錨定丟手器的研制及結構原理

杜 靜 趙軼濤 曹宗波

（中石化江漢石油工程有限公司 井下測試公司，湖北 武漢430040）

1 錨定丟手器的研制

我公司早期采用的是液壓封隔器配合傳統機械丟手器的堵水采油管柱。 其原理是在坐驗封封隔器之后，下放管柱對機械丟手器施加5-10kN 的重量， 使丟手器外筒上的銷釘處于位于心軸上的J 槽短槽底部，正轉（反轉）管柱使銷釘沿著芯軸上的槽子做換位運動，上提即可使得丟手器外筒與芯軸脫開，從而實現管柱的分離，實現丟手。 另外，當需要解封原井管柱時，可以用鉆具將脫離部分送入井內，開泵沖洗“魚頭”后，下壓管柱即可打撈原井封隔器。丟手器上有三顆銷釘，抗拉強度達到480kN。 它存在著如下幾個方面的問題：

（1）受井深、井斜以及鉆井液性能的影響，機械丟手管柱在井內受到的摩阻較大，操作噸位不好掌握，很難確定心軸銷釘與J 型槽移動是否到位。為后期丟手作業造成了一定的隱患。另外，由于井深和井型的影響，導致扭矩不易傳遞，扭矩過大可能會因換位不到位而損壞丟手器，扭矩過小則無法轉動管柱。 這直接影響了丟手工藝的成功率。

（2）相比正轉丟手器而言，反轉的傳統機械丟手器在深井、斜井甚至水平井中，由于扭矩不易把握，如果操作不當，很有可能對管柱其他部位的絲扣造成破壞甚至是倒開。 同樣不利于施工作業。

針對于深井操作不易控制的問題， 我公司先期引進了液壓丟手器。 液壓丟手器的作用原理是采用投球打壓，在液壓力的作用下剪斷銷釘并推動芯軸下行，芯軸下行后解除了對上接頭上的棘爪部分的限制，上提管柱，在上提力和下部管柱重量的作用下，卡在下接頭環形槽的棘爪收縮，從而實現上接頭與下接頭的分離，管柱丟手。芯軸下行一定的行程后被上接頭的臺階擋住， 同時露出上接頭的四個循環孔，溝通管柱內外，方便起鉆。上提管柱可將上接頭、芯軸、鋼球一起取出。只留下接頭在井下。 其抗拉強度1545kN。 其優點是：

①結構簡單，易于維護保養。

②操作簡便，不用活動管柱，只需通過打壓來實現丟手工具的脫離。 完全解決了深井、斜井、水平井等復雜井筒對管柱的影響。 大大降低了現場操作的難度，從而提高了施工的成功率。

但是液壓丟手器在充分解決了傳統機械丟手器的弊端的同時，也失去了傳統機械丟手器的一部分功能。傳統機械丟手器在成功丟手以后，如果油井后期由于油管的腐蝕或是封隔器的失封，需要解封原井丟手管柱時，可以回插打撈。 而液壓丟手器由于結構上的制約導致其無法實現回插打撈作業。這也在一定程度上制約了液壓丟手器的使用范圍。 多在裸眼井段的丟手工藝中使用。

如何將兩者有機地結合，是改善丟手工具性能實現技術突破的關鍵。 通過我們在同期多次使用過的HP-1AH 完井封隔器的現場體會中發現，擁有多次回插密封功能的“錨定密封”在結構上恰恰可以滿足操作簡便、便于回插等功能。通過我們的適當改進，研制出了更有實用價值的“錨定丟手器”。

錨定丟手器的結構圖

2 錨定丟手器的結構與原理

錨定丟手器分為上下接頭兩個部分。上部總成是由一組耐高溫密封組件和一個特殊螺紋扣（反扣）所組成；下部則是一個與特殊螺紋扣相配套的密封外筒。 在丟手操作時，只需要使管柱在輕微受拉的狀態下，正轉管柱14-15 圈，先剪斷錨定丟手器上的止退銷釘，再使得錨定丟手器上部總承的螺紋扣逐步從下接頭中旋出。 上提管柱，從而實現丟手。當需要回插管柱的時候，在沖洗錨定丟手器下接頭后，直接下壓管柱，可以伸縮的螺紋扣會卡入下部密封外筒內的螺紋扣槽中。 上提管柱，錨定丟手器上接頭心軸的擠壓作用下，使得特殊螺紋扣緊緊咬住下接頭的扣槽中，上提管柱即可取出原井管柱。

3 結論

錨定丟手器內部結構簡單， 擯棄了傳統丟手器換位槽的設置，使得在井口操作過中減少了換位不到位的可能性，減少了深井、斜井、水平井等特殊井筒對管柱的影響； 螺紋扣的反扣設計和止退銷釘的裝配， 使得在丟手作業過程中不易對管柱其他部位的絲扣產生負面影響，并且同樣也適用于機械封隔器的丟手作業（如RTTS）；特殊螺紋扣與上接頭心軸的巧妙配合，也很好地解決了回插、咬合的問題。 另外，錨點丟手器的抗拉強度也要比傳統機械丟手器要高， 可以達到700kN。 錨定丟手器綜合前期兩類丟手器的優點，使得在卡堵水丟手工藝中有了更多的選擇。