几种强磁打捞器打捞作用的对比分析

摘要：强磁打捞器是利用磁场原理，在钻井施工作业中处理块状落物的打捞工具之一。目前，已经有普通式、圆弧式和侧开式等几种产品类型，本文就这几种产品，通过磁性吸附力的分析计算，对比各种强磁打捞器的特点。

关键词：强磁打捞器 磁性吸附力 对比分析

1、概述

在石油、地质钻探的钻井施工作业中，经常会出现钻头牙轮、巴掌、吊钳钳牙、螺栓的小型块状落物落入井底的井下事故。处理这种井下事故，通常会使用反循环打捞篮、多功能打捞器、强磁打捞器等打捞工具进行打捞。强磁打捞器是利用本身所带有的永久磁铁将上述块状落物进行磁化吸附，从而有效地打捞小件落物，净化井底。因其具有的结构简单、操作方便、性能可靠、体积小、重量轻等特点，在事故打捞处理中广泛应用。随着钻井技术的不断进步，目前，已经又涌现出了圆弧式强磁打捞器、侧开式强磁打捞器等几种类型。在实际施工中，这几种强磁打捞器各有特点。根据其工作原理知道，强磁打捞器打捞作用的最主要指标为其磁性吸附力的大小，下面就其此特性进行分析计算。

2、几种强磁打捞器的吸附力对比分析

磁性吸附力的大小取决于单位面积吸附力（磁铁的磁性）与打捞器吸附面积的大小。8-1/2”井眼中所用的普通式强磁打捞器为Ф200m，侧开式强磁打捞器和圆弧式打捞器为CQC200和YQC200。计算过程如下所示：设：S1=侧开式强磁打捞器面积；S2=圆弧式强磁打捞器吸附面积；S3=普通式强磁打捞器吸附面积计算以上三种工具吸附面积大小。

A、圆弧式强磁打捞器吸附面积如示意图1所示，实际上是由8个圆弧形的磁条组成，其中磁条宽L2尺寸为30mm，形成圆弧的圆半径r1为96mm，设定每个磁条的为弧长L3，圆弧圆心角α为120°，计算其吸附面积S1为：S1=8×S磁条1=8×弧长L3×磁条宽L2=8×2×π×半径r1×圆心角α/360°×磁条宽L2=96×（120÷180）×π×30×8×10-2=482.3cm2B、侧开式强磁打捞器吸附面如示意图2所示，实际上是由8个长方形的磁条组成，其中磁条宽L2尺寸为30mm，磁条长L1尺寸为120mm，由此计算其吸附面积S2为：

S2=8×S磁条2=8×磁条长L1×磁条宽L2=8×120×30×10-2=288cm2。由计算过程可得知，圆弧式强磁打捞器吸附能力最强，侧开式强磁打捞器的次之，普通式强磁打捞器最差。

3、强磁打捞器的现场应用

在胜利油区坨XX-1井上，出现了H517型牙轮钻头三个牙轮同时落井的井下事故。落鱼事故发生时，井深位于2511米，处于沙三段中地层，井眼尺寸为8-1/2″。当时的钻具组合为：Φ215.6mm钻头+Φ158.6mm钻铤12根+Φ127mm加重钻杆15根+Φ127mm钻杆。最初选用YQC200的圆弧式强磁打捞器进行打捞作业，打捞钻具组合为：YQC200圆弧式强磁打捞器+Φ158.6mm钻铤12根+Φ127mm钻杆。经过下放钻柱，加压探底作业，一次性打捞一个牙轮以及一些碎铁屑。起钻后发现，该牙轮圆弧面与强磁打捞器圆弧面接触，粘接面积不大。随后选用CQC200的侧开式强磁打捞器，用同样的钻具组合进行再次打捞，成功打捞上其他两个牙轮，牙轮与强磁打捞器粘接面积明显增大。

4、结论及建议

(1)多年的打捞实践所得，无论哪种形式的强磁打捞器在利用磁性吸附力处理井底铁质块状落物时，都是行之有效的打捞工具。(2)根据上述计算得知，同样大小井眼用的普通强磁打捞器的吸附力小于侧开式强磁打捞器和圆弧式打捞器，因此在利用磁性吸附力的原理进行打捞井下落物时候，效果明显不好，建议使用侧开式和圆弧式强磁打捞器取代普通型强磁打捞器。(3)普通强磁打捞器的底部有环状锯齿铣鞋，用来切削地层。但在实际施工中，在钻压的作用下，此打捞器时常将块状落物挤入井底地层或者由环状锯齿铣鞋挤入侧面井壁的地层中，不易于打捞；侧开式和圆弧式强磁打捞器的半圆形片状结构在钻压作用下旋转探寻井底落物的时候，会形成类似“刀铲”一样的切削效果，易于将井底的落物从地层中或者侧面井壁上“铲”出，以便于进一步打捞作业。(4)侧开式与圆弧式强磁打捞器使用对比，由于侧开式的强磁打捞器的吸附面是直板式结构，井底的块状落物与其吸附面更易形成面接触，吸附的更为牢靠；而圆弧式强磁打捞器的吸附面是圆弧面式结构，井底的块状落物则易于与其形成线接触或者点接触，因此，对于牙轮等的较大的块状落物侧开式强磁打捞器更易于捕获落鱼。（5）侧开式与圆弧式强磁打捞器表面磁条的分散镶嵌的设计，使磁条之间有了空间，无形之中增大了磁性吸附面积；而普通式强磁打捞器吸附面积更为集中。由此，侧开式与圆弧式强磁打捞器更容易吸附上落鱼。