鋼絲作業培訓

CCLT天津分公司生產部

2007年4月

、乙—1-.

刖百

鋼絲作業是海上油氣井作業中一項非常重要工作內容，它具有

設備簡單，價格便宜，重量輕，操作簡單，適用范圍廣和易于下井等

特點。本篇旨在通過對鋼絲作業的實際操作，使井下作業監督初步掌

握鋼絲作業技能，從而更好的進行現場工作。

目錄

第一章鋼絲作業基礎知識

第一節鋼絲

第二節絞車

第三節防噴設備

第四節基本井下工具

第二章海上油田常用井下工具

第一節滑套

第二節配水器

第三節鎖心及工作筒

第三章現場實操

第一節打繩帽

第二節防噴設備安裝

第三節絞車使用

第四節開關滑套

第五節配水器投撈

第六節投撈堵塞器

附件實驗井管柱及數據

鋼絲作業JSA

鋼絲作業基礎知識

L鋼絲

鋼絲是一種用來懸吊井下儀器、將地面作用力傳遞到井下工具的

設備。常用鋼絲參數如下：

表1-1-1

鋼絲尺寸材質/型號最小拉斷力防腐性能lbs/1000ft

0.108"API-9A碳鋼2110LBS差31.12

0.125"API-9A碳鋼2837LBS差41.87

0.108"UHT碳鋼2730LBS很差31.12

0.125"UHT碳鋼3665LBS很差41.87

0.108"SS316不銹鋼1920LBS好31.5

0.125"SS316不銹鋼2500LBS好41.2

0.108"SUPA75不銹鋼2030LBS很好31.03

0.125"SUPA75不銹鋼2560LBS很好41.92

鋼絲的保養和維護

1.鋼絲保養

為了保證鋼絲處于良好的狀態和延長壽命，必須注意下列事項：

1).要避免鋼絲被鉗子等硬物咬夾。

2).避免無控制的松馳造成鋼絲扭結。

3).從井里起出鋼絲時，必須擦掉鋼絲上所粘的井液，泥沙等物，

并且還要涂上防護油，如機油等。

4).拉鋼絲時，不要超出其塑性限度。

5).定期切掉一部分鋼絲。

2.鋼絲的更換

如出現下列情況之一，必須更換鋼絲：

1).做鋼絲扭轉試驗不合格。

2).鋼絲展開到地面時，不能象在滾筒上那樣形成圈或環時，說

明鋼絲已超過其塑性極限，應立刻更換。

3).當鋼絲的扭曲不能拉直時，說明其受力過度，應換新的。

4).根據經驗，鋼絲使用時間過長要更換。

第二節絞車

海上鋼絲作業所用的絞車為橇裝式，主要為吊裝運輸方便，占地

小，如圖1-2-1。

撬裝鋼絲絞車一般分為兩部分：動力部分和絞車部分。動力部分

是由柴油機(電動機)和液壓油泵組成，柴油機(電動機)帶動液壓

油泵將動力液經高壓軟管輸送到絞車上。絞車主要由液壓馬達、傳動

機構、控制機構、深度計數系統和鋼絲滾筒組成。對于雙滾筒絞車則

同時裝有兩個滾筒。

柴油機帶動液壓泵,輸出液壓油，液壓油通過高壓軟管傳輸動力。

循環的方向不同，則控制絞車轉動的方向；控制循環油量大小以控制

絞車轉速。這種方向和油量大小的控制是通過調壓閥來完成的。

絞車的操作臺裝有拉力表

圖121ASEP公司K-WINCH雙滾筒絞車

2.防噴設備

防噴設備通常與采油樹連接在一起，用來容納下井工具及井口壓

力。防噴設備主要由井口短節，防噴閥（BOP）,防噴管，盤根盒及

滑輪組成。

1.井口短節

井口短節用于連接防噴閥和采油樹，如圖1-3-1井口短節。

圖1-3-1井口短節

2.防噴閥(BtowoutPreventer,BOP)

防噴閥俗稱膠皮閥，又叫鋼絲閥(wirelinevalve),它跟井口短

節或采油樹的頂部相連接。當鋼絲在井下時，關閉防噴閥就可進行該

閥以上設備的操作和維修。該閥能密封鋼絲周圍，但不損壞鋼絲。

參見圖1-3-2手動防噴閥，BOP兩邊的活塞總成前端部分各有一

個軟膠皮作用是密封，不損傷鋼絲以及各有一個鋼絲導向板，活塞總

成在外部的機械力作用下，逐漸向中心靠攏。鋼絲在導向板的作用下,

回到中心位置，并在不被損傷的情況下被夾在兩個活塞總成中心，把

井內壓力封住，防止外噴。

鋼絲作業和電纜作業的密封芯子略有不同-鋼絲的密封芯子外邊

是平的，而電纜或鋼絲繩的密封芯子的外邊有半圓槽。

防噴閥內有一個平衡閥。當防噴閥關閉并且防噴管內沒有壓力

時，要直接打開防噴閥非常困難且易于損壞防噴閥，因此，需要先打

開平衡閥，等防噴閥上下壓力平衡后，再打開防噴閥，最后重新關閉

平衡閥。

為了操作方便和安全，除手動防噴閥還有液壓控制的防噴閥，如

圖1-3-3液壓雙級電纜防噴閥，可用手壓泵在甲板上操作。

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圖1-3-2手動防噴閥

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圖1-3-3液壓雙級電纜防噴閥

3.防噴管(Lubricator)

