油田电潜泵机组落井与打捞探讨

(整期优先)网络出版时间:2024-03-05
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油田电潜泵机组落井与打捞探讨

刘博

大庆油田力神泵业有限公司  163000

摘 要:电潜泵,全称电动潜油离心泵,是一种广泛采用的高效石油开采机械,以其高效率、广泛的流量选择、占地小和高安全性等优势,适应了海上和内陆油田的开发需求,尤其在海外及海洋油田中广泛应用。本文深入探讨了电潜泵机组落井的关键原因,并全面设计了打捞此类落井机组的策略,同时提出了相应的打捞技术方案,旨在为未来的类似作业提供有价值的参考。

关键词:深井钻井;施工难点;对策分析

当前,我国近海油田和海外陆上区块电泵机采井总量所占的比例不断增加,而随着油田开发进入中后期,油井产能呈下降趋势;自喷能力每年都在降低,单是我国一处自主海域的采油井,就有1000多口油井,占该区总采井井数的95%,对油田产量的贡献率超过93%。随着电泵机组采油井数量的增加,其在井下作业的次数越来越多,不可避免地会出现各种问题,甚至在生产和检泵工作中,也经常出现电泵机组落井的事故。因此,分析电潜泵机组落井原因非常有必要。

一、油田电潜泵机组落井原因分析

(一)生产管柱断裂、脱落

生产管柱在生产过程中的长期振动、拉伸压缩、蠕动疲劳以及腐蚀等多重因素作用下,最终可能会引发管柱的断裂或脱扣,进而导致机组落井的现象。此外,在起钻操作中,若管柱被卡住而过度上提,同样会造成管柱的断裂和机组落井。对于这类井下落鱼,其鱼顶形态往往较为规整,如从油管丝扣处断裂或从油管本体断开而鱼顶变形不大等。不过,动力电缆、井下泵工况电缆、液控管线以及电缆护罩等细长物品和小件杂物的存在,会散落到鱼顶上方,这无疑极大地增加了打捞这些落鱼的复杂性和难度。

(二)机组本身原因

电潜泵系统在井中是通过螺栓组装固定的,长期运行下的振动,加上井下高热高压的流体环境,可能使螺栓连接丧失效力,最终因疲劳而断裂。在生产期间,如果电机内部的转子或叶轮等部件出现故障,导致旋转失衡,可能会刮擦或撞击缸体,另外,若含有砂粒的产出液进入离心分离器,高速旋转产生的涡流会持续侵蚀内壁,随着磨损的加剧,壁厚逐渐减小。当分离器壳体的强度无法支撑电机和保护器的重量时,分离器主体就可能发生断裂并坠入井中。这种情况的出现具有以下特征:井口落鱼的鱼头形状通常是不规则的,而且有一定的变形。通常在井口留下的线缆防护等小物件相对较少。由于潜水电泵机组的分离器结构较为复杂,因此在这一类型的事故井中往往存在着分离器轴、衬管、分离轮(以及分离导向轮)等与分离器主体一起掉入井中,给救援带来了很大的难度。

二、打捞思路与技术对策分析

(一)打捞整体思路

研究落井原因,并搜集相关下落物体的井下参数,以评估当前井下鱼顶的模拟状态。若鱼顶上方存在动力电缆保护罩或其他异物,首要任务是清除这些顶部障碍物。若下落的管串与套管之间的空隙有杂物,可能影响后续的打捞操作,需预先清理鱼顶与套管环空的障碍,确保打捞作业的可行性。选择打捞工具时,必须兼顾现场的技术参数需求和安全简便的原则。优先采用可退式或可倒扣式的打捞设备,如此一来,即使在捕获下落物体但无法解脱卡阻的情况下,也能安全地回收打捞工具,防止井下状况进一步复杂化。

(二)打捞技术对策

在油田的众多操作技术中,电潜泵井的打捞工艺占据着核心地位,其在油田打捞作业中的使用频率极高。因此,对电潜泵井打捞工艺的操作优化和故障解决方案的研究至关重要,这直接影响到油田开采效率和电潜泵井的维护改善。电潜泵作为我国油田地下抽油的主要提升装置,其系统由离心泵和潜油电动机两大组件组成,具备独特的材料特性和工艺特性。尽管随着打捞技术和电潜泵系统的持续进步,其在井下作业的应用已日趋完善,但在实践中仍会遇到泵卡和坠井等问题,这些故障严重阻碍了油田整体开采工作的高效、优质运行。

针对鱼顶上方的动力电缆、压力计电缆等线缆类杂物,通常建议采用壁钩、内钩、外钩或结合使用的复合钩工具来实施打捞。如果存在宽扁的电缆保护罩,除了上述工具,还可以运用强磁打捞设备进行操作。如若上述方法未能成功回收井下的线缆等小型物件,可以考虑采用套铣捞杯技术进行打捞。套铣过程中需谨慎控制低钻压和中低转速,目的是使线缆类物体向套铣管内部聚集并紧密贴合,以便于取出,同时要防止过度的钻压导致线缆物体挤压至电泵机组管串和套管间隙,增加后续作业的复杂性。对于鱼顶区域的套铣残片或较小的电缆附件及护罩,可以通过反循环打捞篮、一把抓工具以及多功能强磁打捞器等工具进行有效的打捞。处理这些小型线缆物件的程度,主要依据是否会影响下一步打捞电泵机组管串时所需的工作空间和距离来判断。

针对鱼顶处的管柱,可采用磨鞋修理鱼顶,下卡瓦捞出简子或夹持落鱼和提拉、悬吊、震击捞取,在使用时应特别重视泵组和联接螺钉的抗拉强度。如果泵组上方的油管长度比较大,可以在对机组上方3-5米的油管进行切断后,才能进行抢救。鱼顶部是水泵机组的主体,它与水泵机组各个部分的工程参数等相结合,根据鱼顶部的形态,有针对性地选用相应的打捞工具,以增加打捞工作的成功率。在野外,大部分情况下都是采用外捞的方法。针对海洋油田落井管柱的特性,由于其与管柱之间的缝隙较窄,现有的常规捞具难以达到实际应用的要求。在抢救过程中,为了强化油气藏的防护与回收,需进行专门的工艺处理,一些油井在抢救过程中出现了大量的漏损。在选用修井液时,必须要兼顾封堵效果和施工后的解堵效果,以及在套铣过程中对携沙容量的需求,可以采用修井液屏蔽暂堵技术来改善修井液的粘性和流变性,并改进其破胶工艺等。

结语

随着油田开采的逐渐深入,电潜泵井的使用时间和数量也在不断增长,这将会导致更为复杂的电潜泵生产管柱和机组落井情况的出现。因此,持续研究、归纳并改进落井电潜泵生产管柱和机组的打捞技术,对于井下作业来说具有不可或缺的重要作用。通过不断地技术提升,我们能够更有效地应对这些挑战,保障油田生产的顺利进行。

参考文献

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