钻井打捞工具原理.docx
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钻井打捞工具原理
常用打捞工具及工作原理
一、抓卡打捞工具
1、倒扣接头
2、LT-T卡瓦打捞筒
（1）、概述
LT－T型可退式卡瓦打捞筒是抓捞井内光滑外径落鱼最有效的工具，如钻杆、钻铤、接头、接箍、随钻工具和测试仪器等，能承受大载荷，设计有落鱼密封结构，能高泵压循环，也可以在井内释放落鱼。
带有铣鞋，用于修整落鱼的飞边破口，使落鱼顺利进入捞筒。
根据用途的不同配有加长节、壁钩、加大引鞋等附件。
卡瓦打捞筒结构如图。
（2）、原理
每套卡瓦打捞筒的最大抓捞直径用螺旋卡瓦，如钻铤、接头、接箍、随钻工具等，通常有三种抓捞尺寸。
篮状卡瓦是抓捞管身或小一级的钻具用，有数种抓捞尺寸，因落鱼直径减小之后再用螺旋卡瓦则使卡瓦剖面增厚，形成刚度太大，影响胀缩效果。
抓捞时选用与落鱼外径相适合的一级卡瓦装入捞筒。
用螺旋卡瓦时配用螺旋卡键和A行盘根，用篮状卡瓦时配密封控制环，每个密封控制环的内孔粘衬有和篮状卡瓦打捞尺寸配套的R行盘根，O型密封圈是通用件。
上接头是筒体和捞柱的中间连接件，若打捞部位距鱼顶较远时，在筒体和上接头之间连接加长节。
筒体的下部和引写连接。
筒体带有特殊宽锯齿形内螺纹，它和卡瓦地锯齿形外螺纹配合，并约束卡瓦的胀大缩小，每种卡瓦打捞筒的筒体都能换装数种打捞尺寸的卡瓦。
螺旋卡瓦形似一个圆柱弹簧，锯齿形外螺纹与筒体配合，虽然螺距一致，但和筒体螺纹接触的工作面窄得多，内孔为多头锯齿形螺纹捞牙。
篮状卡瓦形似花篮，为完整的锯齿行形螺纹与筒体的锯齿形内螺纹配合，内孔也是多头锯齿形螺纹捞牙。
周向开有胀缩槽，似一个弹簧卡头。
无论是螺旋卡瓦还是篮状卡瓦，受轴向压力后直径增大，受拉力后直径减小，它们的内外锯齿形螺纹均为左旋，顺时镇旋转是卸扣，这样就可以释放落鱼，卡瓦的胀大和缩小，是使落鱼能进入卡瓦并抱紧。
（3）、使用
①、A型盘根必须装平到位，否则会形成上接头筒体的连接螺纹拧不到位，发生不密封或更为严重的事故。
②、当卡瓦、控制环（或螺旋卡键）、引鞋等和筒体组装好后，必须检查卡瓦在筒体内的行程，要求上下运动十分灵活。
③、打捞落鱼时，首先是旋转捞柱，使落鱼进入筒体，待落鱼和抓捞卡瓦接触应施加一定压力，强迫落鱼进入卡瓦，然后上提捞柱，落鱼即被抓住。
④、抓住落鱼后，应上提捞柱离开井底0.5～0.8m,猛刹车2～3次,检查落鱼是否抓牢,这样也能使落鱼抓得更紧,起钻时建议不要用转盘卸扣。
⑤、在井内释放落鱼时，应下放捞柱并施加一定压力，使卡瓦处于筒体的宽锯齿形螺纹大锥端，这样卡瓦和筒体就产生了间隙而松动，正转捞柱，井内落鱼即可释放。
⑥、在地面退出已捞住的落鱼时，应从井内起出落鱼后留一单根在捞筒上，在钻台上墩落鱼，允许时可将落鱼插入钻盘用大钳退出落鱼，亦可在钻台下用大链钳退出落鱼，若退出落鱼困难时，也可以送维修站用液压拆装工作台退出落鱼。
（4）、技术参数。
见表（）
3、公锥和母锥
4、LL反循环打捞蓝
（1）、概述
LL型反循环打捞篮主要是捞取井底较小落物的打捞工具，如钻头牙轮、牙片、手工工具及碎铁等等。