防噴管帶有快速連接頭，能承受高壓的管子，用于在壓力下允許

井下工具進出井筒。防噴管下部連接防噴閥，上聯盤根盒。防噴管的

長度一般為2.4m(8ft),每次作業需要使用多節防噴管。

防噴管一般可分兩種類型：下節和上節。

上節防噴管容納繩帽、加重桿和震擊器，可用內徑小的管子制成。

下節防噴管需要容納井下裝置，如堵塞器等，內徑大。下節防噴

管裝有泄壓閥，用于防噴管泄壓，有的還裝有兩個泄壓閥。如圖1-3-

4所示。

圖1-3-4BDK公司防噴管（左:5000psi,右lOOOOpsi）

選擇防噴管要考慮下列情況：

1）尺寸，包括直徑和壁厚。

2）壓力等級。

3）井內含腐蝕介質情況。

4）長度。

5）材料。

6）泄壓閥。

7）快速接頭及其類型。

8）護絲（螺紋保護帽）；

9)標識。

圖1-3-5快速接頭僅用手上緊不用管鉗，密封靠“0”形圈。有

壓力時，松開非常困難。

圖1-3-5快速接頭

快速接頭主要有三種類型，0TIS型，BOWEN型和0MSC0型。

4.盤根盒

盤根盒的用途是進行鋼絲作業時密封鋼絲井讓鋼絲通過但流體

不能通過。

(1)普通盤根盒

如圖1-3-6盤根盒，其本體上部裝了一個能360。旋轉的帶護板

的滑輪，滑輪能保證鋼絲進入頂部密封壓蓋的中心。當鋼絲從地面折

斷落井時，滑輪護板有可能將鋼絲頭抓住。同時能使滑輪能自動對準

絞車的方向。滑輪直徑主要有254mm和392mm(10in和16in)兩種，

前者有于2.4mm(0.092in)及其以下直徑的鋼絲，后者用于2.6mm

(0.018in)及其以上直徑的鋼絲。

圖1-3-6盤根盒

通過上部的盤根壓帽和油杯可以上緊壓帽，密封和潤滑鋼絲。

（2）液壓控制盤根壓帽

液壓盤根壓帽如圖1-3-7,這種壓帽可接在普通盤根盒上部，從

地面通過手壓泵和液壓軟管很便捷地調節密封盤根的松緊。

圖1-3-7液壓控制盤根壓帽

它與標準的盤根盒連接非常容易，只需將盤根盒上的止動螺帽和

盤根壓帽卸下，裝上液控盤根壓帽即可。

5.滑輪

如圖1-3-8滑輪用于將鋼絲從防噴管頂部拉到鋼絲滾筒上。這樣

將鋼絲或拉力點從頂點移到水平位置上。

圖1-3-8滑輪

滑輪直徑要合理，直徑過小容易使鋼絲疲勞。

表3-1

滑輪直徑（in）適用鋼絲直徑（in）

100.092

160.092、0.108>0.125

3.基本井下工具

一.基本工具串

鋼絲作業基本工具串包括鋼絲繩帽、加重桿、震擊器和萬向節。

鋼絲作業投撈工具可接在基本工具串下面，可在帶壓情況下，完成各

種不同作業。

基本工具串上的工具，頂部都加工有外打撈頸，一旦在井下脫扣,

便于打撈。

1.繩帽

繩帽起著連接鋼絲與井下測試儀器或井下工具的連接作用。由于

鋼絲在井下會旋轉，因此，要求當鋼絲在井下旋轉時，繩帽及其下部

連接的工具、儀器不旋轉或少旋轉，避免井下工具、儀器由于旋轉而

脫扣，造成落井事故。

圖1-4-1鋼絲繩帽（左為梨型塊繩帽，右為圓盤型繩帽）

2.加重桿

加重桿主要用于克服盤根盒盤根的摩擦力和井內壓力產生的上

頂力使鋼絲作業工具能到達井下一定的深度。另外，加重桿靠其自身

重量可以施加向上或向下的力而完成井下控制工具的投撈。加重桿的

尺寸和重量由要求的沖擊力和所投撈的井下控制工具尺寸來確定。

加重桿頂部設計有打撈頸，如圖1-4-2,大部分加重桿由鋼鐵制

成有些井需要增加加重桿的密度，選用鴇合金鋼制造加重桿。有的采

用在鋼管內灌水銀或鉛來增加重量。要注意的是不要將這種灌水銀或

鉛的加重桿用于需要井下震擊的鋼絲作業。

下井加重桿重量的選擇要考慮鋼絲及鋼絲繩直徑，密封系統的摩

擦力，工具串浮力和生產時流體向上的攜帶力。除平衡鋼絲受井口壓

力作用的力可按下列公式精確計算外，其它因素比較復雜。為了平衡

其它因素的力，一般鋼絲作業可增加15kgo

W=0.078XD2XP

式中W-------平衡重量，kg；

D-------鋼絲、電纜直徑，mm

P--------井口壓力，MPa

如果井為斜井，需要將算出的平衡重量乘以測量點處斜度的余弦

（cosa,a為井的斜度）才是實際重量。

出海所準備的加重桿數量應是下井加重桿的三倍。

席+叩

3-辰山命

很多鋼絲、鋼絲繩作業的下井工具串都要用震擊器，在井下裝置

