井下工具工作原理及配套应用
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各位学员早上好,今天我受公司顾经理的委托,在我们钻井石油工具基地三楼召开井下工具及弃井作业的研讨会。
由于我本人对技术方面也谈不上是专家,所以今天我们主要是以与每个学员一起来探讨,沟通,互相学习。
如果在某方面讲的不好或有不对的地方,还请大家理解,提出指教。
下面我们大家一起来讨论一下井下工具。
A震击器震击器主要是与挠性接头,钻铤,加重钻杆等连接下井。
一旦钻具被卡,首先是下放钻具,然后上提钻具,通过几次或几十次的上提下放震击,使被卡钻具得到自由,也就是说解卡。
震击器的工作原理:通过拉伸后释放的能量,给予被卡钻具的冲击。
震击器的组成:(外部)由顶部接头,上部套筒,中间套筒,下部套筒,花键轴及花键套筒。
(内部)由芯轴,延长芯轴,上下弹簧管,扶正瓦,运行套,间隔衬套,磨擦衬套,上下调节套,活塞,被帽,防松螺母,防落弹簧挡圈,等组成。
检修过程:1)放油,解体,拆卸,检查,更换密封圈,清洗,探伤等。
2)组装:按标准要求对震击器进行组装,上扣,调试,试压,上堵,刷漆,出检修报告。
B打捞杯通常是连接在钻头上,它的主要功能是,打捞钻头齿及一些碎片。
具体在井下操作是将钻具放到井底,开泵,停泵等待2至3分钟,缓慢上提钻具5至10米,再下放钻具到井底,开泵2至3分钟,停泵,缓慢上提钻具,反复几次即可。
C反循环磁铁打捞篮反循环打捞篮在中软地层中可进行打捞取芯0.3~0.5M。
使井底牙轮或碎片随岩芯一起捞上来。
但打捞取芯进尺以不超过反循环打捞篮内的篮爪至钢球阀座底部之间距离为宜。
(先正循环,投球后改为反循环)。
工作原理:反循环打捞篮和组合式强磁打捞篮的钻井液循环路线相同,下钻到底正循环冲洗井底以后投入一钢球,待球落座后,钻井液则由双层筒体之间的下水眼射到井底,然后从井底通过铣鞋或一把抓进入捞筒的内部,最后由上水眼返环形空间,在钻井液反循环作用的冲击和携带下,被铣鞋拨松的井底碎物随钻井液一起进入篮筐,或被磁芯吸住捞获。
D磨鞋磨鞋分为a平底鞋b凹底鞋c锥体型d导向邻眼磨鞋。
目前压裂常用的井下工具有那些?各有什么作用?目前压裂常用的井下工具主要有:封隔器、导压喷砂器、水力锚、直嘴子及其它辅助工具。
它们的作用是:封隔器:用于分层压裂,将其下入射孔段底部1.5米左右。
对于上部套管需要保护的井,要下入保护上部套管的封隔器,使封隔器上部套管在压裂时不承受高压。
导压喷砂器:是与封隔器配套使用一次完成多层分压的喷砂工具。
作用:控制施工排量、产生压差。
改变压裂液流动方向。
水力锚:用于压裂施工时,固定管柱,防止管柱由于高压断脱在井内造成事故。
固定管柱,防止油管受压后上顶、产生弯曲、变形。
帮助封隔器工作,保护封隔器胶筒不因油管位移产生破裂失封,致使压裂失败。
直嘴子:控制施工排量。
产生压差,利于封隔器工作。
井下处常用压裂井下工具压裂施工井下工具分类•封隔器•控制类工具第一部分:封隔器1、K344型封隔器1)作用:该封隔器适用于中深井的合层、任意一层或分层的压裂与酸化,可以组成一次分压多层的压裂管柱和一次分酸多层的酸化施工管柱。
2)结构主要有上接头、胶筒座、胶筒、中心管、“O”型胶圈、滤网、下接头等。
