油田井下工具应用情况简述..pdf

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1、油田井下工具应用情况简介 综述 油水井的试油、投产、措施、大修作业的过程中需要用 到各类专用工具。如各类井口工具、井下动力钻具及钻头、 井控设备、钻（管）柱配件及打捞工具等。一口油（水）井 能否顺利完井和正常投入生产，均与这些石油钻采工具的性 能、质量息息相关，质量不过关的工具轻则影响正常使用， 造成返工作业、延长作业时间；重则造成工程事故。因此下 井工具的质量问题在井下作业中非常重要。 一、目前常用的井下工具主要包括六大类，下面分类介 绍。 1、井控类设备工具 2、油水层封隔类工具 3、井下动力钻具及钻头 4、打捞大修类工具 5、试油排液类工具 6、抽油泵及其附件 第一部分：油田井下公司目前

2、常用的井控类设备工具 冀东油田井下公司目前在用的井控设备工具包括： 1、各类采油气井口2、防喷器 3、油管、钻杆旋塞阀4、 压井节流管汇5、井喷抢险装置 1、各类采油气井口 经过多年的采油气井口招投标工作及在我油田的现场应用， 现在我们使用的井口类产品厂家为：江苏建湖三益石化机械 有限公司和江苏南京伟业石油机械有限公司。他们提供了我 油田使用的250 采油井口、 250 采气井口、 350 注水井口、 350 采气井口。随着油田的上产开发力度加大，近两年使用 数量逐渐上升， 2004 年使用数量178台左右。其中 250 井口 ？ 套， 350 井口 ？套，共占用采购资金？万元。这两家产品供

3、货比例各占50左右。 基本上这两个生产厂家供货及时，产 品质量平稳，售后服务良好。当然由于检验手段的限制，两 个厂家提供的采油树出厂前均未进行气试检验，这给我们的 作业带来了风险。两个厂家的采油树在使用过程中不同程度 的出现过一些问题。如：三益厂250 井口在 G89-3 井作业过 程中压力达到23 兆帕时，闸门出现刺漏现象；南京伟业的 250 采气树使用不合格，一例是在M101P6 井作业过程中压 力达 12 兆帕时大四通本体出现沙眼，一个针形阀关闭不严， 另一例则是在水试时闸门不漏，气试时三个闸门不合格漏 气。这些问题，当然也暴露了我们自身的检验手段简单，井 下公司将在今年完善井口、防喷器

4、气试检验系统。 2、防喷器 随着集团公司对井控工作的日益重视，我油田井控装置 的类型也发生了变化。先是由最初的仅有射孔闸门，后发展 为进购压力等级为14 兆帕的半全封防喷器，进而发展为进 购压力等级为21、35 兆帕的半全封防喷器。产品也逐渐规 格化、正规化。现在进购的均为经过集团公司井控装置检验 中心鉴定过得产品。我们目前进购的防喷器拟定全部采购质 量好、价格高的华北二机厂荣盛公司产品，以前使用过的三 益石化公司防喷器存在外观防腐处理质量差的问题；胜利井 下的防喷器存在闸板橡胶性能不稳定易膨胀、开关不灵活、 结构不合理的问题，现在已经全部停止购买。 井下公司现有作业动力数22 部，但配备的防

5、喷器数量 为 21 兆帕的防喷器22 套、 35 兆帕的防喷器7 套、 2FZ18 35 液控防喷器1 套。配备的基数超过了动力数的1.3 倍。公 司设立了专业的管理科室：井控办，在工具队设立了专门的 井控小组。现在的井控设备检验规则为一个月检验一次，并 且井控办和安全科的主管人员随时上井跟踪检查井控装置 的运行，发现问题随时监督整改，更换井控设备。 为了完善井控装置的检验手段，公司准备在今年投巨资 建立专业的井控车间，配齐检验设备， 如试压自动监控设备、 高压气测泵等。以把住井口装置、防喷器的出厂检验关。让 一线能够放心使用这些设备。 3、油管、钻杆旋塞阀 公司的科研人员研制了适合现场使用的

6、轻便、性能可靠 的压力队等级为35 兆帕油管、钻杆旋塞阀。现在一线队中， 小修队每部动力都配备了油管旋塞阀、大修队伍每部动力都 配备了正反扣的钻杆旋塞阀及一个油管旋塞阀。同防喷器一 样，其检验规则也为每月检验一次，中途发现问题随时更换。 公司常备油管旋塞10 个，钻杆旋塞6 个。 从这两年的使用情况来看，旋塞质量比较稳定。；该旋 塞阀为天津庆隆石油机械厂生产。唯一的缺点是我们自己不 能维修，旋塞损坏后须返回原厂维修。 4、压井节流管汇 公司进购了压力等级为35 兆帕的压井节流管汇2 套， 其中有江苏盐城咸中石油机械厂一套、天津庆隆石油机械厂 一套。用于大修作业或高压力系数的试油井、措施井作业。

7、 5、井喷抢险装置 为应对紧急情况下的井口装置失灵、无控制井喷情况 的发生，公司于2004 年专门从胜利采研院引进了推车式抢 喷装置，且经过在教学井场的试验、演练，认为能够在突发 井喷时制止井喷。现该设备已正式成为公司应急抢险库的重 要后备物资之一。 第二部分：油水层封隔类工具 所谓封隔器， 既是为了油井某种技术目的或油层技术措 施的需要，由钢体、胶皮封隔件部分与控制部分构成的井下 分层封隔的专用工具。试油、采油、注水和油层改造都需用 相应类型的封隔器。近几年来，井下公司封隔器使用数量较 大的是 DG251-5 封隔器（ Y211-114）封隔器，为大港钻采院 工具公司和大港贝特尔公司分别提供

