巧用开窗套铣筒快速打捞落井电泵机组

李凯

中海石油（中国）有限公司湛江分公司 广东 湛江 524057

目前海上油田大部分油井采用电潜泵进行泵抽生产，比如南海西部油田共有采油井410口，其中电泵井占比超过90%。井下电泵机组主要由电机、保护器、油气分离器（吸入口）、电泵、泵挂构成[1]（见图1），各部分之间通过螺栓连接，电泵机组总长度一般在20～30m，使用在海上7”和9-5/”生产套管内的电泵机组主要有387、456和540三个系列。随着电泵井生产的进行，部分井在生产或井下作业过程中会出现电泵落井复杂情况，造成电泵落井的原因主要有3个方面：①是井下油气中含有硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体，导致电泵机组腐蚀断裂而落井；②是油井出砂，电泵在生产过程中，携带地层砂的井液冲蚀电泵内部，尤其泵挂位置，导致电泵机组结构和强度变化和落井；③是电泵机组各部分之间连接螺栓质量存在缺陷，或电泵在井下运转过程中震动过大导致连接部位疲劳损伤，进而导致电泵落井。由于电泵机组没有合适的打捞内腔，只能采用外捞方式，所以针对电泵机组落井，常规的打捞思路是采用钻杆，下入可退式打捞筒进行打捞，当鱼顶存在其他落物时，还需要先处理鱼顶再进行打捞；当然，有时电泵从泵挂位置或电泵机组两部分连接位置脱开落井，鱼顶也比较干净，满足外捞条件，一般打捞都比较简单，但是，如果现场没有打捞工具和钻具，需要从陆地动员到海上，耗时较长，而采用开窗套铣筒则可以实现快速高效打捞，节省作业工期和费用。

图1 电潜泵示意图

1 开窗套铣筒的结构及打捞原理

1.1 开窗套铣筒结构

开窗套铣筒就是在套铣作业所使用的套铣筒筒体上切割开窗，每个窗口切割出3条梯形或矩形割缝（包括顶边和两腰），再用合适的工具敲击梯形上半部，使窗舌向筒体内伸，依靠窗舌挂住落鱼实现对落井机组的打捞，结构上主要由上接头和筒体两部分组成。上接头上部用来连接钻具，常用扣型为310或410，上接头下部连接套铣筒，常用扣型为FJWP。常用的套铣筒主要有5-3/4”和8-1/8”两种尺寸，5-3/4”套铣筒可在7”套管和9-5/8”套管内使用，而8-1/8”套铣筒则只能在9-5/8”及尺寸更大的套管内使用。

开窗套铣筒的选择和设计加工，需要根据井下落鱼的尺寸、质量、鱼顶状态等因素来定，一般遵循以下原则：

（1）7”套管内落井的387系列和456系列机组，可以采用5-3/4”开窗套铣筒进行打捞；

（2）9-5/8”套管内落井的387系列和456系列机组可以根据情况采用5-3/4”开窗套铣筒或8-1/8”套铣筒进行打捞，而9-5/8”套管内落井的540系列机组则采用8-1/8”套铣筒进行打捞；

若鱼顶位置井斜较大，鱼顶贴边，为了方便落鱼引入，可以在开窗套铣筒底部加工引鞋或内倒角。

一般情况下，根据落井电泵机组质量、落鱼抓捞部位离鱼顶的长度以及所选择的套铣筒尺寸，可在套铣筒筒体上设计2～3组开窗，每组开窗可以设计2～4个窗舌，开窗越多，则越容易抓捞，但鱼顶进入套铣筒内腔窗舌位置则越难，现场使用是根据落鱼情况而定。

1.2 开窗套铣筒打捞原理

开窗套铣筒是根据电泵机组结构特点而设计的，其主要原理是依靠窗舌的弹性及强度，卡住电泵机组“脖子”位置，实现对落鱼机组的打捞（如图2所示），其操作步骤为：

图2 开窗套铣筒打捞过程示意图

（1）根据落鱼的参数，选择合适的套铣筒，并对套铣筒进行开窗加工；

（2）连接下入打捞管柱，下至鱼顶前3～5m，测管柱上提及下放悬重；

（3）缓慢下放管柱至遇阻，根据深度判断落鱼是否进入开窗套铣筒，若落鱼未引入，则尝试上下活动或正转钻具，直至落鱼引入；判断落鱼引入后，则逐级施加钻压，使落鱼继续进入套铣筒内腔，直至窗舌经过打捞部位；

