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华北油田井下作业公司 常用井下工具介绍 1 提纲 一 打捞工具二 磨套铣类工具三 封隔器及桥塞类工具四 功能类工具五 管柱类及完井工具六 其它类 2 一 打捞工具 为使油气水井井筒畅通 对在其生产过程中因各种原因造成的井内落物或其堆积物都需要进行清理和打捞处理 井下落物的种类多种多样 但归纳起来 主要有管杆类 绳索类及不规则小件类等 所以打捞工具有不同的应用类别 对于卡固类打捞 则采取采取切割 倒扣 震击等方法 另外为配合解卡打捞还有测卡技术 爆炸松扣 化学切割等技术 3 一 打捞工具 落物打捞方法 步骤应遵循以下原则 搞清基本情况 包括井身结构 造成落物的原因 落物在井下的深度位置及有无变形 沙埋等 必要时可打铅模或测井探试 综合分析井下落物的位置和形态 选择合适的打捞工具或根据落物情况自行设计制作工具 要考虑落物遇卡问题 计算好打捞可能遇到的最大负荷 选择足够强度的工具设备 杆管类落物要考虑使用拨勾 引鞋等工具 以便于落鱼进入工具内 绳索类落物不会象杆管类落物那样坠落井底 而是在中途散落 形态不固定 深度及鱼顶形态不易掌握 打捞时很容易越过工具造成卡钻 所以选择工具时 应考虑带有大头压盘 亦称限位板 压盘的直径应大于套管内径与落物直径之差 可根据悬重变化判断是否捞住落物 轻重量落物要根据工具特性或打捞深度变化判断是否捞住落物 必要时 可考虑套铣方法进行辅助打捞处理 4 一 打捞工具 管杆类落物包括断脱在井内的油管 钻杆 抽油杆 压力计等 杆管类打捞工具 可供选择的工具有 各式打捞矛 打捞筒 公母锥 开窗捞筒 活门打捞器等 5 一 打捞工具 绳索类落物是指钢丝绳 电缆 试井钢丝等落物 绳索类打捞工具 打捞绳索类落物可供选择的工具主要有 内钩 外钩 隐蔽式内外钩等 如果绳索类落物被压实 工具无法插入打捞时 可用套铣管套磨铣 6 一 打捞工具 打捞不规则及小件类落物时 要根据落物大小 形状选择合适的工具 必要时可根据落物情况自行设计制作工具 不规则及小件类打捞工具 可供选择工具有 磁力打捞器 适用于金属落物 反循环打捞篮 一把抓和老虎嘴等工具 7 一 打捞工具 在有砂蜡卡 水泥凝卡 落物卡 套管变形卡及地层垮塌卡等几种工况进行的解卡打捞时 常常用到切割 倒扣 震击类等辅助打捞工具 打捞辅助工具 切割类工具主要有 震击器 机械式内割刀 机械式外割刀 水力式内割刀 水力式外割刀 化学割刀 聚能割刀 震击类工具主要有 液压上击器 机械上击器 开式下击器 闭式下击器 液体加速器 气体加速器 双向震击器 超级震击器 鱼顶整形类工具主要有 鱼顶修整器 冲击整形器 滚球整形器 倒扣类工具主要有 倒扣器 倒扣捞筒 倒扣捞矛 倒扣安全接头 提放式倒扣捞矛 提放式倒扣捞筒 8 一 打捞工具 管杆类落物包括断脱在井内的油管 钻杆 抽油杆 压力计等 杆管类打捞工具 可供选择的工具有 各式打捞矛 打捞筒 公母锥 开窗捞筒 活门打捞器等 9 一 打捞工具 用于从油管 钻杆 配水器等有内腔类落物内部进行打捞的打捞的可退式工具 可退式打捞矛 杆管类打捞工具 使用方法与打捞原理可退式打捞矛由心轴 卡瓦 导引杆组成 自由状态下卡瓦外径略大于落物内径 当工具进入鱼腔时卡瓦被压缩产生一定的外胀力 使卡瓦贴紧落物内壁 上提时卡瓦上的锯齿形螺纹与芯轴斜坡互相吻合使卡瓦产生的径向力外张 咬住落鱼实现打捞 需退出工具时 下击钻具 使卡瓦解除外张紧力 旋转上提退出落鱼 可退式打捞矛分为左旋与右旋 10 一 打捞工具 用于从油管 钻杆等杆管类落物的外壁进行打捞的可退式工具 适用于鱼头为圆形的落物 必要时需整形鱼头为圆形 可退式卡瓦打捞筒 杆管类打捞工具 使用方法与打捞原理可退式卡瓦打捞筒由筒体 卡瓦 引鞋铣控环及密封组等组成 卡瓦分为螺旋和开口筒形 俗称蓝式 两种 打捞时落鱼由引鞋引入至铣控环处 不规则鱼头经铣削后通过密封环进入卡瓦 自由状态下卡瓦内径略小于落物外径 此时卡瓦被挤胀贴紧落物外壁 靠其摩擦力上移 控制环上定位键防止卡瓦旋转 上提时卡瓦上的锯齿形螺纹与筒体斜坡互相吻合使卡瓦产生的径向力内收形成夹紧力 卡瓦牙咬住落鱼实现打捞 需退出工具时 下击钻具 使卡瓦解除夹紧力 旋转上提退出落鱼 