1600m鋼絲作業絞車系統選型、下放工藝及安全控制研究

摘要

1400 m煤層氣井探測作業需要承載自存儲探頭下入、回收、遇卡打撈，鋼絲作業絞車是整套光學探測系統關鍵下放載體。本文圍繞1600 m承重鋼絲、電動絞車總成開展選型與工藝研究。對比鎧裝電纜傳輸式絞車與純鋼絲作業絞車優缺點，鋼絲絞車結構簡單、不易被井內液體腐蝕、無漏電風險、適配氣液兩相煤層氣井；確定1600 m鋼絲抗拉載荷、抗疲勞、耐腐蝕技術參數；分析電動絞車調速控制、剎車制動、過載保護結構；研究井口滑輪導向、鋼絲收放規整方案。針對探頭下放遇阻、井筒結垢卡頓、井下落物卡堵問題，設計下放速度控制、慢速試探、扶正器導向施工工藝；結合打撈頸、保險弱點組件，制定探頭卡斷、意外脫落應急打撈方案；研究鋼絲磨損、銹蝕、疲勞損傷日常檢測維護方法。通過現場煤層氣井試驗，總結1400 m深井鋼絲下放標準化流程，保障自存儲光學探頭安全下入回收。

關鍵詞：鋼絲作業絞車；1600m承重鋼絲；電動絞車；井口滑輪；探頭打撈；保險弱點；井下下放工藝；煤層氣深井；過載保護；鋼絲磨損監測

引言

中深層1400 m煤層氣井井筒環境復雜，氣水共存、煤粉含量高、井筒內壁結垢嚴重，傳統鎧裝電纜下放式井下成像設備極易出現電纜腐蝕、纏繞、短路漏電，造成探測失敗、儀器丟失。鋼絲作業絞車依靠高強度承重鋼絲下放儀器，結構簡潔、耐腐蝕、無漏電隱患，是自存儲光學探頭下放載體。1600 m鋼絲滿足1400 m井深余量，預留井下彎曲、余量長度。為保障探頭安全下放、成像、起出，絞車選型、鋼絲參數、下放工藝、應急打撈、日常維護至關重要，本文針對整套絞車系統開展深度研究。

1 鋼絲作業絞車系統整體選型分析

1.1 電動絞車主機選型

選用便攜式電動作業絞車，具備無極調速、緊急制動、過載停機、手動剎車雙重保護；機身便攜適配野外井場，可快速拆裝固定；調速分為快速下放、慢速試探、勻速成像、低速起升四檔模式。

1.2 1600 m高強度承重鋼絲參數確定

鋼絲總長1600 m，大于探測井深1400 m；選用高強度合金鋼絲繩，耐硫化氫腐蝕、抗疲勞彎折；額定破斷拉力大于探頭自重、井下摩擦力、沖擊載荷總和；鋼絲表面鍍鋅防腐，抵御煤層氣腐蝕性地層水。

1.3 井口導向滑輪組件

采用耐磨封閉式井口滑輪，降低鋼絲摩擦損耗；滑輪安裝穩固，保證鋼絲垂直下入井筒，避免鋼絲磨損井口套管。

2 鋼絲絞車相較于電纜絞車核心優勢

第一，鋼絲體積小、耐腐蝕，煤層氣井硫化氫、腐蝕性地層水不會造成鋼絲損壞；第二，無供電傳輸線纜，不存在井下短路、漏電風險；第三，鋼絲不易纏繞井壁、篩管；第四，下放起升速度快，野外作業效率高；第五，后期打撈簡單，遇卡可直接拉斷保險弱點，保護絞車設備。

電纜式鎧裝電纜重量大、易腐蝕、信號線纜易損壞、漏電風險高，不適合煤層氣氣液兩相復雜井筒。

3 標準化下放施工工藝

作業前檢查鋼絲磨損、斷絲、銹蝕情況，斷絲超標立即更換；固定絞車與井口滑輪；組裝探頭、扶正器、打撈頸、保險弱點；

下放前期低速試探，遇阻立刻停止下放，反復上下提拉，清理井筒煤粉結垢；正常下放勻速進行，成像段降低速度，保障視頻清晰度；全程觀察編碼器深度數據，記錄關鍵井段深度；

起升階段低速平穩回收，禁止快速提拉，防止探頭磕碰套管。

4 井下遇卡應急處置與打撈工藝

探頭遇卡卡頓，首先低速提拉試探；多次提拉無效，啟動保險弱點拉力閾值，可控拉斷弱點，探頭留存打撈頸；后期利用鋼絲打撈工具對接打撈頸回收探頭；

嚴禁硬拉硬拽，防止鋼絲斷裂、儀器丟失。

5 絞車?鋼絲日常維護保養

每次作業后清理鋼絲表面煤粉、污水；檢查斷絲、彎折、銹蝕；絞車電機、剎車定期保養；滑輪軸承加注潤滑；閑置時鋼絲規整收卷，避免打結彎折。

6 結論

1600 m鋼絲作業絞車適配1400 m煤層氣深井復雜工況，相較于電纜下放方式安全性更高、抗腐蝕、無漏電隱患；通過標準化下放工藝、遇卡打撈方案、日常鋼絲維護，能夠保障自存儲光學探頭安全穩定開展井筒可視化探測，適合煤層氣井野外常態化檢測作業。

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技術工藝關鍵詞

精準測井、井下可視化探測、井筒檢測、分層溫度監測、地熱井洗井、井筒缺陷排查、地熱含水層定位、深井耐壓探測、井下立體成像

行業應用關鍵詞

地熱井運維、地熱資源勘探、深層地熱勘查、煤層氣井探測、石油修井、地下水環境監測、廢棄地熱井排查、水源熱泵勘查、中深層換熱井檢測