钢丝作业培训(基础)

钢丝作业培训

CCLT天津分公司生产部

2007年4月

、乙—1-.

刖百

钢丝作业是海上油气井作业中一项非常重要工作内容，它具有

设备简单，价格便宜，重量轻，操作简单，适用范围广和易于下井等

特点。本篇旨在通过对钢丝作业的实际操作，使井下作业监督初步掌

握钢丝作业技能，从而更好的进行现场工作。

目录

第一章钢丝作业基础知识

第一节钢丝

第二节绞车

第三节防喷设备

第四节基本井下工具

第二章海上油田常用井下工具

第一节滑套

第二节配水器

第三节锁心及工作筒

第三章现场实操

第一节打绳帽

第二节防喷设备安装

第三节绞车使用

第四节开关滑套

第五节配水器投捞

第六节投捞堵塞器

附件实验井管柱及数据

钢丝作业JSA

钢丝作业基础知识

L钢丝

钢丝是一种用来悬吊井下仪器、将地面作用力传递到井下工具的

设备。常用钢丝参数如下：

表1-1-1

钢丝尺寸材质/型号最小拉断力防腐性能lbs/1000ft

0.108"API-9A碳钢2110LBS差31.12

0.125"API-9A碳钢2837LBS差41.87

0.108"UHT碳钢2730LBS很差31.12

0.125"UHT碳钢3665LBS很差41.87

0.108"SS316不锈钢1920LBS好31.5

0.125"SS316不锈钢2500LBS好41.2

0.108"SUPA75不锈钢2030LBS很好31.03

0.125"SUPA75不锈钢2560LBS很好41.92

钢丝的保养和维护

1.钢丝保养

为了保证钢丝处于良好的状态和延长寿命，必须注意下列事项：

1).要避免钢丝被钳子等硬物咬夹。

2).避免无控制的松驰造成钢丝扭结。

3).从井里起出钢丝时，必须擦掉钢丝上所粘的井液，泥沙等物，

并且还要涂上防护油，如机油等。

4).拉钢丝时，不要超出其塑性限度。

5).定期切掉一部分钢丝。

2.钢丝的更换

如出现下列情况之一，必须更换钢丝：

1).做钢丝扭转试验不合格。

2).钢丝展开到地面时，不能象在滚筒上那样形成圈或环时，说

明钢丝已超过其塑性极限，应立刻更换。

3).当钢丝的扭曲不能拉直时，说明其受力过度，应换新的。

4).根据经验，钢丝使用时间过长要更换。

第二节绞车

海上钢丝作业所用的绞车为橇装式，主要为吊装运输方便，占地

小，如图1-2-1。

撬装钢丝绞车一般分为两部分：动力部分和绞车部分。动力部分

是由柴油机(电动机)和液压油泵组成，柴油机(电动机)带动液压

油泵将动力液经高压软管输送到绞车上。绞车主要由液压马达、传动

机构、控制机构、深度计数系统和钢丝滚筒组成。对于双滚筒绞车则

同时装有两个滚筒。

柴油机带动液压泵,输出液压油，液压油通过高压软管传输动力。

循环的方向不同，则控制绞车转动的方向；控制循环油量大小以控制

绞车转速。这种方向和油量大小的控制是通过调压阀来完成的。

绞车的操作台装有拉力表

图121ASEP公司K-WINCH双滚筒绞车

2.防喷设备

防喷设备通常与采油树连接在一起，用来容纳下井工具及井口压

力。防喷设备主要由井口短节，防喷阀（BOP）,防喷管，盘根盒及

滑轮组成。

1.井口短节

井口短节用于连接防喷阀和采油树，如图1-3-1井口短节。

图1-3-1井口短节

2.防喷阀(BtowoutPreventer,BOP)

防喷阀俗称胶皮阀，又叫钢丝阀(wirelinevalve),它跟井口短

节或采油树的顶部相连接。当钢丝在井下时，关闭防喷阀就可进行该

阀以上设备的操作和维修。该阀能密封钢丝周围，但不损坏钢丝。

参见图1-3-2手动防喷阀，BOP两边的活塞总成前端部分各有一

个软胶皮作用是密封，不损伤钢丝以及各有一个钢丝导向板，活塞总

成在外部的机械力作用下，逐渐向中心靠拢。钢丝在导向板的作用下,

回到中心位置，并在不被损伤的情况下被夹在两个活塞总成中心，把

井内压力封住，防止外喷。

钢丝作业和电缆作业的密封芯子略有不同-钢丝的密封芯子外边

是平的，而电缆或钢丝绳的密封芯子的外边有半圆槽。

防喷阀内有一个平衡阀。当防喷阀关闭并且防喷管内没有压力

时，要直接打开防喷阀非常困难且易于损坏防喷阀，因此，需要先打

开平衡阀，等防喷阀上下压力平衡后，再打开防喷阀，最后重新关闭

平衡阀。

为了操作方便和安全，除手动防喷阀还有液压控制的防喷阀，如

图1-3-3液压双级电缆防喷阀，可用手压泵在甲板上操作。

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图1-3-2手动防喷阀

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图1-3-3液压双级电缆防喷阀

3.防喷管(Lubricator)

