一种新型水平定向钻落井牙轮打捞装置

刘立波

（江苏石油勘探局油田建设处，江苏江都 225261）

一种新型水平定向钻落井牙轮打捞装置

刘立波

（江苏石油勘探局油田建设处，江苏江都 225261）

水平定向钻穿越岩石层扩孔施工过程中，由于操作不当或者钻具磨损严重，导致扩孔器牙轮脱落在井孔内，这可能导致在后续扩孔施工过程中发生卡钻现象。文章介绍了一种新型的用于打捞落井牙轮的装置，该装置采用强磁铁吸引打捞落井牙轮和采取两端开口的打捞桶外形结构等，实现双向打捞施工，有效地提高了打捞成功率。

水平定向钻；牙轮打捞装置；强磁体；打捞桶结构

0 引言

在水平定向钻穿越岩石层扩孔施工过程中，由于操作不当，或者钻具磨损严重，扩孔器在扩孔或回退过程中，扩孔器牙轮会脱落在井孔内。落井牙轮如不打捞出井，在后续扩孔施工过程中，可能会发生卡钻现象，大大增加后续的施工难度和施工风险，甚至导致已完成的工序前功尽弃，不得不另选井位重新打导向孔，这将造成极大的经济损失。

我们此前采用的打捞桶，利用磁性原理，桶的一端开口，另一端封闭。它只能单向打捞，当岩屑塞满桶体后，就起不到打捞作用了，一只落井牙轮往往要经过多次打捞才能出井，既费时又费工。

我们希望有一种新型打捞装置：打捞成功率高，制作简便，费用低廉。

1 设计思路

我们对此前所采用的打捞桶工作状况进行调查分析：强磁铁吸引是打捞落井牙轮的基本原理，一端封闭的打捞桶容易造成岩屑在桶体内堆积，这是影响打捞成功率的最重要因素，这也就确定了新型打捞桶的设计思路是：

（1）采用两端开口的结构，使岩屑能在桶内流动，消除岩屑在桶内堆积，两端贯通，可进行双向打捞施工。

（2）桶内设置多组水嘴并与钻铤相连，泥浆经水嘴不停喷射，冲刷桶内岩屑，使岩屑不能堆积在桶内，加速岩屑的流动，彻底根除岩屑堵塞打捞装置的现象，提高了强磁铁的吸附效果。

（3）支撑板采用两层结构，两层支撑板错开一定角度，使钻铤与桶体连成整体，错开的支撑板就像张开的网，有效地防止进入桶内的牙轮再次掉落。

（4）桶口设置耐磨圈，减小桶口和岩壁的摩擦，防止桶口被井壁岩石卡阻。新型打捞桶结构见图1。

2 打捞桶制作要点

（1）强磁体起到吸引和固定脱落井下牙轮作用，强磁体组数可视桶体直径增大而增加，强磁体要均匀对称分布。

（2）桶体的直径一般比扩孔孔径小100～150 mm，桶体与井孔内壁间隙过大，易使牙轮漏捞，降低了打捞成功率。

（3）桶体、支撑板、钻铤之间用焊接连接，强磁体均布固定在桶体内壁，耐磨圈固定在桶体两端口。

（4）水嘴为在钻铤上均布钻孔，用泥浆喷射通道。

3 打捞桶的使用

（1）将打捞桶安装在离牙轮脱落点相对较近的井口 （出土点或入土点），这样可以减小打捞桶的磨损，使打捞桶尽快地到达落井牙轮处。

（2）自打捞桶入井始，就要一直开动泥浆泵。打捞桶缓慢旋转，小车行进速度不宜过快，打捞桶接近牙轮脱落位置时，要放慢旋进速度，进行往复打捞，再将打捞桶退出井孔，进行清理，查看打捞出的牙轮情况。

（3）使用我们所研制的打捞桶，一般情况下，都能一次打捞成功。当出现以下两种情况时需要进行第二次打捞。一是落井牙轮较多，牙轮占满桶口空间；二是钻杆、扩孔器和打捞桶等钢铁质的构件与井壁岩石磨擦掉落的铁屑，以及含铁元素岩屑为强磁体所吸附，包裹强磁体而致强磁体无法吸附牙轮，此时应将打捞桶取出井清理，再进行第二次打捞。

4 打捞桶典型应用实例

在胶州—日照天然气管道白马、吉利河1 310 m岩石层定向穿越的D 750 mm扩孔施工过程中，六个牙轮掉落井下。我们使用自行研制的打捞桶实施双向打捞，第一次打捞3只牙轮出井，同时发现强磁体上吸附了大量的铁屑。清除掉强磁体上的铁屑后，进行第二次打捞，出井后，另3只牙轮全部在桶内，同时发现强磁体上吸附的铁屑很少。

5 结束语

我们自行研制开发的落井牙轮打捞桶，已在多个岩石穿越工程中得到成功应用。本文所述及的新型落井牙轮打捞桶，已于2010年2月申报国家实用新型发明专利，并得到受理。

New Type Picker for Lost Gear Wheel Used in Horizontal Directional Drilling Operation

LIU Li-bo（Oilfield Construction Division of Jiangsu Petroleum Exploration Bureau,Jiangdu 225261,China）

During reaming operation of horizontal directional drilling in rocky stratum,the gear wheel of a hole enlarger may fall into the hole owing to improper operation or severe abrasion of drilling tool,that will possibly induce driller stuck in sequent drilling operation.A new type picker for lost gear wheel is developed for attracting the gear wheel by a strong magnetic and together with two-way picking-up by an overshot with two open ends.Thus the fishing efficiency is raised.

horizontal directional drilling;picker for lost gear wheel;strong magnet;overshot structure

TE973.4

B

1001－2206（2011）03－0056－02

刘立波 （1976-），男，山东济南人，工程师，2009年毕业于石油大学工商管理专业，主要从事水平定向钻穿越工程项目管理工作。

2010-08-01