【正文】 種名為新型投撈流量一體化投撈器。該新型投撈器在投堵塞器的同時(shí)還可以測(cè)出分層流量，也就是說(shuō)投 1次堵塞器少拉 1次水量。上述中的三段測(cè)試調(diào)配技術(shù)已經(jīng)成功調(diào)配次數(shù) 18次，采用新型投撈器就可少下 9次，節(jié) 約 14 h，相當(dāng)于 個(gè)工作日，提高工作效率 35%左右。如果是 4 層分注，則調(diào)配次數(shù)為 20次，可節(jié)約時(shí)間 25 h，相當(dāng)于 5 個(gè)下作日，可以提高效率 45%左右。 投撈器在井下經(jīng)常遇到投撈爪和導(dǎo)向爪不能夠完全張開(kāi)到位等問(wèn)題，因此現(xiàn)在對(duì)投撈器做以下改進(jìn)。首先把爪子下部的壓縮彈簧從原來(lái)的一個(gè)改為現(xiàn)在的兩個(gè)；其次在投撈接頭處把原有的單一壓簧改進(jìn)為復(fù)合壓簧 (見(jiàn)圖 )，以解決投撈器的導(dǎo)向爪、投撈頭和投撈爪在大斜度井中由于自身的重力作用不能完全張開(kāi)到位的問(wèn)題，提高導(dǎo)向和投撈成功率。 圖 投撈器改進(jìn)部分示意圖 Diagram of the improved part of the fishing tool 1— 投撈爪雙壓簧； 2— 投撈頭復(fù)合壓簧 偏心配水器投撈器設(shè)計(jì) 3 傳統(tǒng)的提掛式投撈器都存在如下缺點(diǎn) : （ 1）投送成功率較低，約 60%，其主要原因是下井過(guò)程中因?yàn)椴粩嗟恼鹗?，銷(xiāo)釘蓉易被剪斷，導(dǎo)致堵塞器掉入井內(nèi)； （ 2）易導(dǎo)致堵塞器的虛投 (由于堵塞器的控制凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)不到位，雖到達(dá)配水器的偏置孔中，但不能成功的把堵塞器固定在偏置空中，以致于在測(cè)試過(guò)程中堵塞器外跑把測(cè)試工具和儀器卡死。 針對(duì)上述問(wèn)題，通過(guò)多年的研究，成功發(fā)明了一種雙作用投撈器（見(jiàn)圖 ）?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，此技術(shù)大大提高了測(cè)試投撈的可靠性和效率，降低了測(cè)試操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了測(cè)試的費(fèi)用。 圖 多功能提掛式投撈器 在注水井分層測(cè)試中，原投撈器在投或投時(shí)經(jīng)常被卡在井筒中，為此名為小直徑雙作用投撈器的井下工具被發(fā)明了，不但解決了遇卡問(wèn)題，又可以一次進(jìn)行撈和投的兩個(gè)工序。它是由繩帽、投撈器主體、定向芯子外套、定向爪、快速壓送頭、主撈接頭、副壓送頭、拉桿、定位滑塊、減振器、主撈爪、銷(xiāo)塊、拉桿彈簧、壓帽、接頭、滑塊、主 定向芯子、定位滑塊拉線(xiàn)組成。投撈器撞擊頭在井下與工作筒沖撞時(shí)，主撈爪被釋放，再次下放時(shí)主撈爪被收入投撈器主體內(nèi)，卡瓦卡住堵塞器頭，西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 然后上提堵塞器，上提堵塞器就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向下的反作用力，使定位滑塊上的鋼絲拉線(xiàn)產(chǎn)生一個(gè)向上拉力，拉開(kāi)副壓送頭，然后繼續(xù)下放投撈器，副壓送頭會(huì)把連接好的堵塞器投入到偏心配水器的偏心孔內(nèi)，這時(shí)該投撈器已完成一撈一投的操作。 