防喷管带有快速连接头，能承受高压的管子，用于在压力下允许

井下工具进出井筒。防喷管下部连接防喷阀，上联盘根盒。防喷管的

长度一般为2.4m(8ft),每次作业需要使用多节防喷管。

防喷管一般可分两种类型：下节和上节。

上节防喷管容纳绳帽、加重杆和震击器，可用内径小的管子制成。

下节防喷管需要容纳井下装置，如堵塞器等，内径大。下节防喷

管装有泄压阀，用于防喷管泄压，有的还装有两个泄压阀。如图1-3-

4所示。

图1-3-4BDK公司防喷管（左:5000psi,右lOOOOpsi）

选择防喷管要考虑下列情况：

1）尺寸，包括直径和壁厚。

2）压力等级。

3）井内含腐蚀介质情况。

4）长度。

5）材料。

6）泄压阀。

7）快速接头及其类型。

8）护丝（螺纹保护帽）；

9)标识。

图1-3-5快速接头仅用手上紧不用管钳，密封靠“0”形圈。有

压力时，松开非常困难。

图1-3-5快速接头

快速接头主要有三种类型，0TIS型，BOWEN型和0MSC0型。

4.盘根盒

盘根盒的用途是进行钢丝作业时密封钢丝井让钢丝通过但流体

不能通过。

(1)普通盘根盒

如图1-3-6盘根盒，其本体上部装了一个能360。旋转的带护板

的滑轮，滑轮能保证钢丝进入顶部密封压盖的中心。当钢丝从地面折

断落井时，滑轮护板有可能将钢丝头抓住。同时能使滑轮能自动对准

绞车的方向。滑轮直径主要有254mm和392mm(10in和16in)两种，

前者有于2.4mm(0.092in)及其以下直径的钢丝，后者用于2.6mm

(0.018in)及其以上直径的钢丝。

图1-3-6盘根盒

通过上部的盘根压帽和油杯可以上紧压帽，密封和润滑钢丝。

（2）液压控制盘根压帽

液压盘根压帽如图1-3-7,这种压帽可接在普通盘根盒上部，从

地面通过手压泵和液压软管很便捷地调节密封盘根的松紧。

图1-3-7液压控制盘根压帽

它与标准的盘根盒连接非常容易，只需将盘根盒上的止动螺帽和

盘根压帽卸下，装上液控盘根压帽即可。

5.滑轮

如图1-3-8滑轮用于将钢丝从防喷管顶部拉到钢丝滚筒上。这样

将钢丝或拉力点从顶点移到水平位置上。

图1-3-8滑轮

滑轮直径要合理，直径过小容易使钢丝疲劳。

表3-1

滑轮直径（in）适用钢丝直径（in）

100.092

160.092、0.108>0.125

3.基本井下工具

一.基本工具串

钢丝作业基本工具串包括钢丝绳帽、加重杆、震击器和万向节。

钢丝作业投捞工具可接在基本工具串下面，可在带压情况下，完成各

种不同作业。

基本工具串上的工具，顶部都加工有外打捞颈，一旦在井下脱扣,

便于打捞。

1.绳帽

绳帽起着连接钢丝与井下测试仪器或井下工具的连接作用。由于

钢丝在井下会旋转，因此，要求当钢丝在井下旋转时，绳帽及其下部

连接的工具、仪器不旋转或少旋转，避免井下工具、仪器由于旋转而

脱扣，造成落井事故。

图1-4-1钢丝绳帽（左为梨型块绳帽，右为圆盘型绳帽）

2.加重杆

加重杆主要用于克服盘根盒盘根的摩擦力和井内压力产生的上

顶力使钢丝作业工具能到达井下一定的深度。另外，加重杆靠其自身

重量可以施加向上或向下的力而完成井下控制工具的投捞。加重杆的

尺寸和重量由要求的冲击力和所投捞的井下控制工具尺寸来确定。

加重杆顶部设计有打捞颈，如图1-4-2,大部分加重杆由钢铁制

成有些井需要增加加重杆的密度，选用鸨合金钢制造加重杆。有的采

用在钢管内灌水银或铅来增加重量。要注意的是不要将这种灌水银或

铅的加重杆用于需要井下震击的钢丝作业。

下井加重杆重量的选择要考虑钢丝及钢丝绳直径，密封系统的摩

擦力，工具串浮力和生产时流体向上的携带力。除平衡钢丝受井口压

力作用的力可按下列公式精确计算外，其它因素比较复杂。为了平衡

其它因素的力，一般钢丝作业可增加15kgo

W=0.078XD2XP

式中W-------平衡重量，kg；

D-------钢丝、电缆直径，mm

P--------井口压力，MPa

如果井为斜井，需要将算出的平衡重量乘以测量点处斜度的余弦

（cosa,a为井的斜度）才是实际重量。

出海所准备的加重杆数量应是下井加重杆的三倍。

席+叩

3-辰山命

很多钢丝、钢丝绳作业的下井工具串都要用震击器，在井下装置

