238 例十四 华北油田 Y-29-2井
1. 基础资料
(1) 技术套管:φ244.5mm,下深1504m。 (2) 油层套管:φ177.8mm,下深2839.77m。 (3) 裸眼:钻头直径φ152mm,钻深3216m。
(4) 钻具结构:φ152mm扩孔器1.46m+φ120.65mm钻铤53.86m+φ88.9mm钻杆。
3
(5)?钻井液性能:?密度1.11g/cm, 粘度28s, 滤失量7ml,滤饼0.4mm,含砂量0.2%, 切
2
力0/1mg/cm,?pH 10。
2. 事故发生经过
下φ127mm尾管前,用φ152mm扩孔器扩眼,当第三只扩孔器扩孔到井深2887m时,上提遇卡,转动有别劲,将φ88.9mm钻杆母螺纹胀大而脱落,落鱼长2766.89m。
3. 事故处理过程
(1)?下钻杆对扣,?落鱼下行194.07m,?鱼顶为314.18m,鱼底为3081.07m。起出十一柱钻杆又遇卡,上提1800kN,无效,开泵,憋压18MPa,循环不通。计算卡点在1200m左右,所以上提450kN倒扣,结果从井深2204m处倒开,落鱼586.10m,又顿入井底。起出的钻杆中有三根钻杆的母螺纹由φ120mm胀大到φ150mm。
(2) 第二次又下光钻杆对扣后倒扣,从井深2294.20m处倒开,落鱼786.87m。
(3) 下左旋螺纹钻杆连续倒扣,一直倒到井深2911.60m,落鱼尚有169.47m,因为发现右螺纹钻杆严重弯曲,水眼堵塞,而且扣紧难倒,左旋螺纹钻杆已有扭曲现象,所以决定不再处理。
4.认识与建议
(1)?使用φ88.9mm钻杆和φ152mm扩孔器,必须限制扭矩,扩孔器收缩失灵和钻杆母螺纹胀大,都和扭矩超限有关。
(2) 本井扩孔至井深2887m,是否发生了溜钻,值得怀疑,可能一切祸根都是由溜钻引起的,因溜钻而压坏扩孔器引起扭矩超限,也造成了起钻时的遇阻遇卡。
(3) 右旋螺纹钻杆弯曲是顿钻造成的,水眼不通,可能和钻井液性能有关,本井钻井液切力太低,悬浮性太差。
（4）计算卡点与实际卡点相差为什么如此悬殊？
(5) 在左旋螺纹钻杆发生扭曲的情况下,本井的事故已经无法处理了,若再继续倒扣,很可能把左旋螺纹钻杆也扔到井下。
例十五 辽河油田 SH125井
1.基本资料
(1) 技术套管:?177.8mm,下深3397.92m。 (2) 尾管：?127mm，下深3786.35m。 2.井下事故的形成
该井在检修电潜泵时,由于电缆卡子及碎电缆落井,造成电潜泵被卡,处理过程中,又造成磨鞋被卡,在解卡过程中,又造成钻铤、左旋螺纹母锥、左旋螺纹钻杆落井，套铣时又使?127mm铣管断入井中0.8m。事故进一步复杂化。其井下情况如图2-36所示。
3.事故处理过程
239 （1）打铅印，证实鱼顶为?89mm左旋螺纹钻杆本体，且不规则。
（2）套磨鱼顶，
（3）下右旋螺纹母锥倒出左旋螺纹钻杆2.32m。鱼顶井深为2595.4m。
（4）下入?150mm母锥+?120mm安全接头+?120mm震击器打捞，震击多次，无效，从安全接头退出。
（5）先用单筒强行套铣母锥，完成母锥套铣作业后，再加长铣管继续套铣钻杆。 （6）下入?153mm高强度铣鞋 +?140mm套铣管80m，+?150mm随钻打捞杯+?89mm钻杆，进行套铣。多次发生憋泵、遇卡、无进尺等现象，主要原因是井下落物太多，有铁屑、铁块、清腊钢丝等。全井从随钻打捞杯中捞出落物近1t。
（7）由于多次磨铣、套铣，落鱼水眼及环隙均被堵死，下部钻具又扣紧难倒。要想爆松倒扣，又必须通开落鱼水眼，因而设计了?65mm长杆磨鞋，特制了一批无接箍钻杆来完成通钻具水眼任务。钻具组合是：?65mm长杆磨鞋+?60mm无接箍钻杆+?150mm随钻打捞杯+?89mm钻杆。通开了钻具水眼。
