熊 偉，趙 強(qiáng)，鄭 華，陳 雄

(中國(guó)石油川慶鉆探測(cè)井公司 重慶 400021)

·儀器設(shè)備與應(yīng)用·

電纜穿心打撈快速接頭置換短節(jié)的研制及應(yīng)用

熊 偉，趙 強(qiáng)，鄭 華，陳 雄

(中國(guó)石油川慶鉆探測(cè)井公司 重慶 400021)

針對(duì)電纜穿心打撈過(guò)程中細(xì)節(jié)較多，操作繁瑣的問(wèn)題，提出了一種新型快速接頭置換短節(jié)，經(jīng)過(guò)原理分析和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)可以得出，在確保安全的前提下，應(yīng)用該短節(jié)可以增強(qiáng)電纜連接的可靠性，縮短作業(yè)時(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

電纜穿心打撈；快速接頭；工具改進(jìn)

0 引 言

在鉆井測(cè)井作業(yè)過(guò)程中，由于種種原因會(huì)發(fā)生測(cè)井事故。它可以分為卡電纜、卡儀器和斷電纜三種基本類(lèi)型[1]。常見(jiàn)的測(cè)井事故處理方法主要有電纜穿心打撈法、撈矛打撈法和撈筒打撈法[2]。測(cè)井作業(yè)規(guī)范中一般規(guī)定電纜上提拉力不得超過(guò)其最大安全拉力，所以多數(shù)情況下遇到的測(cè)井事故都是電纜卡或儀器卡，采用成功率較高的穿心解卡一般不會(huì)造成儀器的損傷，儀器經(jīng)維護(hù)保養(yǎng)后一般都可以繼續(xù)使用[3]。

1 穿心打撈簡(jiǎn)介

穿心打撈是一種在井口附近切斷電纜，貫穿打撈工具和鉆具，實(shí)施井下電纜或儀器解卡的打撈方法[4]。在電纜測(cè)井過(guò)程中，由于壓差粘附、鍵槽、套管損壞、電纜或儀器損壞以及井眼限制等原因而造成儀器或電纜卡在井內(nèi)時(shí)，通常會(huì)采用成功率極高的穿心打撈方法。其工藝流程如下：井口張力測(cè)試并記錄，固定測(cè)井電纜；安裝井口天地滑輪，校核總張力；剪斷電纜，安裝快速接頭；檢查快速接頭可靠性；連接打撈工具；下放打撈工具；循環(huán)鉆井液；打撈落井儀器；回收測(cè)井電纜；回收儀器。常用的穿心打撈工具有卡瓦撈筒、滑塊式打撈工具、三球撈筒、四球撈筒、CDL打撈器等，目前各家測(cè)井公司按自己的使用習(xí)慣使用著不同類(lèi)型的打撈工具，各類(lèi)打撈工具均具有良好的使用記錄，同時(shí)也或多或少存在一些不足。

在多年現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐基礎(chǔ)上，川慶測(cè)井公司不斷總結(jié)工程事故經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),完善打撈工具配套，探索工藝改進(jìn),逐漸形成了一套適應(yīng)川渝地區(qū)特點(diǎn)的打撈工具配置,以及工藝保障措施。測(cè)井過(guò)程中，滲透層與井筒之間較大的壓力差迫使儀器或電纜壓靠在井壁上，造成粘附卡。如果只是采用打撈工具抓獲儀器上部，可能會(huì)導(dǎo)致“拉不動(dòng)壓不脫”的局面，進(jìn)退兩難。針對(duì)川渝地區(qū)測(cè)井遇卡類(lèi)型主要為壓差粘附卡的特點(diǎn)，形成了配套的套銑穿心打撈工具，主要包括套管、接箍、扣型轉(zhuǎn)換短節(jié)、撥叉和銑齒等，目的在于將儀器從井壁剝離，起到導(dǎo)向的作用，同時(shí)也有利于打撈不成功時(shí)的后續(xù)處理。公司對(duì)目前在用的打撈工具也進(jìn)行了部分結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)。首先是所有打撈工具都增加了防落功能，也就是在打撈工具上部安裝了防落環(huán)，其內(nèi)徑小于快速接頭最大外徑，可以防止快速接頭脫開(kāi)導(dǎo)致電纜意外落井。其次針對(duì)不同系列的馬籠頭設(shè)計(jì)了調(diào)整短節(jié)，可以準(zhǔn)確抓獲設(shè)計(jì)位置。最后根據(jù)打撈工具本體強(qiáng)度條件，在滿足強(qiáng)度要求的前提下增加了循環(huán)通道，便于打撈過(guò)程中循環(huán)泥漿。