的投捞过程中经常需要切断销钉，或者在打捞井下装置时需要很强的

力量，仅仅靠钢丝拉力是远远不够的，只有靠震击器的震击力才能完

成。

震击器在撞击时是一个做功的过程，为了获得强大震击力，除取

决于被震装置或工具内销钉的刚性，内外剪切筒间隙，震击器下部工

具串的弹性阻尼作用外，撞击能量与加重杆重量及撞击时的速度平方

成正比。

震击器向下运动的速度靠加重杆的下滑获得，因此，向下震击的

能量比较有限。如果在高斜度井或高粘度井作业，震击器下落的速度

就更有限。震击器向上运动的速度可靠提高绞车滚筒速度获得。因此,

用于向下切断的销钉强度小，而向上切断的销钉强度大。

1）.链式机械震击器。

该震击器结构简单，可上下震击，是最常用的震击器，如图1-4-3

所示。

冲程长的震击器有助于增加震击时的速度，但易于损坏。

图1-4-3链式机械震击器

2).充液式震击器。

当井下钢丝作业操作位置较深时，链式震击器常常无法获得足够

的向上震击力。充液式震击器就是为解决这些问题而设计的。

如图1-4-4充液式震击器有拉开阻尼作用。当钢丝达到一定力时,

震击器内部的液压油才能慢慢通过间隙很小的活塞使震击器慢慢打

开；活塞到达扩径部位后，活塞就能自由向上运动；在这段时间里，

地面绞车操作有足够的时间拉到想达到的拉力，在这种大拉力下，活

塞能快速向上运动而可产生很大的震击力；震击后，由于活塞内有单

流阀，震击器很容易闭合。

充液式震击器的常用尺寸有：11/4,11/3和13/4in。

震击器内的液体为液压油，要选择合适的液压油以适应井下温

度，要保证有30s的延迟时间。

决不要将充液式震击器接在链式震击器之下，这会由于充液式

震击器有减震作用而减弱链式震击器的向下震击的能力。

图1-4-4充液式震击器

3).震击加速器

在浅井作业时，由于钢丝伸长量小，如果使用充液式震击器就需

要使用震击加速器。如图1-4-5所示。

图1-4-5震击加速器

4).强力向上震击器

如图1-4-6所示，该工具用于向上震击作用。在下井前，根据预

计的井下情况调节所需向上拉力，在井下需要向上震击时用绞车拉到

拉力设定值加上钢丝及其井下工具重量后，震击杆上行一点距离后就

可与下部锁定机构脱开，在钢丝的大拉力下产生很大的震击力。震击

完成后，下放震击杆，由于控制锁定机构的弹簧力小，震击杆很容易

插入锁定机构。

5).管式震击器

可用于较大冲程的震击。由于移动过程须从小孔排液，所以震击

较缓和。如图1-4-7所示。

6).关节式震击器

用于向上、向下震击，可以自由转动，但冲程较小，震击力也小。

如图1-4-8所示。

——R,

图1一4-9关节式震击器

4.万向节

万向节可以实现震击器与投捞工具之间的角度偏转，以利于调节

工具串与油管倾斜方向一致，特别是在弯曲油管中及定向井中进行钢

丝作业时，万向节是必不可少的。

万向节可以用于钢丝作业工具各段的连接，使工具串在井内随油

管偏转，从而减少遇卡。

Standard

图1-4-10万向节

5.快速连接器

如图1-4-11快速连接器接在基本工具串和井下工具之间，目的

是在多次钢丝作业之间能够快速更换井下工具，便于井口操作。

图1-4-11快速连接器

二.基本投捞工具

基本投捞工具可以打捞或投放井下装置，如果井下装置被卡死或

不容易捞出，还可剪切断工具内的销钉，让工具与装置脱手，有利于

处理事故。有的井下装置的正常投放也需要投捞工具切断销钉脱手，

使井下装置正常留在井下，而投捞工具起出井口。有的投捞工具可当

打捞工具，又可当投放工具

1.基本投捞工具的分类

1).按投捞颈分。

井下装置的顶端都有一个可供投捞工具抓住的地方。投捞工具联

入这个地方之后，就能收回或脱开锁心等井下装置，这个地方就叫投

捞颈。

投捞颈分外投捞颈，图1-4-12为外投捞颈，如图1-4-13为内投

捞颈。与此对应的工具可分为外投捞颈工具和内投捞颈工具。

外投捞颈工具有OTIS钢丝的R系列和S系列投捞工具,CAMCO

公司的J系列投捞工具。

投捞内投捞颈工具OTIS公司的G系列投捞工具和CAMCO公司

的PRS系列投捞工具。

图1-4-12外投捞颈图1-4-13内投捞颈

2).按销钉剪切方向分。

某些工具受向上震击作用而切断销钉，某些则受向下震切断销

钉。按切断销钉方向的不同可分:

向上震击切断销钉工具

OTIS有两个基本系列的投捞工具，可以向上震击剪断销钉以便

脱手，这两系列就是R系列和GR型打捞工具。

CAMCO公司的JU系列投捞工具也属于此类。其中U是英文

UPPER的意思。

向下震击切断销钉工具

OTIS公司的S系列投捞工具和GS型投捞工具可向下震击剪断

销钉。

CAMCO公司的JD系列投捞工具也属于此类。其中D是英文

DOWN的意思。

2.基本投捞工具系列

1).OTISR系列投捞工具

如图1-4-14,R系列投捞工具可连接外投捞颈井下工具或装置，

向上震击切断销钉，R系列有RB、RS和RJ三个不同类型，它们之

间的不同仅仅是安装在工具中的芯子长度不同，RB芯子最长，RS型

次之，RJ型最短。

图1-4-14OTISR系列投捞工具

三种类型的任何一种都可以改变芯子类型而变成其它两种类型。

投捞工具接在基本工具串下面就可以下放入井，当投捞工具在井

下跟井下装置接触，圆筒的下部就越过打捞颈，并迫使爪展开，然后,

弹簧使爪子回收就可抓住井下装置，利用向上震击的力量把井下装置

提起。

剪切销钉后圆筒弹簧力在接头和圆筒之间起作用，并向上移动圆

筒内的芯子，如图1-4-15所示。它使爪子对着爪弹簧力向上运动。

在爪子向上运动过程中，它们那变细的上端就移入圆筒内，迫使这些

爪子向里靠，因此迫使爪子下端向外靠，这就可以脱开工具。

图1-4-15R系列工具打捞状态与脱手状态

2).OTISS系列投捞工具

图1-4-16S系列投捞工具，该系列工具用于联入外投捞颈，它靠

向下的震击作用切断销钉造成脱开。最常用的类型是SB和SS型。

它们两者除芯子长度不同之外都是相同的，SB型芯子长，抓距短，

SS型芯子短，抓距长。SB和SS型的抓距分别跟RB和RS型一样。

SB和SS型通过更换芯于可相互变换。

图1-4-16OTISS系列投捞工具

S系列投捞工具为了切断销钉，芯子必须支在落鱼或要脱手的装

置上。该工具的手动脱开工具及换销钉工具与R系列相同。

图1-4-17S系列工具打捞状态与脱手状态

3).OTISG系列投捞工具。

G系列工具用于投捞内投捞颈井下装置，有GR型和GS型两种

类型，GR型靠向上震击作用剪切销钉脱开装置，GS则是向下震击

剪切销钉，GR型是由GS型加上一个GR型附件即GU型所组成，

如图1-4-18G系列投捞工具所示。

图1-4-18G系列投捞工具

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4-捞接距

1投杆用丝又抓

型心杆较长，抓距较短，JDS型心杆较短，抓距较长。两种类型的工

具的主要部件可以互相替换。

图1-4-20J系列投捞工具打捞状态与脱手状态

5).CAMCO公司PRS系列投捞工具

该系列工具与OTIS公司G系列投捞工具的作用相同，基本原理

相似。

图1-4-20CAMCO公司PRS系列投捞工具

6).CAMCO与OTIS基本投捞工具的汇总和比较。

CAMCO工具在工作原理与OTIS相应的工具相同，其它很多方

面也非常类似。

两种工具最主要的差别在于CAMCO公司的工具锁爪是90°,

OTIS工具有15°倒角，它们分别与井下工具相对应的投捞颈配合，

因此，CAMCO的投捞工具不能用于OTIS或BOWEN的井下装置或

井下工具，反之亦然。两种互用可能会损坏井下装置的投捞颈和投捞

工具的爪。

CAMCO工具的外径尺寸比OTIS相应的工具尺寸要大些。

3.剪切销钉

1).剪切销钉的主要作用。

①使基本投捞工具及辅助工具保持在正常的工作状态，必要时

通过切断销钉脱离与井下装置的连接。

②投放井下装置时，起连接井下装置和下入工具的作用，防止

井下装置在下井过程中不正常脱手，到达预定位置后，通过切断销钉

使井下装置留在预定深度。

2).销钉材料。

通常使用的销钉材料有钢、铜和铝。有时也使用木材做销钉，需

要根据工具特点、管柱情况、下入深度和经验选择合适材料的销钉。

