油气试井“钢丝绳结”编制器的研制与应用

汪 敏,王玉根,彭景云,程地碧,邓 团,郑 永

（川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院,成都 610051）

油气试井“钢丝绳结”编制器的研制与应用

汪 敏,王玉根,彭景云,程地碧,邓 团,郑 永

（川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院,成都 610051）

试井技术是为油气田调整勘探开发方案提供必要基础数据的重要手段。而探索研制“钢丝绳结”编制器，为优质、高效实施油气藏的勘探开采起着重要的技术保障作用。

试井；钢丝；绳结；制作；编制；应用

传统的试井“钢丝绳结”编制方法是人工用手钳编制，先在钢丝的一自由端弯出一个圆环，接着将自由端从圆环的结点处开始沿绳身并排靠紧缠绕四圈，用手钳在钢丝上夹一小口，将钢丝绕到小口处把钢丝头折断。这样的编制方法用力不均，编制的绳结会出现扭曲、松散、不密实；费力又易伤人；受力时，仪器容易滑脱掉入井内的现象，针对传统手工编制绳结的不足，工程技术人员研制了试井钢丝绳结“编制器”，其编制的绳结严实、紧凑、光滑、收口平整，具有良好的抗冲击载荷能力，避免仪器滑脱落井事故的发生，填补了试井钢丝作业工艺技术的部分空白，改变了试井测试现状及局限性，扩展了试井解决问题的广度、深度和可靠性，取得了较好的经济效益和社会效益。

1 试井钢丝绳结编制器的研制特点

过去手工编制绳结方法随意性大，不规则，有较深的咬痕，适用于悬挂重量较轻、长度较短的仪器串入井试井。但在高产、高压井试井，仪器串重而长，大斜井上起仪器串与井壁摩擦力大，以及井口、井下遇卡时绳结钢丝极易抽芯，导致仪器串落井，因此淘汰手工编制绳结方法；而采用一种机械式半自动编制绳结方案，将钢丝头从与空心丝杆相连的夹头内孔穿出，使用绕环机构绕制圆环，在圆环固定时夹头约束钢丝的自由端围绕主体缠绕，从而实现编制绳结的目的。新型钢丝绳结编制器具有以下特点：

（1）设计合理，结构简单，制造加工及维修费用低，性能可靠。

（2）操作便捷，劳动强度低，技能容易掌握，适用于各种复杂的地理环境及工作场地。

（3）编制出的绳结头部尺寸稳定、圆环对称，裙部钢丝排列整齐紧密，不倾斜不松弛，主钢丝无伤痕，钢丝头不外翘，无多余钢丝头剪切丢弃损耗，使价格昂贵、长度有限的钢丝得到充分利用。

（4）绳结拉入仪器绳帽转动灵活，满足绳结编制标准要求，编制结速度快，一次成功，一致性好，质量高，绳结牢固，承受拉力大，提高了试井井下测试的安全性。

（5）可重复使用，使绳结编制工作变得简便易行，提高了操作成功率，而对力量与技能要求却相对较低，缩短了施工时间，降低了作业强度，并大大降低作业成本，解决了试井测试编制绳结难的问题，保证试井工作的顺利进行，经济效益和社会效益明显，形成的编制绳结经验技术具有现实可行性，在油气田值得广泛传承推广应用。

2 试井钢丝绳结编制器的结构及操作原理

2.1 结构组成

该试井钢丝绳结编制器由“圆环缠绕”机构和“裙部缠绕”机构两大部分等组成，如图所示。

圆环缠绕机构主要作用是将距钢丝头9.5cm处钢丝在折角套约束下绕导正折角销折角45°，然后将已折角钢丝在结环绕套束缚下绕结环销外径旋转270°形成绳结圆环。

裙部缠绕机构主要作用是左旋手轮，钢丝头在绕结夹头束缚下，按照空心丝杆外螺纹、丝杆导向螺母内螺纹的略小于所用钢丝直径的螺距，从圆环的结点处开始沿绳身并排靠紧缠绕四圈形成绳结裙部，钢丝排列整齐、收口平整、无伤痕。

2.2 工作原理

试井钢丝绳结编制器是通过依次穿过空心丝杆、绕结夹头内孔及导正折角销圆柱体端面凹槽（钢丝头与折角套手柄末端水平向内对齐）的钢丝，与以导正折角销为转轴的折角套的凸出圆弧逆时针侧向相切，折弯成45°左右，再由以结环销为转轴的结环绕套一端的左螺旋形缺口的凸壁内导引槽，钩住已折弯成45°处的自由端钢丝，约束钢丝沿结环销外径顺时针绕转过270°，即钢丝头与结环销垂线的夹角45°，形成绳结头部圆环。

试井钢丝绳结编制器结构示意图

然后将圆环交叉处自由端钢丝头卡入绕结夹头端面缺口，用较小的力左旋与绕结夹头、空心丝杆、夹头锁紧套连接一体并沿丝杆导向螺母发生横向位移的手轮，带动绕结夹头端面缺口的左边斜向凹槽约束圆环交叉处自由端钢丝按空心丝杆与丝杆导向螺母的螺距绕主钢丝并排靠紧缠绕至钢丝头全部绕尽即四圈，形成绳结的裙部，完成整个绳结编制。

2.3 主要技术参数

钢丝规范：Φ2.083mm，Φ2.337mm，Φ2.667mm，Φ2.743 mm，Φ3.175mm，Φ3.429mm，Φ3.556mm，Φ3.810mm，Φ4.064mm

绳结抗拉极限：3kN

钢丝工作介质：石油、天然气、各类钻井液

编制器外形尺寸：长250mm×宽200mm×高150mm

3 试井钢丝绳结编制器的现场应用及效果

在编制器编制投入使用后，2013～2014年分别采用型号MP35N直径 Φ2.337mm钢丝，在川渝油气田B47、B18、B46 X1、B31X1、C9-X2井最高油压64.373MPa、最高硫化氢70.36g/m3、最深5300.0m、最大斜度71.43°，悬挂仪器串重量148.1KN情况下，开展压力/温度恢复监测技术中进行了应用，仪器串通过钢丝下入井内然后安全、可靠的起出井口，最长井下作业时间为96.2h，抗拉性能可靠，成功实现了井下压力温度的长期监测，未出现任何事故。

4 结论

（1）在川渝地区试井钢丝绳结编制器采用套装、螺纹连接结构，拆装安全方便，制造加工及维修费用低，操作简单，省时省力，一次成功，通过更换夹头、空心丝杆等部件，可满足不同直径（Φ2.00mm～Φ4.064mm）的钢丝编制绳结。

（2）该工具编制的绳结头部尺寸稳定、圆环对称，裙部钢丝排列整齐紧密，钢丝无伤痕，收口平整，无多余钢丝损耗，经室内张力计空白条件下的抗拉极限检验，满足现场油压70MPa、产气量200×104m3/d应用。

（3）现场应用，均成功实现不同井况下的钢丝试井作业，未出现一次因绳结不合格而影响后期试井工作，应用表明该工具编制的绳结抗拉强度高，解决了钢丝试井编制绳结难题，是实现长时间井下压力温度监测技术的重要保证，为试井测试提供了新的技术手段，应用前景广阔。