1600m钢丝作业绞车系统选型、下放工艺及安全控制研究

摘要

1400 m煤层气井探测作业需要承载自存储探头下入、回收、遇卡打捞，钢丝作业绞车是整套光学探测系统关键下放载体。本文围绕1600 m承重钢丝、电动绞车总成开展选型与工艺研究。对比铠装电缆传输式绞车与纯钢丝作业绞车优缺点，钢丝绞车结构简单、不易被井内液体腐蚀、无漏电风险、适配气液两相煤层气井；确定1600 m钢丝抗拉载荷、抗疲劳、耐腐蚀技术参数；分析电动绞车调速控制、刹车制动、过载保护结构；研究井口滑轮导向、钢丝收放规整方案。针对探头下放遇阻、井筒结垢卡顿、井下落物卡堵问题，设计下放速度控制、慢速试探、扶正器导向施工工艺；结合打捞颈、保险弱点组件，制定探头卡断、意外脱落应急打捞方案；研究钢丝磨损、锈蚀、疲劳损伤日常检测维护方法。通过现场煤层气井试验，总结1400 m深井钢丝下放标准化流程，保障自存储光学探头安全下入回收。

关键词：钢丝作业绞车；1600m承重钢丝；电动绞车；井口滑轮；探头打捞；保险弱点；井下下放工艺；煤层气深井；过载保护；钢丝磨损监测

引言

中深层1400 m煤层气井井筒环境复杂，气水共存、煤粉含量高、井筒内壁结垢严重，传统铠装电缆下放式井下成像设备极易出现电缆腐蚀、缠绕、短路漏电，造成探测失败、仪器丢失。钢丝作业绞车依靠高强度承重钢丝下放仪器，结构简洁、耐腐蚀、无漏电隐患，是自存储光学探头下放载体。1600 m钢丝满足1400 m井深余量，预留井下弯曲、余量长度。为保障探头安全下放、成像、起出，绞车选型、钢丝参数、下放工艺、应急打捞、日常维护至关重要，本文针对整套绞车系统开展深度研究。

1 钢丝作业绞车系统整体选型分析

1.1 电动绞车主机选型

选用便携式电动作业绞车，具备无极调速、紧急制动、过载停机、手动刹车双重保护；机身便携适配野外井场，可快速拆装固定；调速分为快速下放、慢速试探、匀速成像、低速起升四档模式。

1.2 1600 m高强度承重钢丝参数确定

钢丝总长1600 m，大于探测井深1400 m；选用高强度合金钢丝绳，耐硫化氢腐蚀、抗疲劳弯折；额定破断拉力大于探头自重、井下摩擦力、冲击载荷总和；钢丝表面镀锌防腐，抵御煤层气腐蚀性地层水。

1.3 井口导向滑轮组件

采用耐磨封闭式井口滑轮，降低钢丝摩擦损耗；滑轮安装稳固，保证钢丝垂直下入井筒，避免钢丝磨损井口套管。

2 钢丝绞车相较于电缆绞车核心优势

第一，钢丝体积小、耐腐蚀，煤层气井硫化氢、腐蚀性地层水不会造成钢丝损坏；第二，无供电传输线缆，不存在井下短路、漏电风险；第三，钢丝不易缠绕井壁、筛管；第四，下放起升速度快，野外作业效率高；第五，后期打捞简单，遇卡可直接拉断保险弱点，保护绞车设备。

电缆式铠装电缆重量大、易腐蚀、信号线缆易损坏、漏电风险高，不适合煤层气气液两相复杂井筒。

3 标准化下放施工工艺

作业前检查钢丝磨损、断丝、锈蚀情况，断丝超标立即更换；固定绞车与井口滑轮；组装探头、扶正器、打捞颈、保险弱点；

下放前期低速试探，遇阻立刻停止下放，反复上下提拉，清理井筒煤粉结垢；正常下放匀速进行，成像段降低速度，保障视频清晰度；全程观察编码器深度数据，记录关键井段深度；

起升阶段低速平稳回收，禁止快速提拉，防止探头磕碰套管。

4 井下遇卡应急处置与打捞工艺

探头遇卡卡顿，首先低速提拉试探；多次提拉无效，启动保险弱点拉力阈值，可控拉断弱点，探头留存打捞颈；后期利用钢丝打捞工具对接打捞颈回收探头；

严禁硬拉硬拽，防止钢丝断裂、仪器丢失。

5 绞车‑钢丝日常维护保养

每次作业后清理钢丝表面煤粉、污水；检查断丝、弯折、锈蚀；绞车电机、刹车定期保养；滑轮轴承加注润滑；闲置时钢丝规整收卷，避免打结弯折。

6 结论

1600 m钢丝作业绞车适配1400 m煤层气深井复杂工况，相较于电缆下放方式安全性更高、抗腐蚀、无漏电隐患；通过标准化下放工艺、遇卡打捞方案、日常钢丝维护，能够保障自存储光学探头安全稳定开展井筒可视化探测，适合煤层气井野外常态化检测作业。

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