电动导入式打捞器的设计与应用

朱立新

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163000)

电动导入式打捞器的设计与应用

朱立新

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163000)

在测井施工过程中，经常会发生套管内仪器落井事故，采取的主要措施是打捞作业。但是对于仪器硬性靠边、砂埋、电缆堆积等特殊情况，经常打捞失败，分析原因主要是打捞器不完善。为了解决这一问题，研究出一种电动导入式打捞器，该工具可实现井下自动旋转将落物导入捞槽或卡瓦，无需碰撞或震荡。同时，设计了三种导入器，可满足以上特殊情况落物的打捞。现场实施打捞作业37井次，成功率100%，应用证明在确保仪器安全的前提下，该装置可以提高打捞成功率，缩短作业时间，降低劳动强度。

测井；打捞器；套管；震荡；仪器；电缆

0 引 言

随着油田开采难度日益增大，越来越多的新工艺或新工具应用于油田开采，造成下井管柱日益复杂。在测井施工过程中，仪器向上运行时，由于运行速度较快，如果仪器上端面磕碰到井下工具边沿，常常会发生仪器落井事故，主要分为仪器掉落和仪器电缆同时掉落两种类型[1]。遇到此类问题常选用专用打捞工具处理，仪器打捞成功如不破碎经维护保养后一般都可以继续使用。

1 现状调查

目前广泛应用的打捞工具有卡瓦打捞器、套筒打捞器、鱼刺打捞矛、一把抓等，但落物事故是多种多样的，且每一次打捞作业都有它自己的特点，现有的这几种打捞工具虽各有长处，但受其使用条件的影响，对于仪器硬性靠边、砂埋、电缆堆积等一些特殊情况,如图1所示，打捞效果往往并不理想[2]。统计数据显示，2015年大庆油田共计完成测井仪器打捞53井次，成功46井次，打捞成功但仪器破碎7井次，打捞成功率仅为74%，这不仅影响测井作业和油水井的正常生产，还会造成仪器报废，产生巨额的经济损失。对复杂落物打捞影响因素主要有以下几点。

1)硬性靠边落物

在斜井或落物倾斜靠边时，打捞工具偏心贴靠套管壁，对扣打捞过程中不易对正鱼顶。此时往往采用振荡器多次碰撞鱼顶，但是因为仪器长期使用中磕碰，造成部分鱼顶形状改变表面粗糙，多次震荡不仅不能促使鱼顶落入卡瓦，还会使仪器彻底卡死在套管内。

图1 三种复杂落物井底形态图

2)砂埋落物

大庆油田属于砂岩油田，由于部分井出砂严重或长期不清洗，造成井底大量泥砂淤积，仪器落井被泥砂掩埋，甚至淹没鱼顶。采用以上打捞器往往会造成：(1)鱼顶没入泥砂较深，打捞器无法有效抓捕；(2)井底大量软质泥砂淤积，抓捕失败后多次震荡，造成仪器越埋越深。这两种情况都会造成打捞失败，只能洗井后再打捞，影响正常生产同时，还会增加打捞费用。

3)电缆堆积

目前测井电缆多采用国产电缆，外铠偏硬韧性不足，在电缆遇卡受力时易断裂，造成部分电缆随仪器同时落井，对于这种情况，多采用鱼刺打捞矛抓取电缆打捞，为使多根鱼刺抓牢电缆满足提拉仪器拉力要求，需要多次震荡，易造成电缆堆积，鱼刺打捞矛无法抓取电缆[3]。

除以上三种情况外，采用上述打捞工具打捞落物时，为了保证落物进入卡瓦抓取牢固，需要多次的大力碰撞或震荡，易造成仪器外部变形，内部元件晶体大量破碎，虽打捞成功，但仪器彻底报废，得不偿失。在这种情况下，研制出一种电动导入式打捞器，能够保证仪器完好，提高打捞效率和成功率，降低劳动强度。

2 电动导入式打捞器的研制

1)结构设计

为了解决以上问题，设计新的打捞器必须达到四项要求：(1)连接快速方便，拉力满足打捞要求；(2)确保复杂落物的情况下，成功牢固抓取鱼顶；(3)不需要大力的碰撞或震荡，确保仪器安全；(4)不增加工作量、操作简单、工人易于接受[4]。

根据要求，设计了电动导入式打捞器，其结构主要由快速接头、延时控制器、旋转电机、传动短节、打捞筒、导流孔、导入器等组成，如图2所示。针对落物形状和鱼顶位置，研制了太极形、斜面形和锥式弹簧形三种导入器，能够满足各类落物的打捞需求。

图2 电动导入式打捞器结构图

2)功能作用

(1)快速接头：位于打捞器顶部，主要用于打捞器与电缆或电缆头对接，方便快捷，经拉力试验验证，满足打捞拉力要求。

(2)延时控制器：为了实现在井下预定位置电机自动旋转，为控制器设计了精确延时控制电路，如图3所示。该电路由CD4060 组成定时器的时基电路，由电路产生的定时时基脉冲，通过内部分频器分频后输出时基信号，再通过外设的分频电路分频[5]，取得所需要的定时控制时间，定时范围：3 min～1 h。