8、、其次是P-T 封隔器为 大港钻采院工具公司和大港贝特尔公司分别提供、475-9 封 隔器，为大港贝特尔公司提供。2004 年分别使用上述三种封 隔器 ？、？、？ 套，产品总价值分别为？、？、？元。 至于 Y341、Y441 封隔器由工程技术研究院提供，每年用量分别 在 100、150 套次。 1、DG251-5 封隔器（ Y211-114） 用于分层找水、 堵水和试油。 其结构简单， 坐封、解封可靠。 适应于直井、不宜转动管柱的工艺中。缺点是由于此产品的 卡瓦牙在解封状态下由箍簧控制，在井下作业过程中可能由 于箍簧断脱而导致卡瓦张开，从而引起卡钻等事故，尤其是 在水平井的应用更应小心。所以，

9、自去年来。我们引进了阜 新石油工具厂生产的 FXY211-114 封隔器，其结构、使用方 法及技术参数和DG 251-5 封隔器大致相同，唯一不同的是 在卡瓦牙的控制上与P-T 封隔器类似，这样就避免了上述事 故的发生。 FXY211-114 封隔器扶正体自由尺寸为130mm， 压紧尺寸为116mm。 结构：由上下接头、中心管、调节环、隔环、胶皮、锥体、 扶正块总成等组成。 工作原理： 坐封：按所需坐封高度上提管柱后下放管柱。因扶正器 依靠弹簧的张力造成扶正块与套管壁紧贴，并在摩擦力作用 下沿中心管轨迹槽运动，结果，滑环销钉从短槽的上死点运 动到坐封位置时的长槽的上死点，卡瓦也就从收拢状态变成

10、 撑开状态（被锥体锥开），并卡牢在套管内壁上。同时，坐 封剪钉在一定管柱重量的作 用下被剪断，上接头、调节 环和轨迹中心管一起下行， 压缩胶筒，使胶筒的直径变 大，从而封隔油、套管环形 空间。 解封：上提管柱，上接 头、调节环和轨迹中心管一 起上行。结果，滑环销钉运 动到下死点， 锥体退出卡瓦， 卡瓦收回解卡；与此同时， 胶筒也收回解封。 技术参数 封隔 器型 号 总长 mm 最大 外径 mm 最小 通径 mm 扶正块 外径 mm 工作压 力 Mpa 工作 温 度 座封 载荷 KN 防坐距 mm 张 开 压 缩 上 压 下 压 251-5 1575 114 54 131 (135) 116 (

11、120) 25 8 120 60-80 500 271-5 1720 142 65 170 145 25 8 120 100-120 530 技术要求 下管柱时，管柱上提高度必须小于防坐距，一般不得 超过 0.4m，否则会使封隔器中途坐封，如遇封隔器中途坐封 时，可上提管柱1 米左右，解封后继续下管柱。 在井下条件允许时，封隔器下部应接30-40 米尾管。 坐封封隔器的坐封高度，决定于下入深度、坐封载荷 和胶筒密封压缩距等因素。 存在问题 封隔器工作时，管柱中部分油管受压处于弯曲状态。 不宜多级使用，但可以和支撑式封隔器配套使用。 当使用深度超过3000 米时，换向和坐封不十分可靠。 2、DG

12、 253（Y441）型双卡瓦丢手封隔器 即 DG 251-5 封隔器与 253 丢手头的组合。用于堵底水，直 井或斜井分层找水、采油等，可代替水泥塞。 253 丢手头大港经使用多年证明其结构合理、丢手可靠、打 捞简单。 结构：由上下接头、中心管、调节环、隔环、胶皮、锥体、 扶正块总成、丢手头总成等组成。 工作原理 坐封原理与Y211 封隔器相同 丢 手 ： 从 油 管 内 加 液 压，液压作用在上锥体上， 丢手剪钉被剪断，连杆、连 杆接头和上锥体一起下行 撑开上卡瓦，并卡牢在套管 壁上。然后，上提管柱，因 丢手接头与管柱相接，连杆 接头已下行，与丢手接头脱 离接触，皮碗压环、上接头 和卡瓦壳体

13、被上卡瓦卡住 不动，结果迫使丢手接头的 下部锁爪内收，从而起出丢 手接头、护套、连杆和连杆 接头。因上锥体和卡瓦的配 合角度为773，在自锁角内，所以，当油管放压和丢 手后，上锥体也不会自行退出，上卡瓦仍能卡牢在套管壁上， 胶筒就始终处于封隔油、套管环形空间的状态。丢手后，皮 碗自行张开，防止脏物等掉入而卡住卡瓦，影响解封打捞。 解封打捞：下入接有打捞矛的打捞管柱，打捞矛矛爪与 封隔器上锥体的丝扣接触时，矛爪遇阻上行并在管柱重量的 作用下被迫内收，进入上锥体的丝扣内，此时，打捞矛上接 头正好与封隔器皮碗压环接触。上提管柱，捞矛锥体上行， 撑开矛爪，卡牢在封隔器上锥体的丝扣内，使封隔器上锥体 也

