198 2.钻具连接前,?要将公、母螺纹及台肩清洗干净,仔细检查,认为没有问题,方可涂好合格
的螺纹脂,进行连接。特别是方钻杆保护接头更要注意,?因为它要和每个钻杆母接头连接一次,该接头若有损伤,会造成许多钻杆母接头的损伤。
3.上、卸扣时,绝不允许大钳咬钻杆本体。
4.当钻具悬重超过1100kN时,?井口不许用短体卡瓦夹持钻具,以免挤伤钻杆,此时应改用长体卡瓦或用双吊卡进行起下钻和接单根等工作。
5.空吊卡、钻具立柱或单根均不许撞击井口钻具的母接头台肩。
6.上扣时,?公、母接头必须对中,当有摇摆和阻卡现象时,不能快速旋扣。当发现有咬扣现象时,必须卸开重上,不能用大钳硬上。
7.上扣时,必须用双钳按标准扭矩紧扣,不能松也不能过紧。 8.鼠洞接单根时也必须用双钳紧扣。
9.钻铤的提升短节也必须用大钳紧扣。防止下边上扣时,上边倒扣,使钻铤掉入井中。 10.卸扣时,?大钩弹簧要承受一定的拉力,保证被卸开的螺纹不受压力,同时也要防止钻具立柱在弹簧力的作用下撞击井口的母接头。
11.卸扣时,不许用转盘绷扣。
12.要避免产生刻痕,特别是横向刻痕,这些刻痕大部分是由大钳、卡瓦和井下落物造成。 13.除处理事故外,弯钻杆不许下井,特别是不许使用弯曲的方钻杆,如发现方钻杆弯曲,应立即换掉。
14.不能用钻杆做电焊时的搭铁线,因为容易烧成伤疤。
15.在任何情况下,都不允许超过钻具的屈服强度提拉或扭转。
16.使用高矿化度钻井液时,应加防腐剂,以保护钻具。实验证明，在钻井液中加入 （NH4）2HPO4和K2HPO4不但有很好的防腐作用，而且也能改善钻井液的流变性。（NH4）2HPO4在钻井液中电离成两部分，一部分是容易被金属表面吸附的含氮的极性团，另一部分是高价
-3
磷酸根PO4，高价磷酸根可与金属铁络合，生成磷酸铁保护膜，将腐蚀介质与金属表面隔开，从而改变了得以发生电化学反应的条件，抑制或延缓了钻井液对钻具的腐蚀。
17.钻井液的pH值应维持在9.5以上,这样可以减少腐蚀和断裂。实验表明，pH值低于6时，腐蚀速度急剧加快；pH值在9～10.5时,可使腐蚀速度大大降低。但pH值也不能过高，过高则会导致（NH4）2HPO4分解释放氨，降低（NH4）2HPO4的使用效果。
18.钻遇硫化氢气体,?应坚决压死。如非得在硫化环境中工作不可,应使用E级钢以下的钻杆,这里要特别提醒一点,各种配合接头也不得用高级合金钢制造。控制钻井液的pH值在12以上，使钻井液中的H2S转变为硫离子；同时加入除硫剂如海绵铁、碱式碳酸锌等。
19.井下温度超过148℃时,在钻井液处理剂和螺纹脂中,要避免含有硫的成份。 20.进行钻杆测试时,?钻杆在硫化氢环境中暴露的时间不得超过1小时。可以打入抑制缓冲液,在钻杆关闭后,可通过循环短节进行钻柱循环。
三. 钻具管理:
为了合理地使用钻具,延长其使用寿命,减少钻具事故发生率,还须制定一套合理的钻具管理制度。
1.钻具应分类组合,?成套使用,实行租用制度。把新钻杆、一级、二级、三级钻杆的租金拉开档次,优质优价,次质次价,有偿使用,损坏赔偿。鼓励浅井、中深井使用二、三级钻杆,澈底废除钻具费用摊销制度。
2.入井钻具要详细检查钢号(没有钢号者要补打钢号)?、壁厚、公母接头水眼直径(注意:有些规范相同的钻杆,?其接头水眼并不一样,更有甚者,一根钻杆的公、母接头,其水眼直径也不一样),丈量长度,登记造册。要把接头台肩及螺纹清洗干净,?检查有无致命的损伤,同时还