在打捞作业时，钻井液可在井底造成局部反循环，此时井下落物将被冲到打捞篮内，因而易于打捞。
另外该工具还可以作为特殊的取芯工具使用。
（2）、结构
LL型反循环打捞篮结构如图，外部结构由上接头、筒体部件、铣鞋组成，内部由阀杯、钢球、阀座及打捞爪盘部件组成。
（3）、工作原理
当打捞篮下井后，尚未投球时泥浆循环通过阀座由内筒内腔经铣鞋往外返，此刻为正循环，投下钢球后，当钢球落入阀座上，此时重新恢复循环时，泥浆被迫改道进入两筒的环行空间，由喷射孔以高速流出喷射井底，经铣鞋冲入内筒内腔后，由回流孔又返到外筒与井壁的空间返回，于是实现了反循环的目的。
（4）、使用与操作
①下井前首先检查打捞篮是否装好，所用部件是否处于良好工作状态，选用型号与当时井径配合相一致。
②打捞钻具组合
a、反循环打捞篮+钻铤+钻杆→上
b、反循环打捞篮+打捞杯+钻铤+钻杆→上
③、打捞步骤
a、下钻使打捞篮距井底1～3米，大排量循环泥浆5～10分钟，把由于下钻过程中可能集于筒体内的泥砂冲洗出。
b、卸掉方钻杆投入钢球，开泵循环泥浆，边循环边等钢球进入阀座，当钢球进入阀座后泵压会突然上升0.5～2MPa，
c、下放钻具使打捞篮距井底0.1～0.2米，边循环边上下活动及转动钻具，循环15～20分钟，预计全部落物均被冲入筒内后，再开始取芯，以次保存捞住的落物和被顶入的落物。
d、取芯参数：
取芯钻压1～4吨
转速40～55转/分
排量9～22升/秒
取芯长度0.3～0.5米
e、边钻边放进行套铣岩心工作，取芯完后，提起钻具使打捞篮内的打捞爪插入岩心，因而就把落物和岩心牢牢地装在打捞篮的筒体内。
f、起钻时不能用转盘卸扣。
（5）、维护与修理
a、每使用一次起钻后先用清水冲刷，然后拆卸保养，以免泥浆锈蚀工具。
b、卸掉上接头，用专用扳手卸下阀杯。
c、取出钢球和卸去阀座，检查阀座是否被泥浆冲刷留下严重伤痕，有则应更换。
d、卸去铣鞋，取出落物和打捞爪盘总成部件并检查捞爪、弹簧等，若有损坏，必须更换或修理，对已磨损的铣鞋，可用铜焊碳化钨修复（其粒度为3～5mm的碳化钨）。
e、用清水冲洗内外筒间夹层空间和内筒内腔壁。
f、把钢球取出放好。
g、更换损坏零件，全部组装好，用手检查打捞爪盘部件在筒内是否自由转动，以及打捞爪向里转动和复位要灵活可靠。
h、装配时涂防锈油和钻具丝扣油，以备下次使用。
（6）、技术参数：
见表。
5、牙轮打捞器
6、BZ一把抓
它是主要用于打捞井底牙轮的一种打捞工具。
结构如图。
使用操作：
1、开泵大排量冲洗井底。
2、投球。
把钢球投到位，压力上升，活塞推动捞爪下移，捞爪变形抓住落鱼后到位泵压继续上升，安全膜破裂，钻井液从孔内流出，泵压突然下降后可起钻。
技术参数见表。
7、LB打捞杯
（1）、它是用来捞取钻井过程中正常的泥浆循环无法带出井眼的较重钻屑或金属碎屑的一种实用有效的随钻工具。
（2）、结构
见图，由心轴、扶正块、杯体等组成。
LB型打捞杯，每一外径有三种长度的杯体之分：
S型—标准型
L型—长型
EX型—超长型
（3）、工作原理
打捞杯在工作时，井底钻屑由钻井液从钻柱环空中带出，到达杯口时，由于环空突然变大，钻井液流速下降，较重的碎屑就落入捞杯内，从而达到清洁井底的目的。