三.钢丝作业辅助工具

1.刮管器(GaugeCutter)

如图1-4-21,由于刮管器的外径稍大于井下装置的外径，因此可

以将油管中的蜡、锈垢及岩屑刮掉。

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□

图1421刮管器

当井下工具较小时，刮管器的外径大于下入的工具外径1.4mm,

小于油管管柱最小内径的1.4mm。

2.胀管器(SwagingTool)

如图1-4-22,当油管出现微变型时，可通过胀管器的起下和震击

将油管修整好便于井下装置的起下。下入胀管器时最好接充液式震击

器，以增加上震击力。

选择胀管器应遵循从小到大和不能强行通过的原则。

图1-4-22胀管器

3.铅模(ImpressionTool)：

图1-4-23铅模是在一个管套内充填铅的工具，为防止脱落，用

销钉将其固定。利用铅的特性，当碰到井下硬度较高的落物顶部时，

可以产生变形，将落物顶部的尺寸形状记录下来。

用这种工具可以确定井下落物顶部的尺寸，以便决定下步打捞作

业应使用的工具及应采取的措施。

铅模外径要小于管柱最小内径4mm,铅部分外径要小于其主外

径，底面要平，使用时轻微向下震击一次即可。注意不要重复震击，

也不要强力震击，避免铅模变形造成软卡。

图1-4-23铅模

4.油管刮刀

图1-4-24油管刮刀主要由三个部分组成：心轴、螺母和三组带

旋槽刮片的短管。

旋槽短管是锥形的，用于将射孔产生的油管毛刺清掉，也可将油

管内铁锈清除，将微弯曲的油管整形。工具下面的旋槽短管外径尺寸

较小，第二节尺寸较大，最上一节的外径与油管内径相当。

选用油管刮刀应先用小尺寸的，再用中尺寸的，最后下大尺寸的,

大尺寸的工具外径也要小于油管内径。使用时应带上充液式震击器,

向下震击几次后应向上震击，避免卡死。

JL

图1-4-24油管刮刀

5.A型油管穿孔器(TubingPerforator)

图1-4-25,A型油管穿孔器内的冲孔器座在锥形楔块槽内，工具

下到油管预定深度并座住后，向下轻轻震击剪断剪切销钉，然后上提,

随着锥型楔块上行，冲孔器被向外挤出井将油管打穿，锥型楔块行程

过半后，开始将冲孔器收回，然后上提，起出工具。

A型穿孔器是机械操作的，用钢丝操作可穿透标准油管。

1).穿孔目的。

①提供环空循环或压井通道。

②新层投产。

③安装封隔式气举总成。

④当尾管被封堵并且用常规方法不能打开时，可以穿透尾管重新

生产。

⑤在安装双流动油嘴前穿透油管。

2).工具的优点。

①不用爆破，消除了射穿套管的可能性。

②安全释放机构可以在未穿孔时取出穿孔器，而无任何危险。

③较强的油管穿透能力。

④穿孔后可以自动地缩回冲孔器并自动释放。

3).使用要点。

这种工具一般只用于普通油管穿孔，使用时加重杆重量一般为

13〜15kg。穿孔时，不需要强力向上震击。

图1-4-25A型油管穿孔器

6.G型打捞筒

图1-4-26G型打捞筒用于打捞带外打捞颈的井下落鱼。

昌

图1-4-26G型打捞筒

7.井下夹子

图1-4-27井下夹子可夹住井下一些落物。该工具下井时靠1/8in

铜销钉保持在张开的位置，当到达落物位置，向下的力可切断销钉使

夹头闭合抓住落物。当落物不能捞出时，该工具可向上震击脱手。

图1-4-27井下夹子

8.油管末端探测器

有时需要较精确测量油管长度就需要使用图1-4-28油管末端探

测器。该工具下过油管后，其爪在弹簧力作用下张开，这时，上提工

具串就能卡在油管末端，从绞车计数器可读出油管长度。向上震击可

切断销钉起出工具串。

图1-4-28油管末端探测器

9.防上顶工具

在开滑套或高压气井系统试井过程中，防止气量突然增大将工具

串上顶造成钢丝打弯，使工具串被卡。此工具接在绳帽与加重杆之间，

在下部重量作用下，其卡瓦收起，一旦下部重量消失（工具由下向上

顶起）则卡瓦张开卡在油管壁上，将工具串锁定，避免事故发生。（图

1-4-29)