199 要检查钻杆本体有无致命的损伤,不合格者不许下井。
3.在井使用钻具要实行定期上下倒换制度,?抽上加下,或抽下加上均可,目的是改变钻具的受力状态,使整套钻具的各个部分的受力趋于一致。
4.执行错扣检查制度,如果是三个单根组成一个立柱的话,每起一趟钻,错一个单根螺纹卸扣,三趟钻即可错完。错扣检查的目的有二:?(a)检查接头螺纹及台肩的完好程度,如发现螺纹内没有螺纹脂,或者是充满了钻井液,肯定是台肩密封失去效用,应详细检查螺纹及台肩有无损伤。(b)经常错扣可以防止扣紧难卸的问题。
5.要执行定期探伤制度:钻具的暗伤,特别是螺纹部分的暗伤,用肉眼是难以检查出来的,必须用超声波或磁粉进行探伤。钻铤和各种连接接头的螺纹,每运转200-300小时应探伤一次,这是经验做法,各地区可以根据自已的实际情况,确定合理的探伤时间。
6.在腐蚀性的作业环境中,?最好使用有内涂层的钻杆,并要定期检查内涂层剥蚀情况。利用内窥镜检查内涂层是比较麻烦的,可以用测厚仪测量钻杆不同部位的壁厚,推知内涂层的好坏状态。
7.各种连接接头必须定期卸开检查,如有问题,应及时予以更换。
8.要经常用肉眼观察,?钻具表面有无麻坑、横向刻痕和裂纹,防腐层是否损坏,接头台肩是否平整,宽度是否磨薄,螺纹是否磨尖、变形及损伤,钻具是否弯曲,接头是否偏磨,发现以上情况,应将该钻具降级使用,或送管子站进行修理。
9.钻具卸入场地存放时,应用清水清洗钻具内外表面及螺纹,清除腐蚀性物质,并在接头螺纹及台肩上涂上防腐油,并戴好护丝。
第三节 钻具断落后的井下情况分析
钻具断落应该很容易发现,它的特征是:(1)悬重下降;(2)泵压下降;(3)转盘负荷减轻; (4)没有进尺或者放空。有时落鱼很少,如只有一个钻头或一个钻铤,从悬重上很难分辨,但其它各项显示则是很清处的。
一经发现钻具断落,?应立即用原钻具探索鱼头,只有鱼头探到了,才可以有的放矢的进行打捞。但同时也要注意保护鱼头,不能在探索鱼头的过程中损坏鱼头,因为一个完整的鱼头是进行打捞的必要条件,否则，将会给打捞工作带来不应有的因难。由于各种因素的影响,?一般钻具断落后,鱼顶不在计算位置,在纵向和横向上都有许多不确定性,因此,探鱼头往往成为打捞工作中所碰到的第一个棘手问题。
从纵向上看,鱼头位置不确定的因素有:
1.钻头在井底,?落鱼只是一个断口,这是最简单的情况。但是如果断口在中和点以上,原来一部分受拉力的钻具在断落后变为受压状态,而且随着井径的大小变化而呈弯曲形状,断口位置必然下移。断口以上的钻具原来所受拉力较大,现在所受拉力变小,上部钻具的自重伸长减少,断口要上移。这样.就形成了一定的距离,这个距离的大小要视钻具总长度和落鱼长度而定,即井越深、落鱼长度越大、断口间形成的距离也越大。如果断口在中和点以下,可能出现相反的情况,即鱼头可能有少许的上移。
2．钻头虽在井底,?但落鱼不是一个断面,也就是说,钻具同时断成了几截。如果断口处井径大于钻具接头直径的两倍,落鱼有可能穿插下行,此时鱼头已不是一个,实际鱼顶位置和计算鱼顶位置相差就相当大了，应首先探明最上一个鱼顶位置,打捞以后,再探下一个鱼顶位置。
3．起下钻过程中遇阻遇卡时,提、压、扭转用力过大,或者由于钻具本身的缺陷,过早地破坏,此时断落的钻具可能在原位置,也可能下行了,什么地方有支撑点,它就留在什么地方,很难确定鱼顶的位置。在套铣落鱼时,如果落鱼处于井眼的中部,一旦卡点套通后,落鱼也会下行,可能一直落到井底。
