可退式分瓣捞矛退出方法探讨

马文静，伍浩文，刘水淼，张志刚

中国石油冀东油田分公司井下作业公司（河北唐山 063299）

井下作业过程中不可避免地需要进行打捞作业，处理井内落鱼，如折断或脱落的管杆、留井封隔器、砂埋管柱等。可退式分瓣捞矛作为一种常用的打捞工具，打捞成功率高，在不能顺利起出落物时可操作退出，确保施工质量安全。但是在施工过程中常因种种因素造成工具不能正常退出，导致问题复杂化。因此，科学地分析造成退出失败的原因，制定针对性的控制措施，对提升井下作业技术水平有着十分重要的意义。

1 工具结构和工作原理

可退式分瓣捞矛是从落鱼内孔实现打捞的一种工具，主要用于打捞油管、封隔器等，冀东油田常用的可退式分瓣捞矛是由上接头、转套、销钉、卡瓦、矛杆等部件组成（图1）。转套上设计有“L”形槽，矛杆上安装销钉，通过转动管柱控制销钉在“L”形槽内的位置变换，实现打捞与退出。

图1 可退式分瓣捞矛结构示意图

打捞时卡瓦进入鱼腔后随销钉沿矛杆轴向移动，经矛杆前端锥面后产生径向张力抓紧打捞落物，此时处于打捞状态，卡瓦与落物之间的摩擦力随上提力的增大而增大，从而防止在打捞过程中捞矛脱离[1]；若管柱遇卡需退出捞矛时，可下击捞矛使销钉沿矛杆轴向移动至“L”形槽径向轨道起始端，此时卡瓦沿锥面回收，与落鱼内壁脱离，而后略微上提管柱使捞矛处于下压状态，转动管柱，使销钉换位进入“L”型槽径向轨道，卡瓦处于释放状态，上提打捞管柱，捞矛从鱼腔内退出（图2）。

图2 打捞和释放状态

2 退出失败原因分析及控制措施

打捞作业过程中，可能出现捞获后解卡无效情况，为避免施工复杂化，需退出捞矛。由于井下状况复杂多变，加之设备性能、操作方法等因素影响，可能造成可退式分瓣捞矛不能正常退出。结合现场实际情况，原因可归纳两类：一是井况影响，主要是鱼顶形变和井身结构影响；二是操作方法，主要表现为过程控制不当。

2.1 鱼腔形变

当井内落物鱼腔发生形变时，在适当的下压力作用下也存在矛瓦进入鱼腔的情况。但当解卡无效需退出打捞工具时，由于受鱼腔形变影响，腔体缩径或矛瓦“卡死”，矛杆与卡瓦无法产生相对位移，就会造成销钉不能移动至预期轨道，造成退出操作失败。

导致上述问题的根本原因是打捞前对落鱼认识不清，实际应用过程中应通过前期打印、断点分析、工具拆检等方法，分析鱼顶及鱼腔所处状态，根据情况选用适当长度尺寸、打捞行程的捞矛，或根据实际情况选用其他类型的打捞工具。

2.2 井身结构

打捞过程中当井斜、摩擦因数等有所不同时，会造成沿途存在不同的扭矩损失[2]。冀东油田受地质条件等因素影响，油水井以深斜井居多，井身结构相对复杂，井深、井斜角、方位角相对较大，井况对于地面施加扭矩大小、有效旋转圈数会产生重大影响，加之地面液压钳等设备的性能制约，可退式分瓣捞矛用于大斜度井、水平井时，可能由于摩阻大等原因，造成扭矩无法有效传递[3]，使得矛杆与卡瓦相对位移或转动无法发生，导致捞矛难退出。

可退式分瓣捞矛销钉是否换位置于“L”型槽的径向轨道内，一般用管柱“有效旋转圈数”来判断，现场可通过经验公式法估算“有效旋转圈数”。

式中：NZ为自由状态转动圈数；NF为扭矩释放反向转动圈数；NX为有效旋转圈数。

实际操作时探得鱼顶位置后，上提管柱1～2 m，在自由状态下转动管柱，录取转动圈数值，而后扭矩释放过程中录取管柱反向转动圈数值，二者之差即为“有效旋转圈数”。由于施工过程中每口井的“有效旋转圈数”均不相同，因此，必须提前准确录取，才能为正确判断销钉状态提供依据。

2.3 鱼腔异物

工具下到位实施打捞作业前，若未能将鱼腔内的砂、垢等杂质处理干净或入井液不清洁将固体颗粒物质带入鱼腔，当下放加压打捞时，杂质堵塞卡瓦与矛杆或卡瓦与外筒之间的缝隙，可能造成矛杆与卡瓦无法产生相对位移或转动失效，导致退出操作失败。

