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史上最全打捞工具概述(详细、量大、专业)

发布时间:2017-04-17 16:52:23   来源:天津市石油学会    点击:

概述

  在钻完井和井下作业中,钻杆、钻铤、套管、油管柱被卡或折断、钻头牙轮掉井、测井仪器或电缆被卡、电缆钢丝绳被拉断、封隔器被卡、沉砂、严重井漏、井塌、井喷等原因导致正常的钻井、修井、完井作业中断,需要用打捞工具或采取特别措施解除漏、塌、卡、喷以恢复正常作业。解除漏、塌、卡、喷的作业和工艺就叫做“打捞”。
  实践经验告诉我们,打捞作业不可避免。据国内过去统计,每打五口井就可能有一口,每修五口井可能就有四口井需要进行打捞作业。因此准备常用的打捞工具及了解掌握常用的打捞技术是必要的。

 

(一)打捞方式的分类

1、根据打捞管柱

软捞:钢丝(绳)/电缆
硬捞:油管/钻杆/连续油管

 

2、根据咬合关系

内捞:捞矛/公锥/外钩
外捞:捞筒/母锥/内钩/打捞篮

(二)打捞工具的分类

外捞:可退式打捞筒、母锥、内钩、三球打捞器等。
内捞:公锥、可退式打捞矛、套管捞矛、外钩、倒扣、捞矛。
其他:强磁打捞器、反循环强磁打捞器、打捞杯、反循环强磁打捞篮、反循、环打捞篮。

(三)管柱打捞工具

1、可退式卡瓦打捞筒

1)、用途

  用于钻井、修井工程中从外部打捞钻铤、钻杆、油管以及其它柱状落鱼的专用打捞工具。它根据钻铤、钻杆、油管、接头、接箍和其它井用管子的外径尺寸而设计的。当抓住落鱼而不能捞出时,捞筒可退出落鱼,提回地面。
  此外、卡瓦打捞筒抓住落鱼后能进行高压泥浆循环。还带有铣鞋能有效地修理鱼顶,便于落鱼顺利进入捞筒。

2)、结构

  由上接头、筒体、引鞋组成。内部装有抓捞卡瓦、盘根和铣鞋或控制环组成,见下图
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3)打捞卡瓦分为螺旋卡瓦和篮式卡瓦两类

  螺旋卡瓦:螺旋卡瓦形如弹簧,外部为宽锯齿左旋螺纹,与筒体内螺纹配合,螺距相同,但螺纹面较筒体窄。内部为多头左旋锯齿形螺牙,螺牙锋利坚硬。螺旋卡瓦下端焊有指形键,与控制卡配合后就阻止了螺旋卡瓦在筒体内转动。考虑到被打捞管体的磨损,每个卡瓦的抓捞尺寸在标准打捞尺寸以下1-3MM的范围内。这就适应了井内管柱的磨损尺寸变化。
  篮式卡瓦:为圆筒状,形似花篮。外部与螺旋卡瓦一样,但为完整的宽锯齿左旋螺纹,内部也为多头左旋锯齿形螺牙,下端开有键槽,纵降向开有等分涨缩槽,尤如弹簧卡头。考虑到管子的磨损,每个卡瓦的打捞尺寸在标准打捞尺寸以下3MM范围内。

4)控制卡

  控制卡由控制卡套和卡键焊接而成,供螺旋卡瓦通用,其作用在于螺旋卡瓦在筒内只能上下运动而不能转动。

5)铣鞋或控制环

  控制环下端的喇叭口带有铣齿即为铣鞋,供篮式卡瓦用,其作用有二,控制环的指形键与篮式卡瓦的键槽配合,约束篮式卡瓦在筒体内只能上下运动不能转动。另外是一个密封总成,内槽粘结有和各种尺寸的篮式卡瓦相适应的“R”形盘根。起着与落鱼外径密封作用,外部装有“O”形密封圈,是密封总成的通用件起着控制环与筒体内壁的密封作用,如果下端喇叭口带有铣齿,又起着修理鱼顶裂口飞边的作用。

6)“A”形盘根

  为橡胶短筒,内部有密封唇,为落鱼外径与筒体内壁间密封作用,与各种尺寸的螺旋卡瓦配套使用,它装在筒体的上部。利用上接头的下端斜面把它适度压紧即具密封性,使用篮式卡瓦时安装“A”性盘根是无妨碍的。