（8）采用826型测卡松扣仪器进行测卡、爆炸松扣打捞钻杆。先后三次均进行了外铣内通作业，共捞出钻杆17根，鱼顶为?154mm母锥，深度为3133.40m。本井三次爆松倒扣，都在3000m以下，每次用炸药120～130g（对?89mm钻杆）,均一次成功。
（9）采用铣锥把母锥接头内径扩大，再用?100mm公锥将母锥捞出。 （10）套铣下部两根钻铤。钻具组合为：?153mm高强度铣鞋 +?140mm套铣管20m，+?150mm随钻打捞杯+?89mm钻杆。
（11）下入公锥打捞成功，并带出被卡磨鞋。
（12）打捞电潜泵：电潜泵鱼顶为?116mm，于是决定下入?153mm高强度铣鞋 +?140mm带暗窗的套铣管+?150mm随钻打捞杯+?89mm钻杆。经过5小时套铣，成功地打捞出电潜泵残体。
（13）下?154mm通井规，通到尾管悬挂器位置3243.06m，又下?105mm通井规通到人工井底3649m。
4.认识与建议
(1)本井为高产采油井,所以必须下决心把事故解除,否则损失太大.如果是钻井中遇到如此复杂的事故,应从经济角度出发,采取侧钻的办法也可。
（2）自制长杆磨鞋和无接箍钻杆解决了小水眼通开的问题。是一个创造，值得其他单位借鉴。其实通水眼也有多种方法，可参看本书第一章。
（3）设计带暗窗的套铣筒对打捞电潜泵的残体是比较好的办法，其它类似情况也可参考。
193 第二章 钻具断落事故
钻具断落是钻井过程中经常碰到的事故。有的情况比较简单,处理起来比较容易,往往会
一次成功。有的处理起来就比较麻烦,?因为钻具断落之后,往往伴随着卡钻事故的发生。如果处理不慎,还会带来新的事故。如果造成事故摞事故的局面,那就很难收拾了。因此我们必须慎重的研究这个问题。
第一节 钻具事故发生的原因
造成钻具断落事故的原因不外乎疲劳破坏、腐蚀破坏、机械破坏及事故破坏,但它们之间不是独立存在的，往往是互相关联互相促进的,但就某一具体事故来说,可能是一种或一种以上的原因造成的。
一.疲劳破坏:
这是钢材破坏的最基本最主要的形式。金属在足够大的交变应力作用下,会在局部区域产生热能,使金属结构的聚合力降低,?形成微观裂纹,这些微裂纹又沿着晶体平面滑动发展,逐渐连通成可见的裂纹。一般来说,裂纹的方向与应力的方向垂直,故钻具疲劳破坏的断面是圆周方向的。形成疲劳破坏的原因有:
1.钻具在长期工作中承受拉伸、压缩、弯曲、剪切等复杂应力,?而且在某些区域还产生频繁的交变应力,如正常钻进中中和点附近的钻具、处理卡钻事故时的自由段钻具以及在弯曲井眼中运转的钻具,当这种应力达到足够的强度和足够的交变次数时,便产生疲劳破坏。
2.临界转速引起的振动破坏:钻柱旋转速度达到临界转速时,会使钻具产生振动,有纵向振动和横向摆动两种形式,同时在一定的井深这两种形式的振动还会重合在一起,这种振动会使钻具承受交变应力,促使钻具过早地疲劳。各种钢质钻杆的临界转速及两种振动重合时的井深列于表2-1,作为参考。
表2-1 钢质钻杆的临界转速及两种振动重合时的井深 钻杆直径,mm 转盘转速,r/min 60.3 110 701 两种振动重合时的井深,m 2865 6400 73.0 130 597 2438 5486 9754 88.9 160 488 2012 4511 7925 101.6 185 424 1707 3871 6705 114.3 210 366 1524 3414 6005 127.0 235 305 1372 3048 5334 139.7 260 299 1219 2743 4846 3.钻进时的跳钻、别钻,?既使钻具产生纵向振动,又使钻具产生横向振动,对受压部分的钻具破坏极为严重,所以在砾石层中钻进,最容易发生钻铤事故。
