水平井大修打捞技术浅析
斜井、水平井的特点决定了解卡打捞成为最觉见的井下作业之一。
文中根据我厂近年来有关实践，结合理论分析，对打捞工具及钻具的选择，扶正器的选用等进行了探讨，对今后斜井、水平井的打捞作业具有一定的指导意义。
标签：水平井；打捞；井下作业；钻具
1 概述
对于斜井或水平井弯曲井段可看作是由井斜角不同的多边形组成，这是水平井和斜井的共同点，因此，本文把水平井和斜井放在一起研究。
受重力作用，水平井与直井相比有如下特点：①油层砂粒更易进入井筒，形成长井段的“砂床”，严重时形成砂堵井眼；②井内管柱贴近井壁低边，“钟摆力”F获得平衡。
F=Wsinα
式中：
α——井斜角
W——切点以下管柱的重量
长井段“砂床”中的管柱，受“钟摆力”和磨擦面积大的双重作用，更易形成卡钻，所以水平井、斜井解卡打捞成为常见的井下作业之一，是大修作业首要解决的问题之一。
斜井和水平井中的管柱受力较为复杂，特别是“钟摆力”和弯曲应力很大、分力多，活动解卡时的拉力和扭矩不易最大限度的传递到卡点上，解卡成功的机率低。
倒扣时也无法准确掌握中和点，倒扣打捞落物长度短，提下打捞工具次数多。
解卡打捞，除满足一般直井的作业条件外，还应考虑到以下几个方面的因素：
2 打捞工具的选择
①防止工作部件的磨损和堵塞水眼。
②工具接头以及配合接头最大外径处支点与钻柱之间的中心线倾斜角。
选择工具接头及配合接头的最大外径与预捞管柱外径基本一致，这样有利于抓捞落物。
③落井管柱与打捞工具的偏心距基本一致，中心线基本一致，否则应给予调节，内捞时工具端部有引锥，外捞时工具端部有拔钩，外表面无死台阶，防止挂卡现象发生。
3 打捞钻柱的选择
①无需大力解卡打捞落井管柱时，选用与落井管柱同尺寸的钻柱。
偏心距和中心线与井下一致，有利于抓捞落物。
②为利于轴向载荷和扭转载荷的传递，可选用倒装钻具，即：下段采用与落井管柱同尺寸的钻具柱，上段采用大一级的钻柱，或把钻铤加在垂直井段。
③尽可能采用与落井管柱尺寸接近的打捞钻柱，这样就只需小量调整或不需调整钻柱偏心距和中心线。
如：预捞φ62mm油管（接箍外径88.9mm），选用φ60.3mm钻杆（接头外径85.73mm）。
④在打捞钻柱上加扶正器，调整下段钻柱的偏心距和中心线，使之与落井管柱基本一致，并利用钻柱的弯曲变形来调节井下工具倾斜角β。
即：支点T至工具端部中心线与井眼中心线夹角。
以利于抓捞落物。
4 扶正器的选用
根据几何原理，三点才能决定一条定形的曲线。
因此，三个扶正器保持和井壁三点接触（双扶正器时，井下工具相当于下扶正器），从而限制井下工具的侧向移動。
钻柱可看作受集度为q的均布载荷作用的细长杆，由于井壁磨擦力的影响，钻头的真实钻压是很难了解的，钻压对扶正器安放位置影响小，为计算方便不考虑钻压的影响，即不考虑钻柱压曲而造成的正旋和螺旋弯曲，仅考虑自重作用。
4.1 近工具扶正器（下扶正器）的安放位置
下扶正器至工具端部可看作一懸臂梁，则下扶正器至工具接头下圆的最大挠度（绝对值）的计算十分重要，下扶正器位置确定后，由转角引起工具顶端距接头中心线的挠度很小，因此可忽略不计。
由此可知：井斜角越大，下扶正器的安放位置距接头下圆的距离越短，成反比；挠度越大，下扶正器的安放位置距接头下圆的距离越长，成正比。
4.2 扶正器间距的计算
将一段钻柱作为一根连续梁，有几个扶正器支撑着，选取中间支座处梁的截面弯矩作为多余约束力矩，由三弯矩方程知：井斜角为α时Ymax=qL4sinα/384EI；弹性扶正器扶正管柱时，管柱偏心度：
εt=2e/（Dn-Dp）
式中：Dn——套管内径（cm）；
刚性扶正器扶正管柱时，管柱偏心度：εg=2e/（Dg-Dp）。
式中：Dg——刚性扶正器外径（cm）
e=Ymax时，ε最大。
为防止管柱接触套管，ε应小于1。
在水平段扶正器扶正间距最小，向上逐渐增大，使用不同的扶正器扶正间距不同，但差别不大。
必要时可每隔一个单根安放一个扶正器，目的主要是减少磨擦面积，防止粘卡。
5 水平井打捞实例
某水平井，由于“砂床”过长，虽然可以洗井，但活动解卡无效，提至500kN 时将油管柱拔断。
选用优质φ73mm钻柱先后下母锥、公锥、加长捞矛、倒扣捞矛和冲砂接头共34次，捞出φ62mm油管1823.87m，冲砂252.62m。
打捞施工中最得力的打捞工具是倒扣捞矛。
6 存在问题及改进
目前我厂水平井、斜井的大修作业技术尚处于起步探索阶段，在解卡打捞技术方面主要存在以下两个问题：
①斜井大修受无旋转设备的条件限制，与其说是大修不如说是小修。
打捞作业仅限于矛类工具的提下作业，在需修磨鱼顶或造扣、倒扣等作业时，显得无能为力，因此应考虑增加动力水龙头设备。
②摩阻分析、钻柱力学分析是斜井和水平井优化设计的基础，水平井和斜井有其自身的摩阻规律，设计中可以软管模型为基础，不同修井液中的钻具组配合进行摩阻计算、评价，提高地面仪器临测能力，及时预测井下复杂情况，避免井下事故发生，指导现场施工。