分瓣撈矛打撈器研制與應(yīng)用

周松華

一 、研制背景

河南油田是采用偏心分注工藝技術(shù)開采的油田，偏心分注井占全部注水井（注聚井）的70%，同時(shí)又是一個(gè)多級(jí)細(xì)分注水的油田，每年水井測(cè)試調(diào)配工作量都在2600多井次、8000個(gè)層段。偏心分注工藝技術(shù)它主要是由油管、KPX偏心配水器、Y341壓縮式（K344擴(kuò)張式）封隔器、洗井凡爾、篩管、絲堵等組成。

偏心配水器偏孔內(nèi)堵塞器壓蓋母扣脫扣、堵塞器壓送裝置母扣脫扣工藝問(wèn)題一直未解決，脫扣后由于沒有合適的打撈工具，操作工人無(wú)法用鋼絲試井車打撈，目前只有上修井機(jī)檢管作業(yè)解決，增加了分注井維護(hù)費(fèi)用的支出。油田統(tǒng)計(jì)了近三年來(lái)工藝問(wèn)題井?dāng)?shù)，每年偏孔脫扣工藝問(wèn)題井為6-7井次，每年增加分注井維護(hù)費(fèi)用支出40多萬(wàn)元。同時(shí)也影響采油隊(duì)注水時(shí)率。所以說(shuō)偏孔脫扣落物是分注井測(cè)試調(diào)配的一個(gè)“瓶頸”問(wèn)題，需要研制配套打撈工具，才能解決目前實(shí)際問(wèn)題。

二、分瓣撈矛打撈器的研制

經(jīng)過(guò)對(duì)三套可行性方案的分析，最終確定研制分瓣撈矛打撈器，解決偏心配水器偏孔內(nèi)堵塞器壓蓋母扣脫扣、堵塞器壓送裝置母扣脫扣工藝問(wèn)題。

（一）分瓣撈矛打撈器的結(jié)構(gòu)：

根據(jù)金屬膨脹螺栓的設(shè)計(jì)思路，分瓣撈矛打撈器主要由背帽、拉桿、膨脹套管、壓縮彈簧等組成。

壓縮彈簧：它的作用是保證膨脹套管回位，保證拉桿與膨脹套管配合，根據(jù)投撈器長(zhǎng)槽結(jié)構(gòu)計(jì)算，膨脹套管重量小于200克，所以彈簧絲徑最大為∮1-1.2毫米，彈簧中徑∮12毫米左右，即可滿足拉桿與膨脹套管配合需要，這種圓柱壓縮彈簧是常用的配件，因此我們采用外購(gòu)。

背帽材質(zhì)：背帽的作用是連接膨脹套管阻擋壓縮彈簧外跑。它幾乎不承受外力作用，可以在大隊(duì)現(xiàn)有的材料中選取，現(xiàn)有鋼材兩種： 一是Q235鋼，規(guī)格∮25毫米；二是45#鋼，規(guī)格∮30毫米；同比價(jià)格Q235鋼比45#鋼價(jià)格低，因此選用Q235鋼作為背帽加工的材質(zhì)。

其它配件組成技術(shù)樹圖如下：

分瓣撈矛打撈器膨脹套管、拉桿結(jié)構(gòu)尺寸：

膨脹套管打撈絲扣長(zhǎng)度、絲扣確定：堵塞器魚頂內(nèi)腔長(zhǎng)度17毫米，壓送裝置魚頂內(nèi)腔長(zhǎng)度20毫米，絲扣為M18×1，因此確定膨脹管打撈絲扣部分長(zhǎng)度為20毫米，絲扣M18×1。

膨脹套管打撈部分錐度孔大徑為9毫米，按照錐度角5°計(jì)算，小徑為6毫米。

拉桿與膨脹套管打撈配合部分錐度角按照4°計(jì)算，大徑為8毫米、小徑5毫米。

拉桿強(qiáng)度校核：拉桿材質(zhì)為35CrMo合金鋼調(diào)質(zhì)處理，屈服極限σs=835兆帕，拉桿最小徑為5毫米，承受試井鋼絲（或打撈車鋼絲繩）的靜載荷，（在靜載荷下，塑性材料取ns=1.2～2.5），安全系數(shù) ns=2.5。