现场打捞作业施工，为确保鱼顶无杂质，应从工具入井前、打捞施工前2 个阶段予以控制。第1阶段，工具入井前要确保入井液清洁，避免颗粒物质及杂质入井，应加装入井液过滤装置，防止杂质入井；第2阶段，打捞施工前在打捞工具至距井内鱼顶1～5 m 时停止下放，开泵正循环冲洗鱼顶；待循环正常后，缓慢下放探鱼顶，当指重表略有下降显示时停止下放并记录放入和管柱悬重。打捞前冲洗排量因井而异，对Φ139.7 mm 套管井一般控制在400～500 L/min[4]；Φ177.8 mm 以上套管井则应不小于600 L/min。

2.4 下击力

可退式分瓣捞矛退出操作前，需利用管柱本身重量下击矛杆，以卸去上提时产生的胀紧力[5]。若施工前管柱原悬重、旋转悬重、下放悬重等重要施工参数录取不准，退打捞工具时盲目下压，不合理的下击力就可能造成扭矩不能有效地传递至打捞工具，销钉不能换位置于“L”型槽的径向轨道，导致退出操作失败。

为确保销钉换位成功，应在打捞作业前准确录取管柱原悬重、旋转悬重、下放悬重等参数。一方面在打捞作业时能够准确计算对落鱼所施加的下压力，即管柱下放悬重与打捞悬重的差值；另一方面在解卡无效退出工具时，也能准确计算退工具过程中的下压力，即管柱原悬重与退工具时悬重的差值。此外，退出操作时观察旋转悬重与打捞前是否一致，亦可判断销钉所处受力状态，有助于操作捞矛成功退出。

2.5 冲洗方式

当捞获落鱼遇卡时，需反复活动管柱。若期间未进行间歇式冲洗或排量不达标，井筒内悬浮的砂、垢、铁屑等杂质颗粒就可能下沉至鱼腔，堵塞卡瓦与矛杆之间的缝隙，造成矛杆与卡瓦无法产生相对位移或转动失效，导致退出操作失败。

为避免杂质下沉堵塞，在确认捞获落鱼解卡无效时，应当每隔1 h正循环洗井一周，使井内的悬浮固体颗粒保持悬浮状态，避免悬浮颗粒下沉造成卡阻，同时避免细小的颗粒进入鱼腔中造成卡瓦与矛杆之间的缝隙堵塞，导致下击时无法产生相对位移或转动失效。这种“间歇式活动+循环冲洗”操作方式，可有效提高工具退出的成功率。

3 应用实例

冀东油田NP11-X129 井套管规格Φ177.8 mm，最大井斜45.47°，需打捞井内防砂管柱。鱼顶为安全接头，内径62 mm，打捞深度2 129 m。选用LMT93×73 可退式分瓣捞矛进行打捞，最大抗拉负荷410 kN，退出时捞矛加压5～10 kN，有效旋转圈数1/4圈以上。

打捞前管柱原悬重200 kN、正转管柱10 圈，扭矩释放反转8圈，测得有效旋转圈数为2圈，旋转悬重160 kN，下放悬重140 kN。工具下至距鱼顶2 m，大排量冲洗鱼顶至干净，下放至管柱悬重135 kN，判断工具已进入鱼腔，继续冲洗确保腔内干净。捞获后反复活动解卡无效，需退出捞矛。

第1 步，建立循环正洗井，泵压8～15 MPa，排量260 L/min，冲洗鱼顶干净。

第2步，上提管柱至原悬重后下击加压100 kN，确保销钉无卡阻。

第3 步，上提管柱至190 kN，此时销钉略微受力，处于“L”型槽径向轨道起始端，可实现灵活换位。

第4 步，旋转管柱，观察旋转悬重为160 kN，与打捞前数据基本一致，判断此时销钉受力与管柱自由状态下相似，可实现灵活换位。

第5 步，正转10 圈，有效圈数为2 圈，缓慢上提管柱，顺利退出捞矛。

4 结论及建议

1）影响可退式分瓣捞矛使用的因素可归纳为井况影响和操作方式两大类，现场需要综合考虑，通过严控施工质量，加上合理的操作方法，才能有效提高工具使用效率，最大限度降低后续处理难度。

2）可退式分瓣捞矛工作状态转变是通过销钉与“L”形槽的相互配合完成，其配合间隙也是最易受损破坏的部位之一，在维护使用过程中要采取有效措施重点保护。

3）施工现场应严格控制修井液性能，尤其是固相杂质含量，防止砂、垢、铁屑等杂质颗粒沉积，造成工具“卡死”或工具与鱼腔间发生卡堵。

4）施工过程中应及时准确地录取有效旋转圈数、管柱悬重等重要参数，使用过程中灵活优化调整，以确保工具正常工作。