图1-4-29防上顶工具

第二章海上油田常用井下工具

第一节滑套

如图2-1-1、2-1-2(SlidingSleeveSlidingSideDoor),它通过

移动内套筒来关闭或连通油管与环形空间之间的通道。当内套筒的孔

道对着滑套本体的通道时，滑套处于打开状态；两者错开时，滑套关

闭。

滑套上部有工作筒，用于固定与滑套有关的井下流动控制装置；

内套筒上下各有一个密封短面，可与井下装置的密封盘根配合起密封

作用。

将滑套开关工具接在基本工具串之下可对井下滑套进行开关作

业。有的滑套通过向下震击使内套筒下移而打开滑套，有的则需要向

上震击向上移动内套筒使滑套打开。

Landing

NippleProfile

ClosingSleeve

Equalizing

Ports

FlowPorts

BufferSeal

ECMSeal

Stack

High-Strength

BodyJoints

Lower

PolishedBore

图2-1-1HALLIBURTON循环/生产滑套

n

图2-1-2BAKER滑套(左为CMD,右为CMU)

1.开关工具(POSITIONINGTOOL)

1).OTISBO型开关工具

如图2-1-3,该工具上下两端都是公扣，要根据滑套的设计特点

和开关的要求选择一端的接于基本工具串之下。

图2-1-3OTISBO型开关工具

以向下移动内套筒打开滑套通道的OTISX0和XD型滑套为例

来说，从关闭状态打开滑套开始，其步骤如下：

①.将工具键块的90度台肩朝下并接与基本工具串之下下井。

②.下到关闭的滑套处，其90度的台肩就会被滑套内套筒下端90

度台肩挡住。

③.向下震击可向下移动内套筒。

④.如果滑套内外压差很大，快速打开滑套可能会损坏滑套内盘

根，因此，内套筒设有平衡位置。在这种井开关滑套时，要观察井口

油压变化；当震击到压力变化时，要等到压力平衡后在继续向下震击

打开滑套。

⑤.当滑套完全打开后，工具会顺利通过滑套。滑套键块的头部

有突出的部位，当内套筒向下移到最下端的打开位置后，其突出的部

位就进入滑套下部密封段，内径较小的密封段使键块向里缩就可使工

具脱离内套筒的90度台肩而可顺利通过滑套。

⑥.工具震击通过滑套后起出开关工具。检查工具内的锁钉，如

果没有断就说明滑套已经打开。键块的根部是斜面，该斜面保证开关

工具顺利通过内套筒的任何90度台肩。工具内剪切销钉被切断时，

键块会缩入工具套里也可使工具通过滑套。

要关闭滑套，可将开关工具调头，90度台肩向上接于基本工具

串之下进行操作。

2).OTISBO型选择性移位工具

如图2-1-4,BO型可选择工具可在井下多个相同滑套中选择任意

一个滑套将其内套筒向下移动。这对于有多个滑套的生产管柱的滑套

开关操作非常方便。

该工具有一键块控制机构，下井前该机构可将键块向里缩；下过

要打开的滑套后向上拉过该滑套就可触动控制机构使键块张开；向下

震击可移动内套筒。1

图2-1-4OTISB0型选择性移位工具

第一节空心集成配水器

空心集成配水器（图2-2-1）是一种进行分层配注的井下工具，

根据计算将装有合适尺寸水嘴的配水器投入到井下对应的工作筒中,

可以达到分层配注的目的。

图2-2-1空心集成配水器

表2-2-1空心集成配水器基本参数

型号级数巾A小B巾c4>D小EL

1A5.O20064.020044Mo6220069.21832

Uf+0150rr00^+0,150

388/400

2

（.者共用）Q-U30044+uowAW-030。671832

“-O35O%oB-O35O

3

VC4O200,0.0200VC+020064.21832

b°OI5O,J0626OOI5O

+，匕。15040+

1XQ-0300r7-030044+0062久Q-0300721832

"■0350°f-0.350rro。"-0350

2

475AV-0200AA+020044M.06245+020069.21832

150。。十0150rr0十0150

3671832

AR-0300AR-030044Mo62At-0300

0’-0350rr0Ul-0350

