塔中XX-XH井电泵打捞施工分析

唐家诰，申川峡，田 鸣，郭俊杰，邓昌松，叶 山

中国石油塔里木油田分公司塔中XX-XH井为电泵生产井，2017年1月9日采样，油压0.05 MPa，套压0.06 MPa，日产液132 t，日产油4 t，含水97.4%，气油比为0。作业原因：过载停机，经检测三相电阻不平衡，初步判断电机或电缆烧坏，决定检泵作业。

2017年2月22日起油管挂，悬重12 t，起甩原井电泵管柱至第106根发现本体有多处不规则腐蚀穿孔，油管公扣上端约7 cm出现严重腐蚀开裂（图1）；起至第111根发现由母接箍下端约14 cm处断开，断口不规则，断口内壁腐蚀严重（图2）。

图1 第106根油管本体

落鱼结构（自上而下）:73.02 mm（2 78″）油管199根+泄油阀+73.02 mm（278″）油管 2根+单流阀+73.02 mm（2 78″）油管2根+102 mm上节泵+102 mm下节泵+98 mm分离器+130 mm上保护器+130 mm下保护器+138 mm电机+筛管+177.8mm（7″）双皮碗封隔器+88.9 mm（3 12″）防砂管4根+变扣+88.9 mm（3 12″）沉砂管4根+变扣+140防掉接头；鱼头为73.02 mm（2 78″）腐蚀的油管本体，鱼顶位置1 388.52 m。根据起出的最后一根油管上带出电缆约5 m，分析判断认为，井内鱼顶上部可能存在4 m左右断开的电缆。

图2 第111根母接箍下端

1 施工难点分析

1）起出的原井油管腐蚀严重，多处穿孔，强度极低，管柱可能会有多处腐蚀断口。

2）鱼顶73.02 mm(2 78″)EUE油管本体断口上部有断开电缆约4 m左右，会对打捞造成干扰。

3）井底管柱带电缆约1 900 m，一旦散乱，则需捞钩打捞、套铣等方式处理，处理起来难度大[1-2]。

4）电泵机组的上节泵、下节泵、分离器、保护器、电机之间连接处均为法兰连接，且保护器外径130 mm、电泵外径138 mm，外径大，选择打捞工具相对困难。而且电泵机组内、外径均不标准，且丝扣连接部位均焊有3 mm厚的防倒转铁皮，增加打捞难度，若倒扣解体则需套铣，后期处理时间长且打捞非常困难[3-5]。

5）若打捞出电缆，鱼顶清理干净，则可下带加长筒的可退式捞筒（内装71 mm卡瓦）打捞73.02 mm(2 78″)EUE油管本体，捞住后活动解卡，若不能解卡，尽量采用切割油管的方式，尽量多的将井内电缆先处理掉。若未捞出电缆，则直接下带加长筒的可退捞筒打捞，解卡；若不解卡再采取切割油管的方式处理电缆[6-7]。

2 打捞施工情况分析及具体措施

2.1 打捞电缆

1）情况分析：根据起出的管柱及电缆长度（最后一根油管上带出电缆约5 m）分析判断，井内鱼顶上部应存在4 m左右的电缆。因此决定下外钩打捞电缆。

2）打捞电缆管串结构（自下而上）：推盘外径150 mm外钩+73.02 mm（278″）钻杆+方钻杆。

3）施工措施：下推盘外径150 mm外钩打捞，加压1 t下探鱼顶深度1 388.52 m，加压1 t正转管柱10圈，上提1 m，再次下放正转上提，反复3次。起出后捞获电缆3.9 m，外钩第一钩钩尖向内贴合在外钩杆体上，最大外径78 mm（原87 mm）；第二钩断落井内，钩体直径19 mm；第三钩最大外径81 mm（原87 mm）（图3）。

图3 打捞电缆

2.2 打捞腐蚀断开的油管

1）情况分析：鱼顶电缆已捞出，鱼顶已清理干净。考虑由于有一个钩子落井，井内电机外径138mm，钩子直径19 mm，加一起157 mm，套管内径157 mm，存在卡管柱的可能。同时为防止倒扣时倒开捞筒上接头，因此将正扣可退式捞筒及加长筒焊死。