(如图1所示)图1 K344型封隔器结构图3)工作原理封隔器下入井下设计深度后,从油管内加液压,高压液体经过滤网、下接头的孔眼和中心管的水槽作用在胶筒的内腔。
由于此压力大于油、套管环形空间的压力而形成压力差。
在此压差的作用下,胶筒胀大将油套管环形空间封隔住。
解封时只需泄掉油管内的高压,使油管与油套管环形空间的压力平衡,胶筒靠本身的弹力收回便可解封。
4)K344-115型封隔器主要技术参数(见表1)表1 K344-115主要技术参数表最大外径,mm φ115最小通径,mm φ55长度,mm 926坐封压力,MPa 0.5~1.5工作压力,MPa 35工作温度,℃902、Y344型封隔器1)作用:该封隔器主要用于分层压裂、分层酸化、以及实现某种技术目的进行的地层封隔作业。
2)结构主要有上接头、压帽、梯形盘根、中心管、衬套、胶筒、隔环、下胶筒座、上活塞、上缸套、中间接头A、短中心管、下活塞、下缸套、中间接头B、“O”型胶圈、和下接头等组成。
井下矿用铲车工作原理
井下矿用铲车是一种用于井下矿山开采的特殊设备,它的工作原理如下:
1. 基本结构:井下矿用铲车由车身、工作装置、动力系统、操纵系统和液压系统等组成。
车身由底盘、前桥、后桥和支撑装置组成。
2. 动力系统:井下矿用铲车通常使用内燃机或电动机作为动力源。
内燃机驱动系统通过传动装置将动力传递到车轮,从而驱动铲车移动和工作。
电动机则通过电能来驱动车轮。
3. 液压系统:井下矿用铲车的液压系统主要由液压泵、液压缸、液压阀和油管组成。
液压泵将机械能转化为液压能,通过液压缸将液压能转化为机械能,实现铲斗的提升、倾斜和卸货等操作。
4. 工作装置:井下矿用铲车的工作装置主要包括铲斗和铲斗升降机构。
铲斗用于装载、运输和卸载矿石等物料,而铲斗升降机构用于控制铲斗的升降和倾斜。
5. 操纵系统:井下矿用铲车配备了操纵系统,操作人员可以通过操纵杆、按钮或者触摸屏等设备来控制铲车的运动和工作。
操纵系统通过传感器将人员操作的指令转化为控制信号,实现对动力系统和液压系统的控制。
总结起来,井下矿用铲车通过动力系统驱动车轮移动,借助液
压系统实现铲斗的提升、倾斜和卸货等操作,由操纵系统控制铲车运动和工作。
这些部件的协同作用使得井下矿用铲车能够高效、灵活地进行矿山开采作业。
一、公锥1、名称:公锥2、用途:公锥是一种专门从油管、钻杆等有孔落物的内孔进行造扣打捞的工具。
3、结构:它是长锥形整体结构,分接头和打捞丝扣两部分。
4、工作原理当公锥进入打捞落物内孔后,加适当钻压,并转动钻具,迫使打捞螺纹挤压吃入落鱼内壁进行造扣,当其能承受一定拉力和扭矩时,可上提或倒扣起出全部或部分落物。
当工具下至鱼顶以上1-2m时开泵冲洗,并逐步下放工具至鱼顶,观察泵压及悬重,泵压突然上升,悬重下降时,正明公锥进入鱼腔,可进行造扣打捞。
7、注意事项操作时不准猛顿鱼顶,防止将鱼顶或打捞丝扣顿坏。
切忌在落鱼外壁与套管内壁之间的环空造扣,以免造成严重后果。
工具下井前上部应接安全接头。
二、母锥1、名称:母锥2、用途:它是一种专门从油管、钻杆等柱状落物外壁进行造扣打捞的工具。
3、结构:它是长锥形整体结构,由接头与本体两部分构成。
它是靠打捞螺纹在钻压与扭矩作用下,吃入落物外壁进行造扣打捞。
6、操作方法当工具下至鱼顶以上1-2m时开泵冲洗,并逐步下放工具至鱼顶,观察泵压及悬重,泵压突然上升,悬重下降时,证明鱼顶进入母锥,可进行造扣打捞。
