液壓轉盤小修作業礦場適用性分析

齊 夢，謝 敏

(中國石油天然氣股份有限公司 吉林油田分公司，吉林 松原 138000)

我國部分油田逐步進入了中高甚至特高含水期，部分油井開采年限已超過50 a，單井生產年限長，井類隱患逐漸增加，井況日益復雜，待修井數逐年增加。近年來，修井工具的研究日漸成熟，國內外研究改進、 開發創新了多種新型石油修井工具，涌現出許多新結構、 新技術，液壓修井工具就是其中之一[1]。但是，與日益復雜和多樣化的現場需求相比，仍存在一定的問題。例如轉盤驅動，由于機械驅動的傳動鏈長,傳動裝置復雜,整機臺面布置困難[2-4]；修井作業自動化程度低、工人勞動強度大；大修作業費用高，周期長等。小修井作業在倒扣、 磨銑等作業中存在倒扣依靠液壓鉗，磨銑依靠螺桿鉆具等問題[5]。隨著油田井深的逐漸加深，所需井口工具提供的力和力矩增大，對卡瓦工作的穩定性要求提高[6]。本文介紹了一套適合于小修井通井機設備的液壓轉盤，來完成一些大修作業施工，例如倒扣、磨銑等，省去了復雜的機械傳動鏈, 具有傳動緊湊, 節省空間的特點, 更加適應車裝鉆機和修井機的臺面布置[7-9]，在修井作業中實現小修代替大修，提高了修井作業效率，降低作業成本。

1 結構組成

XYZ-C 型手動排擋控制臺液壓轉盤是一種油田修井作業中鉆水泥塞，以及淺井套銑、造扣等井下作業的具有自封性能的新型修井工具。該液壓轉盤主要由轉盤體、液壓馬達、方補芯、控制裝置等組成，如圖1。液壓轉盤采用新型低速大轉矩液壓馬達，可實現3擋位變速；轉盤總成設置剎車或防倒轉棘輪機構等裝置，實現正反轉驅動功能。液壓轉盤設置密封裝置，有效防止井內液體外流，密封良好，膠芯更換方便[10]。

當液壓油進入液壓馬達時，液壓馬達工作，馬達動力經花鍵傳至輸入軸，根據手柄Ⅰ、Ⅱ所處位置不同而有3擋不同的轉速、轉矩。

a 傳動原理

棘輪機構是用來防止轉臺旋轉時倒轉的機構，當釋放棘爪2時，只允許轉臺順時針旋轉;當釋放棘爪1時，只允許轉臺逆時針旋轉；當兩棘爪手柄完全處于中間位置時(通過插銷將兩棘爪手柄的孔與殼體上的對應孔插在一起)，轉臺可以正、反方向旋轉；停車時由剎車機構逐步釋放鉆桿反轉矩至停轉；當兩棘爪都釋放時，轉臺正、反兩方向都不能轉。如圖2所示。

圖2 液壓轉盤正反轉工作示意

2 試驗操作流程

以J油田某礦場試驗為例，在試驗過程中，首先需處理井口泄壓至井口壓力為零，轉盤平穩地放置于在井口四通上方，安裝好井口密封圈，使其坐于四通法蘭盤上，再用螺栓固定好。對于井口法蘭采用螺紋連接的油井，轉盤用螺栓固定好后，再用反力矩桿將其一端連接在轉盤尾部，另一端連接在井架支腿上，連接要安全可靠；或用?15 mm的鋼絲繩將轉盤尾部與兩井架支腿相連接，且要求繃緊，以抵消轉臺的反力矩。

檢查油箱內的油面、高壓軟管、快速接頭、換向閥是否符合要求；檢查連接方補心的螺栓是否安全可靠。啟動液壓泵組，建議轉盤工作時，壓力表調整到20 MPa，液壓油工作溫度以30～60 ℃為宜，否則應采取升溫或降溫措施。

3 礦場試驗

H9-10井堵水作業過程中，壓裂塞后堵水、注水泥。注水泥驗封時發現封隔器失封，關套管閘門注水泥。采用液壓轉盤進行倒扣打撈作業；倒扣起管，采用小轉盤配合倒扣撈矛，倒扣起出油管217根，小轉盤配合公錐造扣起出8根油管，如圖3。J油田累計進行礦場試驗8井次，如表1。

圖3 液壓轉盤礦場作業情況

表1 液壓轉盤礦場試驗統計

1) 在施工作業中，撈上落物后，遇到拔不動的情況，可以控制載荷倒扣，起出部分管柱。液壓轉盤一般倒扣13～15圈，可以倒開管柱。起管用普通液壓鉗即可。

2) 公錐母錐造扣。一般首先下壓5 kN左右，正轉造扣后，再按照倒扣的方法起出部分管柱。

3) 前期試驗時，作為鉆進的旋轉動力，使用后工具管扣會很緊，起管柱卸扣難度大，故沒有使用。

4 結論

1) 液壓轉盤可作為倒扣打撈、撈上落物倒扣、公錐母錐等造扣工具的動力。作業時用螺栓與250型或350型井口裝置連接。

2) 該工具的推廣應用將進一步擴大修井機的作業范圍和能力，為小修作業代替大修提供旋轉動力，使用簡單方便，降低了修井費用。

3) 整套設備具有體積較小、轉矩大、旋轉速度范圍廣及適應性強等優點。設備配備獨立液壓站，可方便與任何修井機配套。作業工作安全、可靠，操作簡單、使用維護方便。