注水井由注聚或長(zhǎng)期注污水在水嘴調(diào)配時(shí)按常規(guī)選擇水嘴直徑已不適合經(jīng)常出現(xiàn)水嘴或?yàn)V罩被聚合物或臟物堵死而達(dá)不到配注要求只有采取加大水嘴或?qū)V罩底部擴(kuò)大在一些特殊井只能采 取不投堵塞器的措施這樣有可能造成封隔器失效或者封隔器效果不好導(dǎo)致層間竄通達(dá)不到分層定量注水的目的針對(duì)上述問(wèn)題通過(guò)改進(jìn)和完善注水井投撈工藝從而提高投撈成功率和注水合格率減少作業(yè)量在對(duì)注水井投撈測(cè)試時(shí)經(jīng)常因管柱內(nèi)油污、管柱結(jié)垢、堵塞器凸輪失靈、配水器工作筒銹蝕偏孔或偏堵不規(guī)格或有毛刺等原因造成投撈器遇卡只能采取關(guān)閉井口注水閘門(mén)手搖絞車(chē)或機(jī)械慢慢上起投撈器當(dāng)鋼絲張力達(dá)到 300hN左右時(shí)停止上起撐一會(huì)后緩慢下放反復(fù)多次直到解卡為止如不能解卡只能使用吊車(chē)硬拔鋼絲繩解卡在打撈過(guò)程中遇卡上提6t就能拔斷打撈器安全銷(xiāo)子造成 事故若打撈失敗則需要上作業(yè)起出井內(nèi)管柱將投撈器取出油田注水長(zhǎng)期采取含油污水回注注水井井下管柱極易結(jié)垢造成井下管柱縮徑在測(cè)試投撈時(shí)一般用科 4mm投撈器進(jìn)行投撈時(shí)易遇阻此后只能通井若通井不成功只能上作業(yè) 國(guó) 外投撈器的 發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外油田如美國(guó)、俄羅斯在注水尤其是分注技術(shù)發(fā)面研究較早，目前處于世界的前列。據(jù)有關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)報(bào)道，他們的注水在工藝技術(shù)上形成了一套適合不同油田特點(diǎn)的系列分注工藝，在分注配套工具上，分注封隔器、配水器等配套工具都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、系列化。總體上已經(jīng)由原來(lái)的定壓注水向定量注水轉(zhuǎn)化定量注水技術(shù)已經(jīng)非常成熟，現(xiàn)場(chǎng)也取得了比較高的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)收益。國(guó)外對(duì)的注水井的水質(zhì)處理技術(shù)也比較先進(jìn)，注入水一般不會(huì)堵塞地層，洗井解堵的工作時(shí)間也比較短，注水過(guò)程不會(huì)要求在不動(dòng)管住的情況下洗井，所以注水井中的封隔器沒(méi)有設(shè)置洗井通道， 結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，降低了繁瑣的定期洗井成本，極大的增加了管住的使用壽命。分層注水工藝比較簡(jiǎn)單，主要包含分層注水的完井技術(shù)，配水大多運(yùn)用井口流量調(diào)節(jié)儀和井下流量調(diào)節(jié)儀來(lái)定量配水，基本不會(huì)對(duì)井下流量進(jìn)行測(cè)試，因此不需要配套獨(dú)有的井下流量測(cè)試工藝，管住的使用壽命可達(dá)到 2 年以上。 國(guó)外已經(jīng)研制出在大斜度井中打撈成功率較高的偏心配水器投撈器。還能一次進(jìn)行多項(xiàng)作業(yè)，可以把下入和投撈一體化，大大提高了投撈效率，例如注水井的堵塞器多級(jí)打撈工具（如圖 ） 偏心配水器投撈器設(shè)計(jì) 5 圖 注水井堵塞器多級(jí)打撈工具 針對(duì)大斜度注水井 中，投撈器下入困難的問(wèn)題，研制出了投撈減阻器。其主要由主體、銷(xiāo)軸、軸承和滾輪等組成，結(jié)構(gòu)如圖 。 應(yīng)用時(shí)，把投撈減阻器連接到投撈器的上下端，在起下時(shí)，滾輪不但能夠扶正好，還能把投撈器與油管內(nèi)壁的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，大大減小摩擦力，解決起下時(shí)阻力過(guò)大的問(wèn)題。 