7、注意事项操作时不准猛顿鱼顶,防止将鱼顶或打捞丝扣顿坏。
打捞外径较小落鱼时应加引鞋。
工具下井前上部应接安全接头。
三、滑块卡瓦捞矛1、名称:滑块卡瓦捞矛2、结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉3、用途:是一种内捞工具,专门从落物内孔打捞,也可进行倒扣作业当工具进入落鱼后,卡瓦依靠自重向下滑动,与矛杆发生相对位移,与矛杆中心线距离增大,直至与落鱼内壁接触,上提管柱,斜面向上运动产生的径向力,迫使卡瓦吃入落物,实现打捞;6、操作方法1)地面检查矛杆尺寸是否合适,卡瓦上下滑动是否灵活;2)下至鱼顶以上1-2米,开泵冲洗,并记录悬重、泵压及方入;3)继续下放管柱,悬重有下降显示,观察捧鱼方入与入鱼方入变化;4)上提管柱,悬重增加,证明捞获;5)倒扣时,上提至设计倒扣负荷再增加10-20KN,进行倒扣作业;7、注意事项落物重量较大、严重遇卡或鱼顶为外螺纹时,为防止不损坏鱼顶,在工具外面加尺寸合适的引鞋;工具下井前上部应接安全接头。
一、公锥1、名称:公锥2、用途:公锥是一种专门从油管、钻杆等有孔落物的内孔进行造扣打捞的工具。
3、结构:它是长锥形整体结构,分接头和打捞丝扣两部分。
4、工作原理当公锥进入打捞落物内孔后,加适当钻压,并转动钻具,迫使打捞螺纹挤压吃入落鱼内壁进行造扣,当其能承受一定拉力和扭矩时,可上提或倒扣起出全部或部分落物。
当工具下至鱼顶以上1-2m时开泵冲洗,并逐步下放工具至鱼顶,观察泵压及悬重,泵压突然上升,悬重下降时,正明公锥进入鱼腔,可进行造扣打捞。
7、注意事项操作时不准猛顿鱼顶,防止将鱼顶或打捞丝扣顿坏。
切忌在落鱼外壁与套管内壁之间的环空造扣,以免造成严重后果。
工具下井前上部应接安全接头。
二、母锥1、名称:母锥2、用途:它是一种专门从油管、钻杆等柱状落物外壁进行造扣打捞的工具。
3、结构:它是长锥形整体结构,由接头与本体两部分构成。
它是靠打捞螺纹在钻压与扭矩作用下,吃入落物外壁进行造扣打捞。
6、操作方法当工具下至鱼顶以上1-2m时开泵冲洗,并逐步下放工具至鱼顶,观察泵压及悬重,泵压突然上升,悬重下降时,证明鱼顶进入母锥,可进行造扣打捞。
7、注意事项操作时不准猛顿鱼顶,防止将鱼顶或打捞丝扣顿坏。
打捞外径较小落鱼时应加引鞋。
工具下井前上部应接安全接头。
三、滑块卡瓦捞矛1、名称:滑块卡瓦捞矛2、结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉3、用途:是一种内捞工具,专门从落物内孔打捞,也可进行倒扣作业当工具进入落鱼后,卡瓦依靠自重向下滑动,与矛杆发生相对位移,与矛杆中心线距离增大,直至与落鱼内壁接触,上提管柱,斜面向上运动产生的径向力,迫使卡瓦吃入落物,实现打捞;6、操作方法1)地面检查矛杆尺寸是否合适,卡瓦上下滑动是否灵活;2)下至鱼顶以上1-2米,开泵冲洗,并记录悬重、泵压及方入;3)继续下放管柱,悬重有下降显示,观察捧鱼方入与入鱼方入变化;4)上提管柱,悬重增加,证明捞获;5)倒扣时,上提至设计倒扣负荷再增加10-20KN,进行倒扣作业;7、注意事项落物重量较大、严重遇卡或鱼顶为外螺纹时,为防止不损坏鱼顶,在工具外面加尺寸合适的引鞋;工具下井前上部应接安全接头。