（4）、使用：
LB型打捞杯无特别操作之处，作为一般钻具对待即可。
通常打捞杯安装在钻头上方。
打捞杯还可安装在平头铣鞋，刮管器之上。
与平头铣鞋配用时更能显示出其优点。
（5）、技术参数。
见表。
8、磁铁打捞器
磁铁打捞器有一个长圆筒形的永久磁铁芯子，它的上下端有磁极，上端是接头与外壳用丝扣相接，并压紧上极板，下端是外壳与铣鞋丝扣相接，压住下极板。
磁铁与外壳极板之间是一个绝磁的套子，是由黄铜或铝制套制成。
永久磁铁上端、顶极板、外壳形成磁力线通路，永久磁铁下端磁极和外壳的通路是另一磁极，中间决磁套子是防止永久磁铁短路，保证永久磁铁底部有最大磁场强度，产生很大的吸力把落物吸住。
有的磁力打捞器没有绝磁套，外壳和磁铁不接触。
•磁铁打捞器，有正循环和反循环两种类型。
•
（1）、正循环磁铁打捞器
•正循环磁铁打捞器的液流通路，是由接头水眼流经磁铁中孔至井底，由铣鞋外返出。
（2）、反循环磁铁打捞器
反循环磁铁打捞器的液流通路，是由接头水眼流经侧孔进入外壳和磁铁之间流至井底，经软铁和磁铁之间通过侧孔返至环空。
二、震击器
1、DJ地面震击器
（1）、概述
DJ型地面震击器是在钻井台上使用，以解除井下卡钻事故的向下震击工具。
它具有震击力大，调节吨位可靠，使用方便等特点。
对处理键槽卡钻、缩径卡钻和粘吸卡钻事故效果尤为显著。
（2）、结构见图。
地面震击器由中心管总成，套筒总成和冲管总成等部件组成。
中心管总成包括上接头、中心管、卡瓦心轴和密封总成。
套筒总成包括下套筒、摩擦卡瓦、调节机构、滑套、上套筒和震击器接头。
冲管总成包括冲管和下接头。
（3）、工作原理
地面震击器是连接在捞柱上的，上提捞柱，卡瓦和心轴产生摩擦阻力阻止向上运动。
此时捞柱伸长，当卡瓦心轴脱离卡瓦时，伸长的捞柱突然收缩，伴随着落鱼上部的自由段钻柱的重量传给卡点，使卡点受到猛烈地向下冲击力。
每震击一次以后，使心轴回拉，又可以进行第二次冲击。
如此可反复作业。
（4）、操作
地面震击器连接在捞柱上时，务使调节机构露出转盘面，便于在工作中调节震击吨位。
若要循环泥浆，可在震击器上连接方钻杆。
不需要循环泥浆时应在震击器上连接1～2根加重钻杆，作为震击器回位（关闭）用，但应留出一定提升高度，作为提拉时钻柱伸长的拉开高度。
震击作业开始时应由低吨位逐步调节到高吨位，但最高工作吨位不能超过自由段钻柱的重量，若在震击作业
中发现摩擦副有发高热冒烟情况，可由锁钉孔注入清洁机油，待工作完毕后卸开检查处理。
解卡震击
a、将工具连接在钻柱上，务使调节机构露出转盘面。
b、用DG-02扳手卸开锁钉，调节震击吨位，再旋入锁钉。
注意：
调节吨位时应由低吨位开始工作，并防止小物掉入井内。
c、校准释放吨位后，在指重表上和工具上以转盘面为基准作记号，便于检查。
d、若要循环泥浆时可接方钻杆。
震击作业时应卸去方钻杆，接上1～2根加重钻杆。
注意：
震击作业开始以前，应检查提升系统及设备，必须处于良好状态。
e、使用最低速度提拉，当约束机构释放时，筒体总成下行，同时钻杆产生弹性收缩向下冲击卡点。
f、每调节一次吨位，应在此吨位多次震击，视其冲击落鱼的效果后再进行吨位变化的调节。
注意：
