可退式分瓣撈矛退出方法探討

馬文靜，伍浩文，劉水淼，張志剛

中國石油冀東油田分公司井下作業公司（河北唐山 063299）

井下作業過程中不可避免地需要進行打撈作業，處理井內落魚，如折斷或脫落的管桿、留井封隔器、砂埋管柱等。可退式分瓣撈矛作為一種常用的打撈工具，打撈成功率高，在不能順利起出落物時可操作退出，確保施工質量安全。但是在施工過程中常因種種因素造成工具不能正常退出，導致問題復雜化。因此，科學地分析造成退出失敗的原因，制定針對性的控制措施，對提升井下作業技術水平有著十分重要的意義。

1 工具結構和工作原理

可退式分瓣撈矛是從落魚內孔實現打撈的一種工具，主要用于打撈油管、封隔器等，冀東油田常用的可退式分瓣撈矛是由上接頭、轉套、銷釘、卡瓦、矛桿等部件組成（圖1）。轉套上設計有“L”形槽，矛桿上安裝銷釘，通過轉動管柱控制銷釘在“L”形槽內的位置變換，實現打撈與退出。

圖1 可退式分瓣撈矛結構示意圖

打撈時卡瓦進入魚腔后隨銷釘沿矛桿軸向移動，經矛桿前端錐面后產生徑向張力抓緊打撈落物，此時處于打撈狀態，卡瓦與落物之間的摩擦力隨上提力的增大而增大，從而防止在打撈過程中撈矛脫離[1]；若管柱遇卡需退出撈矛時，可下擊撈矛使銷釘沿矛桿軸向移動至“L”形槽徑向軌道起始端，此時卡瓦沿錐面回收，與落魚內壁脫離，而后略微上提管柱使撈矛處于下壓狀態，轉動管柱，使銷釘換位進入“L”型槽徑向軌道，卡瓦處于釋放狀態，上提打撈管柱，撈矛從魚腔內退出（圖2）。

圖2 打撈和釋放狀態

2 退出失敗原因分析及控制措施

打撈作業過程中，可能出現撈獲后解卡無效情況，為避免施工復雜化，需退出撈矛。由于井下狀況復雜多變，加之設備性能、操作方法等因素影響，可能造成可退式分瓣撈矛不能正常退出。結合現場實際情況，原因可歸納兩類：一是井況影響，主要是魚頂形變和井身結構影響；二是操作方法，主要表現為過程控制不當。

2.1 魚腔形變

當井內落物魚腔發生形變時，在適當的下壓力作用下也存在矛瓦進入魚腔的情況。但當解卡無效需退出打撈工具時，由于受魚腔形變影響，腔體縮徑或矛瓦“卡死”，矛桿與卡瓦無法產生相對位移，就會造成銷釘不能移動至預期軌道，造成退出操作失敗。

導致上述問題的根本原因是打撈前對落魚認識不清，實際應用過程中應通過前期打印、斷點分析、工具拆檢等方法，分析魚頂及魚腔所處狀態，根據情況選用適當長度尺寸、打撈行程的撈矛，或根據實際情況選用其他類型的打撈工具。

2.2 井身結構

打撈過程中當井斜、摩擦因數等有所不同時，會造成沿途存在不同的扭矩損失[2]。冀東油田受地質條件等因素影響，油水井以深斜井居多，井身結構相對復雜，井深、井斜角、方位角相對較大，井況對于地面施加扭矩大小、有效旋轉圈數會產生重大影響，加之地面液壓鉗等設備的性能制約，可退式分瓣撈矛用于大斜度井、水平井時，可能由于摩阻大等原因，造成扭矩無法有效傳遞[3]，使得矛桿與卡瓦相對位移或轉動無法發生，導致撈矛難退出。

可退式分瓣撈矛銷釘是否換位置于“L”型槽的徑向軌道內，一般用管柱“有效旋轉圈數”來判斷，現場可通過經驗公式法估算“有效旋轉圈數”。

式中：NZ為自由狀態轉動圈數；NF為扭矩釋放反向轉動圈數；NX為有效旋轉圈數。

實際操作時探得魚頂位置后，上提管柱1～2 m，在自由狀態下轉動管柱，錄取轉動圈數值，而后扭矩釋放過程中錄取管柱反向轉動圈數值，二者之差即為“有效旋轉圈數”。由于施工過程中每口井的“有效旋轉圈數”均不相同，因此，必須提前準確錄取，才能為正確判斷銷釘狀態提供依據。

2.3 魚腔異物

工具下到位實施打撈作業前，若未能將魚腔內的砂、垢等雜質處理干凈或入井液不清潔將固體顆粒物質帶入魚腔，當下放加壓打撈時，雜質堵塞卡瓦與矛桿或卡瓦與外筒之間的縫隙，可能造成矛桿與卡瓦無法產生相對位移或轉動失效，導致退出操作失敗。

