新型公扣倒扣器的研制与应用

1、新型公扣倒扣器的研制与应用摘 要：针对鱼顶为公螺纹扣型的落物倒扣打捞，研 制了公扣倒扣器，主要由上接头、打捞卡瓦、紧扣外套组成: 该工具结构简单，具备倒扣和安全退出功能，现场实际应用 表明该工具操作方便，打捞成功率高。关键词：倒扣器；事故处理；打捞在石油钻井过程中，由于种种原因，钻柱卡钻时有发生 如果事故处理不及时，容易造成井下情况复杂化，影响石油 钻井的生产时效。卡钻就需要通过注入解卡剂、下震击器震 击、通过套铳钻柱并进行倒扣作业等方法起出钻柱，处理卡 钻事故。目前所使用的倒扣作业工具多适用于鱼顶为母螺纹 作业，当鱼顶为公螺纹扣型的落物打捞时，主要是采取从管 柱外壁对落鱼本体进行打捞的方法，

2、而采取直接抓丝扣部位 打捞操作的工具主要是母锥，但母锥本身存在抓取不牢固， 母锥在造扣打捞过程中造成落鱼部件连接丝扣倒松散而复 杂化，且存在抓取后不可退所带来的安全性问题。如果打捞 不成功，延误打捞时间，造成事故复杂化。针对钻井公司某 井队的事故实际情况，根据井下落鱼特点设计加工了一种新 型打捞工具，使其能够实现直接抓取落鱼公螺纹丝扣进行打 捞和倒扣，并能安全退出，并在现场应用取得成功。1 新型公扣倒扣器研究设计1.1 新型倒扣器设计原型通常情况下事故井下鱼头顶部为钻具母螺纹，倒扣作业所使用的倒扣器上端为母螺纹连接反扣钻杆，下端为公螺纹 与鱼头连接， 这就是设计加工新型公扣倒扣器的原型。这 种

3、倒扣器的结构由主体、胀扣套和胀芯轴三部分组成。1.2 新型公扣倒扣器结构 针对井下落物鱼头为公螺纹的实际情况，结合普通倒扣 器的结构特点， 研究设计了公螺纹倒扣器， 结构如图 1所示。主要由上接头I、打捞卡瓦、紧扣外套川部分组成。 因需要倒扣操作，上接头为左旋螺纹与反扣钻杆相连。打捞 卡瓦结构由六方形轴部分和母螺纹部分构成，六方形轴既可 以传递扭矩，也可以保证打捞卡瓦上下移动。下部母螺纹为 了保持的弹性，开有三道槽，与被卡钻柱鱼头连接。紧扣外 套上端为反扣螺纹与上接头相连，下端内壁加工为内斜坡， 与外斜坡打捞母扣配合。打捞抓取方式采用对扣式，牙型为 钻具丝扣，如打捞 NC50 公螺纹落鱼，设计

4、为打捞卡瓦 NC50 母螺纹扣型。2 新型公扣倒扣器原理及使用方法2.1 工作原理 新型公扣倒扣器在打捞过程中，当工具遇落物鱼顶公螺 纹时，打捞卡瓦外锥面与紧扣外套内锥面脱开，卡瓦被迫胀 开，此时正向旋转倒扣器，鱼顶公螺纹进入卡瓦母螺纹中， 上提钻拄，打捞卡瓦外锥面与紧扣外套内相应的内锥面有相 对位移，使卡瓦收缩进一步抱紧落物，实现打捞。若在打捞 中因落物卡死不能捞出，在保持一定上提力下进行倒扣。因 落物丝扣与卡瓦抓取丝扣已实现对接，且已在内外坡面作用 下进一步抱紧，不易脱开。在反向旋转扭矩作用下，扭矩通 过上接头六方形传到卡瓦，从而实现倒扣。如需退出，则下 行管柱，使卡瓦外锥面与紧扣外套内锥

5、面脱开，反转管柱， 已实现对接的螺纹则可卸扣脱开，实现安全退出。2.2 操作方法（ 1）将工具润滑部位涂润滑脂，各部连接紧固，打捞卡瓦在手推力下活动灵活。（2）倒扣器下至鱼顶以上 23m 时。开泵循环，冲洗鱼头。 （ 3）缓慢下放钻具，使倒扣器进 入鱼顶，悬重下降后，正转钻具 4-5 圈（不需要紧扣） 。（4） 上提钻具，若悬重高于原钻具悬重，说明已捞获，否则应重 新打捞。（ 5）在工具最大许用提拉力下仍不能提动落物。说 明遇卡严重，若需倒扣则超过原悬重30 50KN反转管柱进行倒扣，若倒不开或需退出工具，则可用钻具自身重力下压 倒扣器，然后反转管柱，上提退出工具。从新型公扣倒扣器结构和原理可

6、看出，该倒扣器是结合 了常规倒扣工具的特点开发的新一类工具，具有结构简单、 操作方便、加工容易、可循环洗井、可释放落鱼、可实现倒扣等特点。3 新型公扣倒扣器 ?F 场应用情况 新型公扣倒扣器在南 15-平 203 井进行了实际应用，该 井是一口热采生产水平井， 钻至井深 1515m 完钻后， 准备起 钻过程中，上提预阻，上下活动无效，发生卡钻事故，成功 打捞落鱼。在母锥打捞失败后，经研究决定应用公扣倒扣器 打捞。打捞管柱结构：公扣倒扣器 +反扣钻杆。按照第二部 分介绍的操作方法，下至鱼顶成功对扣，由于卡点被卡死， 无法打捞出全部钻具，施加上提拉力进行倒扣作业，成功打 捞出FE伽马传感器。图2为

7、新型公扣倒扣器实物图。4 结论（ 1）收放自如。相对于母锥等打捞工具无可退性抓捞 倒扣，该倒扣器只需利用钻具自身重量下压，即可顺利倒开 连接螺纹。 避免一旦因落鱼卡死， 丝扣连接过紧， 无法倒开， 酿成新的井下事故。（2）增大许用上提最大拉力。 该倒扣器在上行过程中， 在紧扣外套作用下，打捞卡瓦与鱼头之间公母螺纹越来越紧， 避免由于拉力过大导致的滑脱情况发生。（ 3）无需造扣作业。目前国内外制作的钻杆金属材料 机械性能高，外表面还进行了强化处理。而用母锥虽经表面 渗碳淬火处理，但在高强度、耐腐蚀管材表面上造扣还是较 困难的，有时还会被其磨坏，导致打捞失败，而新型公扣倒扣通过螺纹连接不存在造成困难等问题。（ 4）新型公扣倒扣器是对现有打捞工具的扩充，从结 构、原理及现场应用情况看，简化了施工工序、缩短施工周 期，在打捞鱼头为公扣且鱼头需倒扣时