公锥工作原理:当公锥进入打捞落物内孔后,加适当的钻压,并转动钻具,迫使打捞丝扣挤压吃入落鱼内壁进行造扣。
当所造之扣能承受一定的拉力和扭矩时,可以采用上提或倒扣的办法将落物全部或部分捞出。
母锥工作原理:母锥工作原理与公锥相同,均依靠打捞丝扣在钻具压力与扭矩作用下,吃入落物外壁造扣,将落物捞出。
就造扣机理而言,属挤压吃入,不产生切屑。
滑块卡瓦打捞矛工作原理:当矛杆与卡瓦进入鱼腔之后,卡瓦依靠自重向下滑动,卡瓦与斜面产生相对位移,卡瓦齿面与矛杆中心线距离增加,使其打捞尺寸逐渐加大,直至与鱼腔内壁接触为止。
上提矛杆时,斜面向上运动所产生的径向分力,迫使卡瓦咬入落物内壁,抓住了落物。
接箍捞矛工作原理:接箍捞矛实质上是一种内外螺纹的对扣打捞。
为了能使接箍捞矛进入接箍,卡瓦沿纵向开了若干个槽,每个槽间便是一个卡瓦片,依其弹性变形进入接箍母扣中。
又靠芯轴和卡瓦内外锥面贴合后的径向胀力,保持对扣后的连接性能,从而抓住落鱼。
可退式打捞矛工作原理:1、打捞自由状态下圆卡瓦外径略大于落物内径。
当工具进入鱼腔时,圆卡瓦被压缩,产生一定的外胀力,使卡瓦贴紧落物内壁。
随芯轴上行和提拉力的逐渐增加,芯轴、卡瓦上的锯齿形螺纹相互吻合,卡瓦产生径向力,使其咬住落鱼实现打捞。
2、退出一旦落鱼卡死,无法捞出需退出捞矛时,只要给芯轴一定的下击力,就能使圆卡瓦与芯轴的内外锯齿形螺纹脱开,再正转钻具2~3圈,圆卡瓦与芯轴产生相对位移,促使圆卡瓦沿芯轴锯齿形螺纹向下运动,直至圆卡瓦与释放环上端面接触为止,上提钻具,即可退出落鱼。
卡瓦打捞筒工作原理:当工具的引鞋引入落鱼之后,下放钻具,落鱼将卡瓦上推,压缩弹簧,使卡瓦脱开筒体锥孔上行并逐渐分开,落鱼进入卡瓦,此时卡瓦在弹簧力作用下被压下,将鱼顶抱住,并给鱼顶以初夹紧力。
上提钻具,在初夹紧力作用下,筒体上行,卡瓦、筒体内外锥面贴合,产生径向夹紧力,将落鱼卡住,提钻即可捞出。
对于不同直径的落鱼,只要在筒体许可的情况下更换不同的卡瓦,即可打捞不同尺寸的落鱼。
一、公锥1名称型号:GZ105-1公锥2、用途:专门从油管、钻杆、套铣筒、封隔器等有孔落物的内孔进行造扣打捞的工具。
主要用于有接箍的油管或厚壁管类落物。
3、结构:公锥是长锥形整体结构,分接头和打捞丝扣两部分。
接头上部有与钻杆相连接的螺纹,有正反扣标志槽,便于归类与识别。
4、原理:当公锥进入打捞内孔之后,加适当钻压并转动钻具,迫使打捞丝扣挤压吃入落物内壁进行造扣。
当所造之扣能承受一定的拉力和扭距时,可采取上提或倒扣的办法将落物全部或部分捞出。
5、技术规范:(1)规格型号:GZ105-1 (2)外形尺寸:Ø105mmx535mm (3)接头螺纹:NC31(210)(4)使用规范及性能参数:㈠打捞螺纹表面硬度HRC60-65. ㈡抗拉极限:大于等于932Mpa. ㈢冲击韧性:大于等于58.8S/cm3. ㈣打捞直径:54-77mm。
6、操作方法:当工具下至鱼顶上部1-2m时,开泵循环,并逐渐下放工具至鱼顶,观察泵压变化。
如泵压突然上升,指重表悬重下降,说明公锥进入鱼腔,可以进行造扣打捞。
如果悬重逐步下降而泵压并无变化,说明公锥插入鱼腔外壁的套管环形空间,应上提钻柱,然后转动管柱,重对鱼腔,直至悬重与泵压均有明显变化(公锥入腔),才能加压造扣进行打捞。
