電動導入式打撈器的設計與應用

朱立新

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163000)

電動導入式打撈器的設計與應用

朱立新

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163000)

在測井施工過程中，經常會發生套管內儀器落井事故，采取的主要措施是打撈作業。但是對于儀器硬性靠邊、砂埋、電纜堆積等特殊情況，經常打撈失敗，分析原因主要是打撈器不完善。為了解決這一問題，研究出一種電動導入式打撈器，該工具可實現井下自動旋轉將落物導入撈槽或卡瓦，無需碰撞或震蕩。同時，設計了三種導入器，可滿足以上特殊情況落物的打撈。現場實施打撈作業37井次，成功率100%，應用證明在確保儀器安全的前提下，該裝置可以提高打撈成功率，縮短作業時間，降低勞動強度。

測井；打撈器；套管；震蕩；儀器；電纜

0 引 言

隨著油田開采難度日益增大，越來越多的新工藝或新工具應用于油田開采，造成下井管柱日益復雜。在測井施工過程中，儀器向上運行時，由于運行速度較快，如果儀器上端面磕碰到井下工具邊沿，常常會發生儀器落井事故，主要分為儀器掉落和儀器電纜同時掉落兩種類型[1]。遇到此類問題常選用專用打撈工具處理，儀器打撈成功如不破碎經維護保養后一般都可以繼續使用。

1 現狀調查

目前廣泛應用的打撈工具有卡瓦打撈器、套筒打撈器、魚刺打撈矛、一把抓等，但落物事故是多種多樣的，且每一次打撈作業都有它自己的特點，現有的這幾種打撈工具雖各有長處，但受其使用條件的影響，對于儀器硬性靠邊、砂埋、電纜堆積等一些特殊情況,如圖1所示，打撈效果往往并不理想[2]。統計數據顯示，2015年大慶油田共計完成測井儀器打撈53井次，成功46井次，打撈成功但儀器破碎7井次，打撈成功率僅為74%，這不僅影響測井作業和油水井的正常生產，還會造成儀器報廢，產生巨額的經濟損失。對復雜落物打撈影響因素主要有以下幾點。

1)硬性靠邊落物

在斜井或落物傾斜靠邊時，打撈工具偏心貼靠套管壁，對扣打撈過程中不易對正魚頂。此時往往采用振蕩器多次碰撞魚頂，但是因為儀器長期使用中磕碰，造成部分魚頂形狀改變表面粗糙，多次震蕩不僅不能促使魚頂落入卡瓦，還會使儀器徹底卡死在套管內。

圖1 三種復雜落物井底形態圖

2)砂埋落物

大慶油田屬于砂巖油田，由于部分井出砂嚴重或長期不清洗，造成井底大量泥砂淤積，儀器落井被泥砂掩埋，甚至淹沒魚頂。采用以上打撈器往往會造成：(1)魚頂沒入泥砂較深，打撈器無法有效抓捕；(2)井底大量軟質泥砂淤積，抓捕失敗后多次震蕩，造成儀器越埋越深。這兩種情況都會造成打撈失敗，只能洗井后再打撈，影響正常生產同時，還會增加打撈費用。

3)電纜堆積

目前測井電纜多采用國產電纜，外鎧偏硬韌性不足，在電纜遇卡受力時易斷裂，造成部分電纜隨儀器同時落井，對于這種情況，多采用魚刺打撈矛抓取電纜打撈，為使多根魚刺抓牢電纜滿足提拉儀器拉力要求，需要多次震蕩，易造成電纜堆積，魚刺打撈矛無法抓取電纜[3]。

除以上三種情況外，采用上述打撈工具打撈落物時，為了保證落物進入卡瓦抓取牢固，需要多次的大力碰撞或震蕩，易造成儀器外部變形，內部元件晶體大量破碎，雖打撈成功，但儀器徹底報廢，得不償失。在這種情況下，研制出一種電動導入式打撈器，能夠保證儀器完好，提高打撈效率和成功率，降低勞動強度。

2 電動導入式打撈器的研制

1)結構設計

為了解決以上問題，設計新的打撈器必須達到四項要求：(1)連接快速方便，拉力滿足打撈要求；(2)確保復雜落物的情況下，成功牢固抓取魚頂；(3)不需要大力的碰撞或震蕩，確保儀器安全；(4)不增加工作量、操作簡單、工人易于接受[4]。

根據要求，設計了電動導入式打撈器，其結構主要由快速接頭、延時控制器、旋轉電機、傳動短節、打撈筒、導流孔、導入器等組成，如圖2所示。針對落物形狀和魚頂位置，研制了太極形、斜面形和錐式彈簧形三種導入器，能夠滿足各類落物的打撈需求。

圖2 電動導入式打撈器結構圖

2)功能作用

(1)快速接頭：位于打撈器頂部，主要用于打撈器與電纜或電纜頭對接，方便快捷，經拉力試驗驗證，滿足打撈拉力要求。

(2)延時控制器：為了實現在井下預定位置電機自動旋轉，為控制器設計了精確延時控制電路，如圖3所示。該電路由CD4060 組成定時器的時基電路，由電路產生的定時時基脈沖，通過內部分頻器分頻后輸出時基信號，再通過外設的分頻電路分頻[5]，取得所需要的定時控制時間，定時范圍：3 min～1 h。