200 4．顿钻造成的事故更为复杂,由于各种原因造成的顿钻,钻具从井口脱落以后,以加速度
向下运行,顿入井底。可能把钻具顿成几截,?也可能使钻具严重弯曲,有几个鱼头和鱼头在什么位置很难预料,只有逐步试探,才能知其大概。
5．用电测的方法寻找鱼顶位置应该是比较可靠的,但是由于钻具的自重伸长和电缆的自重伸长不一样，再加上各自丈量的误差,电测的鱼顶深度和用钻具计算的鱼顶深度也是不一致的。
基于以上原因,?探测鱼顶时在纵向上允许有一定的活动范围,可以超过计算鱼顶位置下探,但下放速度要慢,遇阻时不能多压,更不能强转,因为下列几种情况都可能造成遇阻:(1)碰到了鱼头;(2)从鱼顶旁边插下去,碰到了下部钻杆的接头;(3)到了小井径位置,不论是遇到钻杆接头还是钻杆本体都会遇阻;如果是在小压力(5-10kN)?下慢转,压力不降或者突然消失,可能是遇到了鱼头或钻杆接头,这时可以提起钻具在原处重复试探,以确定该处是否是鱼头;如果慢转时压力不降或缓慢下降并发出轻微的金属撞击的“咔嗒、咔嗒”声,证明已到了落鱼旁边,就不应继续下探了,以防把落鱼挤向井壁,更难打捞。这里所说的慢转绝不是不受限制的连续旋转,探鱼遇阻时是不允许连续旋转的,每次只能慢转1-2圈,最多不许超过5圈,只要能帮助我们判明问题就行了,因为我们必须保护鱼头,防止任何性质的破坏。探鱼工具起出后,要进行仔细地检查,凡是探鱼工具顶部有擦痕,说明它接触到了鱼顶;凡是探鱼工具顶部无擦痕而周围有擦痕或磨光现象说明探鱼工具超过了鱼头。
如果下的是打捞工具,即是打捞不成功,也会给我们带来许多可贵的信息,就拿公锥来说吧,下钻到鱼顶位置遇阻,造扣时也打倒车,很像是进入鱼头,但上提一些拉力就滑脱,有些人往往不甘心,就屡试屡败,屡败屡试。实际上一开泵就知道了,?如果进入鱼头,泵压必然上升,反之,如果泵压不上升,肯定是未进入鱼头。另外从起出的公锥可以分析,凡是造扣部位有伤痕的,肯定是进入了鱼顶;凡是光杆部位及接头下台肩磨光的，是下入的公锥直径太小;?凡是公锥顶部磨光而且顶端几扣螺纹磨平的,是下入的公锥直径太大;凡是接头周围及下台肩上有擦痕的,?是下入到了落鱼旁边;这些情况都有助于我们决定下一步应采取什么措施,万万不可等闲视之。
从横向上看,裸眼井段并不是我们想像的那样规距,有缩径的井段,其直径甚至小于钻头直径。但大多数泥页岩井段,由于钻井液的冲蚀和岩层的垮塌,形成的井径大于钻头直径,甚至超过钻头直径两倍以上,这些情况都给探测鱼顶带来了极大的因难。我们分下列几种情况加以讨论:
1.井眼直径小于钻具直径的两倍,?如Φ215.9mm井眼和Φ127mm钻杆,一个井眼中容不下两套钻具,探鱼顶时必然会直接碰到鱼顶,?而且在井内钻具断成几截的情况下也不会相互平行穿插,如图2-1(a)所示,这是最理想最简单的情况。
2.井眼直径大于钻具接头直径的两倍,?如Φ311mm井眼和Φ127mm钻杆,探鱼时有可能从鱼顶旁边插下去,如图2-1(b)所示。但若井眼直径小于钻头和钻具直径之和,则下钻头或与钻头相仿的工具探鱼时可以探到鱼顶,如图2-1(c)所示。
3.若井眼直径大于钻头和钻具直径之和,?有可能用钻头也探不到鱼顶,更大的工具是无法下入的,此时只好用弯钻杆或可变弯接头探鱼顶,?如图2-1(d)所示。弯钻杆端部偏离钻柱轴线的距离,视井下情况而定,但须大于井眼名义直径,可以偏离轴线500mm以上。弯钻杆可以