的投撈過程中經常需要切斷銷釘，或者在打撈井下裝置時需要很強的

力量，僅僅靠鋼絲拉力是遠遠不夠的，只有靠震擊器的震擊力才能完

成。

震擊器在撞擊時是一個做功的過程，為了獲得強大震擊力，除取

決于被震裝置或工具內銷釘的剛性，內外剪切筒間隙，震擊器下部工

具串的彈性阻尼作用外，撞擊能量與加重桿重量及撞擊時的速度平方

成正比。

震擊器向下運動的速度靠加重桿的下滑獲得，因此，向下震擊的

能量比較有限。如果在高斜度井或高粘度井作業，震擊器下落的速度

就更有限。震擊器向上運動的速度可靠提高絞車滾筒速度獲得。因此,

用于向下切斷的銷釘強度小，而向上切斷的銷釘強度大。

1）.鏈式機械震擊器。

該震擊器結構簡單，可上下震擊，是最常用的震擊器，如圖1-4-3

所示。

沖程長的震擊器有助于增加震擊時的速度，但易于損壞。

圖1-4-3鏈式機械震擊器

2).充液式震擊器。

當井下鋼絲作業操作位置較深時，鏈式震擊器常常無法獲得足夠

的向上震擊力。充液式震擊器就是為解決這些問題而設計的。

如圖1-4-4充液式震擊器有拉開阻尼作用。當鋼絲達到一定力時,

震擊器內部的液壓油才能慢慢通過間隙很小的活塞使震擊器慢慢打

開；活塞到達擴徑部位后，活塞就能自由向上運動；在這段時間里，

地面絞車操作有足夠的時間拉到想達到的拉力，在這種大拉力下，活

塞能快速向上運動而可產生很大的震擊力；震擊后，由于活塞內有單

流閥，震擊器很容易閉合。

充液式震擊器的常用尺寸有：11/4,11/3和13/4in。

震擊器內的液體為液壓油，要選擇合適的液壓油以適應井下溫

度，要保證有30s的延遲時間。

決不要將充液式震擊器接在鏈式震擊器之下，這會由于充液式

震擊器有減震作用而減弱鏈式震擊器的向下震擊的能力。

圖1-4-4充液式震擊器

3).震擊加速器

在淺井作業時，由于鋼絲伸長量小，如果使用充液式震擊器就需

要使用震擊加速器。如圖1-4-5所示。

圖1-4-5震擊加速器

4).強力向上震擊器

如圖1-4-6所示，該工具用于向上震擊作用。在下井前，根據預

計的井下情況調節所需向上拉力，在井下需要向上震擊時用絞車拉到

拉力設定值加上鋼絲及其井下工具重量后，震擊桿上行一點距離后就

可與下部鎖定機構脫開，在鋼絲的大拉力下產生很大的震擊力。震擊

完成后，下放震擊桿，由于控制鎖定機構的彈簧力小，震擊桿很容易

插入鎖定機構。

5).管式震擊器

可用于較大沖程的震擊。由于移動過程須從小孔排液，所以震擊

較緩和。如圖1-4-7所示。

6).關節式震擊器

用于向上、向下震擊，可以自由轉動，但沖程較小，震擊力也小。

如圖1-4-8所示。

——R,

圖1一4-9關節式震擊器

4.萬向節

萬向節可以實現震擊器與投撈工具之間的角度偏轉，以利于調節

工具串與油管傾斜方向一致，特別是在彎曲油管中及定向井中進行鋼

絲作業時，萬向節是必不可少的。

萬向節可以用于鋼絲作業工具各段的連接，使工具串在井內隨油

管偏轉，從而減少遇卡。

Standard

圖1-4-10萬向節

5.快速連接器

如圖1-4-11快速連接器接在基本工具串和井下工具之間，目的

是在多次鋼絲作業之間能夠快速更換井下工具，便于井口操作。

圖1-4-11快速連接器

二.基本投撈工具

基本投撈工具可以打撈或投放井下裝置，如果井下裝置被卡死或

不容易撈出，還可剪切斷工具內的銷釘，讓工具與裝置脫手，有利于

處理事故。有的井下裝置的正常投放也需要投撈工具切斷銷釘脫手，

使井下裝置正常留在井下，而投撈工具起出井口。有的投撈工具可當

打撈工具，又可當投放工具

1.基本投撈工具的分類

1).按投撈頸分。

井下裝置的頂端都有一個可供投撈工具抓住的地方。投撈工具聯

入這個地方之后，就能收回或脫開鎖心等井下裝置，這個地方就叫投

撈頸。

投撈頸分外投撈頸，圖1-4-12為外投撈頸，如圖1-4-13為內投

撈頸。與此對應的工具可分為外投撈頸工具和內投撈頸工具。

外投撈頸工具有OTIS鋼絲的R系列和S系列投撈工具,CAMCO

公司的J系列投撈工具。

投撈內投撈頸工具OTIS公司的G系列投撈工具和CAMCO公司

的PRS系列投撈工具。

圖1-4-12外投撈頸圖1-4-13內投撈頸

2).按銷釘剪切方向分。

某些工具受向上震擊作用而切斷銷釘，某些則受向下震切斷銷

釘。按切斷銷釘方向的不同可分:

向上震擊切斷銷釘工具

OTIS有兩個基本系列的投撈工具，可以向上震擊剪斷銷釘以便

脫手，這兩系列就是R系列和GR型打撈工具。

CAMCO公司的JU系列投撈工具也屬于此類。其中U是英文

UPPER的意思。

向下震擊切斷銷釘工具

OTIS公司的S系列投撈工具和GS型投撈工具可向下震擊剪斷

銷釘。

CAMCO公司的JD系列投撈工具也屬于此類。其中D是英文

DOWN的意思。

2.基本投撈工具系列

1).OTISR系列投撈工具

如圖1-4-14,R系列投撈工具可連接外投撈頸井下工具或裝置，

向上震擊切斷銷釘，R系列有RB、RS和RJ三個不同類型，它們之

間的不同僅僅是安裝在工具中的芯子長度不同，RB芯子最長，RS型

次之，RJ型最短。

圖1-4-14OTISR系列投撈工具

三種類型的任何一種都可以改變芯子類型而變成其它兩種類型。

投撈工具接在基本工具串下面就可以下放入井，當投撈工具在井

下跟井下裝置接觸，圓筒的下部就越過打撈頸，并迫使爪展開，然后,

彈簧使爪子回收就可抓住井下裝置，利用向上震擊的力量把井下裝置

提起。

剪切銷釘后圓筒彈簧力在接頭和圓筒之間起作用，并向上移動圓

筒內的芯子，如圖1-4-15所示。它使爪子對著爪彈簧力向上運動。

在爪子向上運動過程中，它們那變細的上端就移入圓筒內，迫使這些

爪子向里靠，因此迫使爪子下端向外靠，這就可以脫開工具。

圖1-4-15R系列工具打撈狀態與脫手狀態

2).OTISS系列投撈工具

圖1-4-16S系列投撈工具，該系列工具用于聯入外投撈頸，它靠

向下的震擊作用切斷銷釘造成脫開。最常用的類型是SB和SS型。

它們兩者除芯子長度不同之外都是相同的，SB型芯子長，抓距短，

SS型芯子短，抓距長。SB和SS型的抓距分別跟RB和RS型一樣。

SB和SS型通過更換芯于可相互變換。

圖1-4-16OTISS系列投撈工具

S系列投撈工具為了切斷銷釘，芯子必須支在落魚或要脫手的裝

置上。該工具的手動脫開工具及換銷釘工具與R系列相同。

圖1-4-17S系列工具打撈狀態與脫手狀態

3).OTISG系列投撈工具。

G系列工具用于投撈內投撈頸井下裝置，有GR型和GS型兩種

類型，GR型靠向上震擊作用剪切銷釘脫開裝置，GS則是向下震擊

剪切銷釘，GR型是由GS型加上一個GR型附件即GU型所組成，

如圖1-4-18G系列投撈工具所示。

圖1-4-18G系列投撈工具

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4-撈接距

1投桿用絲又抓

型心桿較長，抓距較短，JDS型心桿較短，抓距較長。兩種類型的工

具的主要部件可以互相替換。

圖1-4-20J系列投撈工具打撈狀態與脫手狀態

5).CAMCO公司PRS系列投撈工具

該系列工具與OTIS公司G系列投撈工具的作用相同，基本原理

相似。

圖1-4-20CAMCO公司PRS系列投撈工具

6).CAMCO與OTIS基本投撈工具的匯總和比較。

CAMCO工具在工作原理與OTIS相應的工具相同，其它很多方

面也非常類似。

兩種工具最主要的差別在于CAMCO公司的工具鎖爪是90°,

OTIS工具有15°倒角，它們分別與井下工具相對應的投撈頸配合，

因此，CAMCO的投撈工具不能用于OTIS或BOWEN的井下裝置或

井下工具，反之亦然。兩種互用可能會損壞井下裝置的投撈頸和投撈

工具的爪。

CAMCO工具的外徑尺寸比OTIS相應的工具尺寸要大些。

3.剪切銷釘

1).剪切銷釘的主要作用。

①使基本投撈工具及輔助工具保持在正常的工作狀態，必要時

通過切斷銷釘脫離與井下裝置的連接。

②投放井下裝置時，起連接井下裝置和下入工具的作用，防止

井下裝置在下井過程中不正常脫手，到達預定位置后，通過切斷銷釘

使井下裝置留在預定深度。

2).銷釘材料。

通常使用的銷釘材料有鋼、銅和鋁。有時也使用木材做銷釘，需

要根據工具特點、管柱情況、下入深度和經驗選擇合適材料的銷釘。

三.鋼絲作業輔助工具

1.刮管器(GaugeCutter)

如圖1-4-21,由于刮管器的外徑稍大于井下裝置的外徑，因此可

以將油管中的蠟、銹垢及巖屑刮掉。

a

□

圖1421刮管器

當井下工具較小時，刮管器的外徑大于下入的工具外徑1.4mm,

小于油管管柱最小內徑的1.4mm。

2.脹管器(SwagingTool)

如圖1-4-22,當油管出現微變型時，可通過脹管器的起下和震擊

將油管修整好便于井下裝置的起下。下入脹管器時最好接充液式震擊

器，以增加上震擊力。

選擇脹管器應遵循從小到大和不能強行通過的原則。

圖1-4-22脹管器

3.鉛模(ImpressionTool)：

圖1-4-23鉛模是在一個管套內充填鉛的工具，為防止脫落，用

銷釘將其固定。利用鉛的特性，當碰到井下硬度較高的落物頂部時，

可以產生變形，將落物頂部的尺寸形狀記錄下來。

用這種工具可以確定井下落物頂部的尺寸，以便決定下步打撈作

業應使用的工具及應采取的措施。

鉛模外徑要小于管柱最小內徑4mm,鉛部分外徑要小于其主外

徑，底面要平，使用時輕微向下震擊一次即可。注意不要重復震擊，

也不要強力震擊，避免鉛模變形造成軟卡。

圖1-4-23鉛模

4.油管刮刀

圖1-4-24油管刮刀主要由三個部分組成：心軸、螺母和三組帶

旋槽刮片的短管。

旋槽短管是錐形的，用于將射孔產生的油管毛刺清掉，也可將油

管內鐵銹清除，將微彎曲的油管整形。工具下面的旋槽短管外徑尺寸

較小，第二節尺寸較大，最上一節的外徑與油管內徑相當。

選用油管刮刀應先用小尺寸的，再用中尺寸的，最后下大尺寸的,

大尺寸的工具外徑也要小于油管內徑。使用時應帶上充液式震擊器,

向下震擊幾次后應向上震擊，避免卡死。

JL

圖1-4-24油管刮刀

5.A型油管穿孔器(TubingPerforator)

