修井工程设备和井下工具(3-1)
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课前复习提问1.完井方式有几种?什么是先期裸眼完井?什么是后期裸眼完井?2.什么是套管射孔完井?第二章井下作业设备及工具在生产过程中,油、水井经常会发生一些故障,如不及时修理和排除,就会导致井的停产或报废。
修井就是为恢复井的正常生产而进行的一系列维修和解除故障的工作。
第一部分:井下作业设备修井作业的设备比较多,按照性能和用途,可分为动力设备、起下设备、旋转设备、循环设备、井口控制装置等。
其详细规范、技术性能等可参阅《采油技术手册》。
§2—1 动力设备修井机是修井和井下作业施工中最基本、最主要的动力来源,按其运行结构分为履带式(通井机)和轮胎式(作业机)两种形式。
原理:就是在拖拉机或汽车上安装一部绞车,利用发动机带动绞车滚筒转动,通过钢丝绳把动力传递给提升系统。
一.履带式修井机(通井机)1.作用:履带式修井机一般统称通井机,是目前各油田修井作业中最常用的一种动力设备,作用:是用于起下油管、钻杆(抽油杆)以及井下打捞、抽汲等施工作业。
2.特点:履带式修井机不配带井架,越野性能好,其越野性能好,适用于低洼地带。
但它的缺点是行走速度慢,不适应快速转移施工的要求。
图8-1 AT—10型通井机图8-2 XT—12型通井机常用的通井机AT-10型、XT-12型通井机的外形如图8-1、8—2所示。
二.轮胎式修井机(俗称联合作业机或叫修井机)1.作用:修井机是修井施工中最基本、最主要的动力来源,完成起下管(杆)柱及井下工具,提捞、抽汲和打捞等任务,是一种轮胎式自带井架的修井设备。
2.特点:配带自背式井架,行走方便,安装简单,适用于快速搬迁施工作业,缺点是低洼、泥泞地带、雨季翻浆季节行走和进入井场相对受限制。
1)XJ250型,XJ350型轮胎式修井机XJ250型,XJ350型轮胎式修井机外形,如图8—3、图8—4所示。
XJ350型修井机井架高度31.7m,二层平台可立放钻杆(油管)立主3000m,转盘扭矩大,转速控制方便,适用于中深井、深井大修作业。
井下设备及工具①吊升动力设备②循环冲洗设备③修井辅助设备④修井工具1通井机:起下油管,钻杆。
井下打捞,抽汲作业,实质是一种履带式自行拖拉机型修井动力设备。
一般无井架。
2修井机:起下管柱及井下工具,完成提捞,抽汲及打捞任务。
实质是一个轮式自带井架的修井设备。
3井架:装置天车,支撑提升设备,以便悬吊井下设备,工具进行各种井下作业。
4循环冲洗设备(1)泥浆泵:在大修及井下作业施工中,用于循环修井工作液,完成冲洗井底,冲洗鱼顶等作业。
(2)洗井车:进行洗井循环,压井,封堵及注水泥等作业(3)水龙头:悬挂井下管柱,连接提升系统,循环系统。
(4)大钩:提升系统重要设备,悬挂水龙头和钻具,起下钻时悬挂吊环,起下钻具,完成起吊重物。
5修井地面设备(1)吊环:起下管柱时连接大钩与吊卡的专用工具(2)吊卡:卡住并起吊油管,钻杆,套管的专用工具。
(3)油管钳:专门用于上卸油管的工具。
6井下作业控制设备液压油管钳是靠液压系统进行控制和传通动力的上卸油管的专用工具。
它的动力由液压马达提供,具有操作平稳,效率高,安全可靠()性强的特点自封封井器由壳体,压盖,压环,密封圈,胶皮芯子和放压丝堵组成。
他依靠井内油管环空的压力和胶皮芯子自身的伸缩力使胶皮芯子扩张,起到()封油套环形空间的作用。
半封封井器由壳体,半封芯子总成,丝杠等组成,其密封元件的两个带()封圆孔的胶皮芯子,它装在半封芯子总成上,转动丝杠,可以带动半封芯子总成运动,完成开关操作,它是靠关闭阀板来密封油套管环形空间的井口密封。
全封封井器由壳体,阀板,丝杠等组成它的外形和工作原理与半封封井器基本相同,不同在于阀板上没有圆孔。
封隔器型号水力锚类工具用于压裂酸化管柱中,起到固定井下管柱位置,阻止轴向移动,以确保改造处理层位的准确性。
试油施工的程序:1 通井,洗井,冲砂。
2 井筒试压井筒试压的目的:一是检测固井质量;二是检查套管密封情况;三是检查升交短节,井口和环形铁板的密封情况。
常用工具技术参数及用途一、可退式打捞矛1、名称型号:LM-T73可退式打捞矛2、用途:是从鱼腔内孔进行打捞的工具;用于油气田修井过程中打捞钻杆、油管、套管及圆柱形空心状落物。
3、结构:由芯轴、圆卡瓦、释放圆环和引鞋等组成。
4、原理: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,使卡瓦贴近落物内壁。
随芯轴上行和提拉力的逐渐增加,芯轴、圆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,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形齿螺纹脱开(此下击力可由钻柱本身重量或使用下击器来实现),再正转钻具2~3圈(深井可多转几圈),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,直至圆卡瓦与释放圆环上端面接触为止(此时卡瓦与芯轴处于完全吻合位置),上提钻具,即可退出落鱼。
5、技术规范:(1)规格型号:LM-T73 (2)外形尺寸:Φ95mmx651mm (3)接头螺纹:27/8REG (4)使用规范及性能参数:①打捞范围:54.6-62mm。