4.钻具在弯曲的井眼中转动,?必然以自身的轴线为中心进行旋转,这部分钻杆靠井壁的一边受压力,离井壁的一边受拉力,每旋转一圈,拉、压应力交变一次,如此形成频繁的交变应力,促使钻具早期破坏。
5.天车、转盘、井口不在一条中心上,转盘本身形成了一个拐点,井口附近的钻具就好像在弯曲井眼中转动一样,产生了交变应力。
6.将弯钻杆接入钻柱中间,?弯钻杆本身和与其上下相连接的钻杆都要产生弯曲应力。如这段钻具和狗腿井段相遇时,所产生的交变应力将是相当大的。
二.腐蚀破坏:
钻具在恶劣的环境中储存或工作,都会产生腐蚀,这是钻具提前损坏的普遍原因。
194 有时几种腐蚀会同时发生,但是总是以某一种腐蚀形式为主要破坏原因。由于腐蚀使管壁
变薄,表面产生凹痕,甚至使钢材变质,降低了钢材的使用价值和使用寿命。造成钢材腐蚀的因素有:
1.氧气的腐蚀:氧气可以说是无处不在,它存在于空气中,也存在于水中和钻井液中,钻具无论存放或使用,都要接触氧气,它是最常见的腐蚀剂。在很低的浓度(<1ppm)下,就能产生严重的腐蚀。如果水中含有二氧化碳或硫化氢时,其腐蚀性急剧增加。氧的腐蚀机理可写成
+2
阳极反应 Fe→Fe＋2e
-阴极反应 O2+2H2O+4e→4OH 4Fe+6H2O+3O2→4Fe(OH)3↓
由以上反应式可以看出,?铁在阳极释放电子,生成二价铁离子,氧在阴极接受电子与水反应生成氢氧离子,以后二价铁离子被氧化成三价铁离子(即又被氧夺去一个电子)与氢氧离子反应生成氢氧化铁,从溶液中沉淀出来,这就是经常可以看到的铁锈。氧的浓度越大,反应越快,腐蚀就越历害。氧的腐蚀首先是坑蚀,然后由点到面发展,覆盖整个钻具表面。
2.二氧化碳的腐蚀:二氧化碳可能由地层产生,也可能由钻井液处理剂的分解而产生。二氧化碳与水反应后形成一种弱酸即碳酸,也会在钻具表面造成蚀疤。它的反应式如下:
??? CO2+H2O→H2CO3
如果钻井液中或水中溶有重碳酸盐,?在较低的pH值下,碳酸氢根与氢离子结合也可生成碳酸.它的反应式如下:
????HCO3+H+→H2CO3
如果溶液的pH值较高,?没有过多的氢离子参与碳酸氢根的反应,?则不会生成碳酸,腐蚀性就会降低。
3.硫化氢的腐蚀:硫化氢主要由地层产生,但也可以由含硫有机处理剂的热分解而产生。硫化氢溶解于水形成一种弱酸,对钻具有腐蚀作用。但它的主要作用不在于腐蚀,而在于使钢材发生氢脆破坏。氢原子有个特性,在有硫化物的环境中以原子形式存在,在其它的环境中以分子形式存在。氢原子是所有原子中最小的原子,?它能渗入钢材或其它金属材料并扩散到材料内部,而且最容易集中到材料受力最大的区域,但当氢原子脱离了硫化物的环境后,?很快结合成氢分子,氢分子的体积要比氢原子大许多倍,它能破坏钢材的组织结构,降低钢材的韧性,产生各种微小的裂纹。氢原子又继续聚积到裂纹尖端,并使裂纹发展,直至钢材不能承受外界负荷时,会突然发生断裂,这种现象称为脆化。对氢脆的敏感性由下列因素决定:
(1) 钢材的屈服强度:屈服强度低于630MPa 的普通碳素钢一般不会发生氢脆断裂,强度越高,产生破坏的时间越短。
(2)?钢材的硬度:合金钢的硬度大于Rc22时容易遭到破坏。 (3) 硫化氢的浓度:硫化氢浓度越高,氢脆破坏的时间越短。
(4)溶液的pH值:随着pH值的降低,氢脆断裂的趋势增长,如果pH值维持在9.0以上,则氢脆破坏可显著减少。
(5) 温度:温度超过83℃,氢脆断裂的敏感性降低。
(6) 应力:外载施于钢材的应力越大,氢脆断裂的时间越短。
4.溶解盐类的腐蚀:氯化物、碳酸盐、硫酸盐都对钢材有腐蚀作用,它们的腐蚀过程都有显著地电化学作用,由于它增强了钻井液的导电性,促使其它形式的腐蚀作用增强。溶解盐类的腐蚀有如下规律:
(1)和钻井液的pH值有关,pH值越低腐蚀作用越强。
(2)和温度有关.温度越高,分子活动能力越强,腐蚀速度加快。 (3)和溶解盐浓度有关.溶解盐浓度越大,腐蚀速度越快。 (4)?和钻井液的流速有关,流速越大,腐蚀越快。所以钻具内壁的腐蚀要比外壁的腐蚀快。
195 而这一点往往是人们注意不到的。
5.各种酸类的腐蚀:?酸类的腐蚀作用是由于它降低了钻井液的pH值和损害了管材的保护膜,同时也加强了钻井液的导电性,使电化学腐蚀作用增强,并且还会产生氢原子,如果有硫化物同时存在的话,会产生氢脆作用。溶解于钻井液中的氧气,也会显著的加强酸类的腐蚀作用。
6.电化学腐蚀:钻具在钻井液中类似于电极在电解液中,也可以产生导电反应,不同金属之间,不同的钢材化学成份之间就会产生导电现象。如铜和钢连在一起放入水中,则铜为阴极,钢为阳极,产生电流,钢被腐蚀。但钢与易反应的金属如铝和镁等连在一起放入水中,则钢为阴极,铝镁成为阳极,产生电流,铝镁被腐蚀,而钢得到了保护。新钻杆与旧钻杆连接在一起,则新钻杆起阳极作用,旧钻杆起阴极作用,新钻杆先被腐蚀。钻具的氧化皮与钢材本身之间的差异,也会产生电流,使钢本身进一步遭到腐蚀。受应力的金属对不受应力的金属呈负电位,?也可形成电池效应。当电流流过钢材时,会带走微量的金属分子,并沉积于电流的另一端,这样就会形成伤疤,引起应力集中或造成疲劳破坏。
三.机械破坏
1.钻具制造中形成的缺陷如:(1)轧制过程形成的夹层;(2)调制过程发生结晶组织变化;(3)公母螺纹连接螺纹的临界断面模数配比不合理,?不是母强公弱,就是公强母弱;(4)钻杆加厚过渡带几何形状设计不合理,因为这里是最容易造成应力集中的地方;(5)钻铤公螺纹未车应力减轻槽;这些先天不足,往往会导致钻具早期损坏。
2 钻具在长期使用中的腐蚀与磨损,?某些区域管壁变薄或存在微细裂纹,强度大为减弱,在外力的作用下,?钻杆最容易从最薄弱的地方被拉断或扭断。
3.处理卡钻事故时,不恰当地用大力活动,当应力超过其屈服极限时,就产生变形,把钻杆拉细拉长。当应力超过其强度极限时,就会把钻杆拉断。
4.搬运或使用过程中造成了外伤,如卡瓦牙痕,井下落物(钻头牙齿、钳牙、卡瓦牙等)造成的横向刻痕以及撞伤、砸伤等,往往成为应力集中点,由此而向外扩展,而且各种腐蚀也容易从这里开始,造成钻具的局部损坏。
5.上扣不紧,?不按规定扭矩上扣,接头台肩靠不紧,一方面台肩失去密封作用,螺纹容易被钻井液剌坏,另一方面,由于失去台肩的支撑力,公母螺纹产生频繁地交变应力,会使螺纹疲劳折断。
6.钻进时加压过大,或发生连续别钻,或在遇阻遇卡时强扭,把钻杆母螺纹胀大、胀裂,造成钻具脱落。
7.对各种连接螺纹特别是配合接头的连接螺纹长期使用而不定期卸开检查,?以致螺纹磨损造成钻具脱落。要知道,连接着的螺纹也经常处于变化之中,不可不查。
8.在接头或钻杆加厚部分的内径突变处,流动的钻井液形成涡流,冲蚀管壁,甚至会把管壁剌穿,降低了钻杆的抗拉抗扭强度。
9.将连接螺纹的规范搞错,把尺寸相近而又不是同一规范的公母螺纹连接在一起,因为它们咬合不紧,在运转过程中容易磨损而造成钻具脱落。
10.中途测试挤坏钻杆:为了进行地层测试,测试工具要用钻杆连接下到测试层位,在测试阀打开之前,钻杆内是空的,底部钻杆处于钻井液的静压下,如超过了钻杆的抗挤强度,就会把钻杆挤坏。下面把各种钻杆的最小抗挤压力列于表2-2和表2-3中,以做参考。
196 表2-2 新钻杆及一级钻杆最小抗外挤力不从心 MPa