(3)旋轉電機：電機安裝有定時程序，下到預定位置后能定時自動啟動，帶動導入器旋轉，不需要安裝振蕩器或碰撞魚頂，確保了儀器安全。

(4)導流孔：在導入器旋轉時，導入器下方液體或泥砂可通過導流孔流到導入器上方，便于打撈器向下移動。

圖3 精確延時控制電路圖

(5)太極形導入器：針對井下落物處于硬性靠邊的情況設計了太極形導入器，靠近導入喇叭口一側設計有撈槽，通過轉動，不管儀器的打撈頭處于何種硬性靠邊，都能將儀器打撈頭導入進撈槽內，從而將儀器帶上來。

(6)斜面形導入器：針對儀器處于粘稠介質或砂埋環境里，斜面形導入器可以改變斜面卡瓦打撈筒的斜面方向，增加了斜面導入的幾率，提高了打撈成功率。

(7)錐式彈簧形導入器：針對儀器帶電纜或鋼絲下井的落物，錐式彈簧形導入器可將電纜或鋼絲牢固的盤繞在彈簧上，可依據落物重量，改變彈簧材質和直徑，以滿足拉力要求[6]。

3)工作原理

地面連接打撈器通過快速接頭將打撈器與打撈用電纜或電纜頭連接，在投放打撈器前，安裝旋轉電機電池，根據落物深度和下放速度，設定合理的啟動時間。當打撈器到達落物處遇阻后，等待電機啟動，在傳動軸兩端設計了插槽，通過卡槽電機帶動傳動短節實現轉動傳遞，帶動導入器旋轉。太極形或斜面形導入器轉動能引導儀器頭通過導入面進入撈槽卡住魚頂。錐式彈簧形導入器轉動能使彈簧卡緊鋼絲或電纜，抓緊落物后上提電纜，完成打撈。

4)技術參數

工作溫度：-30～125℃；工作壓力：0～40 MPa；

最大提升拉力：35 kN

工具總長：1 500 mm；工具外徑：38 mm；導入器外徑：太極導入器外徑114 mm、斜面導入器外徑54 mm、錐形彈簧導入器外徑85 mm；適應管柱尺寸：φ139.7 mm套管。

3 現場應用

2016年3月，在大慶油田喇XXX井脈沖中子氧活化測井作業中，由于儀器上提速度快，在油管喇叭口處發生磕碰，導致儀器落入套管井底。采用套筒打撈器作業2次，均打撈失敗，懷疑儀器處于硬性靠邊或砂埋狀態。由于儀器價值70余萬元，擔心多次震蕩損壞儀器，改用電動導入式打撈器作業，搭配太極形導入器。延時設定15 min，下井一次打撈成功，用時40 min，調試出井儀器運行正常。該裝置自投入使用以來，在大慶油田實施打撈作業37井次，成功率100%，共打撈出各類儀器28支，配重桿17支，儀器無一支破碎，挽成經濟損失700余萬元。

4 結束語

電動導入式打撈器能實現電機的定時控制，通過電機的旋轉主動引導落物進入卡瓦，打撈時不需要震蕩，確保了儀器的安全。三種不同型號導入器，能夠滿足日常及特殊情況落物的打撈需求。快速接頭能夠實現井口電纜的快速對接，簡單便捷，節約井口安裝時間。拉力試驗數據證實，儀器抗拉強度滿足目前所用儀器落物的打撈。

實際使用，與原有打撈器相比，電動導入式打撈器設計合理，結構簡單、作業范圍廣、工作可靠、成功率高、操作方便有利于保護儀器安全，已成為油田測井打撈作業必備工具。

[1] 王兆東，路立軍，雷 軍.測井事故的認識及處理工藝[J].國外測井技術，2008，23(5)：24-26.

[2] 陳惟國，王和琴，趙 煒，等.國外井下打撈工具的現狀及發展趨勢[J].石油機械，2000，28 (7)：61-64.

[3] 吳春國.鉆井測井電纜打撈技術[J].石油鉆探技術，2003，31(3)：54-56.

[4] 游興友，張清華，李學榮，等.復合魚頂打撈器的研制與應用[J].石油機械，2003，31(6)：37-38.

[5] 王志強，肖文勛，虞 龍.開關電源設計( 第三版) [M]. 北京: 電子工業出版社，2010：400-425.

[6] 李紅燕,郭曉東.新式打撈器[J].油氣田地面工程，2006，25(6)：59.

Design and Application of Electric Imported Type Fisher

ZHU Lixin

(LoggingandTestingServicesCompany,DaqingOilfieldCo.Ltd.,Daqing,Heilongjiang163000,China)

During the logging process, the accidents that the instruments drop into the casing often happen，the main measure taken is the fishing operation. The fishing operation often fails due to the special downhole conditions such as hard facing, buried sand and cable cases. The failure analysis shows that the main reason is that the fisher is not perfect. In order to solve the problem, an electric imported type fisher is developed， which can automatically rotate to import the junk into the fishing groove or slips without collision or shock. And three kinds of importers are designed to meet the fishing requirement of the above special cases. The fishing operations have been carried out in 37 wells and the success rate is 100%. The application proves that the device can improve fishing success rate, shorten the operation time and reduce labor intensity under the premise of ensuring the safety of the instrument.

well logging; fisher; casing; shock; instrument; cable

朱立新，男，1982年生，工程師，2006年畢業于大慶石油學院石油工程專業，現從事測井技術研究和管理工作。E-mail：15566826@qq.com

P631.8+1

A

2096-0077(2017)04-0011-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.04.003

2016-11-17 編輯：高紅霞)