可退式卡瓦打捞筒分为左旋与右旋 11 一 打捞工具 提放式打捞矛 杆管类打捞工具 用于从油管 钻杆 配水器等有内腔类落物内部进行打捞的打捞的可退式工具 其退出功能依靠矛杆上的长短轨道实现 强度较低 提放式打捞筒 用于从油管 钻杆等杆管类落物的外壁进行打捞的可退式工具 适用于鱼头为圆形的落物 其退出功能依靠筒体上的长短轨道实现 强度较低 利用长短轨迹槽的换向和锥面胀紧的原理来实现打捞释放落鱼的 12 一 打捞工具 用于从油管 钻杆 配水器等杆管类落物的内孔进行造扣打捞的不可退工具 公锥 杆管类打捞工具 使用方法与打捞原理 公锥的打捞原理是从落鱼内腔造扣形成与落鱼的连接进而打捞 公锥的造扣牙螺距分为5t in 牙尖角为89 05 和8t in 牙尖角为55 5t in 强度较低 不适于材质较硬的落物 根据使用目的 还分为左旋和右旋扣 在大直径套管内打捞时 为便于定心找中 可以安装引鞋筒等 使用方法是 公锥进入落鱼内腔孔后 加压并旋转钻具 迫使造扣打捞牙吃入落鱼内壁造扣 形成 连接 上提捞获落物或进行其它相关工作 提示 由于公锥硬度较高 一旦损断 不能使用诸如磨套铣方法解除 选择时要考虑 慎用 13 一 打捞工具 用于从油管 钻杆等杆管类落物的外壁进行套内造扣打捞的不可退工具 母锥 杆管类打捞工具 使用方法与打捞原理 同公锥 14 一 打捞工具 用于从外部打捞鱼顶较短等杆管类落物 并具可退性一般鱼头露出50mm即可打捞 可退式短鱼头打捞筒 杆管类打捞工具 使用方法与打捞原理 可退式短鱼头打捞筒由筒体 卡瓦 控制环等组成 自由状态下卡瓦内径略小于落物外径 由于卡瓦体设有纵向开口 其中一条为通长口 当落鱼进入工具腔时卡瓦被挤胀贴紧落物外壁 靠其摩擦力上移 控制环上定位键防止卡瓦旋转 上提时卡瓦上的锯齿形螺纹与筒体斜坡互相吻合使卡瓦产生的径向力内收形成夹紧力 卡瓦牙咬住落鱼实现打捞 需退出工具时 下击钻具 使卡瓦解除夹紧力 旋转上提退出落鱼 15 一 打捞工具 用于从油管 钻杆 配水器等有内腔类落物内部进行打捞并进行倒扣的可退式工具 倒扣捞矛 杆管类打捞工具 使用方法与打捞原理 可退式倒扣打捞矛由矛杆 带椎体和扭矩键 卡瓦套 连接套等组成 矛杆下端鱼顶扭矩键起换位和传递扭矩等作用 上部的键为与连接套内孔花键配合 连接套用端面牙嵌与上接头相连 卡瓦为筒形 下端分为三瓣 筒体上部有内壁有弧形槽起旋转定位用 使用方法是 矛杆头伸入鱼腔内 由于卡瓦外径略大于落物内径 下压钻具使卡瓦套沿矛杆椎体上行滑动并逐渐收缩 当顶住连接套下端面时 卡瓦被迫进入鱼腔 上提钻具矛杆上行 在椎体作用下 卡瓦被挤胀咬住落鱼内壁 此时 旋转钻具施以扭矩 则通过工具上节头的牙嵌 连接套内花键矛杆上的椎体键把扭矩传至卡瓦使落鱼倒扣 如需退出时 则下压钻具 矛杆下行椎体释放卡瓦 旋转钻具矛杆转动一定角度 键体阻止卡瓦筒 不能实现锥面贴合胀卡瓦 可退出 16 一 打捞工具 用于从油管 钻杆 配水器等外壁进行打捞落物并进行倒扣的可退式工具 依靠两个锥面或斜面上的相对运动夹紧或松开落鱼 靠键和键槽传递扭矩 倒扣捞筒 杆管类打捞工具 使用方法与打捞原理 倒扣捞筒由上接头 简体 卡瓦 限位座 弹簧 密封装置和引鞋等零件组成 筒体下部是圆锥形并在内表面置有三个键 筒体卡瓦三个键槽相对应 两锥面的切合使卡瓦产生夹紧力 实现打捞 三个键用来传递扭矩 在简体上部三个键的部位 安装有限位座 可轴向滑动 限位座由上圈 下圈 和环形槽三个部分组成 卡瓦共三块 均布在限位座上 每块卡瓦由吊挂块 卡瓦体和卡瓦锥体三部分组成 吊挂块是弧形块与弧形卡瓦体垂直相交接在一起 弧形块与环形槽有良好的配合 卡瓦体是弧形的薄壁板 其外是锥面 锥度同简体下部圆锥形内表面一致 其内为圆弧面 加工有三角形牙 最下端有一大的内倒角 卡瓦最下端大的内倒角 能很容易地引入落鱼 同时 一旦大倒角进入简体锥面上的三个键的内倾夹角中 卡瓦就被限定 再也不能抓住落鱼 如果从安装位置上看 简体锥面上的三个键处于三块卡瓦之间 一旦筒体上有正 反扭矩 键就把扭矩传递给卡瓦及至落鱼 在限位座与上接头问 安装一个大弹簧 工具非工作状态时 大弹簧顶住限位座 使卡瓦简体锥面紧紧贴合 17 一 打捞工具 用于从油管 钻杆 配水器等外壁进行打捞落物并进行倒扣的可退式工具 依靠两个锥面或斜面上的相对运动夹紧或松开落鱼 