拉桿主體許用拉應(yīng)力 [σ]=σs/ns=835÷2.5=334 兆帕；

拉桿最小截面積Amin=π×R2=3.14×2.52=19.625平方米，

拉桿承受最大負(fù)荷Nmax=2940牛頓，

則拉桿承受的最大應(yīng)力σmax=Nmax/Amin=2940÷19.625=149.81

（二）拉力試驗(yàn)及效果：

2017年8月1日將分瓣撈矛打撈器與堵塞器送到井下工具實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行拉力試驗(yàn)，拉力負(fù)荷達(dá)到10千牛時(shí)，打撈器未脫開，拉力負(fù)荷大于目標(biāo)值。

（三）測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及效果：

2017年9月27日，魏新164井在測(cè)試調(diào)配中出現(xiàn)堵塞器壓蓋脫扣工藝問(wèn)題，我們QC小組把組裝好的分瓣撈矛打撈器，在魏新164井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

通過(guò)拉力試驗(yàn)，拉力負(fù)荷達(dá)到10千牛，打撈器與落物魚頂未脫開，大于對(duì)策目標(biāo)值，同時(shí)應(yīng)用打撈器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，成功將井下偏孔脫扣落物打撈出來(lái)，對(duì)策目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了。

三、分瓣撈矛打撈器應(yīng)用效果

2017年3月-12月期間，先后出現(xiàn)3井次的堵塞器壓蓋脫扣，2井次壓送裝置脫扣工藝問(wèn)題，應(yīng)用分瓣撈矛打撈器先后打撈成功4井次，打撈成功率為100%，降低了報(bào)作業(yè)檢管打撈井次，減少分注井維護(hù)作業(yè)費(fèi)用支出實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)。

（一） 經(jīng)濟(jì)效益

1.投入：

（1）打撈器加工成本：加工2個(gè)分瓣撈矛打撈器，每個(gè)單價(jià)1080元，總計(jì)：2160元。

A1=1080×2=2160（元）

（2）單井打撈費(fèi)用：?jiǎn)尉驌瀑M(fèi)用1300元總計(jì)：6500元。

A2=1300×5=6500（元）

2.產(chǎn)出：

1.減少作業(yè)維護(hù)費(fèi)用支出：成功打撈出井下落物總計(jì)4井次，減少分注井作業(yè)維護(hù)費(fèi)用支出4井次，單井作業(yè)維護(hù)性費(fèi)用6萬(wàn)元計(jì)算，總計(jì)24萬(wàn)元。

B1=60000×4=240000（元）

2.增注：打撈失敗后，需要上作業(yè)，作業(yè)安排周期平均需要10天（最長(zhǎng)達(dá)到60天），作業(yè)期間需要2天才能完井，測(cè)試需要4天，平均每天影響注水按照60立方米/天計(jì)算，增加注水3840立方米。經(jīng)濟(jì)效益按照37元/立方米計(jì)算，經(jīng)濟(jì)效益為142080元。

B2=增注×單價(jià)=3840×37=142080元

3.綜合經(jīng)濟(jì)效益=（B1+B2）-（A1+A2）

=（240000+142080）-（2160+6500）=373420（元）

（二）社會(huì)效益：

1.分瓣撈矛打撈器的研制成功，解決了測(cè)試調(diào)配中堵塞器壓蓋、壓送裝置脫扣后，無(wú)法用鋼絲試井車打撈的瓶頸問(wèn)題，降低了分注井檢管作業(yè)頻次，減少了分注井維護(hù)性作業(yè)費(fèi)用的支出，提高了注水時(shí)效。

2.豐富了測(cè)試工藝測(cè)試打撈工具種類，提升了測(cè)試人員在偏心分注井測(cè)試調(diào)配上的技術(shù)實(shí)力。