针对井下作业工具的设计进行分析

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【摘要】石油的井下作业一般是利用井下作业设备在地面向井内下入各种井下工具或生产管柱以录取该井的各项生产资料，或使该井正常产出原油或天然气并负责日后石油井的维护作业。井下作业是石油开采工艺的重要组成部分，是开发石油和天然气的一项主要技术手段。石油井下作业工具在油田作业中能起到非常重要的作用。

【关键词】工作特点 设计原则 工具类型 未来的发展趋势

1 井下作业的特点

（1）由于工作人员流动大，工作难度较高，且多数工作人员中都来源于中介公司，从而导致了井下作业操作人员的专业性及技术性不达标准。

（2）井下作业的通用性及批量性标准程度较劣，且要求高、施工繁琐，最重要的是施工通常都以祖为单位，即便是了出现质量问题也不能落实到具体岗位和个人身上。

（3）施工队伍作业时间不稳定且队伍较零散。因为井下作业的井位的差别致使施工队伍较零散，天气环境以及施工工具等原因也会导致施工作业延迟或暂停，从而导致作业时间不稳定，这就为井下施工作业的管理带来了不便。

2 打捞工具的设计原则

（1）可靠性。一定要秉着安全、可靠为原则对试验装置进行设计制造，必须遵从我国相关法律规定及标准设计、制造。

（2）可维护性。以实用安全、方便装卸及维修的原则进行设计。

（3）最大灵活性。最大限度的采取能够灵巧多变的设计组合方法，一边日后针对不同实验工艺及设备更改，使其能够满足不同钻采工具的试验要求。

3 打捞工具的种类及受理方式

3.1 打捞工具种类

（1）钻井类井下工具。钻井类井下工具主要有井下动力钻具类、随钻类、打捞类、安全类等工具。打捞工具是施工作业中针对井内被卡以及断裂和脱口的金属物品进行打捞和回收的重要工具。落鱼通常分为块状体及管状体和绳状体，包括钻挺、钻杆、套管、油管、钻头以及金属环、片、钳牙和电缆等。所以要以井身的结构以及落鱼的实际情况，来选择相应的打捞工具进行井下落鱼的解卡和打捞。

（2）试油类井下工具。封隔类、分配类、打捞类、井下泵类工具等。

（3）修井类井下工具。井下动力类、修补类工具等。

（4）完井类井下工具。套管鞋、尾管完井类以及分级注水泥等井下工具。

（5）钻头类井底工具。新型钻头、旋冲钻头类工具。

3.2 不同受力方式

（1）井口施加扭转载荷、井底承受扭转载荷，可同时承受循环泵压。如：井下动力钻具等。

（2）井口施加拉压载荷、井底承受拉压载荷，可同时承受循环泵压。如：随钻类、安全类工具。

（3）井口施加载荷、井底承受冲击载荷，可同时承受循环泵压。例如：新型钻头、冲击类工具。

（4）井口施加载荷、井壁承受载荷，同时承受循环泵压。如：封隔类、修补类工具。

3.3 试验装置构成及设计分析为满足各类井下工具加载和模拟现场工况的要求，试验装置通常应包含：试验加载系统等系统

试验加载系统通常由一台多功能试验机及其辅助设备构成。完成对试验对象的拉、压、扭等加载要求。多功能试验机类似现场的顶驱装置，将施加拉力、压力和扭力等载荷集中在一起。

（1）拉压加载机构。通过液缸带动动力水龙头上下移动，实现对试验工具施加拉压载荷。可采用双液缸加载或单液缸加载结构。支架可采用门架结构，也可采用单柱结构。通常采用双液缸加载的门架结构。此种结构的支架稳定性好，管柱受压时失稳问题较易控制。相同的工作行程下，门架高度较低，测控系统传感器安装方便。缺点是：会出现两液缸运动不同步的现象，结构庞大、操作空间较小，模拟定向井实现斜向加载时，门架倾斜较为困难等。

（2）旋转加载机构。相当于钻机上的动力水龙头，所不同的是试验机的水龙头既承受拉力，也承受压力，为此要设计能承受双向力的动力水龙头。由交流变频电机或液压马达驱动试验管柱旋转，给被试对象施加扭转载荷。

（3）井口夹紧装置。试验工具在承受拉、压、扭转载荷时，试验机底座也会受到相应的反力，对试验机底座处基础的要求较高。为此在试验装置底座上设计特殊的夹紧装置，由夹紧装置卡住井口，承受试验载荷的反力，而使试验机底座处仅承受试验装置的重力。

4 结语

伴随石油天然气生产的不断进步，对打捞工具的需求也随之增加。井下打捞工具是针对相应的作业而制造并使用的。主要有抽油泵、封隔器、打捞筒、磨鞋、打捞矛、套管刮削器、防砂工具等。但是因井存在腐蚀等其他原因，一些打捞工具试用一段时间后因质量问题没办法维修导致不能使用。所以，一定要沿河要求打捞工具的质量控制，经过确认后才可下井使用。

井下作业工具的实验装置通常都功能多样且复杂的，针对井下打捞工具进行设计的同时要全面考虑到打捞工具的各种性能，从而使井下打捞作业的工作效率提高。

参考文献

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