2）打捞腐蚀断开油管管串结构（自下而上）：142.87 mm（5 58″）可退捞筒及加长筒+73.02 mm （2）钻杆+方钻杆。

3）施工措施：下142.87mm（5 58″）可退式打捞筒（内装71 mm卡瓦）及加长筒进行打捞，鱼顶1 387.52 m，加深1.54 m至井深1 389.06 m，上提管柱悬重由28 t上升至80 t，未解卡，然后在悬重24～80 t之间活动解卡，多次解卡未成功。讨论后决定先清理出腐蚀的油管，更换出规则的鱼顶，然后再对扣。

因此将管柱上提悬重至29 t，反转倒扣20圈，上提悬重42 t降至31 t。起出后捞获73.02 mm（278″）EUE油管16根（151.77 m）及电缆。第一根油管（原电泵管柱第111根多处严重腐蚀穿孔），第一个电缆卡子在引鞋处，电缆弯曲盘握在引鞋口管柱上，其他电缆顺直且电缆卡子稳固，最后一根油管公扣完好，电缆由最后一根油管公扣根部断开（图4）。

图4 捞获后的油管及电缆照片

2.3 光油管对扣，电缆爆炸切割油管

1）情况分析：为防止再次打捞油管时将电缆散开，造成电缆堆积处理困难。根据倒油管带出的电缆很规整，没有盘乱的情况，分析判断井下电缆仍然完好，因此决定对扣。若带引鞋对扣的话可能会将电缆拨散，因此决定下光油管对扣，成功后下电缆至管柱最深处爆炸切割油管。

2）光油管对扣管串结构（自下而上）：73.02 mm（278″）外加厚油管公扣+73.02 mm（278″）外加厚油管至井口。

3）施工措施：下73.02 mm（278″）EUE光油管对扣1 540.29 m，加压0.5 t，正转5圈，反复4次，有扭矩，上提管柱悬重18 t升至40 t，对扣成功。后下放至 38 t坐吊卡，下 73.02 mm（2 78″）油管切割弹至3 272.43 m，启爆切割，上提管柱悬重38 t至50 t，上提下放反复活动后，悬重降至38 t。捞获73.02mm（278″）EUE油管183根，最后一根长6.12 m，断口处呈喇叭状，最大外径86 mm，电缆由最后一根油管断口处以下0.54 m断开（图5）。

2.4 打捞爆炸切割后的油管

1）情况分析：电缆爆炸切割后，鱼顶不规则，下正扣钻具打捞又无法解卡，因此决定下反扣钻具加可退捞矛打捞，倒扣倒出不规则的鱼顶至电泵泵头处，便于下步套铣电泵机组。

图5 电缆爆炸切割油管

2）第一次打捞爆炸切割油管管串结构（自下而上）：73.02 mm（278″）反扣可退捞矛（63 mm卡瓦）带140mm引鞋+73.02mm（2 78″）反扣钻杆+88.9mm （3 12″）反扣钻杆+方钻杆。

3）施工措施：下带140 mm引鞋Φ63 mm卡瓦的反扣可退式卡瓦捞矛至3 271.43 m管柱悬重68 t，下放管柱探鱼顶3 272.43 m，加压1 t，反转管柱3～5圈，引入鱼顶，加压2 t，再正转3圈，上提管柱悬重66 t升至68 t再升至98 t，反复活动，无效。上提管柱悬重68 t升至69 t，反转12圈，悬重降至68 t，后又重新下探鱼顶，加压3 t打捞，位置相同，上提悬重无变化。起出后捞获电缆1.4 m，捞矛卡瓦有一半落井。分析认为捞矛倒扣滑脱后，再次加压旋转打捞时，电缆蹩住卡瓦，将卡瓦掰断。捞矛卡瓦应该碎落在套管内，决定下倒扣捞矛打捞（图6）。