圖 投撈減阻器結(jié)構(gòu)示意圖 Structural diagram of fishing resistance absorber 1— 主體； 2— 滾輪； 3— 銷(xiāo)軸； 4— 墊片； 5— 軸承 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 國(guó)內(nèi)各大油田注水井主要運(yùn)用偏心配水器來(lái)進(jìn)行分層注水，此工藝運(yùn)用投撈器來(lái)投撈偏心配水器偏置孔內(nèi)的堵塞器，來(lái)更換堵塞器內(nèi)不同直徑的水嘴，對(duì)高滲透層進(jìn)行控制的定量注水；低滲透層要進(jìn)行加強(qiáng)注水，以求實(shí)現(xiàn)油田穩(wěn)產(chǎn)的目標(biāo)。不過(guò)在投撈堵塞器時(shí)，因?yàn)槎氯鞔驌茥U的斷裂，壓蓋螺紋因?yàn)檎饎?dòng)而松脫，投撈頭與壓送頭在打撈堵塞器的過(guò)程中因?yàn)槁菁y被銹蝕而脫開(kāi)，在投堵塞器時(shí)堵塞器的壓送頭掉落，已經(jīng)投撈器主體整個(gè)被卡在直徑為 63. 5 mm 油管內(nèi)等問(wèn)題，導(dǎo)致了堵塞器可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)調(diào)配。為此發(fā)明了幾種新型的投撈器，在生產(chǎn)應(yīng)用中，取得了良好的效 果。內(nèi)置三爪打撈筒堵塞器的打撈桿的直徑為 8 mm，鋸齒形螺紋的長(zhǎng)度 16mm,螺紋底直徑很薄弱。在打撈堵塞器的過(guò)程中，有時(shí)會(huì)遇到打撈桿鋸齒形螺紋斷掉 1節(jié)或部分甚至全部斷裂的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的普通卡瓦式打撈筒有時(shí)無(wú)法打撈住魚(yú)頂，所以為解決打撈桿斷裂等現(xiàn)象研發(fā)了內(nèi)置三爪打撈筒。 鉸接打撈器由上活接頭、下活接頭、彈簧、連桿、半園型打撈頭等組成， 2 組活接頭與連桿之間由彈簧支撐，確保連桿下部的半園形打撈頭始終緊貼油管內(nèi)壁，便于從遇卡的月牙形空間下行打撈。其使用方法是上接振擊器，連接試井鋼絲下井，2 組活接頭在彈簧力的作用下， 迫使最下部的半園形打撈頭始終緊貼油管內(nèi)壁，遇到卡死落物后反復(fù)上提下放，在試井鋼絲扭力的作用下，半園形打撈頭每一趟起下都處于不同的方向，當(dāng)其下行的方向與外跑堵塞器卡死測(cè)試工具后所形成的月牙形空間一致時(shí)，半園形打撈頭便能夠從月牙形空間繼續(xù)下行，抓住外跑的堵塞器。當(dāng)打撈器撈住外跑的堵塞器后，再下入打撈筒打撈出被卡的測(cè)試工具。該工具打撈成功率達(dá)到 85%以上。 母螺紋打撈錐、公螺紋打撈筒分別由連接頭、外筒、防脫桿、漲開(kāi)桿、三爪、壓送彈簧組成。其特點(diǎn)是，通過(guò)防脫桿、漲開(kāi)桿收緊或漲大，咬合力大，魚(yú)頂不宜脫掉，成功率達(dá)到 100 %。其工藝是將流程倒成反洗井流程，短時(shí)間沖洗一下，然后將母螺紋打撈錐或公螺紋打撈筒與投撈器主爪連接，下入井內(nèi)打撈落魚(yú)，具有捕捉率高的特點(diǎn)。 研制的內(nèi)置三爪打撈筒、母螺紋打撈錐公螺紋打撈筒和鉸接打撈器，在河南油田 80 多口井上應(yīng)用后先后打撈了 76 口井，成功率達(dá)到 95%以上，減少了作業(yè)成本近 300 萬(wàn)元，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益，具有使用推廣價(jià)值。 總之，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的投撈器主要向自動(dòng)化、高效率等方向發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有較成熟的技術(shù)。 