②许用拉力:535KN ④卡瓦窜动量:7.7mm6、操作方法:1)根据落鱼内径的尺寸,选用与之相适应的可退式打捞矛;2)检查工具,使卡瓦的轴向窜动量符合要求,用手转动卡瓦使其靠近释放环,此时工具处于自由状态。
3)接好钻具下钻,下至鱼顶以上1-2m左右,开泵循环慢下放钻具探鱼顶;4)探准鱼顶后,试提打捞管柱并记录悬重;5)正式打捞;当捞矛进入鱼腔,选重有下降显示时,反转钻具1-2圈,芯轴对卡瓦产生径向推动,迫使芯轴上行,使卡瓦卡住落鱼而捞获;6)上提钻具,若指重表悬重增加,证明捞获,即可起钻;若选重不增加,可重复上述操作直至捞获。
7)如上提拉力接近或大于钻具负荷时,可用钻具下击芯轴,并正转钻具2-3圈后再上提钻具,即可将工具退出。
7、注意事项:工具入鱼平稳,不能超负荷使用,用后及时保养、清洗、检查涂油。
常用工具技术参数及用途一、可退式打捞矛1、名称型号:LM-T73可退式打捞矛2、用途:是从鱼腔内孔进行打捞的工具;用于油气田修井过程中打捞钻杆、油管、套管及圆柱形空心状落物。
3、结构:由芯轴、圆卡瓦、释放圆环和引鞋等组成。
4、原理: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,使卡瓦贴近落物内壁。
随芯轴上行和提拉力的逐渐增加,芯轴、圆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,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形齿螺纹脱开(此下击力可由钻柱本身重量或使用下击器来实现),再正转钻具2~3圈(深井可多转几圈),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,直至圆卡瓦与释放圆环上端面接触为止(此时卡瓦与芯轴处于完全吻合位置),上提钻具,即可退出落鱼。
5、技术规范:(1)规格型号:LM-T73 (2)外形尺寸:Φ95mmx651mm (3)接头螺纹:27/8REG (4)使用规范及性能参数:①打捞范围:54.6-62mm。
②许用拉力:535KN ④卡瓦窜动量:7.7mm6、操作方法:1)根据落鱼内径的尺寸,选用与之相适应的可退式打捞矛;2)检查工具,使卡瓦的轴向窜动量符合要求,用手转动卡瓦使其靠近释放环,此时工具处于自由状态。
3)接好钻具下钻,下至鱼顶以上1-2m左右,开泵循环慢下放钻具探鱼顶;4)探准鱼顶后,试提打捞管柱并记录悬重;5)正式打捞;当捞矛进入鱼腔,选重有下降显示时,反转钻具1-2圈,芯轴对卡瓦产生径向推动,迫使芯轴上行,使卡瓦卡住落鱼而捞获;6)上提钻具,若指重表悬重增加,证明捞获,即可起钻;若选重不增加,可重复上述操作直至捞获。
7)如上提拉力接近或大于钻具负荷时,可用钻具下击芯轴,并正转钻具2-3圈后再上提钻具,即可将工具退出。
7、注意事项:工具入鱼平稳,不能超负荷使用,用后及时保养、清洗、检查涂油。
井下作业常用工具(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。
修井--井下作业设备概述井下作业设备是用来对井下管柱或井身进行维修或更换而提供动力的一套综合机组。
它包括动力机、传动设备、绞车、井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、转盘、泥浆泵和其它辅助设备。
1修井机修井机或通井机是修井和井下作业施工中最基本、最主要的动力来源,按其运行结构分为履带式和轮胎式两种形式。
履带式修井机一般不配带井架,其动力越野性好,适用于低洼泥泞地带施工。
轮胎式修井机一般配带自背式井架,行走速度快,施工效率高,适合快速搬迁的需要,但在低洼泥泞地带及雨季、翻浆季节行走和进入井场相对受到限制。
各油田使用的轮胎式修井机型号较多,目前现场使用较多的有XJ350型、XJ250型、库泊LTO—350型、英格索兰350型和KREMCO—120。
履带式修井机一般通称通井机,其实是一种履带式自走型拖拉机经改装添加滚筒而成。
目前常用的修井机型号有兰州通用机械厂制造的红旗100型,鞍山红旗拖拉机制造厂制造的AT—10型,青海拖拉机制造厂制造的XT—12,XT—15型等型号。
2井架井架是支撑吊升系统的构件,常用的井架可分为固定式井架和车载式井架两种,在常规作业和油水井增产增注措施作业施工中,经常使用固定式井架;在油水井大修作业施工中,经常使用车载式井架。
3天车、游动滑车天车和游动滑车是吊升系统的两个部件,通过纲丝绳的反复上下穿绕把它们连成一个定、动滑轮组合。
最后一道纲丝绳绕过天车轮后,绳头放下缠绕在绞车滚筒上,从天车轮另一端下来的纲丝绳则把它固定在井架下的死绳固定器上。
天车、游动滑车、钢丝绳三个部件把绞车、井架以及钻、管柱联系起来,以实现起下作业。
4大钩大钩是修井机游动系统的主要设备之一。
它的作用是悬挂水龙头并通过吊环、吊卡悬挂钻柱、套管柱、油管柱,并完成修井作业及其他辅助施工。
游车大钩为游动滑车与大钩组成为一体的整体结构型式,其游车为单轴式,大钩为三钩。
5水龙头水龙头是修井机旋转系统的一个部件。
它上部悬挂在大钩上,下部通过方钻杆与钻柱相连接,在循环修井工作液的同时悬挂钻柱,并保证钻柱旋转。