井下作业螺杆泵专用打捞钩的研制与应用

2016-06-14 17:49 [石化论文] 来源于：互联网作者：互联网

导读：[摘要]螺杆泵采油系统具有着独特的结构和工作原理，因其占地面积小，投资费用少，维护成本低，节能效果好的优点，已成为现今油田主要的采油系统。随之，螺杆泵的井下作业施工维护也成为油田稳产的重中之重。在井下作业螺杆泵施工过程中，由于井内的情况复杂

　　[摘要]螺杆泵采油系统具有着独特的结构和工作原理，因其占地面积小，投资费用少，维护成本低，节能效果好的优点，已成为现今油田主要的采油系统。随之，螺杆泵的井下作业施工维护也成为油田稳产的重中之重。在井下作业螺杆泵施工过程中，由于井内的情况复杂多变，出现螺杆泵泵体与延长管连接部位的丝扣脱落，泵体掉入井内的生产事故。因其独特的结构和工作原理，不便于对其进行常规打捞，给作业施工带来新的难点。本文依据施工现场螺杆泵泵体打捞出现的难点进行探讨与实践。

　　[关键词]螺杆泵丝扣对接打捞

　　中图分陈类号：TU989 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）05-0274-01

　　引言：目前，我厂油井中有很多为螺杆泵井。每年检螺杆泵作业可达数百井次，其中部分为泵体与延长管连接丝扣脱落掉入井内的作业井。使用常规打捞方法很难捞出，针对独特的结构和工作原理，制定出科学、高效的打捞方法，解决打捞作业的难点。

　　一、螺杆泵采油系统的结构及工作原理

　　1.1螺杆泵由定子和转子两个部分组成。定子是由丁腈橡胶衬套浇铸粘接在钢体外套内而形成的一种腔体装置。转子有空心转子和实心转子两种，由合金钢的棒料经过精车、镀铬并抛光加工而成。定子内表面呈双螺旋曲面，与转子螺旋状外表面相互配合。

　　1.2螺杆泵工作的原理，在地面电机的驱动下，通过光杆对井下的抽油杆柱进行动力传动，使得转子旋转抽吸与定子进行密闭配合，随着密封腔室不断形成，自下而上进行连续推移，直至地面。地层的油气在螺杆泵的抽吸作用下，从地层举升到地面，完成整个油气采收的过程。

　　二、螺杆泵泵体落井原因分析及常规处理难点

　　2.1.1螺杆泵下井前需要进行延长管与泵体的丝扣连接。由于人工连接，会出现丝扣连接紧度不足的情况。在抽油杆柱下井，转子进入泵筒的过程中，转子随着定子的双螺旋曲面旋转，在旋转力的反作用下，延长管与泵体的丝扣连接部位会产生脱扣现象，造成泵体落井。

　　2.2.1螺杆泵泵头母扣螺纹为82mm，而目前使用的最大丝扣抓捞矛的尺寸为76mm，无法满足打捞需求。螺杆泵泵体内存在着橡胶衬套的定子结构，捞矛的卡瓦牙块无法有效抓住定子内壁，因此无法使用捞矛类工具进行内部打捞。

　　2.2.2螺杆泵泵体外径一般为108-114mm，而套管内径一般为124mm，在仅仅5-8mm的环形空间内，没有适合的外部打捞工具。

　　2.2.3-由于上诉几种情况，常规的打捞方式是进行延长管与泵体的丝扣对接打捞，通过打捞管柱悬重指示的细微变化，上提管柱过程中油管锚的解封迹象，以及再次下放管柱释放油管锚时的锚定效果或能够加深至原井管柱深度以下来验证其打捞效果。丝扣对接打捞过程中，下放触鱼时的管柱悬重需要下降10KN左右，才能开始进行管柱旋转丝扣对接。在管柱负荷下压时，极易出现对接部位偏移、鱼顶无法居中的情况，致使丝扣对接打捞无效。此外，油管锚在上提解封过程中，需要上提较大符合，由于对接打捞时丝扣连接紧度受限，会出现拔脱扣的现象。抽吸过程中，抽油杆柱在管柱内往复转动，磨损螺杆泵泵头母扣螺纹，使得无法进行丝扣对接打捞。

　　2.2.3如常规丝扣对接打捞无效，则需要进行对落井的螺杆泵泵体进行磨铣施工。由于定子是由丁腈橡胶衬套浇铸粘接在钢体外套内而形成的一种腔体装置。外部钢体材质坚硬，内部定子丁腈橡胶衬套的柔韧度强、弹性好，螺杆泵泵体下部的油管锚装置在磨铣施工过程中，对套管内壁的支撑位置也会产生极大程度的损坏。因此无法进行有效的磨铣施工。