调节的释放吨位不应高于悬重和提拉死的重量，如果高于自由段钻柱重量，钻柱更紧贴键槽，不利于解卡。
（5）、技术参数见表。
2、KXJ开式下击器
（1）、概述
KXJ型开式下击器具有较长的工作行程，它能对卡点产生强大的下击力，是打捞作业中普遍使用的一种行之有效的解卡工具。
（2）、结构见图
下击器主要由上接头、筒体、下接头、震击杆、震击垫等组成。
上接头与上部钻杆相接，震击杆连接下部钻杆。
震击杆和下接头是六方滑动配合，不仅可以上下自由滑动，还可以传递扭矩。
（3）、工作原理
拉开下击器的工作行程，然后突然释放，利用上接头以上钻柱重量给卡点以强有力的震击。
作恒压进给工具时，下击器呈半拉开状态，下部钻柱悬重为恒定钻压。
（4）、操作
*、下井前准备
下击器下井前，应进行仔细检查，表面无裂纹，拉开闭合无卡滞现象，并按规定的扭矩和钻柱连接。
震击作业时切勿边旋转边震击，以免复合应力超载容易使工具损坏或造成事故。
*、井内下击
钻具组合：
打捞工具+安全接头+下击器+钻铤+钻杆
若因打捞作业时需要下弯钻杆或弯接头，最好直接接在下击器的上面，以免影响震击效果。
操作：
上提捞柱将下击器行程完全拉开。
快速下放捞柱，使下击器关闭，利用下击器以上捞柱重量产生强烈的下击力。
*、井内解脱打捞工具
当打捞工具捞住落鱼后，解除不了事故，而需与落鱼脱开时，可利用同捞柱一起下入井内的下击器进行轻微的震击，使其脱开落鱼。
操作：
上提捞柱，拉开方入约是下击器全行程的1/4-1/3；快速下放，下放方入等于上提方入时刹车，这样就能产生轻微的下击，解脱打捞工具。
*、井口解脱打捞工具
操作：
在下击器上部接2-3根加重钻杆或钻铤；拉开下击器一定行程，在两撞击面间垫上一个带柄大锤；拉开大锤，即产生下击；若游动系统允许时，亦可以将下击器拉开一定距离后，以适当的速度和重量下放，也能产生一定的下击作用。
（5）、技术参数见表。
3、CSJ超级震击器
（1）、概述
CSJ型超级震击器是一种液压式震击器，具有结构紧凑、密封可靠、强度高、上击震击力大等特点。
是打捞作业中需要上击解卡时的首选震击工具。
若与YJQ加速器配套使用，可获得更为显著的震击效果。
（2）、结构见图
（3）、工作原理
CSJ型超级震击器是应用液压工作原理，通过锥体活塞在液缸内的运动和钻具被提拉贮能来实现上击动作。
在超级震击器上方的钻具被提拉时，超级震击器的压力体内由于锥体活塞与密封体之间的阻尼作用，为钻具贮能提供了时间。
当锥体活塞运动到释放腔时，随着高压液压油瞬时卸荷，钻具将突然收缩，产生向上的动载荷。
产品结构中设计了可靠的撞击攻击面，以保证为被卡的落鱼钻具提供巨大的打击力。
为了震击能往复进行，设计了理想的回位机构。
为了在井下能旋转和循环泥浆，CSJ型超级震击器利用花键来传递扭矩，同时尽可能使水眼加大，以满足除循环泥浆外的测试及其它功用。
（4）、使用与操作
1用途
a、打捞作业
当用于打捞作业时，CSJ型超级震击器应直接安装在接近卡点的钻铤柱的下方。
为了获得更大的动载荷，在CSJ型超级震击器下井作业时，可与加速器配套使用。
注意：
加速器安装在超级震击器上方第四根钻铤的范围之内。
b、取芯作业
