巧用開窗套銑筒快速打撈落井電泵機組

李凱

中海石油（中國）有限公司湛江分公司 廣東 湛江 524057

目前海上油田大部分油井采用電潛泵進行泵抽生產，比如南海西部油田共有采油井410口，其中電泵井占比超過90%。井下電泵機組主要由電機、保護器、油氣分離器（吸入口）、電泵、泵掛構成[1]（見圖1），各部分之間通過螺栓連接，電泵機組總長度一般在20～30m，使用在海上7”和9-5/”生產套管內的電泵機組主要有387、456和540三個系列。隨著電泵井生產的進行，部分井在生產或井下作業過程中會出現電泵落井復雜情況，造成電泵落井的原因主要有3個方面：①是井下油氣中含有硫化氫、二氧化碳等腐蝕性氣體，導致電泵機組腐蝕斷裂而落井；②是油井出砂，電泵在生產過程中，攜帶地層砂的井液沖蝕電泵內部，尤其泵掛位置，導致電泵機組結構和強度變化和落井；③是電泵機組各部分之間連接螺栓質量存在缺陷，或電泵在井下運轉過程中震動過大導致連接部位疲勞損傷，進而導致電泵落井。由于電泵機組沒有合適的打撈內腔，只能采用外撈方式，所以針對電泵機組落井，常規的打撈思路是采用鉆桿，下入可退式打撈筒進行打撈，當魚頂存在其他落物時，還需要先處理魚頂再進行打撈；當然，有時電泵從泵掛位置或電泵機組兩部分連接位置脫開落井，魚頂也比較干凈，滿足外撈條件，一般打撈都比較簡單，但是，如果現場沒有打撈工具和鉆具，需要從陸地動員到海上，耗時較長，而采用開窗套銑筒則可以實現快速高效打撈，節省作業工期和費用。

圖1 電潛泵示意圖

1 開窗套銑筒的結構及打撈原理

1.1 開窗套銑筒結構

開窗套銑筒就是在套銑作業所使用的套銑筒筒體上切割開窗，每個窗口切割出3條梯形或矩形割縫（包括頂邊和兩腰），再用合適的工具敲擊梯形上半部，使窗舌向筒體內伸，依靠窗舌掛住落魚實現對落井機組的打撈，結構上主要由上接頭和筒體兩部分組成。上接頭上部用來連接鉆具，常用扣型為310或410，上接頭下部連接套銑筒，常用扣型為FJWP。常用的套銑筒主要有5-3/4”和8-1/8”兩種尺寸，5-3/4”套銑筒可在7”套管和9-5/8”套管內使用，而8-1/8”套銑筒則只能在9-5/8”及尺寸更大的套管內使用。

開窗套銑筒的選擇和設計加工，需要根據井下落魚的尺寸、質量、魚頂狀態等因素來定，一般遵循以下原則：

（1）7”套管內落井的387系列和456系列機組，可以采用5-3/4”開窗套銑筒進行打撈；

（2）9-5/8”套管內落井的387系列和456系列機組可以根據情況采用5-3/4”開窗套銑筒或8-1/8”套銑筒進行打撈，而9-5/8”套管內落井的540系列機組則采用8-1/8”套銑筒進行打撈；

若魚頂位置井斜較大，魚頂貼邊，為了方便落魚引入，可以在開窗套銑筒底部加工引鞋或內倒角。

一般情況下，根據落井電泵機組質量、落魚抓撈部位離魚頂的長度以及所選擇的套銑筒尺寸，可在套銑筒筒體上設計2～3組開窗，每組開窗可以設計2～4個窗舌，開窗越多，則越容易抓撈，但魚頂進入套銑筒內腔窗舌位置則越難，現場使用是根據落魚情況而定。

1.2 開窗套銑筒打撈原理

開窗套銑筒是根據電泵機組結構特點而設計的，其主要原理是依靠窗舌的彈性及強度，卡住電泵機組“脖子”位置，實現對落魚機組的打撈（如圖2所示），其操作步驟為：

圖2 開窗套銑筒打撈過程示意圖

（1）根據落魚的參數，選擇合適的套銑筒，并對套銑筒進行開窗加工；

（2）連接下入打撈管柱，下至魚頂前3～5m，測管柱上提及下放懸重；

（3）緩慢下放管柱至遇阻，根據深度判斷落魚是否進入開窗套銑筒，若落魚未引入，則嘗試上下活動或正轉鉆具，直至落魚引入；判斷落魚引入后，則逐級施加鉆壓，使落魚繼續進入套銑筒內腔，直至窗舌經過打撈部位；