201 从距母接头2m左右的地方拉弯,这样的话,弯曲角度小而位移大,下钻时也由于弹性应变大而
不容易遇阻。事实证明,只要是在表层套管或技术套管中能下去的弯钻杆,在裸眼内是很少遇阻的。
4.如因顿钻而将钻具顿断,可能落鱼不是一截,而是二截或三截,如果断口正处于井径大的井段(井径小的井段,?钻具不易顿断),落鱼有可能穿插下行,出现图2-1(e)、图2-1(f)的情况,图2-11(e)表示两段落鱼,上鱼的鱼顶在下鱼的鱼顶以上,这种情况比较容易打捞;图
2-11(f)也表示两段落鱼,但上鱼的鱼顶在下鱼的鱼顶以下,这就很难判断那个是上鱼顶,那个是下鱼顶,如果先捞的是下鱼的鱼顶的话,那是根本起不出来的。至于那个是上鱼鱼顶,那个是下鱼鱼顶,一开泵循环,就很清楚了,因为下鱼往往带有钻头,泵压高;而上鱼在开泵时泵压要小得多.
5.如果上部井眼很规矩,而落鱼鱼头正处在井径突然变大处,如图2-1(g)所示,形成所谓的藏头鱼,这是打捞工作中最棘手的问题。这种鱼头有的根本碰不到,有的既使能碰到,但任何打捞工具都抓不到它。在这种情况下,?只好用可变弯接头带打捞工具进行打捞,因为可变弯接头在短距离内可以形成较大的位移,比弯钻杆优越。如果使用可变弯接头带打捞工具仍抓不着鱼头,?可以在打捞筒下接壁钩,或在壁钩内装公锥,先用壁钩把鱼头拨正,?然后进行打捞。如果短壁钩不起作用,就用长壁钩下到鱼顶以下较深部位(不能超过鱼顶以下的第一个接头),正转,有别劲后,关死转盘锁销,上提壁钩,以便把鱼头拉活动,使之离开井壁,或者改变鱼头在空间所处的位置,?如果证明鱼头能够活动,则不可把壁钩提离鱼头,在壁钩钩头搂着鱼身而打捞工具正处于鱼头以上时,可以下放进行打捞。
对于比较复杂的情况,往往令人捉摸不定,如何才能知道其概略呢?这就需要利用一切必要的侦察手段,将侦察得来的材料加以分析研究,做出比较符合实际的判断,定出下一步的打捞方案。
如果用钻杆甚至用钻头都探不到鱼顶的话,就应该用电测的方法探测鱼顶位置及鱼顶上下井径大小,鱼顶以下不少于20m,?鱼顶以上不少于100m。这些资料虽然也有一定的误差,但毕竟是可供我们直观的有效数据。
其次是对每一打捞过程,?即使是失败了,也要收集与分析一切可以得到的信息,如在鱼头处的阻、卡、别、跳现象及各种声响及打捞工具的内外擦痕与螺纹的磨损、崩落等,使用弯钻杆或可变弯接头时,还要记清这些擦痕的方向,譬如,擦痕在弯钻杆的弯曲方向,说明弯钻杆的偏移值不够,下一次应下偏移值更大的弯钻杆;?如擦痕在弯钻杆弯曲方向的背面,说明弯钻杆的偏移值太大,下一次应下偏移值较小的弯钻杆。公锥造扣部位螺纹完好,说明未进入鱼头。转动时有钢铁撞击声,说明打捞工具已超过鱼头。最直观的还是泵压的变化,无论公锥、母锥、打捞筒,只要抓着了鱼头,泵压必然会上升,除非落鱼是相当短的,否则,泵压不可能不起变化。
虽然我们尽量使自已的思想符合客观实际,但井下情况是看不见摸不着的,难免和实际情况有一定的误差,常常有这样的情况,经过反复探索找不到鱼顶,但不定向的用转盘转动着下放找鱼,反而把落鱼抓到了。这也是\山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村\了。其实这个道理也很简单,当打捞工具不带弯钻杆或可变弯接头而静止下放时是一个点,当转动时,由于下面钻具的摆动,而形成一个扫描面,碰到落鱼的机会就增多了。如果打捞工具带有弯钻杆或可变弯