現場打撈作業施工，為確保魚頂無雜質，應從工具入井前、打撈施工前2 個階段予以控制。第1階段，工具入井前要確保入井液清潔，避免顆粒物質及雜質入井，應加裝入井液過濾裝置，防止雜質入井；第2階段，打撈施工前在打撈工具至距井內魚頂1～5 m 時停止下放，開泵正循環沖洗魚頂；待循環正常后，緩慢下放探魚頂，當指重表略有下降顯示時停止下放并記錄放入和管柱懸重。打撈前沖洗排量因井而異，對Φ139.7 mm 套管井一般控制在400～500 L/min[4]；Φ177.8 mm 以上套管井則應不小于600 L/min。

2.4 下擊力

可退式分瓣撈矛退出操作前，需利用管柱本身重量下擊矛桿，以卸去上提時產生的脹緊力[5]。若施工前管柱原懸重、旋轉懸重、下放懸重等重要施工參數錄取不準，退打撈工具時盲目下壓，不合理的下擊力就可能造成扭矩不能有效地傳遞至打撈工具，銷釘不能換位置于“L”型槽的徑向軌道，導致退出操作失敗。

為確保銷釘換位成功，應在打撈作業前準確錄取管柱原懸重、旋轉懸重、下放懸重等參數。一方面在打撈作業時能夠準確計算對落魚所施加的下壓力，即管柱下放懸重與打撈懸重的差值；另一方面在解卡無效退出工具時，也能準確計算退工具過程中的下壓力，即管柱原懸重與退工具時懸重的差值。此外，退出操作時觀察旋轉懸重與打撈前是否一致，亦可判斷銷釘所處受力狀態，有助于操作撈矛成功退出。

2.5 沖洗方式

當撈獲落魚遇卡時，需反復活動管柱。若期間未進行間歇式沖洗或排量不達標，井筒內懸浮的砂、垢、鐵屑等雜質顆粒就可能下沉至魚腔，堵塞卡瓦與矛桿之間的縫隙，造成矛桿與卡瓦無法產生相對位移或轉動失效，導致退出操作失敗。

為避免雜質下沉堵塞，在確認撈獲落魚解卡無效時，應當每隔1 h正循環洗井一周，使井內的懸浮固體顆粒保持懸浮狀態，避免懸浮顆粒下沉造成卡阻，同時避免細小的顆粒進入魚腔中造成卡瓦與矛桿之間的縫隙堵塞，導致下擊時無法產生相對位移或轉動失效。這種“間歇式活動+循環沖洗”操作方式，可有效提高工具退出的成功率。

3 應用實例

冀東油田NP11-X129 井套管規格Φ177.8 mm，最大井斜45.47°，需打撈井內防砂管柱。魚頂為安全接頭，內徑62 mm，打撈深度2 129 m。選用LMT93×73 可退式分瓣撈矛進行打撈，最大抗拉負荷410 kN，退出時撈矛加壓5～10 kN，有效旋轉圈數1/4圈以上。

打撈前管柱原懸重200 kN、正轉管柱10 圈，扭矩釋放反轉8圈，測得有效旋轉圈數為2圈，旋轉懸重160 kN，下放懸重140 kN。工具下至距魚頂2 m，大排量沖洗魚頂至干凈，下放至管柱懸重135 kN，判斷工具已進入魚腔，繼續沖洗確保腔內干凈。撈獲后反復活動解卡無效，需退出撈矛。

第1 步，建立循環正洗井，泵壓8～15 MPa，排量260 L/min，沖洗魚頂干凈。

第2步，上提管柱至原懸重后下擊加壓100 kN，確保銷釘無卡阻。

第3 步，上提管柱至190 kN，此時銷釘略微受力，處于“L”型槽徑向軌道起始端，可實現靈活換位。

第4 步，旋轉管柱，觀察旋轉懸重為160 kN，與打撈前數據基本一致，判斷此時銷釘受力與管柱自由狀態下相似，可實現靈活換位。

第5 步，正轉10 圈，有效圈數為2 圈，緩慢上提管柱，順利退出撈矛。

4 結論及建議

1）影響可退式分瓣撈矛使用的因素可歸納為井況影響和操作方式兩大類，現場需要綜合考慮，通過嚴控施工質量，加上合理的操作方法，才能有效提高工具使用效率，最大限度降低后續處理難度。

2）可退式分瓣撈矛工作狀態轉變是通過銷釘與“L”形槽的相互配合完成，其配合間隙也是最易受損破壞的部位之一，在維護使用過程中要采取有效措施重點保護。

3）施工現場應嚴格控制修井液性能，尤其是固相雜質含量，防止砂、垢、鐵屑等雜質顆粒沉積，造成工具“卡死”或工具與魚腔間發生卡堵。

4）施工過程中應及時準確地錄取有效旋轉圈數、管柱懸重等重要參數，使用過程中靈活優化調整，以確保工具正常工作。