打捞鱼腔畅通,泵压无明显变化的落鱼时,应增加扶正找中接头或采用引鞋结构,以防止造扣位置错误,酿成事故。
7、注意事项:打捞操作时,不允许猛顿鱼顶,以防将鱼顶或打捞螺纹顿坏。
尤其应注意分析判断造扣螺纹位置,切忌在落鱼外壁与套管内壁的环行空间造扣,以避免造成严重后果。
二、母锥1、名称型号:MZ/NC31-1母锥2、用途:母锥是一种专门从油管、钻杆等管状落物外壁进行造扣打捞的工具。
可用于无内孔或内孔堵死的圆柱形落物进行打捞。
3、结构:母锥是长筒形整体结构,由上接头与本体两部分构成。
上接头有正反扣标志槽(一道槽为正扣。
两道槽为反扣),本体内锥面上有打捞螺纹。
(一)修井公锥公锥是一种专门从有孔落物的内孔进行造扣打捞的修井常用打捞工具,以GZ-NC31修井公锥为例来说明。
1、名称:GZ-NC31修井公锥2、结构:为长锥形整体结构,分接头和打捞螺纹两部分。
3、技术规范:外形尺寸:Ф105mm×800mm ,接头螺纹:NC31 ,打捞孔径:48mm~65mm ,打捞螺纹表面硬度:HRC60~65 ,抗拉强度≥932MPa 。
4、工作原理:公锥进入打捞鱼腔之后,加适当钻压旋转钻具吃入落物内壁进行造扣。
当其能承受一定的拉力和扭距时,可采取上提或倒扣的办法将落物全部或部分捞出。
5、操作方法:当工具下至鱼顶上部1m~2m时,开泵冲冼,并逐步下放工具至鱼顶,观察泵压变化。
如泵压突然上升,指重表悬重下降,说明公锥进入鱼腔,可以造扣打捞。
如悬重逐步下降而泵压并无变化,说明公锥插入鱼腔外壁的套管环形空间,应上提钻柱,然后转动钻柱,重对鱼腔,直至悬重与泵压均有明显变化(公锥入腔),才能加压造扣,并进行打捞。
6、适用范围及用途:主要用于打捞落物内腔在48mm~65mm的有接箍的油管或厚壁管类落物。
7、注意事项:1)打捞时,不允许猛蹾鱼顶,以防将鱼顶或打捞螺纹蹾坏。
2)切忌在落鱼外壁与套管内壁的环形空间造扣,以避免造成严重后果。
3)工具下井前上部应接安全接头。
(二)母锥母锥是一种修井常用打捞工具,专门用于从管柱落物外壁进行造扣打捞,以MZ-NC31母锥为例来说明。
1、名称:MZ-NC31母锥2、结构:母锥是长筒形整体结构,由上接头与本体两部分构成。
3、技术规范:外形尺寸:Ф115mm×600mm ,接头螺纹:NC31 ,打捞管柱外径:φ89mm ,打捞螺纹表面硬度:HRC60~65 ,抗拉强度≥932MPa 。
4、工作原理:母锥依靠打捞丝扣在钻压与扭距作用下,挤压吃入落物外壁造扣,将落物捞出。
5、操作方法:当工具下至鱼顶上部1m~2m时,开泵循环,下放观察泵压、悬重变化迫使鱼顶进入母锥内部进行造扣打捞。
一、名词解释1、压井:是将具有一定性能和数量的液体泵入井内,依靠泵入液体的液柱压力相对平衡地层压力,使地层中的流体在一定时间内不能流入井筒,以便完成某项作业施工。
2、冲砂:是向井内高速注入液体,靠水力作用将井底沉砂冲散,利用液流循环上返的携带能力,将冲散的砂子带到地面的施工。
3、洗井:是在地面向井筒内打入具有一定性质的洗井工作液,把井壁和油管上的结蜡、死油、铁锈、杂质等脏物混合到洗井工作液中带到地面的施工。
4、试油:是指利用一套专用的设备和工具,对井下油、气进行直接测试,以取得有关目的层的油气产能、压力、温度和油、气、水样物性资料的工艺过程。