图6 反扣可退式卡瓦捞矛

4）第二次打捞爆炸切割油管管串结构（自下而上）：73.02 mm（278″）倒扣捞矛（64 mm卡瓦）带140 mm引鞋+73.02 mm（2 78″）反扣钻杆+88.9 mm （3″）反扣钻杆+方钻杆。

5）施工措施：下带140 mm引鞋Φ64 mm卡瓦的倒扣捞矛，至3 272.43 m，加压1 t，上提悬重67至76 t，下放管柱再加压3 t；上提悬重67 t升至76 t，下放管柱悬重69 t，倒转17圈，管柱悬重由69 t降至67 t，上提管柱悬重67 t无变化。起出后未捞获落鱼，捞矛卡瓦底部螺纹有轻微磨损。分析认为爆炸切割油管后，井内油管内径稍有涨大，捞住后卡瓦牙只咬住2～3扣，倒扣时滑脱。根据此情况，分析认为下公锥造扣吃入量较多，不易滑脱，且造扣时同时对油管进行倒扣。因此决定下反扣公锥造扣，倒出不规则鱼顶（图7）。

6）第三次打捞爆炸切割油管管串结构（自下而上）：54～78 mm反扣公锥带140 mm引鞋+73.02 mm（2 78″）反扣钻杆+88.9 mm（3 12″）反扣钻杆+方 钻杆。

7）施工措施：下带140 mm引鞋的54～78 mm反扣公锥至3 272.43 m，管柱悬重68 t，下探鱼顶，加压1～3 t，反转造扣22圈，上提管柱悬重68 t升至72 t再降至68 t；再次下放管柱，加压1～3 t，反转10圈，无扭矩。起出后捞获73.02 mm（2 78″）EUE油管半根（3.38 m），泄油阀、单流阀及73.02 mm（278″）EUE油管4根，电缆42 m，最后一根油管公扣轻度黏扣（图8）。

图8 公锥及打捞情况

2.5 正循环套铣电泵机组

1）情况分析：考虑若用可退捞筒加震击器打捞，在震击解卡时有可能将电泵机组上连接法兰螺丝震断，造成后期处理复杂，因此考虑先套铣到电机处再进行震击解卡打捞。由于落井钩子直径19 mm，很可能掉落到电泵电机处，造成管柱遇卡。考虑电机壁厚7.5 mm，全部套铣电机可能将电机内的定子硅钢片全部套散，散落在井内，结果更为复杂。通过厂家了解到电机头与转子为一体与壳体丝扣连接，电机头至壳体焊死的防倒转铁皮处约293 mm，因此只要套铣到此处，再用捞筒+液压上击器打捞电泵头（外径93.2 mm），可将电机头与转子一起捞出。因此下外径152 mm、内径132 mm正扣套铣筒正循环套铣。

2）套铣电泵机组管串结构（自下而上）：外径152 mm、内径132 mm套铣鞋+套铣筒+104.77 mm（4″）钻铤10根+73.02 mm（2″）钻杆+88.9 mm（3″）钻杆+方钻杆。

3）施工措施：下外径152 mm、内径132 mm套铣鞋+套铣筒正循环套铣电泵机组，加压1～4 t，转速40～50 r/min，井段3 319.94～3 331.9 m，进尺11.96 m，从鱼顶计算累计进尺14.88 m（预计应进尺16.1m），后无进尺（鱼顶3 317.02 m），泵压8～10 MPa，排量4～5 L/s，压井液密度1.17 g/cm3，压井液黏度45 s，出口返出少量铁屑及碎胶皮。起出套铣筒带出上节泵、下节泵、分离器、分离器转换接头总长12.64 m，小扁电缆约11 m，电缆保护罩铁皮7块，保护器转换接头下端磨损严重，边缘向内弯曲，转换接头外径由130 mm变为127 mm。铣鞋与套铣筒外壁多处划痕，铣鞋磨损严重（已不能使用）。