14、随管柱上行。结果，封隔器上卡瓦收回恢复原状；封隔器 上锥体带着皮碗压环、上接头、卡瓦壳体、上卡瓦和轨迹中 心管上行，胶筒收回解封。封隔器滑环销钉运动到轨迹中心 管短槽下死点，下锥体退出下卡瓦，下卡瓦就回收解卡，从 而起出封隔器。 主要技术数 DG253 型双卡瓦丢手封隔器技术参数表 封隔器 型号 总长 (mm) 最大 外径 (mm) 最小 通径 (mm) 扶正块外径 (mm) 适应套 管内径 (mm) 丢手压 力 (Mpa) 工作 压力 (Mpa) 工作 温度 () 座封 载荷 (kn) 防坐 距 (mm) 张开压缩 253 197 0 11 4 54 131 116 118 20-25 25

15、 120 60-80 500 3、K344 系列封隔器（ DDQ457-9 ） 这是一种扩张式无支撑液压坐封和解封的封隔器。该类 封隔器主要用于深井分层注水，并可用于验串、封串、增注 酸化、压裂等工艺中。坐封解封可靠，承受压差大。 工作原理：在其工艺管柱中，当油管内增压，使管内外 压差达到0.5MPa 时，封隔器胶筒胀起，将油套管环形空间 上下隔开。 主要性能规范及特点： 一、主要性能： （1）开启压力（ MPa） ：0.5 （2）工作压力（ MPa） ：42 （3）适应套管内径（毫米） ：117-145 二、规范： （1）总长（毫米） ：905 （2）最大外径（毫米） ：113 （1 40）

16、 （3）最小内径（毫米） ：58 （4）丝扣规范： 27/8 TBG 油管扣 三、特点 结构简单，操作管理方便；适应 性强，可多级；密封性能好，安全可 靠；可以实现不压井不放喷作业，工 艺简单；能满足下得去、封得严、起得出、能多级的要求使 用寿命较长。 四、缺点 不能单独座封，封隔器必须与定压单流凡尔配套使用， 在油管内造成一定的压差方能正常工作。 4、Y341 封隔器 Y341 封隔器是一种压缩式无支撑液压坐封上体解封的封隔 器。主要用于分层试油、采油、找水、堵水等。它可进行多 极细分层注水，并可反洗井，耐压能力强。 1、用途：用于分层注 水，封隔油套环形空间及 上、下层段，同时可实现反 洗

17、井。 2、结构（见左图） 。 Y341封隔器由座封部 分、锁定部分、反洗部分以 及解封部分四部分组成。 主要零件由上、 下接头、 内、外中心管、锁扣指总成、 锁套、洗井套、胶筒、隔环、 胶筒座、活塞、剪钉、剪钉 座、防撞环等组成。 3、工作原理 座封：从油管加液压。液体从中心管9 的孔眼作用于上 下活塞 12 和 14，剪钉套 16 剪断座封剪钉18，剪钉套 16、 下活塞 14、上活塞 12、下洗井套13、下胶筒座11、外中心 管 10、锁套 4 一起上行压缩胶筒，使胶筒直径变大，封隔油 套环形空间。放掉油管压力，因锁套4 内齿被锁扣指总成2 的锁环卡住，上行部件不能退回，胶筒始终处于封隔油

18、、套 环形空间状态。油管加液压时，液体经中心管孔眼作用于上 活塞 12，关闭反洗通道，使封隔器上下环形空间不能连通。 反洗井：油管放空，从套管内注入高压水，液压经上反 洗套 3 的水槽流入， 经内外中心管环空作用于上活塞12，推 动上活塞下行，液体便经下反洗套13 的孔眼流出，形成反 洗回路，可完成反洗井作业。 解封：上提管柱。上接头1、中心管9 一起上行，其余 部分依靠胶筒与套管的摩擦力不动，上接头1、中心管9 继 续上行，锁套4 带动锁环压迫锁扣指，锁套4 和锁环松开， 胶筒依靠自身反弹力收回，封隔器解封。 4、主要技术参数 型号：Y341105、110、114 最大外径：105、110、

19、114 mm 最小通径：48 mm 坐封压力：15 MPa 工作压力：2535 MPa 解 封 力：1020 KN 工作温度：135 连接螺纹：2 7/8TBG 5、操作规程及注意事项 1） 、下封隔器前用套管刮削器刮削并通井至封隔器以下 20m。 2） 、下井油管要清洗干净，并用59.5800 mm 管规逐 根通过。 3） 、按设计要求配好管柱下入井中。 4） 、反洗井至进出口水质一致，排量不小于30m3/h。 5） 、 座封 15MPa 并验漏失量， 漏失量小于5m3/h 为合格， 可进行下步投捞测试。 6） 、 起管柱时，上提解封。解封力为封隔器解封负荷15KN 封隔器级数。 7） 、封

20、隔器卡点位置应避开套管接箍和变形井段1m 以 上。 8） 、下管柱时必须按要求严格限速，缓慢下入，严禁顿 钻、溜钻现象发生。 9） 、憋压、放压必须缓慢进行。 6、优缺点 1） 、坐封简单可靠，承受压力高。 2） 、由于其结构复杂，组合零部件多，在封隔器不能解封 时，大修处理困难。 5、Y441 封隔器 Y441 封隔器是一种压缩式双向卡瓦支撑液压坐封上提解封 的封隔器。这类封隔器具有防止高压底水的作用，主要用于 卡堵高压底水，也可作采油管柱上部的丢手封隔器使用。其 锚定稳固牢靠，坐封显示明显，耐压能力强。 主要有五大部分组成：坐封及双向锚定机构、封隔件锁 紧机构、丢手机构、打捞解封机构、密封