　　三、螺杆泵专用打捞钩的理论分析

　　3.1 工具简介

　　对螺杆泵定子结构进行分析，使用类似捞钩类工具进行打捞，制作有效打捞工具，确定打捞位置就可以实现。活齿外钩由接头、钩身、凸轮钩齿组成。打捞时，当凸轮钩行落鱼，依靠弹簧将凸轮钩齿弹出，抓住鱼腔，捞获。螺杆泵专用打捞钩依据活齿外钩的结构、原理进行工具的改进。在原有外钩钩齿的空裆处，向上45度角均匀分布的焊接数个尖楔形打捞钩齿。

　　3.2 工具组成

　　螺杆泵专用打捞钩由接头、钩身、凸轮钩齿、尖楔形打捞钩齿组成。接头用于与下井管柱进行连接；钩身用于携带凸轮钩齿和尖楔形打捞钩齿插入落鱼内腔；凸轮钩齿支撑在定子橡胶衬套内表面产生外胀力；尖楔形打捞钩齿插入定子橡胶衬套抓获落鱼。

　　3.3 工具使用

　　将螺杆泵专用打捞钩接头连接在管柱上，缓慢下入井内，随时注意悬重变化，触鱼时记准悬重，入鱼时尖楔形打捞钩齿、凸轮钩齿随着钩身顺向进入螺杆泵泵体内腔。上提管柱时，尖楔形打捞钩逆向插入定子橡胶衬套内，凸轮钩齿支撑在定子橡胶衬套外表面，在外胀力量的作用下，共同抓牢落鱼。通过打捞管柱悬重指示的细微变化，上提管柱过程中油管锚的解封迹象，以及再次下放管柱，释放油管锚时的锚定效果或能够加深至原井管柱深度以下来验证其打捞效果。

　　四、螺杆泵专用打捞钩的现场应用效果

　　4.1施工南2-1-36井，起出管柱后，检查发现采研GLB1200-14螺杆泵泵头与延长管丝扣连接部位脱扣，螺杆泵泵体及下部工具落井，且泵头母扣螺纹丝扣损坏。经地面对此泵型的螺杆泵内径进行测量，选用合适尺寸接头和钩身的活齿外钩，在凸轮钩齿空档处向上45度均匀焊接数个尖楔形打捞钩齿。连接打捞工具后，缓慢下入井内，打捞工具在入鱼过程中尖楔形打捞钩齿紧贴泵体内壁，下放略有顿挫迹象，至符合下降10KN，缓慢试提管柱，尖楔形打捞钩齿插入橡胶衬套，凸轮钩齿支撑在橡胶衬套外表面，在外帐力量的作用下，负荷略有上升后下将至原负荷，下放管柱，出现油管锚锚定迹象，螺杆泵本体及下部工具被一次性全部捞出。

　　五、螺杆泵专用打捞钩的使用注意事项

　　5.1选用螺杆泵专用打捞钩的接头、钩身尺寸要符合套管内径、落鱼内腔的尺寸要求。

　　5.2凸轮钩齿的凸轮灵活好用，下井前要涂抹黄油润滑。钩齿无痕裂、弯曲、变形。

　　5.3尖楔形打捞钩齿要向上45度角均匀分布进行牢固焊接，保证打捞过程中均匀受力。

　　5.4螺杆泵专用打捞钩入鱼时，下降悬重控制在20KN以内，防止尖楔形打捞钩齿损坏。

　　六、结论

　　6.1螺杆泵专用打捞钩依据活齿外钩的结构及工作原理进行改进制作而成，加工便利、成本低廉。

　　6.2通过螺杆泵专用打捞钩的尖楔形钩齿大小的变化，可以实现不同泵径的螺杆泵打捞，适用于目前整个矿区的螺杆泵井。

　　6.3在近几年的工作实践中，累计使用螺杆泵专用打捞钩进行十余井次的打捞施工，成功率达到了100%，已经基本上解决了螺杆泵泵体无法进行常规打捞的难题，加快了作业进度，确保施工质量，为油生产贡献了力量。

　　参考文献

　　[1]万仁溥，罗英俊主编.采油技术手册（修订本）第五分册修井工具与技术，石油工业出版社，1989年10月.

　　[2]吴奇，井下作业工程师手册，石油工业出版社，2002年9月.