靠键和键槽传递扭矩 提放式倒扣捞筒 杆管类打捞工具 使用方法与打捞原理 提放式倒扣捞筒由上接头 滑套 销 卡瓦 筒体 上隔套 密封圈 下隔套 引鞋等部件组成筒体内安装有通滑套卡瓦 通过销钉将卡瓦轴向定位 筒体内壁铣有长短不一的轨迹槽 轨迹槽与卡瓦上销滑配 筒体下端为一锥体 锥体上布有为传递扭矩的滑键 卡瓦为筒形 可分上 上两个部分 下部是一个半开三瓣形 内表面车有锯齿形打捞螺纹 其直径略小于落鱼外径 外表面是一个外锥面 使用方法是 鱼头进入后 由于卡瓦内径略大于落物外径 下压钻具使卡瓦套沿椎体上行滑动落鱼进入卡瓦腔 上提钻具卡瓦套进入长轨道并在椎体作用下 卡瓦被收紧咬住落鱼外壁 此时 旋转钻具施以扭矩 椎体键把扭矩传至卡瓦使落鱼倒扣 如需退出时 则下压钻具 椎体上行释放卡瓦 上提钻具卡瓦套自动换位进入短轨道阻止卡瓦筒下落 不能实现锥面贴合胀卡瓦 可退出 18 一 打捞工具 用于从油管 钻杆 配水器等有内腔类落物内部进行打捞并进行倒扣的可退式工具 利用长短轨迹槽的换向和锥面胀紧的原理来实现打捞释放 提放式倒扣捞矛 杆管类打捞工具 使用方法与打捞原理 提放可退式倒扣打捞矛由矛杆 带换位键槽 椎体和扭矩键 卡瓦套 连接套等组成 矛杆下端鱼顶扭矩键起换位和传递扭矩等作用 上部的键为与连接套内孔花键配合 连接套用端面牙嵌与上接头相连 卡瓦为筒形 下端分为三瓣 筒体上部有内壁有滑动键起旋转定位用 使用方法是 矛杆头伸入鱼腔内 由于卡瓦外径略大于落物内径 下压钻具使卡瓦套沿矛杆椎体上行滑动并逐渐收缩 当顶住连接套下端面时 卡瓦被迫进入鱼腔 上提钻具矛杆上行 卡瓦套进入长轨道并在椎体作用下 卡瓦被挤胀咬住落鱼内壁 此时 旋转钻具施以扭矩 则通过工具上节头的牙嵌 连接套内花键矛杆上的椎体键把扭矩传至卡瓦使落鱼倒扣 如需退出时 则下压钻具 矛杆下行椎体释放卡瓦 上提钻具卡瓦套自动换位进入短轨道阻止卡瓦筒下落 不能实现锥面贴合胀卡瓦 可退出 19 一 打捞工具 三球式打捞器 杆管类打捞工具 使用方法与打捞原理 三球式打捞器由筒体 钢球 引鞋等几部分组成 在筒体侧壁上均布有三个等径斜孔 部分孔弧面与筒体内相通 与筒体内大孔中心线交于一点 三个斜孔内各装有一个相同直径的钢球 各自在引鞋上端面被阻住 打捞原理是引鞋将落鱼引入后 将工具内三球沿斜孔向上推移 使三球公共内切圆直径逐渐变大而使脖颈杆类落物通过 上提时 三钢球各自按自重回落 卡住杆类落物脖颈 在三球作用下向落物施以夹紧力完成打捞 20 一 打捞工具 其它类型捞矛 杆管类打捞工具 21 一 打捞工具 其它类型捞筒 杆管类打捞工具 22 一 打捞工具 绳索类落物是指钢丝绳 电缆 试井钢丝等落物 绳索类打捞工具 打捞绳索类落物可供选择的工具主要有 内钩 外钩 隐蔽式内外钩等 如果绳索类落物被压实 工具无法插入打捞时 可用套铣管套磨铣 23 一 打捞工具 外勾 绳索类打捞工具 24 一 打捞工具 打捞不规则及小件类落物时 要根据落物大小 形状选择合适的工具 必要时可根据落物情况自行设计制作工具 不规则及小件类打捞工具 可供选择工具有 磁力打捞器 适用于金属落物 反循环打捞篮 一把抓和老虎嘴等工具 25 一 打捞工具 用于打捞碎小落物 如卡瓦片 手工具 钻头上的牙轮 胶筒胶皮等 还可用于套磨套铣 局部反循环打捞蓝 使用方法与打捞原理 不规则及小件类打捞工具 26 一 打捞工具 磁力打捞器 使用方法与打捞原理 不规则及小件类打捞工具 磁力打捞器是用来打捞在钻井 修井作业中掉入井里的钻头牙轮 轴 卡瓦牙 钳牙 手工具及油 套管碎片等小件铁磁性落物的工具 对于能进行正反循环的磁力打捞器 效果更佳 磁力打捞器依靠永久性磁铁作为打捞落物的能源 将金属落物磁化吸引 其磁路设计完全考虑了底部打捞需求 强磁场集中在底部端面上 侧面磁场微量 不会吸附侧壁套管只会吸附底端磁性落物 磁力打捞器分为常温和高温两种 大地磁场对其有影响 27 一 打捞工具 多功能打捞筒 多功能液压打捞筒根据打捞形式不同 分为手指型液压打捞筒打卡瓦型液压打捞筒 28 一 打捞工具 多功能打捞筒 卡瓦型液压打捞筒 29 一 打捞工具 多功能打捞筒 手指型液压打捞筒 30 一 打捞工具 多功能打捞筒 复合手指型液压打捞筒 31 一 打捞工具 在有砂蜡卡 水泥凝卡 落物卡 