钢缆软通井技术研究与应用

焦士杰 王忠文 张红运 钟 敏 朱 涛

（1.青海油田公司井下压裂技术服务大队，青海海西州 816400； 2.青海油田公司井下维修站，青海海西州 816400；3.青海油田公司井下工程技术科，青海海西州 816400）

通井的目的主要是为了清除套管内壁上的杂物或毛刺，使套管畅通无阻，并核实人工井底深度。例如新井投产、水井换封以及试油测试前期的准备工作等都需要进行通井作业。常规的通井方式是利用油管输送通井规入井进行作业，这种方式劳动强度非常大，施工周期也受到了限制。以一口井深为2 000 m 的井为例，完成一次通井工序需要起下油管420 根左右，而且需要井口操作人员反复的摘、挂、搬抬吊卡，工作量极其繁重［1］。因此，在通井作业中如何提高作业速度、减轻劳动强度需要迫切解决。针对这一问题，实施了钢缆软通井工艺，该工艺通过对现有的XJ-150 修井机进行改造，配合使用高强度钢缆进行通井作业，解决了传统通井工艺存在的诸多问题。该技术设计合理、施工周期短、作业成本低，经过60 多口井的现场试验及应用，取得了显著的效果，值得进一步推广应用。

1 钢缆软通井管柱结构

该工艺管柱结构如图1 所示。

图1 钢缆软通井管柱结构

1.1 滑块式防卡通井规

滑块式防卡通井规主要由上接头、本体、销钉、定位螺栓、键槽、滑键、滑块1、滑块2 及排液孔组成。上接头处有螺纹扣，可以和加重杆相互连接。在通井规中心及侧面有排液孔，在起、下工具时起到排液、泄压的作用。在本体及滑块2 上均有楔形滑键，可以在滑块1 的楔形键槽内进行滑动。当遇到套管缩径或者变形出现卡钻现象时，通过上提钢缆剪断销钉，滑块1 相对于本体向下移动，滑块2相对于滑块1 向下移动，滑块在做向下相对滑动时也在做径向滑动，从而使通井规整体缩径，解除卡钻。见图2。

图2 滑块式防卡通井规

1.2 剪切接头

套管发生了变形、缩径、错断，在不知井况的情况下进行通井，易造成卡钻事故。如果在上提解卡过程中拔断钢缆，给打捞工作造成极大麻烦。为此，设计加工了剪切接头，连接在钢丝绳帽与防脱器之间，其剪切力小于井口钢丝绳的最大拉力，从而避免因上提拉力过大发生钢缆断脱事故。见图3。

图3 剪切接头

2 XJ-150 修井设备

对现有的XJ-150 修井机进行了改造：

（1）拆除原车的井架。通井车到达井场后摆放方位不受局限，可以快速进行施工。

（2）安装指重测深仪器。在井口地滑轮上安装有指重测深仪，操作室内安装显示器，以便于准确计量钢丝绳的下井深度以及测定其井下负荷。

（3）增加滚筒容量。为增加作业井深，扩大了滚筒轮径、垫高了滚筒底座，使其能够盘绕Ø14 mm 钢缆3 500 m。

（4）安装摄像头及显示器。由于该设备的滚筒在操作室后面，司钻观察滚筒不便，在滚筒部位安装高清摄像头，操作室内安装有液晶显示器，便于司钻观察滚筒。

（5）安装排绳装置。在车尾及滚筒部位分别安装有导向轮，通过导向轮在导向轴上自由滑动，解决了排绳问题。见图4。该装置加工方便、成本低，经现场应用证实，排绳效果良好。

图4 排绳装置

3 主要技术参数

车型：XJ-150 修井机，修井机滚筒：Ø331 mm×590 mm，刹车鼓轮径700 mm，排绳容量为Ø14 mm 钢缆×3 500 m；钢缆型号：1×19 右交D14×4 000，钢缆抗拉强度170 kN；剪切接头：装有4 只剪切销钉，剪切力总计为150 kN；防脱器：外径95 mm，Ø40 mm 水眼；加重杆：外径73 mm，质量2 000 kg；花管：外径73 mm，长度2.00 m。

4 工艺特点

（1）设备摆放方位不受限制，到达井场后可以实现快速施工。

（2）施工人员少。在正常起下钢缆期间，只需要司钻一人就可以完成相关工作。

（3）劳动强度低。不需起下油管、反复搬台吊卡，大幅度降低了工人的劳动强度。

（4）作业范围广。可以进行通井、探砂面、探鱼顶、强磁打捞等多项作业。

（5）施工周期短、作业成本低。与传统的油管施工工艺相比较，缩短施工周期4/5 以上。

（6）使用防卡通井规、剪切接头，最大程度降低了工程事故的发生。

（7）同常规油管作业方式相比较，减小了施工期间的环境污染。

5 抗拉强度试验

2012 年4 月，先后对钢缆、剪切接头进行了地面抗拉强度及剪切力试验，试验结果：Ø14 mm 钢缆的钢缆抗拉强度为170 kN；安装4 只销钉后剪切接头的剪切力为150 kN。剪切接头的剪切力小于钢缆的抗拉强度，确保了在突发情况下管柱遇卡时钢缆不被拔断，满足了施工要求。

6 现场应用

钢缆软通井工艺过程主要分为以下几个步骤：摆放设备，检查仪器，连接工具，下放钢缆工具入井，上提钢缆起出工具。该工艺于2012 年3 月29 日在青海油田跃734（向）井首次试验成功，从安装设备至施工结束，历时3 h，相比于常规作业方式大大缩短了施工周期。至2012 年11 月，相继在尕斯库勒、七个泉、跃进二号、乌南油区完成了62 口井的通井、探砂面、强磁打捞等作业，平均每口井作业时间为2.5 h，大大缩短了施工周期，降低了劳动强度。部分井施工数据见表1。

表1 钢缆软通井部分施工数据对比

通过现场应用可以看出，利用钢缆代替油管作业，施工周期明显缩短；同时，钢缆软通井工艺减少了现场操作人员：正常起下钢缆施工期间，只需1人即可完成相关工作，而起下油管至少需要4 人。

7 结论

（1）钢缆软通井工艺完全能够满足施工要求，同传统的作业模式相比较，具有诸多的优越性。

（2）钢缆软通井工艺为油田井下通井作业提供了一种新的技术手段，实现了高效率、低成本、低污染作业。

（3）建议逐步拓展通井车的使用范围，增加设备的利用率，使之更加有效地为油田发展服务。

［1］ 杨玉生.单吊卡起下油管作业工艺探讨［J］.石油矿场机械，2008，37（1）：90-91.

［2］ 刘扬，郑刚，朱国亮，等.漏失井冲砂工艺管柱研究与现场试验［J］.石油机械，2008，36（10）：67-68.

［3］ 徐宏权，刘辉，师海涛，等.新型捞油及捞砂悬绳器的研制［J］.石油机械，2009，37（9）：171-172.

［4］ 毕宗岳.连续油管及其应用技术进展［J］.焊管，2012，35（9）：5-12.

［5］ 张川，苏树林.组合式多功能采油工艺管柱的研制［J］.石油钻采工艺，2000，22（6）∶60-62.