常用井下工具原理与用途
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井下工具引言井下工具是指在油田、矿山和其他类似环境中使用的工具。
由于井下环境的特殊性,这些工具需要具备一定的特点和功能,以适应恶劣的工作条件。
本文将介绍一些常见的井下工具及其特点。
1. 钻井工具钻井工具是井下工具中的重要一类,用于进行油井或矿井的钻探作业。
钻井工具通常由钻头、钻杆、钻柱、钻井液等组成,其主要功能是将钻头钻入地层并提取岩屑。
1.1 钻头钻头是钻井工具的核心部分,通常由金属材料制成。
钻头的主要作用是在钻井过程中切削地层,使井眼逐渐加大,并将岩屑带到地面。
钻头种类繁多,常见的有PDC钻头、钻石钻头等。
1.2 钻杆和钻柱钻杆是组成钻柱的一根根金属管材,连接起钻头和钻井机。
钻杆需要具备足够的强度和刚性,以承受钻井过程中的巨大压力和扭矩。
钻柱是由多根钻杆组成的整体,承载钻头的重量,并传递钻进功率。
钻柱的长度通常达到几千米,需要具备足够的承载能力和耐久性。
1.3 钻井液钻井液是一种特殊的液体,用于冷却钻头、稳定井壁、输送岩屑和提供驱动力。
钻井液还可以在一定程度上控制井口的压力和稳定钻孔。
常用的钻井液有泥浆、泡沫和气泡。
2. 井下测量工具井下测量工具是用于获取井眼轨迹、地层信息等数据的工具。
这些数据对于井下作业的规划和控制至关重要。
2.1 测井仪测井仪是一种用于测量地层性质和井眼参数的设备。
其通过发送电磁波或声波到地层,并通过接收反射信号来获取相关数据。
测井仪可以提供有关地层组成、地层厚度、孔隙度、渗透率等信息,为油田或矿山的开发提供重要依据。
2.2 井下钻进参数记录仪钻进参数记录仪用于记录钻井过程中的关键参数,包括钻进速度、扭矩、钻压、钻头位置等。
这些数据对于评估钻井效果、分析工艺问题和改进作业程序非常重要。
2.3 定向测井工具定向测井工具用于测量井眼的方位和倾角。
其通过运用磁场或重力等原理实现对井眼方位和倾角的测量。
在油井或矿井的定向钻进和定向水平井开发中,定向测井工具发挥着重要作用。
3. 井下安全工具井下安全工具在保障人员和设备安全上起到了重要的角色。
工具一名称:接箍捞矛JKLM90用途:是专门用来捞取鱼顶为接箍的工具。
结构:由上接头、锁紧螺母、导向螺钉、芯轴、卡瓦、冲砂管等组成。
工作原理:实质是一种内外螺纹的对扣打捞。
卡瓦依其弹性变形进入接箍母螺纹,靠芯轴和卡瓦内外锥面贴合后的径向胀力,保持对扣的连接性,抓住落鱼。
技术规范:外型尺寸#95*380 接头螺纹21/2平式油管母螺纹落鱼规格21/2油管接箍许用拉力550KN 井眼51/2套管。
操作方法:1.根据鱼顶的接箍选用捞矛及卡瓦。
2.将工具拧紧在打捞管柱最下端,下入井中。
下至鱼顶1-2m处,开泵循环,冲洗鱼顶正常后停泵入鱼。
3.当悬重回降停止下放,慢慢上提,若悬重增加说明打捞成功。
4.起钻。
注意事项:1.被捞接箍必须完好的。
2.出井后反转卡瓦即可退出工具。
工具二名称:可退式打捞矛LM-T73用途:从鱼腔内孔进行打捞的工具,它既可抓捞自由状态下的管柱,也可抓捞遇卡管柱。
结构:由芯轴、圆卡瓦、释放环和引鞋组成。
工作原理: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。
上提,芯轴、卡瓦上的锯齿形螺纹互相吻合,卡瓦产生径向力,使其咬住落鱼实现打捞。
退出时,只要给芯轴下击力,使圆卡瓦与芯轴内外锯齿螺纹脱开,正转2-3圈至圆卡瓦与释放环接触,上提钻具即可退出落鱼。
技术规范:外型尺寸#95*651 接头27/8TBG(REG)打捞范围54.6-62mm 许用拉力535KN 卡瓦窜动量7.7。
操作方法:1.根据落鱼内径,选用适应的可退式打捞矛。
2.检查工具,卡瓦窜动量符合要求,转动卡瓦使其靠近释放环,处于自由状态。
3.下钻下至鱼顶2m左右,开泵循环并缓慢下放钻具探鱼顶,记录悬重。
捞矛进入鱼腔后,悬重下降,反转钻具1-2圈,试提悬重增加,捞获。
若悬重不增加,重复上述操作直至捞获。
4.当上提拉力大于或接近钻具安全负荷时下击芯轴,并正转2-3圈后上提即可退出。
注意事项:1.工具平稳入鱼,不能超负荷使用。
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】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。
5、技术规范型号外形尺寸mm 接头螺纹抗拉极限KN 打捞直径mm GZ105-1 φ105×535 NC31(210)932 54~77 GZ105-2 φ105×475 NC31(210)932 72~906、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,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。
4、技术规范型号接头螺纹外形尺寸打捞范围MZ/NC31-1 NC31(210)φ114×350 φ73油管、钻杆MZ/NC31-2 NC31(210)φ114×390 φ73油管、钻杆加厚部位MZ/NC31-3 NC31(210)φ115×440 φ73加厚油管、钻杆接箍5、工作原理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。