钻杆外径 mm 60.3 7.11 5.51 73.05 9.19 9.35 6.46 88.9 9.35 11.41 6.66 101.6 8.38 9.66 6.89 8.56 114.3 10.92 12.70 7.52 127.0 9.19 12.70 7.72 139.7 9.17 10.54 168.0 8.38 64.7 73.9 37.8 50.3 67.3 33.4 45.0 52.2 27.3 88.2 100.7 47.4 68.0 91.8 41.3 57.4 71.2 32.7 111.7 127.7 55.0 81.7 116.3 47.1 68.0 87.9 36.1 123.5 141.1 58.6 88.4 128.6 49.7 73.1 95.2 37.3 158.7 181.4 67.1 106.8 165.3 55.2 86.5 116.0 41.1 54.8 63.1 25.9 38.3 57.1 22.2 31.9 41.2 17.1 74.7 86.1 30.7 48.1 78.0 25.6 39.2 52.2 19.9 94.6 109.0 33.5 56.0 98.7 28.2 44.4 61.2 22.1 104.4 116.5 34.4 59.6 109.1 29.5 46.7 65.4 22.8 128.2 155.0 38.6 68.4 139.7 32.1 51.2 76.2 23.3 77.8 52.2 82.4 70.4 106.1 71.2 112.3 96.0 134.4 88.0 142.2 121.6 82.0 121.6 144.6 67.8 97.8 111.2 57.1 86.7 148.6 95.3 157.2 134.4 88.8 134.4 160.0 72.8 108.2 122.8 60.9 94.0 191.0 116.1 202.2 172.8 107.3 172.8 205.4 86.1 137.2 157.9 70.1 114.3 66.7 41.2 71.0 59.9 38.4 59.9 72.2 31.8 47.6 54.4 26.8 40.7 91.0 52.2 96.7 81.8 48.3 81.8 98.4 39.0 61.5 74.2 32.0 51.4 115.3 61.2 122.6 103.5 56.3 103.5 124.7 44.1 73.3 94.0 35.2 60.2 127.4 65.4 135.4 114.4 59.9 114.4 137.8 46.4 79.0 103.3 36.3 64.4 163.8 76.3 174.1 147.1 68.8 147.1 177.2 50.8 94.4 126.7 40.1 74.8 壁厚 mm 4.83 D 55.1 E 75.1 新钻杆 X-95 95.1 G-105 105.0 S-135 129.7 D 45.5 E 58.2 一级钻杆 X-95 69.0 G-105 74.1 S-135 87.9 50.3 68.3 70.4 83.7 44.8 56.7 64.4 38.9 51.8 96.0 114.1 57.2 77.2 87.8 49.0 70.7 表 2-3 二、三级钻杆最小抗挤外力 MPa