偏心配水器投撈器設(shè)計(jì) 7 2 投撈器的簡(jiǎn)介及應(yīng)用 投撈器的介紹 所謂“偏心配水器投撈器”，是一種與偏心配水器配套使用的井下工具，用于對(duì)偏心配水器中的堵塞器實(shí)施投放、打撈的專(zhuān)用工具，是堵塞器更換水嘴必不可少的工具。投撈器應(yīng)用于分層注水工藝，包括有垂直井、斜度井和大位移井，其中，在斜度井和大位移井中必須安裝有摩擦減阻裝置，減小下行阻力。投撈器的投放和打撈都是通過(guò)投撈爪來(lái)完成的，上部與投撈器主體相連，下部與堵塞器相連，投撈爪可以收攏鎖緊與投撈器主體內(nèi)，不凸出投撈器的最大外徑，到達(dá)井下一定位置時(shí)，投撈器的投撈爪張開(kāi)，旋轉(zhuǎn)半徑略大于偏心配水器偏置孔到中心軸向的距離。 投撈接頭連接 于投撈爪下部和堵塞器中間，且投撈接頭能相對(duì)投撈爪轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證堵塞器能以與偏心配水器軸線(xiàn)平行的狀態(tài)下放或者打撈。現(xiàn)如今的投撈器主要差別是投撈爪的釋放裝置的不同，有鎖桿機(jī)構(gòu)，也有凸輪機(jī)構(gòu)，還有電磁釋放器，不同結(jié)構(gòu)有不同的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選取。 投撈器主要分為雙作用投撈器和單作用投撈器，雙作用投撈器指的是下井一次能完成投和撈兩個(gè)動(dòng)作，單做用投撈器下井一次只能或投或撈，座開(kāi)式投撈器和提掛式投撈器兩種投撈器都是單作用投撈器，效率相比雙作用投撈器較低，但工作的可靠性要比雙作用投撈器高。 投撈器的主要結(jié)構(gòu)及工作 原理 投撈器主要由繩帽、投撈器主體、投撈爪、投撈接頭、導(dǎo)向爪，導(dǎo)向頭和加重桿等組成，針對(duì)井下容易結(jié)構(gòu)的井況，部分投撈器在最前端還配有除垢器。各部分工作原理如下： （ 1）繩帽 繩帽是連接鋼絲繩和投撈器主體的，要能保證連接方便迅速，可靠性高，鋼絲在下放投撈器或者打撈堵塞器的過(guò)程中不易脫落。一般采用鋼絲穿過(guò)繩帽，在繩帽了的腔體內(nèi)連接一個(gè)鋼絲扣，卡緊鋼絲，拉緊鋼絲，使鋼絲扣卡緊在繩帽內(nèi)。繩帽與投撈器主體采用螺紋連接，并用密封圈進(jìn)行密封。 （ 2）投撈器主體 投撈器的主體就是安裝各個(gè)零件的殼體，分別與各個(gè)機(jī)構(gòu)相配合。投 撈器的殼體很長(zhǎng)，一般有 1000mm 左右。殼體可以做成一體式，也可以做成組合式，一體式結(jié)西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 構(gòu)可靠，但加工難度大；組合式加工相比一體式簡(jiǎn)單，但需要組裝，較為繁瑣且可靠性較低。 （ 3）投撈爪與投撈接頭 投撈器的根本任務(wù)是下放和打撈堵塞器，而投撈爪就是直接對(duì)堵塞器進(jìn)行投撈的。投撈爪中部鉆有彈簧孔，里面裝有壓縮彈簧，彈簧給投撈爪一個(gè)向外的推力，使得當(dāng)投撈爪失去約束時(shí)就會(huì)被釋放。下部與投撈接頭相連，投撈接頭能相對(duì)投撈爪轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠讓投撈接頭與偏心配水器偏置孔壁緊密貼合，保證投撈頭能準(zhǔn)確無(wú)誤的抓住堵塞器的打撈桿。有些投撈器的投撈爪還兼有其他功能，比如裝流量測(cè)量?jī)x，雙作用投撈器對(duì)投撈爪還有更高的要求，投撈爪在完成第一次投撈作業(yè)后，投撈爪必須完全收回投撈器的最大外徑內(nèi)，以確保投撈器能夠毫無(wú)阻礙的繼續(xù)進(jìn)行下一次投撈。 （ 4）導(dǎo)向爪 投撈器在下放過(guò)程中，投撈器無(wú)法避免的會(huì)發(fā)生自傳，這就使得投撈爪可能無(wú)法正對(duì)偏心配水器的偏置孔，而導(dǎo)向爪可以完美的解決這個(gè)問(wèn)題。