5、封隔器:即是为了满足油水井某种工艺技术目的或油层技术措施的需要,由钢体、胶皮封隔件部分与控制部分构成的井下分层封隔的专用工具。
6、卡钻:是估具失去了活动的自由,既不能转动又不能上下活功7、泥包:就是软泥、泥饼、钻屑粘附在钻头或扶正器周围,或填塞在牙轮或刀片间隙之间,或银嵌在牙齿间隙之间8、井下作业:油田勘探开发过程中,保证油水井正常生产的技术手段。
9、干钻:就是钻头部位失去钻井液循环,钻头对岩石作功所产生的热量散发不出去,使钢铁软化甚至熔化变形,这就造成了干钻卡钻。
10、冲砂:是向井内高速注入液体,靠水力作用将井底沉砂冲散,利用液流循环上返的携带能力,将冲散的砂子带到地面的施工。
11、套管通井:用规定外径和长度的柱状规,下井直接检查套管内径和深度的作业施工二、简答题1、简述井下作业的主要内容1)油水井维修2)油水井大修3)油层改造和试油2、简述液压上击器的工作原理工作原理:上提心轴,活塞随心轴向上运动,液压油被挤压,液压升高,上提力增加;当心轴上升到一定位置,活塞脱离活塞环,液压油流入活塞环腔室中,液压降低,上提力不变使得活塞拥有一个向上的加速度,加速上升使得震击墊与缸体上部发生震击,实现液压上击。
3、简述闭式下击器的工作原理上提钻具时.震击垫上行至限位位置.即为拉开行程。
井下工具原理和使用目录管、杆、环抽油泵不压井工具油管锚封隔器管、杆、环油管1、油管性能及技术参数API油管性能规范:用于油井的修复油管的技术参数备注:参数符合GB/T9253.2-1999及SY/T6194-1996标准用于水井的修复油管的技术参数备注:以上参数符合GB/T4342-91,Q/DQ1098-19972、油管断脱情况分析及治理措施管断集中在40根油管以上,即井身的上部,而且第一根油管断比例较大。
管断集中在前3根,第4-15根损坏井数次之。
φ56、φ70泵管断比例高。
断口的形式主要是丝扣和管体上下接头断裂,主要集中在油管公扣螺纹根部的2-3扣内,是整根油管管体强度最低的应力集中点。
断裂失效以下方面原因:金属疲劳,通过对部分油管断口进行的金相分析,结果表明油管的断裂主要是金属疲劳所致,大量油管服役期过长造成油管老化,而老化油管的剩余寿命是现有技术设备无法检测的。
丝扣强度较低部位产生应力集中点,易造成丝扣断裂。
漏失失效有以下方面原因:(1)丝扣磨擦副间的配合间隙大;(2)丝扣磨擦副间硬度差值不合理,易造成粘扣;(3)频繁施工丝扣磨损过大,特别是油管连接时丝扣同心度偏差过损伤并大加剧丝扣磨损造成漏失;治理油管断的技术措施1、油管锚定、丝扣涂专用密封脂、油管整体打压防断脱漏措施;2、对原井是偏Ⅲ采油树井采用更换偏Ⅲ外加厚油管挂+N80级φ62mm外加厚油管9.6米,措施井适用范围的规定外加厚油管的技术参数抽油杆1、抽油杆的结构与用途抽油杆是有杆抽油设备的重要部件。
抽油杆通过接箍连接成抽油杆柱,上经光杆连接抽油机,下接抽油泵柱塞,其作用是将地面抽油机驴头悬点的往复运动传递给井下抽油泵。
普通抽油杆如图所示,其杆头结构如图1-2所示。
其杆体是实心圆形断面的钢杆,两端为镦粗的杆头。
杆头由外螺纹接头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方径、凸缘和圆弧过渡区组成。
外螺纹接头用来与接箍相连接,扳手方径用来装卸抽油杆接头是卡抽油杆钳用。