7)“R”型盘根

  它的内面有密封唇,外表面粘结在控制环的内槽,与各种尺寸的篮式卡瓦配套使用。

8)常见配件

加大引鞋:增大抓捞面积
壁钩:鱼顶偏倚井壁时使用。
接加长短节:抓捞部位距鱼顶太远时使用。

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►打捞和退出机理

  打捞筒的抓捞零部件是螺旋卡瓦和篮式卡瓦,由于它外部的宽锯齿螺纹和内面的抓捞牙均是左旋螺纹,与筒体相配合的间隙较大,这样就能使卡瓦在筒体内有一定行程能胀大和缩小。当落鱼被引入捞筒后,只要施加一轴向压力,卡瓦在筒体内上行。由于轴向压力使落鱼进入卡瓦,此时卡瓦上行并胀大,运用它坚硬锋利的卡瓦牙借弹性力的作用将落鱼咬住卡紧。当上提捞柱,卡瓦在筒提内相对地向下运动。因宽锯齿螺纹地纵断面是锥形斜面,卡瓦必然带着沉重地落鱼向锥体的小端运动,此时落鱼重量愈大卡得也愈紧,整个重量由卡瓦传递给筒体。
  筒体的宽锯齿螺纹和卡瓦的内外螺纹均为左旋螺纹。卡瓦愈筒体配合后,也由控制卡或控制环约束了他的旋转运动,所以释放落鱼时只要施加一定压力,顺时针方向旋转捞柱,即可将捞筒由落鱼上退出,由于抓捞牙为多头左旋螺纹,退出的速度较快。
 

2、可退式卡瓦打捞矛

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1)结构

  打捞矛由心轴、卡瓦、释放环、引锥等组成,每种型号的打捞矛都配有不同尺寸的卡瓦,供打捞时使用。

2)用途

  是从落鱼内孔进行打捞的一种工具,它主要用于打捞防砂管柱、油管、防砂管柱、套管等,可以与内割刀、震击器等工具配合使用,如果落鱼被卡提不出来,可退出捞矛起出钻具。

3)打捞机理

       当打捞矛引入落鱼后,加压,卡瓦进入落鱼,卡瓦缩小,卡瓦外牙借弹力作用将落鱼咬紧。宽锯齿螺纹的纵断面为锥形斜面,上提,卡瓦向大锥端运动,落鱼被卡得更紧。
 

3、打捞公锥

  打捞公锥是一种专从钻杆、油管等有孔落物的内孔进行造扣打捞的工具。它对于带接箍的管类落物,打捞成功率很高.
 
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1)公锥的分类:

  正扣正螺纹公锥
  正扣反螺纹公锥
  反扣正螺纹公锥
  反扣反螺纹公锥

2)正反扣的判断:

1.一般反扣会在节箍处有2道标记槽,正扣没有。
2.从螺纹观察:
  从母扣端观察左高右底为正扣
  从母扣端观察左低右高为反扣
  从公扣端观察左高右底为反扣
  从公扣端观察左低右高为正扣
 

3)正反螺纹的判断方法

  通过标记槽、识别槽。
  从螺纹观察: 从公锥根部观察左高右底为反扣;从公锥根部观察左底右高为正扣
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4、母锥

  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。
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1)结构

  母锥是长筒形整体结构,由接头与内锥面上有打捞螺纹的本体构成,母锥采用高强度合金钢锻件制造,为了便于造扣,打捞螺纹上开有切削槽。

2)打捞机理

  母锥由高强度的合金钢锻料车制,并经过热处理制成。打捞螺纹分锯齿形和三角形两种,螺纹表面硬度HRC60~65。母锥打捞机理就是在鱼头外部挤压造扣。

3)母锥分类

  母锥分为:正扣母锥和反扣母锥。
  正反扣母锥的识别:标记槽、识别槽。

(四)落物打捞工具

1、随钻打捞杯

1)用途

  打捞杯主要用来捞取钻井过程中正常的泥浆循环无法带出井眼的较重钻屑或金属碎屑。它对于保持井底干净,提高钻头底使用寿命,减少和防止钻头意外损坏具有重要作用。
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2)结构