穿心打撈操作比較繁瑣，要求注意的細(xì)節(jié)較多[3]，是一項(xiàng)危險(xiǎn)的工作，尤其是在人員疲勞且心情低落時(shí)，一個(gè)操作失誤或細(xì)節(jié)處理不當(dāng)，都可能會(huì)使事故復(fù)雜化，造成更加嚴(yán)重的后果。因此在保證安全可靠的條件下，改進(jìn)設(shè)計(jì)不合理的配套工具可以提高作業(yè)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，確保打撈成功率。

2 快速接頭

快速接頭用于穿心打撈時(shí)實(shí)現(xiàn)電纜的快速斷開(kāi)與連接?？拷鼫y(cè)井絞車(chē)端為快速接頭母頭，井口端為快速接頭公頭，在“穿心”過(guò)程中，將快速接頭母頭提升至二層臺(tái)附近，穿過(guò)鉆具水眼與井口端快速接頭公頭連接，保持一定的電纜張力下放鉆具后露出快速接頭，斷開(kāi)快速接頭公母頭，之后重復(fù)操作直到打撈工具捕獲落魚(yú)。

2.1 快速接頭原理及配套工具

快速接頭有直插式快速接頭和旁開(kāi)式快速接頭兩種。兩種快速接頭各有利弊，根據(jù)具體使用環(huán)境選擇合適的類(lèi)型。由于直插式快速接頭總成較長(zhǎng)，當(dāng)鉆機(jī)帶頂驅(qū)時(shí)，下鉆時(shí)快速接頭不容易通過(guò)，此時(shí)優(yōu)先選用旁開(kāi)式快速接頭。就連接與斷開(kāi)時(shí)的操作性而言，直插式快速接頭更方便。直插式直接豎直連接，旁開(kāi)式需將母頭置于水平位置掛接后再拉直，由于上部加重的原因，這個(gè)操作往往比較費(fèi)力；斷開(kāi)時(shí)，直插式快速接頭需用專(zhuān)門(mén)的釋放鉗豎直斷開(kāi)，旁開(kāi)式也是將母頭放到水平位置才能斷開(kāi)。

圖1為直插式快速接頭裝配圖，上部為母頭，下部為公頭，兩端通過(guò)錐筐繩帽結(jié)構(gòu)與電纜連接，當(dāng)母頭豎直下行撞擊公頭時(shí)，公頭蘑菇頭在母頭鉤板前端斜面的引導(dǎo)下?lián)伍_(kāi)兩片鉤板，直到公頭頸部進(jìn)入，鉤板在彈簧回復(fù)力作用下恢復(fù)原狀態(tài)，卡住公頭頸部，實(shí)現(xiàn)連接。釋放時(shí)，使用專(zhuān)用的釋放鉗夾住鉤板上部，由于兩片鉤板中部交叉鉸接在一起，在用力壓縮鉤板彈簧的同時(shí)，下部張開(kāi)，實(shí)現(xiàn)公母頭的脫離。為避免釋放快速接頭時(shí)電纜扭矩積累后突然釋放對(duì)設(shè)備和人員造成傷害，直插式快速接頭母頭上設(shè)計(jì)有防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，如圖1中圓圈內(nèi)所示。

圖1 直插式快速接頭裝配圖

根據(jù)多年現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，測(cè)井公司對(duì)所用直插式快速接頭進(jìn)行了改進(jìn)。為防止公母頭意外脫離，在直插式快速接頭公頭上設(shè)計(jì)有保險(xiǎn)裝置，如圖1中所示，鎖套與彈簧連接，公母頭對(duì)接前，鎖套處于低位，對(duì)接后放開(kāi)鎖套上行至高位，此時(shí)鎖套在壓簧回復(fù)力作用下頂住母頭，防止公母頭之間產(chǎn)生相對(duì)位移。此外，快速接頭增加了防落功能，為防止快速接頭意外脫開(kāi)或者電纜意外斷裂造成電纜落井，公接頭最大外徑為50 mm，打撈工具防落環(huán)內(nèi)徑48 mm，所以快速接頭最遠(yuǎn)掉落到鉆具串最下部打撈筒內(nèi)，可起鉆回收電纜。