套管变形卡及地层垮塌卡等几种工况进行的解卡打捞时 常常用到切割 倒扣 震击类等辅助打捞工具 打捞辅助工具 切割类工具主要有 震击器 机械式内割刀 机械式外割刀 水力式内割刀 水力式外割刀 化学割刀 聚能割刀 震击类工具主要有 液压上击器 机械上击器 开式下击器 闭式下击器 液体加速器 气体加速器 双向震击器 超级震击器 鱼顶整形类工具主要有 鱼顶修整器 冲击整形器 滚球整形器 倒扣类工具主要有 倒扣器 倒扣捞筒 倒扣捞矛 倒扣安全接头 提放式倒扣捞矛 提放式倒扣捞筒 32 一 打捞工具 用于规则规拢修整落物变形鱼顶 便于打捞工具施入与抓捞 鱼顶缩管整形工具 使用方法与原理缩管整形器由内斜面收缩管钢筒 引鞋及连接接头等组成 原理和使用方法是利用其内部锥度 通过钻具的下压重力或下击器产生的冲击力迫使外翻状鱼顶 不规则鱼顶在收缩管内规正规拢 其缩管整形过程是逐次 渐进的 应特别注意防卡 这种工具可配合上击器 下击器 等使用 对浅井等钻具冲击力不足时 可加入钻铤 加重钻杆等 打捞辅助工具 33 一 打捞工具 鱼顶胀管整形工具 使用方法与原理胀管整形器由斜面椎体及连接接头等组成 原理和使用方法是利用其锥度 通过钻具的下压重力或下击器产生的冲击力迫使工具大端楔入内缩状鱼顶 不规则鱼顶 其径向分力直接挤胀变形部位 使之恢复内通径 便于打捞等 在大直径套管内使用时 可以套安装带引鞋筒的鱼顶缩管整形工具 双重联合整形效果更佳 其它要求见鱼顶缩管整形工具 用于规则规拢修整落物变形鱼顶 便于打捞工具施入与抓捞 打捞辅助工具 34 一 打捞工具 液压倒扣器 使用方法与原理结构组成 液压倒扣器由锚定部分 动力部分两部分组成 锚定部分主要由锚定翼板 锚定芯轴 复位弹簧等组成 其功能是通过锚定翼板张开 固定在套管内壁上 使上部工作管柱不动 不受扭矩 动力部分主要由上接头 回位弹簧 扭矩轴及上 下离合套等组成 功能是将地面提供的液压 使扭矩轴产生左旋扭矩 打捞辅助工具 35 一 打捞工具 液压倒扣器 打捞辅助工具 使用方法与原理工作原理 将带有倒扣功能的打捞工具下至鱼顶位置 按照相应的抓捞操作程序打捞后 打压使锚定部分上的锚定翼板在芯轴的作用下张开 与套管壁接触 下放钻具 使钻具负荷通过锚定部分的芯轴 作用到锚定翼板上即作用在套管上 从而将打捞管柱在井内固定好 正打压 压力液作用于顶部活塞和底部活塞 使其下行 压缩弹簧 产生左旋扭矩 其扭矩通过外套 传递至锚定部分的锚定翼板 锚定翼板相对套管不动 而作用力则通过扭矩轴传递到打捞工具上 当泵压逐渐上升时 其产生的扭矩也相应的增大 当扭矩增大到使需要卸扣的螺纹转动半圈时 泵压降为0 重新打压继续下一个循环 直至将螺纹卸开 倒扣结束后 投球并打压 打开泵冲式接头 使油套连通 上提钻具 使锚定翼板在弹簧力的作用下收回 起出打捞钻具 36 一 打捞工具 液压倒扣器 打捞辅助工具 使用方法与原理使用特点该工具通过油管或钻杆连接送入井中 由相应配套的打捞工具捞获被卡管柱 通过地面液压操作 液压倒扣器动力部分产生左旋扭矩 此扭矩直接从倒扣器锚定部分传递给落鱼 使落鱼受到左旋扭矩 卸开落鱼上的螺纹 此项工艺地面无须任何旋转动作 工作管柱不承受扭矩 因此在倒扣作业中无须配备左旋厚壁钻具和高强度的接头 可以在最大程度上保护工作管柱 由于水平井井眼轨迹的特殊性 使旋转作业在水平井作业中无法实现 该工具特别适用于水平井液压倒扣器解卡 37 一 打捞工具 机械倒扣器 打捞辅助工具 使用方法与原理机械倒扣器是一种变向传动装置 其主要功能是将正扣钻具右向旋转 变成遇卡管柱左向族转 使遇卡管柱的连接螺纹松动 倒扣器由接头总成 变向机构 锚定机构 锁定机构等组成4部分组成 接头总成是将钻杆的右向扭矩传递给换向机构的长轴 并锁定连接轴和变向机构 变向机构是通过行星齿轮机构变换了输入端的转数和旋向 行星机构上的支承套把钻杆上的运动和扭矩传给锚定机构 使其坐定在套管内 锚定机构是将倒扣器外筒锚定在套管上 而产生制动力矩 使外筒转数为零 这时行星齿轮除自转外 还带动支承套公转 当支承套上有制动力矩时 支承套转数为零 此行星机构成为定轴轮系 由于外筒体上有内齿 故将钻杆上的转向变为左旋 而进入倒扣状态 锁定机构是将钻杆的提拉 钻压 扭矩直接传给打捞工具 并在提拉不动 倒不开需要退出打捞工具时 