21、部分。 其承受上下压差均为20 兆帕。 存在问题：同Y341 封隔器一样，该封隔器结构较为复 杂，在与Y341 封隔器同时组成双卡管柱时，如遇上封隔器 不能解封时，处理较困难。由于上述两种封隔器为工程技术 研究院提供，所以井下工程方面对其的详细结构、尺寸数据 了解不多，以至于遇上此类大修井往往要反复证实结构尺 寸，选用多种打捞工具处理。希望工程技术研究院以后能够 在进购此类工具时，向井下工程部门提供其详细数据备案， 以便大修作业的顺利进行。 6、PT 封隔器 P-T 封隔器系引进的美国江斯顿公司产品。现在已经国 产化，冀东油田主要用的是大港钻采院工具公司和大港井下 工具公司提供的产品。它属于压

22、缩式单向卡瓦封隔器。主要 用于测试，也可与其他工具组合，用于找水、压裂等。其用 法与 Y211 封隔器类似，不同之处在于其坐封时，上提管柱 后需正转管柱35 圈 （深井需要多转 几圈） ，保持扭矩的同时下放管柱，才 可坐封。该封隔器耐压35Mpa,坐封可 靠。解封方便。 由于该封隔器坐封时须旋转、提 放管柱，故适用于浅井、直井作业。 在深井、 井斜度较大的井，旋转不便。 坐封机构易失灵。 第三部分：井下动力钻具及钻头 我公司所用的井下动力钻具指的是钻水泥塞时需用的 螺杆钻具。 钻塞是以液体压力驱动井下螺杆钻具带动钻头旋转，对 水泥塞、固结的树脂砂等进行机械破碎并循环至井口，以达 到在井筒中的钻

23、进作业目的。 一、螺杆钻具的主要结构与工作原理 螺杆钻具是一种以钻井液为动力液的井下动力钻具，它 是一种容积式马达。由泥浆泵（水泥车）排出的钻井液通过 钻柱进入螺杆钻具的马达，在马达的两端形成一定的压力 差，推动马达的转子旋转，并将扭矩和转速通过万向轴和传 动轴传递给钻头。或者说：螺杆钻具通过转子和定子将高压 液体的能量转变为机械能，将高压液体通过钻具内孔进入钻 具后，凡尔球被推动下移关闭旁通阀，从而进入转子与定子 形成的密封腔，液体在密封腔中的压力差推动转子沿定子的 螺旋轨道滚动，迫使转子在沿自身和轴线转动。 螺杆钻具主要由旁通阀、马达、万向轴和传动轴等四个部件 组成。 1旁通阀总成 旁通阀

24、总成由阀芯、阀套、弹簧、阀口等零件组成。阀 芯有两个位置：开启位置和关闭位置。旁通阀的开启与关闭 由钻井液的流量来控制。在起下钻作业过程中，泥浆泵停泵 或流量较小，旁通阀在弹簧作用下自动开启，将钻柱内孔与 环空连通。起钻时，钻柱内的泥浆经阀口流入环空，以免溢 于井台上。下钻时，环空免溢于井台上。下钻时，环空内的 泥浆经阀口进入钻柱，减少钻柱内外的压力差。正常钻进时， 泥浆泵排出的泥浆使旁通阀关闭。此时泥浆流经马达，把泥 浆的压力能转换为机械能。 2马达总成 螺杆钻具的马达由定子和转子两个零件组成。定子是在 钢管内壁上压注并粘结牢固的橡胶衬套。橡胶内孔具有螺旋 面的几何形状。转子是一根经过机械加

25、工并经高硬度表面处 理的螺杆。 转子和定子具有特殊的啮合关系。这些啮合点沿轴向形 成渐进的螺旋密封线，形成一个一个的密封空腔。当具有一 定液压能的钻井液进入这些密封腔，并从马达的一端流到另 一端时，推动转子在定子中转动，将液压能转换为机械能， 这就是螺杆马达的基本工作原理。螺杆钻具马达的转子具有 不同的头数。 一般来说， 单头马达 (转子头数为1)转速高、 扭 矩小，而多头马达(转子头数大于1)转速低、扭矩大。 3万向轴总成 万向轴的上端连接马达的转子，下端连接传动轴的导 流水帽，其作用是将做行星运动的转子和做定轴转动的传动 轴连接起来，输出扭矩及转速通过传动轴传递到钻头。 4传动轴总成 传动

26、轴的功能是将马达的扭矩和转速传给钻头，同时要 承受钻进时地层作用于钻头的轴向力和径向力，因此，其主 要结构是一组推力轴承组及上下两组径向轴承。 二、螺杆钻的分类 目前我公司的螺杆钻按照扭矩大小分为两类，一类是普 通螺杆钻，其扭矩在274.59140N.m 左右；一类是大扭矩 螺杆钻，其扭矩在1240N.m 左右。其作用原理大体相当，只 不过是大扭矩螺杆钻长度大、头数较多，从而扭矩大。 目前井下公司年使用螺杆钻？套井次，其中普通螺杆钻 主要使用江苏盐城华永机械公司产品，大扭矩螺杆钻主要使 用大港中成机械公司产品。 螺杆钻本身按照外径尺寸大小可分为： 100mm 螺杆钻一般使用 95mm 螺杆钻小