《結(jié)婚十年》中的時(shí)代背景是正值抗日戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，國(guó)內(nèi)的形式非常的不穩(wěn)定，人民的生活在很大程度上也遭受到了一定的打擊。所以，在這一情況下的女性，內(nèi)心面對(duì)著殘酷的戰(zhàn)爭(zhēng)，經(jīng)濟(jì)的拮據(jù)，女性的內(nèi)心相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)比較的脆弱。就如文中所表現(xiàn)的，戰(zhàn)亂時(shí)期，得知自己的父親病了之后，徐崇賢可以說(shuō)是隨意的把蘇懷青與孩子安置在上海，自己回到了家鄉(xiāng)看望父親，而此時(shí)蘇懷青的內(nèi)心只有焦急與沒(méi)有安全感的恐懼，所以她自己做主也從上?；氐搅思亦l(xiāng)，希望能與丈夫重聚。在這里，女性意識(shí)的不堅(jiān)定再一次顯現(xiàn)，但是我們可以認(rèn)為女性做出這樣的選擇，也是因?yàn)樵趹?zhàn)亂的時(shí)代被迫之下的無(wú)奈。

如圖2為旁開(kāi)式快速接頭裝配圖，由上接頭和下接頭兩部分組成，兩端通過(guò)錐筐繩帽結(jié)構(gòu)與電纜連接，下接頭球頭嵌入上接頭與之相匹配的球形凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)掛接。改進(jìn)后的旁開(kāi)式快速接頭的公頭頸部更長(zhǎng)，可在豎直方向與母頭實(shí)現(xiàn)連接與斷開(kāi)，不用將母頭放置于水平位置，操作更加方便。掛接后，放開(kāi)鎖套上行頂住母頭，避免公母接頭之間發(fā)生相對(duì)位移造成脫落。與直插式快速接頭一樣，旁開(kāi)式快速接頭也增加了防落功能，旁開(kāi)式快速接頭最大外徑為50 mm，不能通過(guò)打撈筒防落環(huán)。

快速接頭的配套工具主要有C型卡盤(pán)和釋放鉗。C型卡盤(pán)用于快速接頭斷開(kāi)時(shí)卡住母頭(下接頭)；釋放鉗用于斷開(kāi)直插式快速接頭連接。

2.2 快速接頭防落功能引發(fā)的問(wèn)題

圖3為三球撈筒內(nèi)部的防落環(huán)，通徑為48 mm，而快速接頭防落部分外徑為50 mm,不能通過(guò)，打撈過(guò)程中上部電纜意外斷裂或快速接頭意外脫開(kāi)時(shí)，公頭最多只能掉落到防落環(huán)處。防落功能是對(duì)打撈工具及配套工具的一大完善，消除了隱患和風(fēng)險(xiǎn)。

但是防落功能同時(shí)也帶來(lái)了不便之處，井口安裝時(shí)，如果直接用帶防落功能的快速接頭連接電纜，則打撈工具入井時(shí)不能通過(guò)，之前采用的方法是先用最大外徑小于48 mm的導(dǎo)通快速接頭連接電纜，待工具入井后再重新制作有防落功能的快速接頭。這樣的操作使得井口安裝快速接頭需要制作4次錐筐，如果沒(méi)有防落功能則只需要制作2次錐筐，大大增加了占用井口的時(shí)間，增加了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。還有另一種安裝方式是將井口端電纜穿過(guò)打撈工具以后再連接有防落功能的快速接頭，這樣也能規(guī)避防落功能引起的安裝問(wèn)題。但是如果井斜角大于10°或者電纜或儀器的遇卡類(lèi)型為壓差粘附卡或者鍵槽卡時(shí)，一般采用套銑打撈的方法[5]，如圖4所示，也就是在打撈工具下部配接合適尺寸和長(zhǎng)度的套銑筒，最下部接撥叉或銑齒，目的在于將電纜或儀器從井壁剝離，引導(dǎo)儀器進(jìn)入打撈工具，同時(shí)起到保護(hù)儀器的作用。如果要先穿過(guò)工具串再制作快速接頭，則必須在井口端預(yù)留足夠長(zhǎng)的電纜(可能長(zhǎng)達(dá)十多米)，而石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井電纜穿心打撈操作規(guī)程(SY/T5361—2007)中6.5.1規(guī)定：在轉(zhuǎn)盤(pán)上方1.5～2 m處確定電纜切斷點(diǎn)，切斷電纜。當(dāng)井斜角傾角大于10°，或者遇卡類(lèi)型屬于電纜吸附遇卡或者鍵槽卡時(shí)，切斷點(diǎn)的位置應(yīng)提高到2.5 m。這樣一來(lái)，待工具下入井內(nèi)后還需重新剪斷電纜，連接快速接頭，使得時(shí)效降低。總而言之，以往的工藝處理防落功能引起的井口安裝問(wèn)題都存在缺陷，效率較低。