把倒扣器上 下锁定成为一个整体 使用时要优选适合倒扣的打捞工具 可以与能倒扣的打捞工具配套使用 也可以使用专用的打捞倒扣工具 如倒扣捞矛 其特点是有三副卡瓦 倒扣时工具受力合理 倒扣不成功可以很容易地脱手 在打捞工具之上必须接安全接头 最好与下击器配套使用 既可以下击解卡 又可以加强倒扣器的倒扣作用 38 一 打捞工具 机械倒扣器 打捞辅助工具 39 一 打捞工具 外割刀 打捞辅助工具 使用方法与原理水力式外割刀由筒体部分 进给机构 切割机构 限位机构等四部分组成 筒体部分由上接头 外筒 引鞋等组成 外筒壁上有五条纵向刀槽 其内各装一个刀片 刀销和一个刀销螺丝 引鞋下部为螺旋线缺口 便于引进落鱼 进给机构由活塞和进刀套两部分组成 活塞是一个完整的锥体切成相等的四片 称为活塞片 它们被橡皮箍和密封圈紧抱在一起 构成一个锥形可胀缩的特殊活塞 活塞片上斜开一个溢流孔 用以保证工具工作时稳定泵压和冷却刀片 活塞片下部的 型头倒挂在下部的进刀套的 型槽内 进刀套由进刀套和 O 型密封圈组成 进刀套上均布4个 T 型槽 侧面对开两条纵向长槽 切割机构由刀片 刀销 刀销螺丝组成 刀片前面对准外筒中心 刀片尾部的圆弧形头部坐在外筒刀槽弧型凹窝内 限位机构由销钉 导向螺丝和外筒上的限位台肩构成 在水力外割刀尚未进入切割之前 进给机构被外筒上的两个剪销限定以防刀片伸出 导向螺丝插入进给套的长槽内 使整个进给机构只能在外筒内上下移动 而不能相对转动 外筒内壁上有一台肩 是一个限位保护装置 控制切割过程中进给机构的最大进给量 以防损坏刀片 40 一 打捞工具 外割刀 打捞辅助工具 使用方法与原理作用原理 水力式外割刀靠液体的压差推动活塞 随着活塞下移 使进刀套剪断销钉 进刀套继续下移推动刀片绕刀销轴向内转动 此时转动工具管柱 刀片就切入管壁 实现切割运动 这里特别应该指出的是在切割过程中 液体压差应随活塞 进刀套的下移而逐渐均匀增加 由此实现连续进刀 直至切断管柱 切割完成后 只要上提工具管柱 活塞片就将卡在被切管柱最下面的一个接箍上 把进刀套推在外筒的内台肩上 带着切下管柱一起提出井口 41 一 打捞工具 机械式内割刀 机械式内割刀由芯轴 切割机构 限位机构 锚定机构等部件组成 芯轴与钻杆相连其它部件均套在芯轴上 芯轴中心有水眼 可进行循环 切割机构由刀片 刀枕 主弹簧等件组成 刀片外边有弹簧片 自由状态的刀片停放在芯轴的刀片槽内 坐卡后芯轴下放 刀片沿刀枕斜面外伸 钻柱旋转时刀片和刀枕一起随芯轴转动进行切割 刀片给进时 刀枕所承受的轴向力完全由主弹簧承担 保证了进刀平稳 限位机构切割过程中旋转和下放两种运动形式同时进行 旋转速度由地面控制 而下放时 刀片总给进量是由限位圈来控制的 其结构是 限位圈端面上有三个凸台 切割时与刀枕一起转动 但不能随工具下行 当芯轴达到最大下放量时 凸台与芯轴台肩接触 此时刀片外伸量为极限值 主弹簧受压达到最大压力 锚定机构由扶正壳体 滑牙套 滑牙板 弓形板 弹簧 卡瓦 锥体等零件组成 扶正壳体内均布三个 T 形槽 内装滑牙板和板弹簧 扶正壳体上部均布三个 形孔 吊挂着三个卡瓦 滑牙板外侧表面有3 4个锯齿形牙 在弓形弹簧作用下 紧紧贴合在滑牙套外表面的锯齿形的牙间处 滑牙套内孔有螺纹与芯轴相连 打捞辅助工具 42 2020 1 8 43 一 打捞工具 机械式内割刀 作用原理当工具下放到预定深度时 正转钻柱 由于摩擦块紧贴套管内壁产生一定的摩擦力 迫使滑牙板与滑牙套相对转动 推动卡瓦上行沿锥面张开 并与套管内壁接触 完成锚定动作 继续转动并下放钻柱 则进行切割 切割完毕后上提钻柱 芯轴上行 单向锯齿螺纹压缩滑牙板弹簧 使之收缩 由此滑牙板与滑牙套即可跳跃复位 卡瓦脱开 解除锚定 打捞辅助工具 44 一 打捞工具 机械式内割刀 打捞辅助工具 45 一 打捞工具 棍子整形器 使用方法与原理偏心棍子整形器由芯轴 上棍 中棍 下棍 锥棍定位钢球等组成 安装于偏心轴上的上棍 下棍与钻具为同一轴线 而中棍与锥棍为另一轴线 其偏心距为e 对套管产生整形挤胀作用的是上棍 中棍 下棍 锥棍的作用是限位 导入 和初始整形作用 偏心辊子整形器 当钻柱沿自身轴线旋转时 上 下辊绕自身轴线作旋转运动 中辊轴线与上 下辊线有一偏心矩e 必绕钻具中心线以1 2D中 e为半径作圆周运动 