圖1-4-25,A型油管穿孔器內的沖孔器座在錐形楔塊槽內，工具

下到油管預定深度并座住后，向下輕輕震擊剪斷剪切銷釘，然后上提,

隨著錐型楔塊上行，沖孔器被向外擠出井將油管打穿，錐型楔塊行程

過半后，開始將沖孔器收回，然后上提，起出工具。

A型穿孔器是機械操作的，用鋼絲操作可穿透標準油管。

1).穿孔目的。

①提供環空循環或壓井通道。

②新層投產。

③安裝封隔式氣舉總成。

④當尾管被封堵并且用常規方法不能打開時，可以穿透尾管重新

生產。

⑤在安裝雙流動油嘴前穿透油管。

2).工具的優點。

①不用爆破，消除了射穿套管的可能性。

②安全釋放機構可以在未穿孔時取出穿孔器，而無任何危險。

③較強的油管穿透能力。

④穿孔后可以自動地縮回沖孔器并自動釋放。

3).使用要點。

這種工具一般只用于普通油管穿孔，使用時加重桿重量一般為

13?15kg。穿孔時，不需要強力向上震擊。

圖1-4-25A型油管穿孔器

6.G型打撈筒

圖1-4-26G型打撈筒用于打撈帶外打撈頸的井下落魚。

昌

圖1-4-26G型打撈筒

7.井下夾子

圖1-4-27井下夾子可夾住井下一些落物。該工具下井時靠1/8in

銅銷釘保持在張開的位置，當到達落物位置，向下的力可切斷銷釘使

夾頭閉合抓住落物。當落物不能撈出時，該工具可向上震擊脫手。

圖1-4-27井下夾子

8.油管末端探測器

有時需要較精確測量油管長度就需要使用圖1-4-28油管末端探

測器。該工具下過油管后，其爪在彈簧力作用下張開，這時，上提工

具串就能卡在油管末端，從絞車計數器可讀出油管長度。向上震擊可

切斷銷釘起出工具串。

圖1-4-28油管末端探測器

9.防上頂工具

在開滑套或高壓氣井系統試井過程中，防止氣量突然增大將工具

串上頂造成鋼絲打彎，使工具串被卡。此工具接在繩帽與加重桿之間，

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

頂起）則卡瓦張開卡在油管壁上，將工具串鎖定，避免事故發生。（圖

1-4-29)

圖1-4-29防上頂工具

第二章海上油田常用井下工具

第一節滑套

如圖2-1-1、2-1-2(SlidingSleeveSlidingSideDoor),它通過

移動內套筒來關閉或連通油管與環形空間之間的通道。當內套筒的孔

道對著滑套本體的通道時，滑套處于打開狀態；兩者錯開時，滑套關

閉。

滑套上部有工作筒，用于固定與滑套有關的井下流動控制裝置；

內套筒上下各有一個密封短面，可與井下裝置的密封盤根配合起密封

作用。

將滑套開關工具接在基本工具串之下可對井下滑套進行開關作

業。有的滑套通過向下震擊使內套筒下移而打開滑套，有的則需要向

上震擊向上移動內套筒使滑套打開。

Landing

NippleProfile

ClosingSleeve

Equalizing

Ports

FlowPorts

BufferSeal

ECMSeal

Stack

High-Strength

BodyJoints

Lower

PolishedBore

圖2-1-1HALLIBURTON循環/生產滑套

n

圖2-1-2BAKER滑套(左為CMD,右為CMU)

1.開關工具(POSITIONINGTOOL)