CSJ型超级震击器通常应安装在取芯工具取芯筒的上方。
这时只要给钻柱一个中等的拉力就完全能够提供一次通常足够切断岩心的冲击，若在钻柱中没有震击器震断岩心，于是就需要给钻柱一个相当大的拉力拉断岩心，这样对取芯作业不利。
②、操作
a、下井前的准备
Ⅰ、应先检查液压油是否注满。
Ⅱ、检查外筒各体连接螺纹扣是否紧。
Ⅲ、在安装有CSJ型超级震击器的钻具组合中，超级震击器的上方应装有100米左右的钻铤，尤其在浅井中作业更为重要。
b、使用方法
Ⅰ、当确认井下卡钻事故的性质需要向上震击时，才能使用震击器。
这时应从卡点倒开并提起钻具。
然后按上述的钻具组合，连接好打捞工具，进行打捞作业。
当打捞工具抓紧井下落鱼之后，就可进行震击作业。
Ⅱ、下放钻柱使压在超级震击器心轴上的力约3～4吨，使超级震击器关闭。
Ⅲ、提钻震击，操作者以一定的速度和拉力上提钻具，使钻具产生足够的弹性伸长，然后刹住刹把，等待震击。
由于井下情况各异，产生震击的时间也从几秒到几分钟不等。
产生震击之后，若需要进行第二次震击，应下放钻具关闭震击器，再向上提拉进行第二次震击并可以进行反复多次的震击。
（5）、注意事项：
①、井下震击应从低吨位开始，逐渐加大，直到解卡。
但不允许超过规定的“井下最大提拉力”。
②、若第二次震击不成，应继续下放钻柱，使震击器关闭，再进行上提，等待震击。
③、提高震击力的方法：
震击力不仅与上提拉力有关，而且与上提钻具的速度，井下钻具的重量，井身质量等因素有关，因此上提速度越快，上提拉力越大，井下钻具重量井身质量越好，所产生的震击力也就越大。
④、超级震击器提出井眼时通常是处于打开位置，完成钻台维修之后，应当关闭震击器。
一旦关闭就应当从吊卡上取下，决不能再在它下方悬挂重物，因此时超级震击器可以被拉开而酿成损坏钻台设备，甚至砸伤工作人员事故。
（6）、技术参数见表。
4、YJQ液压加速器
（1）、概述
加速器可以减弱对地面设备的冲击作用，因此在部位较浅的井下震击作用对井架和提升系统的是很严重的情况下，使用加速器特别有利。
在弯曲的井眼中井壁的摩擦力会大大减弱上击器的震击作用，使用加速器则可以加强震击作用。
（2）、结构见图
与母扣相连部分：
（与上部钻具相联）心轴→震击垫→导向杆
与公扣相连部分：
上接头——上缸套——中缸套——下接头（与下部钻具相联）
（3）、工作原理
在钻具上提时，钻具弹性伸长，加速器心轴带动密封总成向上移动压缩硅油，硅油也随之贮存了能量。
继续上提钻具，上击器活塞运动到卸油时，犹如一根上下拉紧的橡皮筋，下端突然释放，橡皮筋会迅速的弹上去一样，钻具回复弹性变形，使加速器下部的钻铤和上击器心轴一起向上运动。
此时加速器内腔的硅油贮存的能量也被释放，给运动的钻铤和上击器心轴以更大的加速度，使震击的大锤获得更大的加速度，从而增加了碰撞前的动量和动能，于是一个巨大的震击力，通过上击器下部传递到落鱼上。
（4）、操作。
同超级震击器
三、套铣工具
1、XG套铣管
（1）、概述
套铣管是套铣工艺中，用于井下打捞作业，用来套铣被卡钻具以解除井下卡钻事故的一种专用工具。
该新型的专用套铣管采用双级短梯形螺纹联接，不仅强度高，而且容易对扣，密封可靠。
（2）、结构规格
