1、修井公锥在打捞水平井喷射器的应用摘 要：公锥是打捞管柱内孔部位的一种常用打捞工具。在水平井喷射器打捞过程中，由于水平井喷射器内控小，外径大，使用公锥打捞过程中，存在公锥断裂，打捞螺纹损伤造成打捞失败等风险。本文分析常规两种公锥的优缺点，择优做出选择，并且推荐出恰当操作方法。 关键词：公锥 水平井喷射器 打捞 卡钻 一、山 1-1 井卡钻情况介绍 山 1-1 井完钻井深：3260.0m，水平段长 1135.0m，卡点位置：1890.0m。7 月 4 日，遇卡。7 月 19 日，最大拉力 70KN，活动钻具 30 次。7 月 20 日，油管投 10mm 尼龙球 4 个，正顶替至喷射器位置，历时15
2、min，压力升为 40.0Mpa，推断上喷射器联通油套环空，下喷射器堵死。7 月 23 日，下空心抽油杆探油管内砂面位置 1864.98m，下钻 2 根冲砂至1880.50m。7 月 26 日至 7 月 31 日，第二次抽汲，井喷，套压 0.4Mpa，日产油 3t。卸井口，最大拉力 70KN 活动钻具无效。8 月 1 日，井筒憋压45MPa，30min，降为 37.5MPa，卸井口，最大拉力 70KN，活动钻具 5 次，无效，坐井口。油管投 15mm 尼龙球 5 个，用活性水 8.0 m3 正循环，泵压 12.0Mpa，排量 1000L/min，历时 8min，压力升为 50.0MPa. 提井
3、口，遇阻。8 月 2 日至 8 月 9 日，进行第 3 次抽汲。井筒抽至 1800m，日产水5m3。8 月 12 日，打落安全接头，开始对该井实施倒扣打捞。 二、公锥介绍 1.公锥结构 公锥是长锥形整体结构，可分为接头和打捞螺纹两部分。接头上部有与钻杆相连接的螺纹，用以连接引鞋。打捞螺纹按牙尖角可分为两类：螺纹牙尖角为 550，螺距为 8 扣/in。这种打捞螺纹目前使用较多，其优点是螺纹牙尖角较小，易于吃入落鱼内壁，所需的造扣扭矩也较小。但由于牙尖角小，齿根断面也相应较小，螺纹强度较低，不适于打捞材质较硬、韧性较大的落物，如 P110 材质的落物，在造扣时可能造成螺纹崩塌挤毁，打捞部分螺纹损坏
4、，导致打捞失败。螺纹牙尖角为 89030，螺距为 5 扣/in。这种打捞螺纹的优点是增大了牙尖角，加大了螺距，从而提高了打捞螺纹的强度，能承受较大的造扣扭矩及提拉负荷，但由于牙尖角的增大，在造扣吃入深度与尖角为 550 牙尖角相同的情况下的造扣扭矩较大，因而增加了地面造扣扭矩。 2.公锥工作原理 当公锥进入打捞落物内孔之后，加适当的钻压，并转动钻具，迫使打捞螺纹挤压吃入落鱼内壁进行造扣。当所造之扣能承受一定的拉力和扭矩时，可采取上提或倒扣的办法将落物全部或部分捞出。老式公锥多带有数条排屑槽，此槽原设计意图是排出造扣切削时所产生的铁屑，而实际造扣工况是挤压成型，并无铁屑生成。 公锥打捞打捞操作要
5、点根据落鱼水眼尺寸选择公锥规格。检查打捞部位螺纹与接头螺纹是否完好无损。测量各部位尺寸，绘制草图，计算鱼顶深度与打捞方入。用相当于落鱼硬度的金属敲击非打捞部位螺纹，以此检验打捞螺纹的硬度与韧性。公锥下井时，一般应配接震击器与安全接头。下钻到鱼顶深度以上 12 米开泵冲洗，然后以小排量循环并下探鱼顶。根据下放深度、泵压、悬重的变化判断公锥是否进入鱼顶。造扣。造扣时，落鱼尺寸不同，造扣压力也不同。落鱼尺寸大，造扣钻压也大。新公锥最大造扣钻压不应超过 40 千牛。1：16 锥度8 扣/英寸的公锥造 8 扣（指实进扣数）就可以。打捞起钻前，应提起钻具，然后下放到距井底 23 米处猛刹车，检验打捞是否可