(3)旋转电机：电机安装有定时程序，下到预定位置后能定时自动启动，带动导入器旋转，不需要安装振荡器或碰撞鱼顶，确保了仪器安全。

(4)导流孔：在导入器旋转时，导入器下方液体或泥砂可通过导流孔流到导入器上方，便于打捞器向下移动。

图3 精确延时控制电路图

(5)太极形导入器：针对井下落物处于硬性靠边的情况设计了太极形导入器，靠近导入喇叭口一侧设计有捞槽，通过转动，不管仪器的打捞头处于何种硬性靠边，都能将仪器打捞头导入进捞槽内，从而将仪器带上来。

(6)斜面形导入器：针对仪器处于粘稠介质或砂埋环境里，斜面形导入器可以改变斜面卡瓦打捞筒的斜面方向，增加了斜面导入的几率，提高了打捞成功率。

(7)锥式弹簧形导入器：针对仪器带电缆或钢丝下井的落物，锥式弹簧形导入器可将电缆或钢丝牢固的盘绕在弹簧上，可依据落物重量，改变弹簧材质和直径，以满足拉力要求[6]。

3)工作原理

地面连接打捞器通过快速接头将打捞器与打捞用电缆或电缆头连接，在投放打捞器前，安装旋转电机电池，根据落物深度和下放速度，设定合理的启动时间。当打捞器到达落物处遇阻后，等待电机启动，在传动轴两端设计了插槽，通过卡槽电机带动传动短节实现转动传递，带动导入器旋转。太极形或斜面形导入器转动能引导仪器头通过导入面进入捞槽卡住鱼顶。锥式弹簧形导入器转动能使弹簧卡紧钢丝或电缆，抓紧落物后上提电缆，完成打捞。

4)技术参数

工作温度：-30～125℃；工作压力：0～40 MPa；

最大提升拉力：35 kN

工具总长：1 500 mm；工具外径：38 mm；导入器外径：太极导入器外径114 mm、斜面导入器外径54 mm、锥形弹簧导入器外径85 mm；适应管柱尺寸：φ139.7 mm套管。

3 现场应用

2016年3月，在大庆油田喇XXX井脉冲中子氧活化测井作业中，由于仪器上提速度快，在油管喇叭口处发生磕碰，导致仪器落入套管井底。采用套筒打捞器作业2次，均打捞失败，怀疑仪器处于硬性靠边或砂埋状态。由于仪器价值70余万元，担心多次震荡损坏仪器，改用电动导入式打捞器作业，搭配太极形导入器。延时设定15 min，下井一次打捞成功，用时40 min，调试出井仪器运行正常。该装置自投入使用以来，在大庆油田实施打捞作业37井次，成功率100%，共打捞出各类仪器28支，配重杆17支，仪器无一支破碎，挽成经济损失700余万元。

4 结束语

电动导入式打捞器能实现电机的定时控制，通过电机的旋转主动引导落物进入卡瓦，打捞时不需要震荡，确保了仪器的安全。三种不同型号导入器，能够满足日常及特殊情况落物的打捞需求。快速接头能够实现井口电缆的快速对接，简单便捷，节约井口安装时间。拉力试验数据证实，仪器抗拉强度满足目前所用仪器落物的打捞。

实际使用，与原有打捞器相比，电动导入式打捞器设计合理，结构简单、作业范围广、工作可靠、成功率高、操作方便有利于保护仪器安全，已成为油田测井打捞作业必备工具。

[1] 王兆东，路立军，雷 军.测井事故的认识及处理工艺[J].国外测井技术，2008，23(5)：24-26.

[2] 陈惟国，王和琴，赵 炜，等.国外井下打捞工具的现状及发展趋势[J].石油机械，2000，28 (7)：61-64.

[3] 吴春国.钻井测井电缆打捞技术[J].石油钻探技术，2003，31(3)：54-56.

[4] 游兴友，张清华，李学荣，等.复合鱼顶打捞器的研制与应用[J].石油机械，2003，31(6)：37-38.

[5] 王志强，肖文勋，虞 龙.开关电源设计( 第三版) [M]. 北京: 电子工业出版社，2010：400-425.

[6] 李红燕,郭晓东.新式打捞器[J].油气田地面工程，2006，25(6)：59.

Design and Application of Electric Imported Type Fisher

ZHU Lixin

(LoggingandTestingServicesCompany,DaqingOilfieldCo.Ltd.,Daqing,Heilongjiang163000,China)

During the logging process, the accidents that the instruments drop into the casing often happen，the main measure taken is the fishing operation. The fishing operation often fails due to the special downhole conditions such as hard facing, buried sand and cable cases. The failure analysis shows that the main reason is that the fisher is not perfect. In order to solve the problem, an electric imported type fisher is developed， which can automatically rotate to import the junk into the fishing groove or slips without collision or shock. And three kinds of importers are designed to meet the fishing requirement of the above special cases. The fishing operations have been carried out in 37 wells and the success rate is 100%. The application proves that the device can improve fishing success rate, shorten the operation time and reduce labor intensity under the premise of ensuring the safety of the instrument.

well logging; fisher; casing; shock; instrument; cable

朱立新，男，1982年生，工程师，2006年毕业于大庆石油学院石油工程专业，现从事测井技术研究和管理工作。E-mail：15566826@qq.com

P631.8+1

A

2096-0077(2017)04-0011-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.04.003

2016-11-17 编辑：高红霞)