可靠的目標。

參考文獻

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作者簡介：劉艷偉，男，河南浚縣人，河北省任丘市華北油田公司第一采油廠作業大隊助理工程師，研究方向：石油系統井下作業。endprint