  打捞杯由心轴、扶正块、杯筒三部分组成。打捞杯同一尺寸规格备有:标准型(S型),长型(L型)和超长型(EX型)三种型号。

3)工作原理

  由于打捞杯杯体外筒外径较大,与井眼环形间隙小,而杯口处底芯轴直径较小,与井眼环形间隙大因此,钻井液在杯口处流速陡然下降,形成旋涡,其携带能力也大大减弱,从而使钻井液中较重的碎物落入杯中并随起钻捞出,以达到了清洁井底底目的。
 

2、反循环打捞篮

  反循环打捞篮主要是用来捞取井底较小落物的打捞工具,如钻头牙轮、牙齿、手工工具及碎铁等。它在打捞作业时,可在井底造成局部反循环。
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1、结构

  反循环打捞篮外部由上接头、筒体、铣鞋等组成,内部由阀杯、钢球、阀座、打捞爪盘体总成等部件组成。外筒与内筒之间是可循环的空间,外筒上水眼向上呈45度与两筒中间不通,但与内筒内腔相通,而下水眼向下呈15度,与两筒中间相通,下部铣鞋齿上焊有碳化钨颗粒,其耐磨性很高,而且容易修复,阀杯用来引导钢球能正确的落入阀座内。以便形成反循环。
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2、工作原理

  反循环打捞篮在下井后尚未投球时泥浆循环通过阀座,由筒内经铣鞋外返,此刻为正循环,投下钢球以后,当钢球落入阀座上,泥浆被迫改道进入两筒的双层中间,由下水眼以高速流出,经铣鞋冲入内筒内腔后,由上水眼又返回到外筒与井壁的空间,于是实现了后循环的目的。
 

3、反循环强磁打捞器

  反循环强磁打捞器是石油、地质勘探工作中打捞井下小件落物的工具。它利用本身所带永久磁铁将牙轮、大钳牙等小件工具落物磁化吸起,从而有效地打捞小件落物,净化井底。 反循环强磁打捞器由上接头、扶正套、永久磁芯、钢套、钢球和平底引鞋等组成。
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(五)磨铣类工具

1、磨鞋

  磨鞋是用来磨铣井底金属落物,修整鱼顶用的,有时也用来磨铣较短的被卡钻铤、钻杆。
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1、磨鞋的作用

   修整、磨铣落鱼鱼顶;磨削被卡埋管、杆类及下井工具等。对于套损井的错断断口修控和磨削有明显作用
 

2、磨鞋的分类

  磨鞋分为平底磨鞋、凹底磨鞋、锥形(梨形)磨鞋和导向领眼磨鞋。
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2、铣鞋

  铣鞋是套铣作业和磨铣井下落物的工具。套铣作业时用于钻除井下落鱼周围的岩块、砂石、水泥块等堆积物,也可用来修整鱼顶。
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  铣鞋用于被卡埋的工艺管柱及下井工具的环空铣磨、套铣、冲洗,用以解除卡阻,打开通道,为捞取创造必要条件。
  铣鞋种类有:A、B、C、D、E、F、 G、H、I、J、K、L、M、N型。
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(六)管柱切割类工具

1、水力割刀

  水力割刀是一种利用水马力来推动割刀进行管内切割的工具。
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1)工作原理

  当割刀下入到预定切割位置时,开泵循环,逐渐加大排量,钻井液通过上、下滑阀的喷咀,使下滑块上、下产生压力差,此压力差使下滑阀克服弹簧阻力向下运动,推动刀头向外旋转进入切削状态,此时旋转割刀就可进行切割。割断落鱼后,停泵、下滑阀上、下的压力差消失。下滑阀在被压缩的弹簧作用下向上运动复位。刀头在弹簧压片的作用下向内旋转复位。割刀就能从井中取出。

 

2)内部结构

  水力割刀要由上接头、本体与下接头组成。
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(七)相关辅助工具

1、铅模(铅印)

  铅印是在合金结构钢的本体下端面镶入软铅而成,用于打捞作业。这种结构能够下到井孔内探测落鱼顶部的形状。
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2、安全接头

  安全接头是一种由两件组装起来的专用工具,是钻井、修井、试油等工程中对钻柱起保护作用的一种专用工具。
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  它适用于井下事故处理,也适用于钻井和取芯的中途测试。将它连接于所用钻柱的需要部位,保护钻柱,不影响钻具正常工作,一旦在井下工具被卡可借助于安全接头退出卸开卡点以上的钻柱,再次下钻时还可对接。

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