4）井内落鱼：130 mm上保护器（1.64 m）+130 mm下保护器（1.64m）+138mm电机（5.36m）+筛管（0.9m）+177.8 mm（7″）双皮碗封隔器（0.64 m）+88.9 mm（3 12″）NU防砂管4根（17.76 m）+变扣（0.14 m）+4根88.9 mm（3 12″）沉砂管（38.03 m）+变扣（0.16 m）+140 mm防掉接头（0.45 m）。预计鱼顶3 329.83 m，根据带出的落物，且未套铣到预定位置，因此决定继续套铣。

5）下新132 mm套铣鞋继续正循环套铣，井段3 328.72～3 332.3 m，进尺 3.58 m，加压 1～2 t，转速40～50 r/min，泵压8～10 MPa，排量5～6 L/S，压井液密度1.17 g/cm3，压井液黏度45 s，起出套铣筒及铣鞋外壁有多处划痕，铣鞋中度磨损。

2.6 打捞保护器（第一次）

1）情况分析：根据套铣后铣鞋内径在132 mm，分析鱼顶外径130 mm没有变化，下入128 mm卡瓦打捞保护器应该没有问题。

2）打捞保护器管串结构（自下而上）：152.4 mm（6″）可退式卡瓦捞筒（内装128 mm卡瓦）+73.02 mm（2）钻杆+88.9 mm（3″）钻杆+方钻杆。

3）施工措施：下 152.4 mm（6″）可退式打捞筒（128 mm卡瓦）打捞，下探鱼顶3 328.72 m，加压5 t，上提管柱由原悬重64 t升至70 t再降至64 t；再下放管柱加压7 t，上提管柱悬重64 t升至82 t再降至64 t；再次下放管柱加压7 t，上提管柱悬重64 t无变化。起152.4 mm（6″）可退式打捞筒（128 mm卡瓦）后未捞出落物，检查发现卡瓦约有2/3破碎落井。分析认为：经过2次套铣，鱼顶外径已经不是130 mm，可能在129 mm，且打捞距离只有10 cm，紧挨着就是3 mm焊死的防倒转铁皮，此处铁皮套铣时由于井内管柱不居中、偏磨，铁皮未彻底磨掉，造成卡瓦吃入后在此处受力不均匀，上提解卡时卡瓦破碎。因此决定用内径130 mm套铣鞋再次套铣，将防倒转铁皮清理干净，再下捞筒打捞。

2.7 正循环套铣保护器

1）套铣保护器管串结构（自下而上）：外径152mm、内径130 mm套铣鞋+套铣筒+104.77 mm(4″)钻铤10根+73.02 mm(2″)钻杆+88.9 mm(3″)钻杆+方钻杆。

2）施工措施：2017年3月18日下内径130 mm套铣鞋正循环套铣，加压0.5～1t，转速40～50 r/min，泵压8～10 MPa，排量5～6 L/S，压井液密度1.17 g/cm3，压井液黏度45 s，井段3 328.72～3 332.3 m，进尺3.58 m。起出套铣筒及铣鞋外壁有多处划痕，铣鞋中度磨损，套铣后的铣鞋内径130 mm。分析认为：保护器外径最多磨掉2 mm，经过32 h的套磨，焊死的防倒转铁片已套铣掉，外径可能为128 mm，下入126 mm卡瓦比较合适。

2.8 打捞保护器（第二次）

1）打捞保护器管串结构（自下而上）：152.4 mm（6″）可退式卡瓦捞筒（内装126 mm卡瓦）+73.02 mm（2″）钻杆+88.9 mm（3″）钻杆+方钻杆。

2）施工措施：下152.4 mm（6″）可退式打捞筒（126 mm卡瓦）打捞，正循环冲洗鱼顶，鱼顶位置3 328.22 m，泵压4 MPa，排量4～5 L/s，压井液密度1.17 g/cm3，压井液黏度45 s，管柱悬重 65 t，下探鱼顶3 328.72 m，加压2 t；上提管柱悬重65 t升至100 t，反复活动无效，上提管柱悬重65 t升至104 t再降至66 t，解卡，起钻中途挂卡3 t。起出后带出捞筒，捞获保护器、电机、筛管、皮碗封隔器、防砂管4根、沉沙管4根及防掉接头。捞筒内带出断落的钩子、少量破碎的螺旋卡瓦、可退捞矛卡瓦、电缆碎片及保护电缆的铁皮。捞出的保护器防倒转铁皮已套磨干净，外壁较光滑。预想套铣至电机头以下30 cm应将电机转子与壳体套开，实际上已套铣掉壳体防倒转铁皮，而且露出连接丝扣约6扣，若再进尺10 cm则可将转子与壳体连接丝扣彻底套开。