6、靠。起钻要求平稳，严禁转盘卸扣。 三、山 1-1 井公锥打捞经过 上喷射器打捞：采用牙尖角为：89.30 （5 扣/in） ，带导削槽，钻具进入鱼腔 7cm（23 扣） 。脱扣数据计算： 施加钻压：20KN。 造扣扭矩计算：M（D4-d4）/D*33.6*10-6 式中：M-造扣过程所施加的扭矩，KN.m D-代表打捞落鱼的孔径 d-代表水眼直径 通过计算得出：使用该钻具打捞喷射器的最大造扣扭矩为：M=1.83KN.M。现场使用 XYQ3C 型液压动力钳高档扭矩：0.6-1.1KN，低档扭矩为：1.8-3.0KN。为了确保打捞造扣成功，同时保证钻具的安全性，施工时候采用低档，轻踏油门施工。具体
7、施工过程：施加 20KN 的钻压，旋转 5 圈，看钻具回旋情况，如果回旋在 3 圈之内，说明，公锥的强度大于落鱼钢材硬度，可以造扣，可以进行第二步操作。如果，反转圈数大于 3 圈，说明落鱼钢材硬度大于公锥的硬度，在许用钻压和扭矩的条件下，完不成造扣工作，需要起钻。上提钻具看拉力变化，确定造扣有无成功。施加 20KN 的钻压，旋转 30 圈，起钻，拉力正常，确定倒扣成功。公锥造扣进入鱼枪内 6 扣。8 月 27 日，用同样工具，同样方法打捞下喷射器，施加钻压 20KN，反转 30 圈，未打捞出落鱼。起出公锥本体上包裹一层油泥，推断下喷射器鱼头处被油泥覆盖。 下平底磨鞋，磨去覆盖于鱼头处 20cm
8、 厚的油泥后，分析鱼腔内仍存在油泥，继续采用三角形螺纹公锥打捞成功几率不高，采用锯齿形螺纹公锥打捞落鱼。锯齿形螺纹公锥主要技术参数，造扣扭矩计算： M（D4-d4）/D*33.6*10-6 式中：M-造扣过程所施加的扭矩，KN.m D-代表打捞落鱼的孔径 d-代表水眼直径 通过计算得出：使用该钻具打捞喷射器的最大造扣扭矩为：M=14.6KN.M。施加钻压的确定：由于锯齿形螺纹公锥相比于三角型公锥增大了牙尖角，优点是增大了螺距，螺纹在施工过程中不容易受损，缺点是，锯齿形螺纹不如三角型螺纹锋利，地面所需要扭矩大。施工过程中设备配置的 HXQ140/12Y 修井液压动力钳所提供的最大扭矩为13.4K
9、N.M，而公锥的折断扭矩为 14.6KN.M，所以，即使所施加钻压太高，鱼头钢材硬度大，公锥不能够在鱼腔内完成造扣，那么，公锥仍然不存在断裂风险。所以现场施工中，加大钻压，直接进入倒扣施工。具体施工过程：施加 40KN 的钻压，旋转 80 圈，起钻，拉力正常，确定倒扣成功。 两种公锥打捞优缺点对比：在打捞上喷射器时，采用三角型螺纹公锥在喷射器内径造扣，公锥本体易于进入鱼腔造扣。造扣成功后起钻能够判断是否捞上落鱼。但是该种工具打捞喷射器内腔，内径小（d 内=38mm） ，公锥许用最大扭矩为 1.8KN，现场在钻压 20KN，使用 XYQ3C 型液压动力钳低档造扣工作时候扭矩为 1.8-3.0KN
10、，存在公锥断裂风险。 在打捞下喷射器时，采用锯齿型螺纹公锥在喷射器连接扣处造扣，造扣使用设备的最大扭矩远远小于公锥的断裂扭矩，在该套设备下，使用该工具安全性高。但是该工具不能在井下有效判断是否打捞落鱼成功。只能起钻后观察。 卡钻原因分析：钻具质量存在缺陷。封隔器钢片质量不好，座封后收缩性能差。压裂中油管平衡车平衡压力不好，导致压裂砂由环形空间进入油管，导致封隔器不收缩。 （空心抽油杆冲砂，油管内部冲出大量砂子。 ）起钻过程中，在拉力尚未正常的情况下，盲目起出水平段，导致钻具卡在造斜段，增大处理难度。 四、工具选择建议 在进行水平井喷射器倒扣打捞时，建议使用锯齿型公锥在喷射器节箍处进行打捞。 参考文献 1庞大先主编.机械设计手册M.化学工业出版社，998 年. 2孙树德编.井下作业M. 北京：石油工业出版社，2006.