钻杆外径 mm 60.3 7.11 5.51 73.0 9.19 6.46 88.9 9.35 11.41 6.66 101.6 8.38 9.66 6.89 114.3 8.56 10.92 61.2 27.1 51.2 62.2 21.5 35.2 45.6 17.3 29.0 45.6 83.4 32.6 69.7 84.9 24.6 43.8 58.2 20.1 35.2 58.9 105.6 35.9 84.5 107.6 27.3 50.4 69.0 22.4 39.3 69.9 116.7 37.0 91.5 118.9 28.6 53.4 74.2 23.1 40.9 75.2 150.1 40.9 111.0 152.9 31.0 60.1 88.0 23.7 44.1 89.3 53.9 19.3 43.0 54.9 15.0 26.4 35.4 12.6 21.0 35.9 73.5 22.0 54.7 74.9 17.5 31.5 44.1 14.2 23.9 44.8 93.1 24.8 64.5 94.9 19.0 34.5 50.9 14.8 26.7 52.6 101.2 25.8 69.1 104.9 19.3 35.6 53.9 14.8 28.0 54.7 124.0 27.2 81.2 129.0 19.4 39.5 60.8 14.8 30.1 61.9 57.3 29.5 78.1 35.9 98.9 40.1 109.4 41.8 140.3 44.9 50.3 21.4 68.2 24.5 82.0 27.3 88.7 28.5 107.2 30.8 壁厚 mm 4.83 D 33.2 E 40.9 二级钻杆 X-95 46.7 G-105 49.3 S-135 54.6 G 24.6 E 29.0 三级钻杆 X-95 31.2 G-105 32.7 S-135 36.4 197 钻杆外径 mm 壁厚 mm 12.70 7.52 127.0 9.19 12.70 7.72 139.7 9.17 10.54 168.3 8.38 D 47.6 16.5 27.0 48.6 14.3 21.5 29.5 11.5 E 73.7 19.4 32.4 64.1 16.6 24.8 35.8 12.7 二级钻杆 X-95 93.3 21.4 35.6 76.7 17.8 27.5 40.1 12.9 G-105 101.7 22.0 36.8 82.7 18.0 28.8 41.8 12.9 S-135 124.6 22.4 40.6 99.3 18.0 31.2 45.0 12.9 G 47.3 12.1 19.2 39.2 10.3 15.1 21.4 7.9 E 61.0 13.5 21.8 49.3 11.2 17.6 24.5 8.0 三级钻杆 X-95 72.7 13.9 24.7 57.6 11.2 19.1 27.2 8.0 G-105 78.2 13.9 25.6 61.4 11.2 19.5 28.5 8.0 S-135 93.3 13.9 26.9 70.8 11.2 19.5 30.7 8.0
四 事故破坏
1.把不同钢级、不同壁厚、不同等级的钻杆混同使用,强度最弱的钻杆总是首先遭到破坏
的。
2.顿钻造成钻具折断,?如因顶天车、刹车失灵、井口工具失效、单吊环提钻、井口上部钻具倒扣、都有可能把钻具顿入井中,这种事故是非常恶性的事故,它有可能把钻具顿弯,有可能把钻头顿掉,也有可能把钻具顿成几截,处理起来是比较困难的。
3.事故倒扣:在处理卡钻事故中,为了套铣或侧钻,不得不将一部分钻具倒入井中。 4.过失倒扣.由于操作者的失误,在下列三种情况下有可能将钻具倒入井中:(1)在下左旋螺纹工具的过程中,用转盘正转的办法给左旋螺纹钻杆上扣,把转盘以下的左旋螺纹钻具倒入井中;(2)在钻进或划眼时,钻头遇阻遇卡,上面的钻具继续旋转,储存了很大的能量,一旦摘开转盘离合器而不加控制,整个钻柱要飞速的倒转,在惯性力的作用下,把下部钻具倒开,在这种时候,越是靠近钻头的地方,所受的反扭矩的冲击力越大,所以最容易把钻头倒掉;(3)在钻进或划眼时,钻头遇阻遇卡,上面的钻具继续旋转,储存了很大能量,一旦阻力被克服,整个钻柱要飞速正转,但转盘的转速不可能与钻柱的转速同步,反而起到了制动作用,在惯性力的作用下,把上部的钻具倒开。