1.配水器的投放

1).将GS装到基本工具串之下

2).将配水器接到GS上

3).下到配水器工作筒处向下震击切断GS销钉

4).起出工具串

2.配水器的打捞

1).将GS装到基本工具串之下

2).下到配水器处确认捞获后向上震击直至捞出配水器

4).起出工具串

第二节锁心及工作筒

钢丝作业主要任务之一就是要把一定的井下工具投放并固定在

井下管柱预定的深度，其中在井下起固定作用的井下工具就称为锁

心，预先连接在管柱上可接纳锁心的工具称为工作筒。大多数锁心在

井下固定都需要工作筒相配合，少数锁心可固定在普通油管接箍上，

或用卡瓦固定在油管内任何位置。

锁心主要有三种类型：

1).工作筒式锁心。

2).卡瓦式锁心。

3).接箍式锁心。

锁心为各种井下控制流量的装置如堵塞器，井下安全阀，井下油

嘴，封隔工具等提供井下固定的作用，另外，锁心在其外表面与工作

筒内表面之间提供密封。

卡瓦式锁心和接箍式锁心，可固定在井下任何深度。但是对于工

作筒式锁心就只能下至预定的深度。为了适应气液流控制的不同要

求，需下入多个工作筒。如果在完井管柱中连接有两个或两个以上的

锁心，为了能自由地将锁心下入各个工作筒，在设计完井管柱时，从

上而下工作筒的尺寸逐渐变小，锁心下井时不能进行选择；有的公司

进行管柱设计时，设计下入多个相同尺寸和型号的工作筒，下入锁心

时可有选择地座落在任一个工作筒里。

下面介绍海上油气田常用的OTIS、BAKER两家公司的工作筒、

锁心及其专用投捞工具，每家都不相同。

1.OTIS公司锁心、工作筒及下入工具

OT1S工作筒式锁心及工作筒有X和R两个系列。这些锁心在井

下可选择地座落在生产管柱上多个同样的工作筒。

i).x系列锁心及工作筒

Fishing

Neck

Expander

Mandrel

—Double­

Acting

、Spring

i—Locking

Keys

图2-3-1X锁心及工作筒

—Fishing

nNeck

Expander

Mandrel

斗Double­

Acting

Spring

)-Locking

3Keys

Packing

No-Go

Equalizing

Sub

图2-3-2XN锁心及工作筒

X系列的X和XN型工作筒用于标准油管的管柱，两者分别接

纳调和XN型锁心，两者的密封面尺寸一样，两者最大的不同是XN

型工作筒底端有一NO-GO（缩径）环，而X型工作筒没有；X型的

键槽有90度台肩，而XN都是45度的台肩，相应的锁心的键也有

90度和45度之分，如图2-3-3X和XN锁心键。一般情况下，有X

型工作筒的管柱总是选用XN型作为底部工作筒。XN型工作筒是为

配合调型而设计的，“N”是NO-GO（缩径环）的意思，目的是

防止锁心等井下工具意外掉出油管。

图2-3-3XN和X锁心键

X和XN型锁心除固定键外，其它一切的零件都是一样的，下入

工具也是一样的。

①X型锁心的投放

X型锁心投放到井下的工作筒里需要X型下入工具。将锁心和

下入工具（如图2-3-4）连接后再接在基本工具串之下下井。

锁心的三种状态如图2-3-5,在下井过程中，锁心及其下入工具

处于选择状态；当工具串下过要投放的工作筒后上提工具串到工作筒

上部，在此过程中，下入工具及锁心由选择状态变为非选择状态，锁

心的键弹出；下放工具串，可座在工作筒里；向下震击可切断下入工

具销钉；向上震击切断下入工具与锁心的连接销钉；起出下入工具，

锁心处于锁定状态。

图2-3-4X锁心下入工具

图235

②X型锁心的打捞。

X型锁心可用GS、GR打捞，对于已经下井很长时间或可能砂埋

的锁心应使用GR型打捞工具打捞。不用GS型打捞工具的理由是：

a.为了能向下震送锁心。

b.如果锁心被砂埋住，打捞工具能脱手。这是考虑GS型工具的

外筒必须顶着锁心才能切断销钉。

打捞步骤如下：

a.将GR型工具下井插入锁心后等压力平衡。

b.向下震松锁心键。

c.向上震击起出锁心。

2.Baker锁心、工作筒及下入工具

BAKER锁心和工作筒系列可分两个系列。顶部NO-GO系列和

底部NO-GO系列。

1).顶部NO-GO系列