偏心配水器有導(dǎo)向帶，到投撈器下入到井下一定位置后，然后上提投撈器，導(dǎo)向爪就會(huì)被釋放，導(dǎo)向爪受到向下的壓力，帶動(dòng)整個(gè)投撈器向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)導(dǎo)向帶的最低端，投撈頭就會(huì)剛好撈住堵塞器的打撈桿。 （ 5）加重桿 加重桿主要是為了增加整個(gè)投撈器的的重量，進(jìn)而增加投撈器下行的驅(qū)動(dòng)力，根據(jù)相關(guān)資料，現(xiàn)有投撈器一般都沒(méi)有加重桿，這是由于現(xiàn)有投撈器自身重量已經(jīng)能滿(mǎn)足投撈器下行所需的驅(qū)動(dòng)力 ，或者可以理解為加重桿已經(jīng)和投撈器主體已經(jīng)做成一體了。 （ 6）導(dǎo)向頭 導(dǎo)向頭位于整個(gè)投撈器的最前端，對(duì)于投撈器來(lái)說(shuō)起導(dǎo)向和開(kāi)路的作用，導(dǎo)向頭一般做成圓錐狀，可以一定程度上清除井內(nèi)的油垢，在斜度井和大位移井內(nèi)可以起到導(dǎo)向的作用，帶領(lǐng)整個(gè)投撈器下入到井中一定位置。導(dǎo)向頭應(yīng)該選用耐腐蝕、耐高溫、萘摩擦的材料，可以保證導(dǎo)向頭的使用壽命。 主要研究?jī)?nèi)容 對(duì)國(guó)內(nèi)外的資料進(jìn)行整理和分析，以及來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)投撈器的實(shí)際信息的反饋，現(xiàn)在影響分注井投撈合格率的主要原因是： 偏心配水器投撈器設(shè)計(jì) 9 （ 1）井筒結(jié)垢物是影響投撈合格率的主要因素； （ 2）井 筒內(nèi)有臟物是影響投撈合格率的另一個(gè)重要因素； （ 3）井斜大容易磨斷鋼絲； （ 4）投撈爪張開(kāi)不到位； （ 5）打撈堵塞器時(shí)，由于震動(dòng)造成堵塞器掉入井內(nèi)。 針對(duì)以上影響投撈合格率的因素以及收集的國(guó)內(nèi)外資料，分析了國(guó)內(nèi)外投撈器的特點(diǎn)和弊端，提出本設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容： (1)對(duì)偏心配水器投撈器投撈方式的研究。 針對(duì)投撈爪張開(kāi)不到位、堵塞器掉落等問(wèn)題，對(duì)投撈器的投撈方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)要求投撈爪張開(kāi)時(shí)，動(dòng)作靈敏、可靠，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。 （ 2）對(duì)投撈爪釋放方式的研究。 本設(shè)計(jì)將采用凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)控制投撈爪的鎖緊與釋放。凸輪的曲 線(xiàn)必須要滿(mǎn)足凸輪向上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，投撈爪保持原有的收攏鎖緊狀態(tài)；到達(dá)一定位置后，上提投撈器，凸輪向下偏轉(zhuǎn)，投撈爪被釋放。 （ 3）偏心配水器的投撈器的力學(xué)分析。 進(jìn)行必要的計(jì)算（比如所需銷(xiāo)釘?shù)臋M截面積、投撈爪開(kāi)口角度等） ,完善整個(gè)投撈器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行材料的選擇。 3 偏心配水器投撈器總體 設(shè)計(jì) 投撈器的投撈過(guò)程 本課題設(shè)計(jì)的投撈器是與 KPX114偏心配水器配套使用的提掛式投撈器，配水器的結(jié)構(gòu)如下圖所示： ①結(jié)構(gòu)：見(jiàn)圖 ： 圖 1— 工作筒； 2— 堵塞器 西南石油大學(xué)本科畢