圖2 旁開(kāi)式快速接頭裝配圖

圖3 三球撈筒(不可釋放)防落環(huán)

圖4 套銑打撈工具組合

3 快速接頭置換短節(jié)

為解決這一問(wèn)題，我們研制出了可用于替換現(xiàn)有快速接頭的置換短節(jié)，井口組裝時(shí)只需制作兩次電纜錐筐，在保證安全有效的前提下，提高了作業(yè)效率，降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度。它具有諸多優(yōu)點(diǎn)：整體式結(jié)構(gòu)，跟常規(guī)快速接頭相比強(qiáng)度更大；可旋轉(zhuǎn)，防止電纜扭力突然釋放；大錐度導(dǎo)向頭，更容易通過(guò)工具防落環(huán)?？焖俳宇^置換短節(jié)的裝配圖，如圖5所示。

1)繩帽盒—配合錐筐，形成與電纜的連接；

3)中間接頭—連接上接頭，支撐球頭螺釘；

4)球頭螺釘—穿過(guò)中間接頭，連接下接頭，起到防轉(zhuǎn)的作用；

5)卷銷(xiāo)—定位球頭螺釘與下接頭，防止退扣；

6)下接頭—連接球頭螺釘和導(dǎo)向頭，扣型與公接頭繩帽盒相同；

7)導(dǎo)向頭—在短節(jié)最下部，起導(dǎo)向作用。

圖5 快速接頭置換短節(jié)裝配圖

使用方法：井口固定電纜、剪斷電纜后，絞車(chē)端電纜依次穿過(guò)加重桿和快速接頭母接頭繩帽盒，制作錐筐；井口端電纜穿過(guò)公接頭繩帽盒，制作錐筐。將置換短節(jié)與母接頭繩帽盒連接緊固，上提電纜至二層臺(tái)附近，將置換短節(jié)投入鉆具水眼內(nèi)，下放電纜直到置換短節(jié)處于工具串底部合適位置，拆掉導(dǎo)向頭，連接公接頭繩帽盒并打緊，上提電纜，拆除T型電纜卡鉗，保持電纜總張力大于正常測(cè)井張力1 000 lbs(1 lbs=0.453 kg)左右，下放工具串坐于井口，用快速接頭C型卡盤(pán)將置換短節(jié)卡住，拆開(kāi)置換短節(jié)兩端繩帽盒，分別與對(duì)應(yīng)的有防落功能的公母接頭連接并打緊。之后按正常作業(yè)程序繼續(xù)施工。

為滿足使用時(shí)的強(qiáng)度要求，特意對(duì)短節(jié)進(jìn)行了拉力試驗(yàn)，拉力測(cè)試過(guò)程如圖6所示。打撈作業(yè)時(shí)置換短節(jié)承受的拉力為正常測(cè)井時(shí)的總張力，其大小與井況和儀器串重量有關(guān)，一般不會(huì)超過(guò)8 000 lbs。檢測(cè)結(jié)果顯示加載至30 kN,穩(wěn)壓5 min，未見(jiàn)異常；加載至60 kN時(shí)，穩(wěn)壓10 min，未見(jiàn)異常，結(jié)果顯示符合強(qiáng)度要求。試驗(yàn)過(guò)后拆開(kāi)短節(jié)，檢查各零部件，未發(fā)現(xiàn)異常。