这样就形成一组曲轴凸轮构 形成以上 下辊为支点 中辊以旋转挤压的形式对变形部位套管进行整形 打捞辅助工具 46 提纲 一 打捞工具二 磨套铣类工具三 封隔器及桥塞类工具四 功能类工具五 管柱类及完井工具六 其它类 47 二 套磨铣类工具 48 二 套磨铣类工具 在各种修井手段都无法打捞出井内落物的情况下 钻磨套铣法是最古老而又最有效的解卡方法 使用套磨铣作业很容易将固解的落物或者饼状落物处理掉 或使其改变状态 作为下一步处理的过度工作 常用的套磨铣类工具主要有铣锥 磨鞋 套铣鞋 领眼磨鞋 套铣管等 49 二 套磨铣类工具 50 二 套磨铣类工具 51 二 套磨铣类工具 52 锻铣工具 用于侧钻或封固管外时切磨套管的专门工具 段铣工具由上接头 本体 下接头 活塞 弹簧 刀片组成 工作原理为开泵时活塞下移推动刀片外张 段铣套管 停泵后 活塞在弹簧力作用下复位 刀片在自重作用下收回本体 二 套磨铣类工具 功能原理 53 提纲 一 打捞工具二 磨套铣类工具三 封隔器及桥塞类工具四 功能类工具五 管柱类及完井工具六 其它类 54 三 封隔器及桥塞类工具 55 水泥承转器 水泥承转器结构水泥承转器主要由密封系统 锚定系统 锁紧系统和活瓣式锁套阀等部件组成 密封系统由胶筒 上下锥体和防突隔环组成 上下锥体在释放工具作用下剪断销钉 压缩胶筒形成密封 隔环的主要作用是均匀压缩胶筒 锚定系统由上下卡瓦 自锁锁环等组成 上下卡瓦的作用是将承转器支撑在套管上 并限制其纵向移动 用于保持水泥承转器密封性 锁环上的倒齿与中心管的倒齿互相啮合 承转器一旦坐封后使之永久固定于坐封状态 所以 这种机构决定了该工具解封方式只能是钻铣 与其配套使用的有做为开启承转器锁套阀的插杆和扶正器 三 封隔器及桥塞类工具 56 三 封隔器及桥塞类工具 水泥承转器 工作原理水泥承转器可采用电缆释放器座封或油管 钻杆 投送座封 水泥承转器中的活瓣锁套阀的开启关闭 需要在工作管柱下端接插杆操作 将水泥承转器在设计位置坐封后 下入插杆 使插杆端部顶在活瓣锁套阀的底部台阶上 加压使锁套阀的内套及活瓣爪下行 这时活瓣爪在锁套阀外套内收缩 卡在插杆的卡槽内 当锁套阀内套行至承转器底部 这时插杆循环孔 锁套阀内套通孔和水泥承转器下部的通孔相通 使油管或钻杆与水泥承转器以下井筒形成通道 插杆上的密封环与水泥承转器中心管内腔密封 这样就可以挤水泥或注入测试了 作业完上提插杆时 由于活瓣爪卡在插杆的卡槽内 使得锁套阀内套也随之上行 当活瓣爪提出锁套阀外套时 自行张开与插杆脱开 提出管柱 这时活瓣锁套阀又堵死了承转器下接头的孔眼 57 EA型封隔器 EA型封隔器主要结构 EA 型封隔器主要有密封系统 锚定坐封系统 液力锚定系统 旁通阀等机构组成 密封系统由三个胶筒 隔环等部件组成 坐封后形成密封 是 EA 型封隔器的关键部件 锚定坐封系统由锥体 坐封卡瓦 摩擦块 锁定键及弹簧等部件组成 中心管上开有锁定键槽 锚定坐封系统的作用是锚定封隔器 承受来自上方的压重 使密封系统形成密封 液力锚定系统主要由壳体 卡瓦牙等部件组成 从油管内打压 推动卡瓦牙伸出来 卡在套管上 承受来自下方的压力 上顶力 以防止封隔器上移 旁通阀是连接胶筒上下的通道 封隔器坐封后关闭 主要作用是减少封隔器起下过程中阻力及活塞效应 另一作用是在解封时平衡密封胶筒上下压力 便于封隔器解封 三 封隔器及桥塞类工具 58 EA型封隔器 工作原理当封隔器下到设计坐封位置后 上提一定高度管柱 正转管柱1 4圈 使封隔器摩擦块内的锁定键压缩弹簧从中心管上锁定键槽退出 释放开中心管解除锁定状态 然后下放管柱 由于摩擦块的作用 中心管和其相对运动 此时 摩擦块上的卡瓦在锥体作用下张开 卡在套管上 继续下放管柱加压 剪断销钉压缩胶筒并关闭旁通阀形成密封 达到封隔目的 当油管打压时 液力锚卡瓦张开卡在套管上 使封隔器不能向上移动 卸去压力 液力锚的卡瓦收回 解封时 上提管柱 旁通阀打开连通胶筒上下 平衡密封胶筒上下压力 坐封卡瓦收回解除锚定 解封封隔器 EA 型封隔器可以根据施工需要 进行多次坐封 上提管柱反转3 4圈可使摩擦块内的锁定键返回到中心管键槽内 下井位置 只需简单的正转加压即可再次坐封 三 封隔器及桥塞类工具 59 J型封隔器 封隔器主要结构 J 型封隔器主要有密封系统 