接头,静止下放时,它扫描的是一个弧线,转动着下放时,它扫描的是一个环形面,也增加了碰到鱼顶的机会。当然这要反复多做,不可能一蹴而就。毕竟碰到鱼顶的机遇率是很低的,如果撞进了鱼头,千万不能提离,因为失去了这个机会,可能再也得不到这个机会。
这里还需要说明一个问题,落鱼轴线和井
202 眼轴线不可能重合,打捞钻具的轴线和井眼轴线也不可能重合,绝对的直井是没有的,因而钻
具总是靠着井壁的下限。如果带有弯钻杆或可变弯接头,钻柱轴线并不在井眼轴线上,而是在井眼的低边上。随着转盘的转动,弯钻杆或肘节产生移轴现象,于是就产生如图2-2所示的三种情况:(1) 当弯钻杆偏移值等于或小于实际井眼半径时,它扫描的面积如图2-2(a)所示, 是靠近井筒下限的眼球状面积,?还有一部分弯月形面积是扫不到的;(2) 如果弯钻杆的偏移值大于实际井眼半径而小于其直径时,它扫描的面积如图2-2(b)所示,是靠近井筒下限的带瞳孔的眼球状面积,其月牙面和瞳孔面是扫不到的 (3)如果弯钻杆的偏移值等于或大于实际井眼直径,它所扫描的面积如图2-2(c)所示,是个环形面积,中间的这部分圆面积是扫不到的。所以在大井眼中打捞钻具时,随着对井下情况的不断认识,经常需要改变弯钻杆的偏移值,那是很自然的事。
如果鱼顶部位井径很大,?而弯钻杆又不可能弯曲得很大,因为太弯了,从井口就下不去。可以采取两种办法:(1)在弯钻杆下边接一个直钻杆,?然后在直钻杆上接打捞工具,这样,偏移值可以
增加很多;(2)用偏水眼公锥或偏水眼接头,如图2-3所示,把正常公锥的下部水眼堵死,而从侧面开一个新的水眼,这个新水眼,不能开在造扣部位,而应开在造扣部位以下。如果偏水眼公锥与弯钻杆配合在一起使用,则偏水眼的方向一定要与弯钻杆的弯曲方向相反。由于是偏水眼,在开泵循环时,利用液流的反推力,而将公锥推向井壁一边,转盘旋转一周,公锥可沿井眼周边探测一周。同时我们还可以利用钻井泵排量的大小变化,来调节公锥的侧向反推力,排量越大,公锥的位移越大,排量越小,公锥的位移越小,停止循环时公锥垂直向下。由于它活动范围大,且可以自由调节,有些用弯钻杆很难找到的鱼头,用偏水眼公锥却可以找到,这是它的优点。但是,由于是偏水眼,?循环钻井液时直接冲剌井壁,对不稳定地层容易冲垮。另外打捞钻具后,也不能较长时间的大排量循环,?因为造扣后,偏水眼虽然不可能堵死,但周边环形间隙很小,形成的液流速度很高,很容易剌坏钻具。由于它有这两个致命的弱点,所以不到万不得已时,是很少用偏水眼公锥的。
偏水眼接头的作用和偏水眼公锥一样,只是把公锥上部的配合接头上开一个侧眼,而把公锥本身的水眼堵死。但是在打捞后,下部钻具失去循环,对解除事故不利。所以只有在下部钻具已经失去循环或者在打捞后根本不想进行循环的情况下才能使用偏水眼接头。
第四节 打捞落鱼的工具及使用方法
打捞落鱼的工具多种多样,主要根据鱼头的形状和管壁的厚薄进行选择,分插入式和套入式两种。插入式工具是插入鱼头水眼即从落鱼内径进行打捞,如公锥、捞矛等;套入式工具是把鱼头引入工具内部即从鱼头外径进行打捞,如母锥、打捞筒等。
一 公锥
1. 公锥的结构、性能、规范
公锥是打捞作业中经常使用的工具,它是由高强度合