1).OTISBO型開關工具

如圖2-1-3,該工具上下兩端都是公扣，要根據滑套的設計特點

和開關的要求選擇一端的接于基本工具串之下。

圖2-1-3OTISBO型開關工具

以向下移動內套筒打開滑套通道的OTISX0和XD型滑套為例

來說，從關閉狀態打開滑套開始，其步驟如下：

①.將工具鍵塊的90度臺肩朝下并接與基本工具串之下下井。

②.下到關閉的滑套處，其90度的臺肩就會被滑套內套筒下端90

度臺肩擋住。

③.向下震擊可向下移動內套筒。

④.如果滑套內外壓差很大，快速打開滑套可能會損壞滑套內盤

根，因此，內套筒設有平衡位置。在這種井開關滑套時，要觀察井口

油壓變化；當震擊到壓力變化時，要等到壓力平衡后在繼續向下震擊

打開滑套。

⑤.當滑套完全打開后，工具會順利通過滑套。滑套鍵塊的頭部

有突出的部位，當內套筒向下移到最下端的打開位置后，其突出的部

位就進入滑套下部密封段，內徑較小的密封段使鍵塊向里縮就可使工

具脫離內套筒的90度臺肩而可順利通過滑套。

⑥.工具震擊通過滑套后起出開關工具。檢查工具內的鎖釘，如

果沒有斷就說明滑套已經打開。鍵塊的根部是斜面，該斜面保證開關

工具順利通過內套筒的任何90度臺肩。工具內剪切銷釘被切斷時，

鍵塊會縮入工具套里也可使工具通過滑套。

要關閉滑套，可將開關工具調頭，90度臺肩向上接于基本工具

串之下進行操作。

2).OTISBO型選擇性移位工具

如圖2-1-4,BO型可選擇工具可在井下多個相同滑套中選擇任意

一個滑套將其內套筒向下移動。這對于有多個滑套的生產管柱的滑套

開關操作非常方便。

該工具有一鍵塊控制機構，下井前該機構可將鍵塊向里縮；下過

要打開的滑套后向上拉過該滑套就可觸動控制機構使鍵塊張開；向下

震擊可移動內套筒。1

圖2-1-4OTISB0型選擇性移位工具

第一節空心集成配水器

空心集成配水器（圖2-2-1）是一種進行分層配注的井下工具，

根據計算將裝有合適尺寸水嘴的配水器投入到井下對應的工作筒中,

可以達到分層配注的目的。

圖2-2-1空心集成配水器

表2-2-1空心集成配水器基本參數

型號級數巾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).將GS裝到基本工具串之下

2).將配水器接到GS上

3).下到配水器工作筒處向下震擊切斷GS銷釘

4).起出工具串

2.配水器的打撈

1).將GS裝到基本工具串之下

2).下到配水器處確認撈獲后向上震擊直至撈出配水器

4).起出工具串

第二節鎖心及工作筒

鋼絲作業主要任務之一就是要把一定的井下工具投放并固定在

井下管柱預定的深度，其中在井下起固定作用的井下工具就稱為鎖

心，預先連接在管柱上可接納鎖心的工具稱為工作筒。大多數鎖心在

井下固定都需要工作筒相配合，少數鎖心可固定在普通油管接箍上，

或用卡瓦固定在油管內任何位置。

鎖心主要有三種類型：

1).工作筒式鎖心。

2).卡瓦式鎖心。

3).接箍式鎖心。

鎖心為各種井下控制流量的裝置如堵塞器，井下安全閥，井下油

嘴，封隔工具等提供井下固定的作用，另外，鎖心在其外表面與工作

筒內表面之間提供密封。

卡瓦式鎖心和接箍式鎖心，可固定在井下任何深度。但是對于工

作筒式鎖心就只能下至預定的深度。為了適應氣液流控制的不同要

求，需下入多個工作筒。如果在完井管柱中連接有兩個或兩個以上的

鎖心，為了能自由地將鎖心下入各個工作筒，在設計完井管柱時，從

上而下工作筒的尺寸逐漸變小，鎖心下井時不能進行選擇；有的公司