坐封系统 液力锚定系统 旁通阀等机构组成 密封系统由三个胶筒 隔环等部件组成 坐封后压重膨胀形成密封 是 J 型封隔器的关键部件 坐封系统由锥体 坐封卡瓦 摩擦块 J 型换位键槽等部件组成 坐封系统的作用是锚定封隔器 承受来自上方的压重 使密封系统形成密封 液力锚定系统由液力锥体 卡瓦牙等部件组成 从油管打压 推动卡瓦牙伸出来 卡在套管上 承受来自下方的压力 上顶力 以防止封隔器上移 旁通阀是连接胶筒上下的通道 封隔器坐封后关闭 主要作用是减少封隔器起下过程中阻力及活塞效应 另一作用是在解封时平衡密封胶筒上下压力 便于封隔器解封 三 封隔器及桥塞类工具 60 J型封隔器 工作原理当封隔器下到设计坐封位置后 上提一定高度管柱 正转使封隔器摩擦块内的 凸耳 键沿 J 型换位键槽进入坐封轨道 然后下放管柱 由于摩擦块的作用 中心管和其相对运动 此时 摩擦块上的卡瓦在锥体作用下张开 卡在套管上 继续下放管柱加压 剪断销钉压缩胶筒并关闭旁通阀形成密封 达到封隔目的 当油管打压时 液力锚卡瓦张开卡在套管上 使封隔器不能向上移动 解封时 上提管柱 旁通阀打开连通胶筒上下 平衡密封胶筒上下压力 坐封卡瓦收回解除锚定 同时液力锚卡瓦收回 即解封封隔器 三 封隔器及桥塞类工具 61 ARROW型封隔器 封隔器主要结构 ARROWsetX 1 型封隔器主要有密封系统 锚定坐封系统 旁通阀等机构组成 密封系统由三个胶筒 隔环等部件组成 坐封后形成密封 是 ARROWsetX 1 型封隔器的关键部件 锚定坐封系统由上下锥体 上下坐封卡瓦 摩擦块 换位机构及压缩弹簧等部件组成 中心管对称装有 凸耳 键 与摩擦块相连接的下壳体上相应的开有换位键槽 锚定坐封系统的作用是锚定封隔器 使密封系统形成密封 旁通阀是连接胶筒上下的通道 封隔器坐封后关闭 主要作用是减少封隔器起下过程中阻力及活塞效应 另一作用是在解封时平衡密封胶筒上下压力 便于封隔器解封 三 封隔器及桥塞类工具 62 ARROW型封隔器 工作原理当封隔器下到设计坐封位置后 上提一定高度管柱 正转管柱1 4圈 使封隔器中心管上凸耳沿下壳体上的换位键槽换向 进入坐封轨道 下放管柱 关闭旁通阀 摩擦块上的卡瓦在锥体作用下张开 卡在套管上 同时压缩上壳体内的弹簧储能 然后上提管柱使封隔器中心管上凸耳沿下壳体上的换位键槽换向 进入长轨道顶点 继续上提 中心管带动上锥体等上行 同时上卡瓦在弹簧力推动下相对不动 上锥体楔入卡瓦内部使其张开 卡在套管上 再上提压缩胶筒形成密封 下卡瓦也在下锥体上坐定卡在套管上 为使封隔器完全可靠的坐封密封 可重复上提下放2 3次 解封时 正转3 4圈保持扭矩上提管柱 旁通阀打开连通胶筒上下 平衡密封胶筒上下压力 继续上提卡瓦收回解除锚定 解封封隔器 如果按照正常程序不能使封隔器解封时 换位机构上装有安全解封释放装置 正转管柱约15圈 刮掉凸耳销环上的焊点即解除锚定解封 三 封隔器及桥塞类工具 63 RTTS型封隔器 封隔器主要结构 RTTS 型封隔器主要有密封系统 坐封系统 液力锚定系统等机构组成 密封系统由两个胶筒 隔环等部件组成 坐封后形成密封 是 RTTS 型封隔器的关键部件 坐封系统由锥体 坐封卡瓦 摩擦块 换位机构等部件组成 中心管装有 凸耳 键 摩擦块壳体上开有 J 型换位键槽 坐封系统的作用是锚定封隔器 使密封系统形成密封液力锚定系统由壳体 卡瓦牙等部件组成 从油管打压 推动卡瓦牙伸出来卡在套管上 承受来自下方的压力 上顶力 以防止封隔器上移 三 封隔器及桥塞类工具 64 RTTS型封隔器 封隔器主要工作原理当封隔器下到设计坐封位置后 上提一定高度管柱 正转使封隔器中心管上的 凸耳 键沿 J 型换位键槽进入坐封轨道 然后下放管柱 由于摩擦块的作用 中心管和其相对运动 此时 摩擦块上的卡瓦在锥体作用下张开 卡在套管上 继续下放管柱加压 剪断销钉压缩胶筒形成密封 达到封隔目的 当油管打压时 液力锚卡瓦张开卡在套管上 使封隔器不能向上移动 解封时 上提管柱 坐封卡瓦收回解除锚定 解封封隔器 三 封隔器及桥塞类工具 65 Y445型封隔器 三 封隔器及桥塞类工具 66 PT型封隔器 封隔器主要结构PT型封隔器主要有密封系统 坐封系统 旁通阀等机构等组成 密封系统由三个胶筒 隔环等部件组成 坐封后压重膨胀形成密封 