27、井眼或有套变井中使用 90mm 螺杆钻小井眼或有套变井中使用 70mm 螺杆钻小井眼或有套变井中使用 现在在钻塞作业中经常使用的是直径为100mm 的普通螺杆 钻和直径为95mm 的大扭矩螺杆钻。为了应对水平井钻塞时 钻具。钻头易靠井壁，钻塞困难的局面，我公司在今年初特 意定购了两套加装螺旋扶正器的大扭矩95 钻。经现场使用 反映良好。 三、钻头 目前措施作业中钻塞用钻头类工具有六种：三牙轮钻 头、单牙轮钻头、两刃刮刀钻头、四刃刮刀钻头、短铣锥、 六棱钻头。 三牙轮钻头规格：110mm、 112mm、114mm、116mm、118mm、 143mm、216mm 单牙轮钻头规格： 116mm、1

28、18mm 刮刀钻头规格： 98mm、105mm、108mm、110mm112mm、114mm、 116mm、118mm、120mm 140mm、180mm 六棱钻头规格： 98mm、102mm、108mm、110mm112mm、114mm、 116mm、118mm、145mm 第四部分：打捞大修类工具 根据我们的工具使用及管理状况，我把大修工具分为四 类：捞矛、捞筒、打捞绳类及小件落物工具、套磨铣工 具。捞矛、捞筒、打捞绳类及小件落物工具主要由大港 贝特尔工具公司提供，套磨铣工具主要由洛阳凯迪钻具 公司提供。此类工具的性能一直比较稳定，很少出现由 于工具质量问题造成质量事故的情况发生。 1、公

29、锥、母锥 公锥和母锥分别是从油管、 钻杆等管状落物的内壁或外壁 进行造扣打捞的工具。它按照 牙尖角分类有两种规范：一种 是丝扣牙尖角为55 。 ，螺距为 8 扣/英寸；一种是丝扣牙尖角为 89 。30，螺距为 5 扣/英寸。 前者目前应用较多，特点是造 扣扭矩小适用于打捞材质较 软的落物 ;后者能承受较大扭矩及提拉负荷，适用于材质较 硬、韧性较大的落物。其作用原理为：依靠打捞丝扣在钻具 压力与扭矩作用下，吃入落物造扣，将落物捞出。 2、滑块卡瓦打捞矛 滑块卡瓦打捞矛是内捞工具。由上接头、矛杆、卡瓦牙、 锁块和螺钉组成。 原理：当矛杆与卡 瓦进入鱼腔后，卡 瓦依靠自重向下滑 动，卡瓦与斜面产 生

30、相对位移，卡瓦 齿面与矛杆中心线 距离增加，打捞尺寸扩大，直至与鱼腔接触为止。上提矛杆 时，斜面向上运动产生的径向分力迫使卡瓦咬入落物内壁， 抓住落物。特点：打捞范围大，可倒扣，但易涨破鱼顶，不 可退。其结构图见上。 3、接箍捞矛（对扣捞矛） 、DG253 丢手捞矛 接箍捞矛是专门捞取鱼 顶为母扣接箍的工具。 实质上是一种内外螺纹 的对扣打捞。卡瓦为分 瓣式，依其弹性变形进 入母扣中，又靠矛杆和 卡瓦内外锥面贴合后的径向胀力，保持对扣后的连接性能， 从而抓住落鱼。DG253 丢手捞矛 也是一种特殊的对扣捞矛。 结构与上图相似。 区别在于卡瓦牙的扣型。如 2 1/2对扣捞 矛扣型为 10扣/英寸

31、； 而 DG253 丢手捞矛扣型为8.5 扣/英寸， 属专用工具。 4、可退式打捞矛 通化产可退式打捞矛 结构：由上接头、芯轴、圆卡瓦、释放 环和引鞋组成。 这种捞矛打捞与退出的实现，在于矛牙 在矛杆上配合粗螺纹的位置的调整。 特点是被捞落物内壁吃力均匀，不易损 坏鱼顶、退出时方法简单；但芯轴上的 大斜面粗螺纹则降低了捞矛的提拉负 荷。在下钻过程中由于震动，捞矛极易由打捞状态变为可退 状态。如在井下调整则需反转油管，有掉钻危险； 不可倒扣。 大港产可退分瓣捞矛 结构：接箍、护套、销钉、轨迹套、 捞矛杆、分瓣卡瓦。其工作原理同滑块捞 矛一致，靠分瓣卡瓦轴向移动，矛杆变位 产生径向张力打捞落物。

32、可退式捞矛主要靠轨迹套上的“L” 形槽及销钉来完成，当销钉置于“L”形 槽的轴向轨道内时，处于打捞状态；当销钉置于“L”形槽 1.释放状态2.打捞状态 的径向轨道内时， 处于释放状态 （见图 16-16 所示） 。打捞时 钻压一般 2030KN ，或根据井斜适当多压。如管柱遇卡需退 出捞矛时 ,先缓慢下放管柱加压100KN ， 上提管柱使捞矛加压 510KN ，正转（反扣工具则反转，可倒扣）管柱后上提即 可退出。该工具打捞后一般不会产生鱼腔变形，承受扭矩和 提拉负荷大，退出较为方便，可多次反复使用。 可退式分瓣捞矛打捞落物具体步骤： 选择卡瓦扩张后的外径与井内落物相匹配的捞矛。 测量捞矛长度、