三种常用的套铣管：
75/8＂，81/8＂，85/8＂见图
75/8＂套铣管适用于61/4＂钻铤的套铣；
81/8＂套铣管适用于7＂钻铤的套铣；
85/8＂套铣管适用于7＂钻铤的套铣。
（3）、操作：
套铣前的准备工作：
1）、套铣管入井前，必须保证有关的机动设备及电器完好；
（2）、用与钻进同尺寸的钻头通井，井眼畅通无阻时，方可进行套铣作业；
（3）、套铣作业时钻井液性能必须达到设计要求，有条件可加入一定量的防卡剂，以利于施工安全；
（4）、当井下漏失严重时必须先堵漏，然后进行，套铣作业；
（5）、套铣管管体和螺纹必须严格探伤；
（6）、套铣管卸车时要用吊车，不能滚卸，上下钻台必须戴好护丝。
套铣时的钻具结构：
推荐两种。
第一种：
铣鞋+套铣管+大小头+套铣管安全接头（或配合接头）+闭式下击器+若干加重钻杆
第二种：
铣鞋+套铣管+大小头+套铣管安全接头（或配合接头）+钻杆+方钻杆
套铣参数：
套铣参数的选择，应以最小的蹩跳，最快的进尺，井下最安全作为选择的标准。
推荐套铣参数：
钻压2-7吨；排量20-40升/秒，转速40-60转/分。
套铣作业注意事项：
*、套铣管连接时，螺纹一定要清洁，并涂上套管螺纹密封脂；
*、在钻台上卸套铣管时，应随时上好护丝；
*、用大钳上卸套铣管时，钳头规格一定要合适，钳牙不能咬在螺纹部位，以免损坏套铣管；
*、根据地层的软硬及被磨铣物体的材料、形状，选用切削型或磨铣型铣鞋；
*、严禁用套铣管划通井眼；
*、当套铣井比较深时，下套铣管时要分段循环钻井液，不能一次下到鱼顶位置，以免开泵困难，蹩漏地层和卡套铣管；
*、当不能进行套铣作业时，要将套铣管起出或起至套管内，若设备故障不能起钻时，要加强活动钻具，以免卡套铣管；
*、连续套铣作业，每次套铣深度须超过预倒扣位置1-2米便于倒扣后下次套铣时容易引入；
*、铣鞋套鱼时，不能采取硬套，以免破坏鱼顶或套铣管，使事故处理复杂化。
*、套铣作业时，每套铣3-5米要上提套铣管活动一次，但不要提出鱼顶；
*、当连续进行套铣松扣作业时，套铣管每使用20-30小时，要起出详细检查；
*、每次套铣结束，应立即起钻，套铣管在井下不工作时，不能长时间循环钻井液，铣鞋没有提离套铣位置时不能停泵。
四、其他工具
1、磨鞋
（1）、概述
MX磨鞋按其结构形式可分为平底（或凹底）磨鞋、引子磨鞋和锥形磨鞋等三种。
其磨削表面堆焊有自砺作用的颗粒状硬质合金，用来磨碎诸如牙轮、卡瓦牙、深井泵配件等落物。
该型磨鞋耐冲击，有较长使用寿命。
（2）、使用与操作
•磨鞋可以磨任何落物，平底磨鞋可磨2-3个牙轮，选用它时，其直径小于井径1-2英寸，在磨削时，加压10-12吨，一档转速，每磨15-20分钟，提起划眼一次，以便将挤入井壁的碎块划下再磨。
在磨的过程中，如果发现泵压升高，可能是磨鞋牙齿磨平，应起钻更换，
•如果磨鞋已磨平光，但没有明显的刻痕，并在起钻前进尺增快，说明井底落物已被磨掉，这时就可下钻头试钻。
质量好的磨鞋可用10-12小时，可以和磁铁打捞器交换使用。
在硬地层中磨鞋效果较好。
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