（4）上提管柱，若懸重增加明顯，則判斷已撈住落魚；若懸重變化不明顯，則嘗試下放管柱至再次遇阻位置，若遇阻點明顯變深，則基本能判斷已撈住落魚；

（5）起鉆，檢查打撈情況。

2 案例分析

2.1 作業背景

WZ6-10-A6H井是一口采油井，生產層位為W3Ⅶ下油組，該井電泵機組故障無法正常生產，同時儲層存在污染導致產能低，需要修井檢泵。

10月11日，開始WZ6-10-A6H井檢泵作業，起管柱發現井下電泵機組從上節電泵底部螺栓連接位置脫開，脫開位置以下電泵機組全部落井，電纜全部出井，沒有電泵手銬，分析魚頂比較干凈。

由于原計劃A6H井進行檢泵修井作業，沒有準備鉆桿和打撈工具，從陸地動員鉆具和打撈工具到海上平臺，最快也需要3～4天；為了能夠盡快撈出落井電泵機組，現場只能協調周邊修井作業點資源進行作業。

2.2 打撈過程

由于落井電泵機組處于9-5/8”套管內，理論魚頂深度3450.56m，魚頂位置井斜為75°，落魚最上部分為387系列電泵，現場實際測量電泵泵體外徑為96mm，魚頂位置電泵防倒塊外徑為100mm，兩節電泵之間脖子位置內徑為60mm，落井機組總長為31.27m，空氣中質量約1.5t。根據落實到的數據，現場打撈過程如下：

（1）方案確定

由于周邊平臺沒有能馬上使用的鉆桿，只有5-3/4”套銑筒、配套上接頭以及上部可以連接3-1/2”油管的變扣，根據出井情況判斷落井機組為“活魚”且魚頂干凈的可能性較大，故現場決定使用油管下入開窗套銑筒進行打撈作業。

（2）工具加工

①5-3/4”套銑筒外徑146mm，內徑128mm，長度9m，由于落井機組長達31.27m，質量達1.5t，為了確保能夠抓撈落魚，在撈筒本體上設計3組開窗，每組開窗設計3個窗舌（在筒體上周向均勻分布，如圖3所示），相鄰2組開窗之間距離0.5m，開窗尺寸：頂邊長3cm、底邊長4cm、高5cm；最底部一組開窗距離套銑筒底0.5m。

圖3 開窗套銑筒加工

②將每組開窗窗舌向套銑筒內部敲擊，最底部一組開窗窗舌向內垂直內伸25mm，第2組開窗窗舌向內垂直內伸27mm，第3組開窗窗舌向內垂直內伸28mm；即最底下3個窗舌構成的內徑為82mm，中間3個窗舌構成的內徑為78mm，最上部3個窗舌構成的內徑為76mm。

③考慮到預定位置井斜很大，落井機組會貼低邊，在開窗套銑筒底部打磨加工內倒角，以便落魚引入。

（3）打撈過程

①組合下入打撈鉆具：5-3/4"開窗套銑筒+上接頭+變扣（311*3-1/2"EUE B）+3-1/2"EUE油管，下至3445m，管柱稱重↑42T↓32t。

②緩慢下放管柱至3450.52m遇阻，逐級施加鉆壓4t，懸重恢復正常；繼續下放管柱至3451m再次遇阻，逐級施加鉆壓至5.5t，懸重恢復正常；繼續下放管柱至3451.5m再次遇阻，逐級施加鉆壓至7.5t，懸重恢復正常，繼續下放管柱至3459.3m遇阻。

③緩慢上提管柱，42.5～43t，重新下放管柱，復探遇阻點變深，判斷撈住落魚。

④起出打撈管柱，檢查成功撈出落井電泵機組。

（4）小結

本次打撈作業，由于現場沒有打撈工具和鉆桿，采用了3-1/2”油管+5-3/4”開窗套銑筒打撈的方式，從方案確定，到工具連接入井，耗時僅12h，且一次性將落井電泵機組全部撈出，相比臨時動員打撈工具和鉆桿，節約作業時間4天，節約作業費用約40萬元，取得了非常好的效果，同時也讓作業井能提前4天復產。

3 結束語

（1）對于落井電泵機組，若魚頂比較干凈，沒有過多的電纜，同時判斷落魚為“活魚”的情況下，采用開窗套銑筒，連接現場已有油管或鉆桿，可以實現快速、高效打撈。

（2）開窗套銑筒的選擇、設計和加工，要充分結合魚頂深度、落魚外徑、打撈位置、井斜、重量等相關參數；同時，為了方便落魚引入，可以在開窗套銑筒底部加工引鞋或內倒角。

（3）如果落井機組上部存在較多電纜或其他落物，則需要將魚頂處理干凈后再進行打撈。

（4）若落魚在井下有被卡的可能，則建議采用鉆桿+合適的可退式打撈筒進行打撈。