進行管柱設計時，設計下入多個相同尺寸和型號的工作筒，下入鎖心

時可有選擇地座落在任一個工作筒里。

下面介紹海上油氣田常用的OTIS、BAKER兩家公司的工作筒、

鎖心及其專用投撈工具，每家都不相同。

1.OTIS公司鎖心、工作筒及下入工具

OT1S工作筒式鎖心及工作筒有X和R兩個系列。這些鎖心在井

下可選擇地座落在生產管柱上多個同樣的工作筒。

i).x系列鎖心及工作筒

Fishing

Neck

Expander

Mandrel

—Double-

Acting

、Spring

i—Locking

Keys

圖2-3-1X鎖心及工作筒

—Fishing

nNeck

Expander

Mandrel

斗Double-

Acting

Spring

)-Locking

3Keys

Packing

No-Go

Equalizing

Sub

圖2-3-2XN鎖心及工作筒

X系列的X和XN型工作筒用于標準油管的管柱，兩者分別接

納調和XN型鎖心，兩者的密封面尺寸一樣，兩者最大的不同是XN

型工作筒底端有一NO-GO（縮徑）環，而X型工作筒沒有；X型的

鍵槽有90度臺肩，而XN都是45度的臺肩，相應的鎖心的鍵也有

90度和45度之分，如圖2-3-3X和XN鎖心鍵。一般情況下，有X

型工作筒的管柱總是選用XN型作為底部工作筒。XN型工作筒是為

配合調型而設計的，“N”是NO-GO（縮徑環）的意思，目的是

防止鎖心等井下工具意外掉出油管。

圖2-3-3XN和X鎖心鍵

X和XN型鎖心除固定鍵外，其它一切的零件都是一樣的，下入

工具也是一樣的。

①X型鎖心的投放

X型鎖心投放到井下的工作筒里需要X型下入工具。將鎖心和

下入工具（如圖2-3-4）連接后再接在基本工具串之下下井。

鎖心的三種狀態如圖2-3-5,在下井過程中，鎖心及其下入工具

處于選擇狀態；當工具串下過要投放的工作筒后上提工具串到工作筒

上部，在此過程中，下入工具及鎖心由選擇狀態變為非選擇狀態，鎖

心的鍵彈出；下放工具串，可座在工作筒里；向下震擊可切斷下入工

具銷釘；向上震擊切斷下入工具與鎖心的連接銷釘；起出下入工具，

鎖心處于鎖定狀態。

圖2-3-4X鎖心下入工具

圖235

②X型鎖心的打撈。

X型鎖心可用GS、GR打撈，對于已經下井很長時間或可能砂埋

的鎖心應使用GR型打撈工具打撈。不用GS型打撈工具的理由是：

a.為了能向下震送鎖心。

b.如果鎖心被砂埋住，打撈工具能脫手。這是考慮GS型工具的

外筒必須頂著鎖心才能切斷銷釘。

打撈步驟如下：

a.將GR型工具下井插入鎖心后等壓力平衡。

b.向下震松鎖心鍵。

c.向上震擊起出鎖心。

2.Baker鎖心、工作筒及下入工具

BAKER鎖心和工作筒系列可分兩個系列。頂部NO-GO系列和

底部NO-GO系列。

1).頂部NO-GO系列

該系列的NO-GO位置位于密封面上方，緊靠于工作筒凹槽的下

端，以F型工作筒為基本類型。圖2-3-6中S型、W型鎖心可投放在

F型工作筒里。

WF

圖2-3-6頂部NO-GO系列

S型鎖心可選擇地投放在具有多個相同尺寸的下型工作筒管柱

中任一個工作筒里。

S型和W型鎖心不用于進行流量控制的井下裝置。

2).底部NO-GO系列

該系列的NO-GO位置位于工作筒凹槽和密封面的下方，以R型

工作筒為基本類型。圖2-3-7中Z鎖心可投放在R型工作筒里。

Z型鎖心不用于進行流量控制的井下裝置。

ZR

圖2-3-7底部NO-GO系列

3).下入工具及輔助桿