是封隔器的关键部件 坐封系统由锥体 坐封卡瓦 摩擦块 中心管及换位键槽等部件组成 中心管上开有 L 型换位键槽 坐封系统的作用是锚定封隔器 承受来自上方的压重 使密封系统形成密封 旁通阀是连接胶筒上下的通道 封隔器坐封后关闭 主要作用是减少封隔器起下过程中阻力及活塞效应 另一作用是在解封时平衡密封胶筒上下压力 便于封隔器解封 三 封隔器及桥塞类工具 67 PT型封隔器 封隔器主要工作原理封隔器下井时 摩擦块内的 凸耳 键处在换位键槽短轨道上 当封隔器下到设计坐封位置后 上提一定高度管柱 正转管柱1 4圈 中心管周向转动45 使封隔器摩擦块内的 凸耳 键沿 L 型换位键槽进入进入长轨道 坐封轨道 然后下放管柱 由于摩擦块的作用 中心管和其相对运动 此时 摩擦块上的卡瓦在锥体作用下张开并卡在套管壁上 继续下放管柱加压 剪断销钉压缩胶筒使其径向胀大形成密封 达到封隔目的 解封时 上提管柱 坐封卡瓦收回解除锚定 即解封封隔器 PT型封隔器可以根据施工需要 进行多次坐封 上提管柱使摩擦块内的 凸耳 键返回到短轨道即解封 此时可进行起下作业 再次坐封时只需上提管柱并旋转下放加压即可 三 封隔器及桥塞类工具 68 Y341型封隔器 三 封隔器及桥塞类工具 69 K341型封隔器 封隔器主要结构主要由锁紧机构 密封系统扩张胶筒等组成 密封系统由扩张胶筒等部件组成 坐封后膨胀形成密封 是K341型封隔器的关键部件 锁紧系统由单流阀机构构成 用于锁定封隔器密封 三 封隔器及桥塞类工具 封隔器主要工作原理K341型封隔器为液压坐封封隔器 坐封时管柱要求密封承压 需要与球座 滑套等配合使用 封隔器下入井内设计位置后 从油管内打压 液体从中心管小孔进入胶筒内囊腔 靠液压撑开和膨胀胶筒 使其外表面紧贴井筒内壁 从而密封油套环行空间 停止打压后 胶筒内置单流阀保持封隔器坐封状态 解封时 上提管柱剪断解封销钉 中心管与胶筒发生相对位移 浮动接头失去密封开始泄压 胶筒收缩恢复原状 封隔器内外压力平衡即解封 70 复合材料桥塞 复合材料主要结构复合材料桥塞由密封系统 锚定系统 锁紧系统等部件组成 密封系统由胶筒 上下锥体和防突隔环组成 上下锥体在释放工具作用下剪断销钉 压缩胶筒形成密封 隔环的主要作用是当压缩时首先胀开紧贴套管壁 在上下两个防突隔环中间形成一定的空间 使得胶筒压缩时在空间内均匀胀大 阻止胶筒压缩时 肩部突出 撕裂 锚定系统由上下卡瓦 自锁锁环等组成 上下卡瓦的作用是将复合材料桥塞支撑在套管上 并限制其纵向移动 用于保持复合材料桥塞密封性 锁环上的倒齿与中心管的倒齿互相啮合 一旦坐封后使之永久固定于坐封状态 所以 这种机构决定了该桥塞解封方式只能是钻铣 与复合材料桥塞配套使用的还有坐封释放机构 其主要部件是剪切销钉 用于投送工具和复合材料桥塞的连接 完成坐封后被剪断 使投送工具和桥塞脱开 三 封隔器及桥塞类工具 71 复合材料桥塞 三 封隔器及桥塞类工具 封隔器主要工作原理复合材料桥塞使用原理与大多数桥塞的使用原理一样 通过中心管与外套件的相对运动 使推筒运动压缩胶筒和上下卡瓦 胶筒胀开贴紧套管壁 达到封隔上下层的目的 上下卡瓦在锥体上裂开紧紧啮合套管 当胶筒 卡瓦与套管配合很紧再不可压缩且达到一定值时 剪断释放销钉 使得投送坐封工具与桥塞脱开 完成释放工作 桥塞中心管与上锥体内锁环设有倒齿机构 坐封后自锁形成啮合锁紧 使桥塞始终处于坐封状态 复合材料桥塞特点整个复合材料桥塞除锚定卡瓦和极少量配件外 均采用类似硬性塑料性质的复合材料制成 其强度 耐压 耐温与同类型金属桥塞相当或优于金属桥塞 所以可钻性强 且磨铣后产生的碎宵不会象金属碎宵那样发生沉淀 又由于密度较小 很容易循环带出地面 克服了磨铣普通桥塞时的钻铣困难 沉淀卡钻等难题 特别是解决了斜井 水平井的磨铣桥塞时的困难 可用普通三牙轮或平底磨鞋快速钻出桥塞 复合材料桥塞的外体结构与普通桥塞不同的是底部采用斜面形状 防止钻铣时本体旋转 使磨铣解除桥塞变得更容易 更快捷 从而可以在井内下入多个桥塞分隔一系列层系 适合于一井内多重桥塞的使用和取出 72 提纲 一 打捞工具二 磨套铣类工具三 封隔器及桥塞类工具四 功能类工具五 管柱类及完井工具六 其它类 73 四 功能类工具 弹簧式套管刮削器 弹簧式套管刮削器主要用于清除残留在套