圖6 拉力測(cè)試過(guò)程

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

磨溪XX井穿心打撈作業(yè)中使用了快速接頭置換短節(jié)，井口安裝一次成功。該井井深5 173 m，244.5 mm套管下至3 274.26 m，最大井斜28.05°，鉆頭尺寸215.9 mm，泥漿比重為2.2 g/cm3，泥漿粘度69 s，失水4 ml。2015年10月18日，某測(cè)井小隊(duì)上測(cè)至5 153 m時(shí)，纜頭張力基本不變，而總張力不斷增加至8 550 lbs，初步判斷為電纜粘附卡，測(cè)算卡點(diǎn)為4 650 m，總張力拉至9 280 lbs未解卡。反復(fù)嘗試未果后進(jìn)入打撈程序。由于判斷為壓差粘附卡，選擇套銑打撈的方式，工具組合長(zhǎng)2.47 m，井口剪斷電纜后，先安裝快速接頭置換短節(jié)，待工具下入井內(nèi)后拆下置換短節(jié)，換有防落功能的快速接頭。安裝過(guò)程中共制作2次電纜錐筐，剪斷電纜到工具入井整個(gè)過(guò)程耗時(shí)40 min左右，而此前磨溪區(qū)塊另一口井穿心打撈中該流程耗時(shí)超過(guò)2 h，制作了4個(gè)電纜錐筐。實(shí)踐證明，使用該置換短節(jié)滿足強(qiáng)度要求，大大減少了占用井口時(shí)間，降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

5 結(jié)論與建議

1)文中所述置換短節(jié)能夠替代快速接頭，實(shí)現(xiàn)井口電纜的快速連接，對(duì)于有防落功能的打撈工具，使用該短節(jié)可以減少制作錐筐次數(shù)，節(jié)約井口安裝時(shí)間。

2)拉力測(cè)試顯示置換短節(jié)能夠滿足工況下的強(qiáng)度要求，可以在安全有效的前提下，替換井口組裝時(shí)快速接頭的連接功能，同時(shí)規(guī)避防落功能引發(fā)的問(wèn)題。

3)建議穿心打撈組裝井口時(shí)繼續(xù)使用快速接頭置換短節(jié)，在實(shí)際作業(yè)中檢查其安全性和可靠性。

[1] 吳春國(guó).鉆井測(cè)井電纜打撈技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2003,31(3)：54-56.

[2] 王兆東，路立軍，雷 軍.測(cè)井事故的認(rèn)識(shí)及處理工藝[J].國(guó)外測(cè)井技術(shù)，2008,23(5)：24-26.

[3] 孟貴生，陳光輝，馬俊峰，等.測(cè)井中的穿芯解卡工藝[J].石油儀器，2008.02:58-60.

[4] 國(guó)家能源局.測(cè)井電纜穿心打撈操作規(guī)程：SY/T 5361-2007[S].北京：石油工業(yè)出版社.

[5] 石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì).套銑作業(yè)方法SX0364 SY/T5247-97[S].北京：石油工業(yè)出版社.

Study and Application of Quick Joint Replacing Sub in Wireline Cut-and-thread Fishing

XIONG Wei, ZHAO Qiang, ZHENG Hua, CHEN Xiong

(CNPCCCDCWellLoggingCompany,Chongqing400021,China)

A new type of quick replacing joint sub was developed against the wire line cut-and-thread fishing full of details and complex operating. Through the theory analysis and field tests, using the joint sub can strengthen the reliability of wire line, shorten the operating time, and decrease labor intensity with the precondition of safety and affectivity.

wire line cut-and-thread fishing； quick joint sub； tool promotion

熊 偉，男，1959年生，高級(jí)技師，1989年畢業(yè)于四川石油管理局職工大學(xué)地球物理測(cè)井專(zhuān)業(yè)，長(zhǎng)期從事測(cè)井工藝技術(shù)研究和事故處理工作。E-mail：2711779507@qq.com

P631.8+1

A

2096-0077(2017)01-0064-04

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.01.015

2016-04-28 編輯：馬小芳)