30种!详解井下作业工具1、滑块卡瓦打捞矛工具名称:滑块卡瓦打捞矛工具型号:HLM-D(S)73工具用途:内捞工具,专门打捞具有内孔的落物,也可进行倒扣作业或配合其他工具使用。
工具结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块及螺钉。
工具原理:进入鱼腔后,卡瓦依靠自重下滑,斜面向上运动产生径向分力,迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞。
操作方法:1、地面检查、丈量,滑道上涂抹机油,卡瓦运动灵活。
2、下至鱼顶,记好悬重及方入,开泵洗井。
3、下放引入鱼腔,观察碰鱼方入和入鱼方入及悬重变化,上提悬重增加,捞获。
4、倒扣作业时,提至设计负荷,再增加10-20KN。
注意事项:对落鱼重量较大或鱼顶为油管外螺纹或遇卡严重时采用引鞋。
2、一把抓工具名称:一把抓工具型号:51/2套管一把抓工具用途:专门用于打捞井底不规则的小件落物,如钢球、凡尔座、螺栓、螺母、刮蜡片、钳牙、扳手、胶皮等。
工具结构:上接头、筒身、抓齿。
工作原理:依靠抓齿弯曲变形原理捞获落物。
操作方法:1、下至井底以上1-2m开泵洗井,冲洗干净落鱼上部沉砂。
2、下放钻具,指重表略有显示时,相对井底方入找出最大方入,加压20-30KN,转3-4圈,指重表恢复后,再加压10KN左右,转5-7圈。
3、上提钻具下放加压20-30KN,将变形抓齿顿死,即可起钻。
注意事项:1、齿形根据落物种类选择或设计。
2、提钻轻起轻放,不允许敲打钻柱。
3、接箍捞矛工具名称:接箍捞矛工具型号:JKLM73工具用途:专门捞取鱼顶为接箍的工具。
工具结构:上接头、锁紧螺母、导向螺钉、芯轴、卡瓦、冲砂管。
工具原理:是一种内外螺纹的对扣捞矛。
操作方法:1、根据鱼顶接箍规格选择捞矛及卡瓦。
2、下至鱼顶以上1-2m开泵循环,冲洗正常后停泵入鱼。
悬重下降停止下放,上提,悬重增加捞获。
3、起钻。
注意事项:被捞接箍必须完好。
反转卡瓦即可退出工具。
4、可退式打捞矛工具名称:可退式打捞矛工具型号:LM-T73工具用途:是从鱼腔内孔进行打捞的工具。
30种井下作业工具4、可退式打捞矛工具名称:可退式打捞矛工具型号:HLM-D(S)73工具用途:专门用于捞取内孔较小的落鱼。
工具结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、弹簧。
工作原理:进入鱼腔后,卡瓦依靠自重下滑,斜面向上运动产生径向分力,迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞,同时弹簧起到缓冲作用,防止工具卡住。
5、蓝式可退式打捞筒工具名称:蓝式可退式打捞筒工具型号:HLM-D(S)73工具用途:专门用于捞取内径较小的落鱼。
工具结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、弹簧、蓝式矛头。
工作原理:进入鱼腔后,卡瓦依靠自重下滑,斜面向上运动产生径向分力,迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞,同时弹簧起到缓冲作用,防止工具卡住。
蓝式矛头可以适应不同的内径,提高了工具的适用范围。
6、螺旋可退式打捞筒工具名称:螺旋可退式打捞筒工具型号:HLM-D(S)73工具用途:专门用于捞取内径较小的落鱼。
工具结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、弹簧、螺旋矛头。
工作原理:进入鱼腔后,卡瓦依靠自重下滑,斜面向上运动产生径向分力,迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞,同时弹簧起到缓冲作用,防止工具卡住。
螺旋矛头可以适应不同的内径和落鱼形状,提高了工具的适用范围。
7、公锥工具名称:公锥工具型号:HLM-D(S)73工具用途:专门用于打捞内孔较大的落鱼。
工具结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、公锥头。
工作原理:进入鱼腔后,卡瓦依靠自重下滑,斜面向上运动产生径向分力,迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞。
公锥头可以适应不同的内径,提高了工具的适用范围。
8、母锥工具名称:母锥工具型号:HLM-D(S)73工具用途:专门用于打捞内孔较大的落鱼。
工具结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、母锥头。
工作原理:进入鱼腔后,卡瓦依靠自重下滑,斜面向上运动产生径向分力,迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞。
母锥头可以适应不同的内径,提高了工具的适用范围。
9、螺旋式外钩工具名称:螺旋式外钩工具型号:HLM-D(S)73工具用途:专门用于捞取外径较大的落鱼。
井下工具原理和使用目录一、管、杆、环 (2)二、抽油泵 (12)三、不压井工具 (16)四、油管锚 (23)五、封隔器 (26)一、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。