3 结论及建议

1）根据起出的腐蚀断油管及带出电缆情况，准确判断鱼顶上部仍有4 m左右的电缆，失误的是用外钩打捞落鱼上部电缆时，只加压了1 t旋转打捞，起出后外钩一只脱落，落井钩子钩体直径19 mm，钩尖处切割去一半。分析原因：①钩子下放加压1 t，此时钩体捌在油管本体处，钩体已向内弯曲，在旋转时焊接处开焊，断开落井；由于钩子一头轻一头重，根部宽约30 mm，在下落过程中斜尖处可能卡在电机保护器（外径130 mm）处，造成上提管柱遇卡。②外钩可能存在一定的质量问题，落井的钩子掉落至电机（外径138 mm），卡在电机头处，造成上提遇卡。

2）采用光油管对扣后电缆爆炸切割，很好地解决了电缆散乱落井卡钻的问题。

3）处理切割断的油管本体时，初期选择的打捞工具不够合理，用反扣可退式打捞矛倒扣，容易退出工具，致使打捞失败，且外部还有电缆，处理不好造成捞矛卡瓦破裂落井；而后又选择倒扣捞矛倒扣打捞，没有考虑到上提吨位少的话，工具易打滑，且爆炸后的油管内径有涨大的可能，又造成打捞失败；最后选择54～78 mm反扣公锥造扣打捞。分析认为公锥造扣相比母锥造扣吃入量多、造得牢，造扣同时又对油管进行倒扣，通过公锥造扣捞出了电泵头以上油管。

4）处理爆炸后的管柱时，建议若井下落鱼可以解卡，则可下长杆可退捞矛打捞，直接上提解卡；若不能解卡，则考虑用反扣公锥直接造扣打捞，倒出不规则的鱼头；若仍采用正扣钻具，则需用套子磨鞋修理鱼顶0.5～1 m后再选择捞筒或捞矛打捞。

5）采用螺旋卡瓦打捞时，最大加压不超过5 t，否则容易压碎卡瓦，造成复杂。打捞保护器时忽略了保护器外焊死的防倒转铁皮可能没有套磨干净的情况，造成采用128 mm卡瓦打捞时，加压7 t捞住后上提时卡瓦吃力不均匀，卡瓦破碎落井。

6）套铣保护器时，套铣鞋尽量选择铣鞋内铺上一定的合金，内径与保护器外径一致的套铣鞋。套铣后最大可能套铣掉2 mm左后，套铣时加压控制在0.5～1 t，耐心套磨，尽量将保护器及焊上的防倒转铁皮套磨干净，便于选择合适的可退捞筒打捞。通过套铣施工可以看出，若套铣初期直接采用130 mm的套铣鞋，既可套铣掉保护器外部的防倒转铁皮，也能满足套铣到电机转子与壳体连接处的要求。

7）套铣后，保护器转换接头已将中心杆带出，保护器除主轴外周围已空约15 cm。在前两次套铣划眼过程中，套铣筒内壁将钩子、少量碎卡瓦、碎电缆及保护器花键套或其他配件等夹带至保护器上部，使碎块落入保护器中心内。因此在捞筒打捞解卡后能带出断落的钩子、少量破碎的螺旋卡瓦、可退捞矛卡瓦、电缆碎片及保护电缆的铁皮。

8）最后一次打捞，上提挂卡40 t，起出电机发现下部焊死的防倒转铁片开焊，其他部位无明显挂卡痕迹。分析认为是第一次套铣时，保护器上连接螺丝已断开，上提划眼时将保护器内的花键套或其他配件带出，而后又反复套铣，花键套或其他配件破碎，落到电机下部焊死的防倒转铁皮并卡在此处，造成过提40 t。

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