33、外径、接箍外径等主要尺寸并绘制草图。 将捞矛接在第一根油管或短节下部并上紧。 将固定在矛杆上销钉置于“L”型槽的轴向轨道内。 下管，下入35 根座好自封，距鱼顶5 米左右停止下管。 开泵正冲洗， 并缓慢下放管柱加压2030KN ，指示操作手 缓慢上提，判断落物是否被捞住。 若捞上则起管，未捞上则重新打捞。 如管柱遇卡需退出捞矛时,先缓慢下放管柱加压100KN ， 上 提管柱使捞矛加压510KN ，正转管柱后上提。使销钉置于 “L”型槽的径向轨道内，上提管柱，观察指重表或拉力计 的变化，如未退出则重复上面步骤。 5、伸缩捞矛和两用伸缩捞矛 工具下井后， 打捞体由 下锥体引入落鱼。 下放钻柱， 卡

34、瓦被落鱼推动上移使卡瓦 外径收缩到最小。 上提工具， 打 捞 体 锥 体 将 卡 瓦 外 径 胀 大，卡瓦牙牢牢咬在油管内 壁上实现打捞。 6、提放式可退捞矛 提放式可退捞矛的矛杆上有换向轨迹 槽，卡瓦上接活动转套，当卡瓦上下 运动时，转套可自由转动进行换向， 使卡瓦内锥面同矛杆外锥面胀开和紧 贴实现打捞和释放。 7、通化产倒扣捞矛 工作原理：工 作状态下，分瓣卡瓦 被压下，内锥面与矛 杆锥面贴合。卡瓦表 面略带锥度，其抓捞 部分外径略大于落鱼内径。卡瓦进入落鱼时，上行到矛杆小 锥端，靠弹性紧贴落鱼内壁。上提矛杆， 矛杆锥面撑紧卡瓦， 即可抓住落鱼。三个键把力矩传给卡瓦实施倒扣。退倒扣捞 矛时

35、，下放矛杆，使卡瓦相对矛杆处于最高位置，再右旋 90o， 卡瓦的下端面将被矛杆下部的三个键顶住，不能下行，工具 处于释放状态。 8、一把抓、老虎嘴 一把抓 一把抓用于打捞井底不规 则的小件落物，如钢球、螺 栓、钳牙，胶皮等。 原理：一把抓下至井 底后，将井底落鱼罩入抓齿 之内或抓齿缝隙之间，依靠 钻柱重量所产生的压力，将 各抓齿压弯变形， 再使钻柱 旋转，将已压弯变形的抓齿，按其旋向形成螺旋状齿形，落 鱼被抱紧或卡死而捞获。 老虎嘴 老虎嘴用于打捞井下各种悬浮物和碎块胶皮、电缆和其 它短节、接箍等物。原理：当绳类落物进入虎口后，被嘴腔 上的虎牙和腔内的唇勾勾住；当各种胶皮碎块等落物通过反 洗井

36、将其冲入嘴腔，依靠多级唇勾地阻挡与捞勾作用将其打 捞出井；在短小落物进入虎口后，唇勾与落物接触，在钻压 作用下唇勾发生弹性形变将落物卡住而捞获。 9、开窗打捞筒、弹簧打捞筒 用于打捞长度较短的管状、柱状落物或具有 卡取台阶的落物。其窗舌可用氧炔焰切割或机械 加工方法获得。 原理：当落鱼进入筒体并顶入窗舌时，窗舌 外胀，其反弹力紧紧咬住落鱼本体，窗舌也牢牢 卡住台阶，即把落物捞住。 10、内勾、外勾 用于打捞各种绳类空心短圆柱 体等落物的工具。 11、 活页打捞筒、三球打捞器 活页打捞筒 活页打捞筒用来在 环行空间打捞鱼顶为台 肩或接箍的小直径落物。 三球打捞器 三球打捞器专门用于在套管内打捞抽

37、油杆 接箍或抽油杆加厚台肩部位的打捞工具。 12、反循环捞篮、局部反循环捞 篮 反循环捞篮 专用于打捞诸如钢球、 钳牙、 胶皮碎片等落物的工具。 原理：靠大流量、高压力的 反洗井液冲击井底， 使井底落物悬 浮运动推动篮爪，使篮爪绕销轴转动 竖起，篮筐开口加大，落物进入筒体， 然后篮爪恢复原位，阻止了进入筒体 的落物出筐，实现打捞。 局部反循环捞篮 局部反循环捞篮是打捞井底重 量较轻、 碎散落物的工具。 也可抓获柔性落物，如钢丝绳等。 原理：下至鱼顶洗井投球后，钢球入座堵死正循环通 道迫使液流改变流向，经环形空间穿过20 个向下倾斜的小 孔进入工具与套管环形空间而向下喷射。液流经过井底折回 篮筐