要將鎖心下入井下除基本工具串外還需要專用下入工具。

C-1型下入工具(圖2-3-8)：C-1型下入工具用于投放具有外投

撈頸鎖心的BAKER流動控制裝置。其螺紋保護環和裝置的外徑相同，

可做選擇性座落。其密封短節限位環可供頂部NO-GO投放。其下部

母扣可連接A型或N-1投放桿。

MODEL“C-1”鋁銷釘

"A"DRILLTHRU

1HOLE

圖2-3-8C-1型下入工具

A型打撈桿：A型打撈桿用于打撈S型鎖心（圖2-3-9）。

B型打撈桿：B型打撈桿用于打撈W型和Z型鎖心（圖2-3-9）。

A型打撈桿B型打撈桿

JHL.

FNipple

圖2-3-9打撈與鎖心對應關系

3.堵塞器

堵塞器用于封堵生產管柱某個深度上下的壓力連通。主要作用

有：

①修理采油樹。

②油管試壓判斷油管是否有泄漏。

③封隔地層。

④坐封水力封隔器。

堵塞器由鎖心，平衡短節和堵塞頭三個部分組成。在堵塞器中鎖

心起著固定平衡短節和堵塞頭的作用；平衡短節則是在堵塞器下入和

提撈時使堵塞器上下壓力平衡；堵塞頭起密封，隔絕堵塞器上下壓力

的作用。

堵塞器可以承受上下兩個方面或從下而上的壓力差。用堵塞器之

前必須考慮到下述因素：

①堵塞器上下壓力差的方向。

②壓力差的大小。

③鎖心能承受的壓差。

④井下溫度范圍。

⑤井下有否腐蝕流體。

下面是海上油氣田常用的堵塞器類型。

1).OTIS堵塞器

該公司的鎖心型堵塞器組成及投撈如圖2-3-5所示。

①PXX堵塞器

PXX型堵塞器由P型桿、PX型平衡短節和X型閥帽組成的總成

接在X型或XN型鎖心之下所組成。

該類型堵塞器主要用于易出砂的油氣井。當出現砂埋時，可先撈

出P型桿上部的砂，再撈出P型桿達到平衡壓力的目的。

該堵塞器能夠承受上下兩個方向的壓差。

2).BAKER堵塞器

①FSG型堵塞器

該堵塞器可選擇井下工作筒投放，用可收回平衡桿進行壓力平

衡。如圖2-3-10所示。

堵塞器下井時平衡桿被下入工具保持在壓力上下平衡狀態，固定

在工作筒后，其平衡桿將被推到可密封平衡孔的位置并被鎖定。

打撈堵塞器時，先撈出平衡桿再撈出堵塞器本體。

圖2-3-10FSG型堵塞器

②FWG型堵塞器

該堵塞器屬頂部NO-GO類型,用可收回平衡桿進行壓力平衡。

如圖2-3-11所示。

an

圖2-3-11FWG型堵塞器

堵塞器下井時平衡桿被下入工具保持在壓力上下平衡狀態，固定

在工作筒后，其平衡桿將被推到可密封平衡孔的位置并被鎖定。

打撈堵塞器時，先撈出平衡桿再撈出堵塞器本體。

③RZG型堵塞器

該堵塞器屬底部NO-GO類型，用可回收平衡桿進行壓力平衡。

如圖2-3-12所示。

￡〕

圖2-3-12RZG型堵塞器

堵塞器下井時平衡桿被下入工具保持在壓力上下平衡狀態，固定

在工作筒后，其平衡桿將被推到可密封平衡孔的位置并被鎖定。

打撈堵塞器時，先撈出平衡桿再撈出堵塞器本體。

第四章現場實操

第一節打繩帽

1.學習目的

能按要求準備齊工具，能夠在規定時間內打出合格繩帽。

2.準備工作

1).鋼絲。

2).梨形塊繩帽。

3).斷線鉗。

4).手錘。

3.操作步驟

1).將鋼絲由絞車拉出，繞好深度計數輪后拉到井口附近。

2).檢查鋼絲無死彎、磨痕和傷痕，然后將鋼絲頭依次穿過防噴盒、

繩帽。

3).將鋼絲頭打一個彎，然后將犁形塊放入鋼絲彎中，大的一頭靠近

彎底。

4).比照梨形塊長度用斷線鉗剪去多余的鋼絲頭。

5).將犁形塊放入護套中，用手錘小心砸緊。

4.技術要求

1).繩帽打好后應轉動靈活、自如。