该系列的NO-GO位置位于密封面上方，紧靠于工作筒凹槽的下

端，以F型工作筒为基本类型。图2-3-6中S型、W型锁心可投放在

F型工作筒里。

WF

图2-3-6顶部NO-GO系列

S型锁心可选择地投放在具有多个相同尺寸的下型工作筒管柱

中任一个工作筒里。

S型和W型锁心不用于进行流量控制的井下装置。

2).底部NO-GO系列

该系列的NO-GO位置位于工作筒凹槽和密封面的下方，以R型

工作筒为基本类型。图2-3-7中Z锁心可投放在R型工作筒里。

Z型锁心不用于进行流量控制的井下装置。

ZR

图2-3-7底部NO-GO系列

3).下入工具及辅助杆

要将锁心下入井下除基本工具串外还需要专用下入工具。

C-1型下入工具(图2-3-8)：C-1型下入工具用于投放具有外投

捞颈锁心的BAKER流动控制装置。其螺纹保护环和装置的外径相同，

可做选择性座落。其密封短节限位环可供顶部NO-GO投放。其下部

母扣可连接A型或N-1投放杆。

MODEL“C-1”铝销钉

"A"DRILLTHRU

1HOLE

图2-3-8C-1型下入工具

A型打捞杆：A型打捞杆用于打捞S型锁心（图2-3-9）。

B型打捞杆：B型打捞杆用于打捞W型和Z型锁心（图2-3-9）。

A型打捞杆B型打捞杆

JHL.

FNipple

图2-3-9打捞与锁心对应关系

3.堵塞器

堵塞器用于封堵生产管柱某个深度上下的压力连通。主要作用

有：

①修理采油树。

②油管试压判断油管是否有泄漏。

③封隔地层。

④坐封水力封隔器。

堵塞器由锁心，平衡短节和堵塞头三个部分组成。在堵塞器中锁

心起着固定平衡短节和堵塞头的作用；平衡短节则是在堵塞器下入和

提捞时使堵塞器上下压力平衡；堵塞头起密封，隔绝堵塞器上下压力

的作用。

堵塞器可以承受上下两个方面或从下而上的压力差。用堵塞器之

前必须考虑到下述因素：

①堵塞器上下压力差的方向。

②压力差的大小。

③锁心能承受的压差。

④井下温度范围。

⑤井下有否腐蚀流体。

下面是海上油气田常用的堵塞器类型。

1).OTIS堵塞器

该公司的锁心型堵塞器组成及投捞如图2-3-5所示。

①PXX堵塞器

PXX型堵塞器由P型杆、PX型平衡短节和X型阀帽组成的总成

接在X型或XN型锁心之下所组成。

该类型堵塞器主要用于易出砂的油气井。当出现砂埋时，可先捞

出P型杆上部的砂，再捞出P型杆达到平衡压力的目的。

该堵塞器能够承受上下两个方向的压差。

2).BAKER堵塞器

①FSG型堵塞器

该堵塞器可选择井下工作筒投放，用可收回平衡杆进行压力平

衡。如图2-3-10所示。

堵塞器下井时平衡杆被下入工具保持在压力上下平衡状态，固定

在工作筒后，其平衡杆将被推到可密封平衡孔的位置并被锁定。

打捞堵塞器时，先捞出平衡杆再捞出堵塞器本体。

图2-3-10FSG型堵塞器

②FWG型堵塞器

该堵塞器属顶部NO-GO类型,用可收回平衡杆进行压力平衡。

如图2-3-11所示。

an

图2-3-11FWG型堵塞器

堵塞器下井时平衡杆被下入工具保持在压力上下平衡状态，固定

在工作筒后，其平衡杆将被推到可密封平衡孔的位置并被锁定。

打捞堵塞器时，先捞出平衡杆再捞出堵塞器本体。

③RZG型堵塞器

该堵塞器属底部NO-GO类型，用可回收平衡杆进行压力平衡。

如图2-3-12所示。

£〕

图2-3-12RZG型堵塞器

堵塞器下井时平衡杆被下入工具保持在压力上下平衡状态，固定

在工作筒后，其平衡杆将被推到可密封平衡孔的位置并被锁定。

打捞堵塞器时，先捞出平衡杆再捞出堵塞器本体。

第四章现场实操

第一节打绳帽

1.学习目的

能按要求准备齐工具，能够在规定时间内打出合格绳帽。

2.准备工作

1).钢丝。

2).梨形块绳帽。

3).断线钳。

4).手锤。

3.操作步骤

1).将钢丝由绞车拉出，绕好深度计数轮后拉到井口附近。

2).检查钢丝无死弯、磨痕和伤痕，然后将钢丝头依次穿过防喷盒、

绳帽。

3).将钢丝头打一个弯，然后将犁形块放入钢丝弯中，大的一头靠近

弯底。

4).比照梨形块长度用断线钳剪去多余的钢丝头。

5).将犁形块放入护套中，用手锤小心砸紧。

4.技术要求

1).绳帽打好后应转动灵活、自如。