38、，再从筒体上部的四个联通孔返回，形成工具与套管的 环行空间的局部反循环水流通道。 13、 抽油杆捞筒、抽油杆组合捞筒 不可退抽油杆捞筒 原理：大锥面进入筒体内的抽油 杆，首先推动两瓣卡瓦沿筒体内锥面 上行，卡瓦内孔逐渐扩大，抽油杆本 体进入卡瓦内孔。 在弹簧力的作用下 卡瓦内孔紧贴抽油杆。上提工具，在 卡瓦外锥面和筒体内锥面的作用下， 产生的径向夹紧力咬住抽油 杆，随着上提负荷的增加夹 紧力也越大，从而实现打捞。 特点：可更换不同卡瓦 牙实现打捞不同尺寸的抽油 杆。 抽油杆组合捞筒 用途：在不更换卡瓦的 情况下，在油管内打捞抽油杆本体或打捞抽油杆台肩及接 箍。是一种多用途、高效率打捞抽油杆的组

39、合工具。 特点：其上半部分打捞抽油杆本体，下半部分打捞打捞 抽油杆台肩及接箍。 工作原理同上。 14、 大港产可退分瓣捞筒 目前常用的按打捞落物的公称直径有48、 60、 73、89、 93 几种，结构见上图，其工作原理：当工具引 入落鱼后， 下放钻具， 落鱼进入卡瓦， 此时卡瓦将鱼顶抱住， 并给鱼顶以初夹紧力，上提钻具在初夹紧力作用下，筒体上 行，卡瓦筒体内外锥面贴合，产生径向夹紧力， 将落鱼卡住， 上提钻具即可捞出。 可退式原理同可退式分瓣捞矛，通过“L” 槽来实现。 特点：承受提拉负荷和扭矩大，工具可安全退出。 反扣工具可实现倒扣。 15、 通化产可退捞筒、短鱼头捞筒、螺旋卡瓦捞筒 16

40、、 通化产整形捞筒、大港整形捞筒 通化产整形捞筒 其结构就是在通化产可退捞矛外 加上捞筒的筒体。 其整形部分是原可退 捞矛的锥形头部， 只是头部更加细长而 已。整形的原理是利用细长的整形头依 靠钻柱的重量或溜钻产生的冲击力楔 入落鱼的变形孔，使其恢复原状后，矛 牙进入落鱼内腔，抓捞住落鱼。使用方 法与通化产可退捞矛相同。 特点：整形需要的力较大，捞筒在 打捞状态下井后，会由于下钻时的震动变为可退状态，致使 捞空。检修工具时，变形落鱼不易退出捞筒。反扣工具不能 倒扣。 优点：此工具为可退式。 大港产形捞筒 其结构为不可退分瓣捞筒的引鞋 上方筒体内， 加一个长锥面的整形套部 分，打捞时，依靠钻柱的

41、重量或溜钻产 生的冲击力挤压落鱼的管体，使其能够 通过整形套的最小直径处，进入捞筒的 打捞部分，矛牙咬死落鱼，将其抓获。 特点：整形需要的力较小，打捞成 功率高。操作简单，易维修。 缺点：不可退。 第五部分：试油排液类工具 试油排液类工具主要由抽汲防喷盒、抽子、射流泵等组 成。冀东井下的试油排液用工具的发展紧跟其他油田的先进 工艺。从抽汲防喷盒的发展来说经历了老式的盘根填料式防 喷盒、胶球填料式防喷盒、气压防喷盒、液压防喷盒；抽子 的发展经历了老式的水利式抽子，现采用了耐磨、效率高的 皮碗式抽子；射流泵现在也引进了可调节式的、可带地层测 试仪器的先进型号。可以说，井下公司在油区的试油市场上 是

42、相当重视的。 现在我们使用的抽汲防喷盒、抽子均为江汉油田四机赛 瓦出品。其排液性能可靠，效率较高。 射流泵排液技术是九八年之后才在我油田引进的专用 于试油井排液的一项新工艺技术。现在我们已经掌握了该工 艺的技术及射流泵维修和服务。 一、射流泵的结构及原理 1、射流泵的结 构： 我们现场应用的 射流泵装置，即单密 封式射流泵。其结构 主要由喷嘴，喉管， 扩散管，泵筒等构 成，如上图所示。 2、射流泵的工作原理 射流泵是靠具有一定压力的工作液从 油管注入，经过泵的通路流至喷嘴。由 于喷嘴的直径很小，高压的工作液经喷 嘴后以高速度射入喉管。此时由于高速 流动的流体在喷嘴的周围就形成了低 压区，对周围

43、的液体形成抽吸作用，被 高速流体抽吸而进入喉管的流体，在喉管内初步混合(一级混 合)，进入扩散管，在扩散管内进一步混合(二级混合 )，由于 从喷嘴到喉管，扩散管的管径突然扩大，只要地面从油管内 不断供给高压的工作液体，经射流泵的喷射作用就能将井下 地层的流体从套管带出地面，进行连续工作。 射流泵的最大的特点是没有运动部件。这样就使高速低 压的流体（工作液）变为高压低速的液流，完成了动能向势 能的转化，从而给井下的原油及流体增加了势能。于是工作 流体同井下流体在扩散管内充分混合后，经出油孔从油套环 形空间流至地面。 二、射流泵性能特点 直观看来，直径较大的喷嘴和喉管似乎应具有较高的排 量，并且事