（4）上提管柱，若悬重增加明显，则判断已捞住落鱼；若悬重变化不明显，则尝试下放管柱至再次遇阻位置，若遇阻点明显变深，则基本能判断已捞住落鱼；

（5）起钻，检查打捞情况。

2 案例分析

2.1 作业背景

WZ6-10-A6H井是一口采油井，生产层位为W3Ⅶ下油组，该井电泵机组故障无法正常生产，同时储层存在污染导致产能低，需要修井检泵。

10月11日，开始WZ6-10-A6H井检泵作业，起管柱发现井下电泵机组从上节电泵底部螺栓连接位置脱开，脱开位置以下电泵机组全部落井，电缆全部出井，没有电泵手铐，分析鱼顶比较干净。

由于原计划A6H井进行检泵修井作业，没有准备钻杆和打捞工具，从陆地动员钻具和打捞工具到海上平台，最快也需要3～4天；为了能够尽快捞出落井电泵机组，现场只能协调周边修井作业点资源进行作业。

2.2 打捞过程

由于落井电泵机组处于9-5/8”套管内，理论鱼顶深度3450.56m，鱼顶位置井斜为75°，落鱼最上部分为387系列电泵，现场实际测量电泵泵体外径为96mm，鱼顶位置电泵防倒块外径为100mm，两节电泵之间脖子位置内径为60mm，落井机组总长为31.27m，空气中质量约1.5t。根据落实到的数据，现场打捞过程如下：

（1）方案确定

由于周边平台没有能马上使用的钻杆，只有5-3/4”套铣筒、配套上接头以及上部可以连接3-1/2”油管的变扣，根据出井情况判断落井机组为“活鱼”且鱼顶干净的可能性较大，故现场决定使用油管下入开窗套铣筒进行打捞作业。

（2）工具加工

①5-3/4”套铣筒外径146mm，内径128mm，长度9m，由于落井机组长达31.27m，质量达1.5t，为了确保能够抓捞落鱼，在捞筒本体上设计3组开窗，每组开窗设计3个窗舌（在筒体上周向均匀分布，如图3所示），相邻2组开窗之间距离0.5m，开窗尺寸：顶边长3cm、底边长4cm、高5cm；最底部一组开窗距离套铣筒底0.5m。

图3 开窗套铣筒加工

②将每组开窗窗舌向套铣筒内部敲击，最底部一组开窗窗舌向内垂直内伸25mm，第2组开窗窗舌向内垂直内伸27mm，第3组开窗窗舌向内垂直内伸28mm；即最底下3个窗舌构成的内径为82mm，中间3个窗舌构成的内径为78mm，最上部3个窗舌构成的内径为76mm。

③考虑到预定位置井斜很大，落井机组会贴低边，在开窗套铣筒底部打磨加工内倒角，以便落鱼引入。

（3）打捞过程

①组合下入打捞钻具：5-3/4"开窗套铣筒+上接头+变扣（311*3-1/2"EUE B）+3-1/2"EUE油管，下至3445m，管柱称重↑42T↓32t。

②缓慢下放管柱至3450.52m遇阻，逐级施加钻压4t，悬重恢复正常；继续下放管柱至3451m再次遇阻，逐级施加钻压至5.5t，悬重恢复正常；继续下放管柱至3451.5m再次遇阻，逐级施加钻压至7.5t，悬重恢复正常，继续下放管柱至3459.3m遇阻。

③缓慢上提管柱，42.5～43t，重新下放管柱，复探遇阻点变深，判断捞住落鱼。

④起出打捞管柱，检查成功捞出落井电泵机组。

（4）小结

本次打捞作业，由于现场没有打捞工具和钻杆，采用了3-1/2”油管+5-3/4”开窗套铣筒打捞的方式，从方案确定，到工具连接入井，耗时仅12h，且一次性将落井电泵机组全部捞出，相比临时动员打捞工具和钻杆，节约作业时间4天，节约作业费用约40万元，取得了非常好的效果，同时也让作业井能提前4天复产。

3 结束语

（1）对于落井电泵机组，若鱼顶比较干净，没有过多的电缆，同时判断落鱼为“活鱼”的情况下，采用开窗套铣筒，连接现场已有油管或钻杆，可以实现快速、高效打捞。

（2）开窗套铣筒的选择、设计和加工，要充分结合鱼顶深度、落鱼外径、打捞位置、井斜、重量等相关参数；同时，为了方便落鱼引入，可以在开窗套铣筒底部加工引鞋或内倒角。

（3）如果落井机组上部存在较多电缆或其他落物，则需要将鱼顶处理干净后再进行打捞。

（4）若落鱼在井下有被卡的可能，则建议采用钻杆+合适的可退式打捞筒进行打捞。