44、实上也确实如此。然而，重要的变量因素却是喷 嘴面积和喉管面积的比值，因为它决定着泵压头和排量之间 的协调。对于，一个过流面积为An 的喷嘴来说，如果选用 的喉管使喷嘴面积为喉管面积的60%，那么，它们的组合将 是一个压头相对较高、排量相对较低的射流泵。此时喷流四 周供油井流体进入喉管的环形面积相对较小，这导致油井流 体的流量低于动力液的流量。并且流量大的喷射流的能量是 传给流量小的油井流体，因而将产生高压头。所以，这种组 合适用于大举升高度的深井抽油。当然，如果采用结构尺寸 大的射流泵，也可获得大的油井流体流量，但油井流体的流 量总小于动力液的流量。相反，如果选配的喷嘴面积为喉管 面积的 20

45、%，那么，喷射流周围油井流体进入喉管的环行面 积就大多了。但是，由于流量小的喷射流的能量是传递给流 量大的油井流体，将产生低的压头，所以这种组合适用于低 举升高度的浅井抽油。 有了一定数量的不同面积比的喷嘴喉管组合，就有可 能最好地满足不同的流量和举升高度的要求。问题一是要用 喷嘴 喉管面积比为20%的组合生产， 由于在高速喷射的动 力液和低速流动的油井流体之间产生高湍流混合损失，效率 将极低。 要用喷嘴 -喉管面积比为60%的组合生产， 由于油井 流体快速流过相对较小的喉管而产生较大的摩阻损失，效率 也将极低， 要选择最佳的喷嘴-喉管面积比， 就要在混合损失 和摩阻损失之间进行协调处理; 问

46、题二是射流泵排液量还 受到泵内气蚀现象的影响，由于油井产出流体必须加速到相 当高的速度进入喉管，因此存在着气蚀问题。喷嘴和喉管的 过流面积决定着喉管入口处的环空通道，环空过流面积越 小，给定的油井产出液体流过该面积的速度就越高，气蚀会 随之出现。它对进入喉管的液体起节流作用。即使增加动力 液的流量和压力，也无法提高油井产量。 射流泵的尺寸设计和选择过程较为复杂，经有关资料上 计算证明，面积比为0.3 和 0.25 的射流泵具有最高的峰值效 率，而面积比大于0.50 或小于 0.10 的泵将具有明显降低的 峰值效率。最常用的面积比范围是在0.235 到 0.400 之间， 大于 0.400 的面

47、积比有时在升举高度大的很深的井中使用或 在地面运转压力很低且需要高压头返出时使用，小于0.235 的面积比用于浅井中，或在井底压力很低，为防止气蚀而需 要大的环空过流面积时使用。因此较高的面积比适用于大的 有效升举高度，但这只有产出液体明显小于动力液流量时才 能实现，较小的面积比产生较小的压头，但却可以生产出比 动力液流量要大的油井流量。小于0.235 的面积比用于浅井 中，或在井底压力很低，为防止气蚀而需要大的环空过流面 积时使用。因此较高的面积比适用于大的有效升举高度，但 这只有产出液体明显小于动力液流量时才能实现，较小的面 积比产生较小的压头，但却可以生产出比动力液流量要大的 油井流量。

48、 三、射流泵现场应用前准备工作及要求 车辆准备 :为避免施工时因泵车坏而延误排酸，最终导致酸液 污染地层、残液不能排出的后果。每次排液须备足性能较好 的泵车，一辆500 型泵车用于排液，另一辆用于收液（或备 用） 。此外，还须根据需要备足清水罐车。作好排液前准备 工作，井上预备纱网(用于泵车上水管线的过滤)、地面滤器、 高压三通及联结用短管线。 挤酸前应打压试封隔器坐封状况，压力为25Mpa，且能 稳定。挤酸完毕后洗井时投入射流泵芯入工作筒,待射流泵芯 入工作筒后排液。 四、射流泵排液现场应用中遇到的问题及解决方法 症状原因排除 1运转压力突然增加泵仍 获得动力液 动力油管线、 出油管线或阀被

49、 堵或结蜡 喷嘴部分被堵、 投入清蜡棒或注入热油或清 除堵塞物。使泵离位并重新就 位 起泵和清洗喷嘴 2运转压力缓慢增加动力 液流量不变， 或者动力液流量 缓慢下降，而运转压力不变 缓慢结蜡 喉管或扩散管磨损 投入清蜡棒或注入热油 起泵维修 3运转压力突然增加泵没 有获得动力液 喷嘴完全堵死起泵并清洗喷嘴 4运转压力突然下降-动力 液流量不变， 或动力液流量突 然增加，运转压力不变。 井下油管失效 泵密封损坏或喷嘴断裂 检查油管如有泄漏， 起出更换 起泵修理 5 产量下降 地面情况正常。喉管或扩散管磨损 固定阀或泵堵塞 气体排放系统有泄漏 油井情况变化 提高运转压力， 更换喉管和扩 散管 起泵并检查，起出固定阀 检查气体排放系统 下压力计测试并更换泵型 6提高运转压力时产量不增 加。 泵发生气蚀或气量大 固定阀或泵堵塞 降低运转压力或安装大一些 的喉管 起泵并检查，起出固定阀 7喉管磨损 有一个或多个 暗斑，有点蚀区 气蚀损坏检查泵和固定阀是否被堵，安 装较大喉管，降低运转压力 8 喉管磨损 由圆筒形磨成 桶形 冲蚀磨损更换喉管，安装优质材料喉