第二节 钻具的使用、维护与管理
要想不发生钻具事故,就必须正确使用钻具,并做好日常工作中的维护与管理工作。
一.钻具的贮存:无论是在仓库或是在工作场所,都要按下列要求进行贮存。
1.要贮存在管架台上,管架台要垫离地面0.3m以上,防止水、湿气、泥土的锈蚀。 2 架存不许超过三层,层与层之间应均匀衬以垫木或垫杠三根,防止钻具产生弯曲。 3.钻具应按钢级、壁厚、分类等级、接头水眼大小分别存放。每根钻杆在适当部位打上钢印?(包括钢级、壁厚、编号),并登记卡片两张,一张存档,一张随钻杆转运。
4.对长期存放的钻具,要定期检查其内外表面的腐蚀情况,并进行防腐工作。 5.公、母螺纹及台肩要清洗干净,涂好防锈油,戴好护丝。
6.凡是检查出的有问题的钻具,要与完好钻具分别存放,避免混入好钻具中。并且要用红漆或黄漆在有问题的地方标上明显的记号。
7.在管子站内存放,要取掉钻杆上的胶皮护箍,否则,它会在钻杆本体上造成环状腐蚀槽。 8.管具存放前应清洗、吹干，存期不宜超过2年。
二.钻具在日常使用中的维护工作 1.钻具上下钻台,公、母螺纹必须戴好护丝。并且要平稳起下,不许碰撞钻杆两端的接头。
233 (3) 本井事故的顺利解除,得益于技术套管下得深,而下部地层硬,井眼也较规矩,才没有
造成两条鱼互相穿插的现象。同时钻井液性能好,没有发生粘吸卡钻。
例七 长庆油田 SH-93井
1．基础资料
(1) 表层套管:φ426mm,下深35m。 (2) 技术套管:φ273mm,下深593m。
(3) 油层套管:φ177.8mm,下深3743.31m。
(4)?裸眼:钻头直径φ152mm,钻深3771.05m,井段从3743.31m至3771.05m,长27.74m。又用φ149mm取心钻头取心1m,钻达井深3772.05m。
(5)钻具结构:φ152.4mmJ33 钻头+φ123mm钻铤54.43m+φ88.9mm钻杆。 2．事故发生经过
本井用φ149mm取心钻头取心至3772.05m,然后用152.4mmJ33牙轮钻头扩眼,当扩眼至3771.05m时,钻铤断落,落鱼总长27.85m,鱼顶位置为3743.75m。
3．事故处理过程
(1)?下φ143mm卡瓦打捞筒打捞,开泵不通,落鱼被卡,只好把打捞筒退出。开泵不通的原因可能是钻井液中石膏粉沉淀,堵塞环空。
(2) 必须进行套铣,才能进行打捞,但铣筒内径受φ123mm钻铤外径的限制,必须大于126mm。铣筒外径受套管内径的限制,?必须小于φ150mm,同时还需有一定的壁厚,才能保证有一定的强度,并好车制连接螺纹。在API管材的标准系列中,没有适合本井套铣用的管材规格。
3
几经周折,才找到了过去从苏联进口的5/4in套管,外径146mm,内径126mm,壁厚10mm,用它制成了小直径套铣筒。第一次下入一个单根试套,未开泵时,钻具悬重700kN,?开泵时,?钻具悬重670kN,排量15L/s,泵压8.5-9.0MPa, 套进落鱼后,泵压9.5～10MPa, 转速43r/min,钻压15～20kN,套完一个单根。
(3)?下入三根套铣筒套铣,钻压10～40kN,转速38r/min,排量10L/s,泵压由9.5MPa上升至17MPa,一直套到钻头位置。
(4) 下φ143mm卡瓦打捞筒,将落鱼全部捞出。 4．认识与建议
(1)?小井眼钻进的关键是要把钻井液性能搞好,在这样深的井中,绝不允许有沉淀现象发生,这也是很容易做到的事。
(2)用φ152mm钻头钻进,应用Φ120.65mm钻铤,回旋余地会大一些。
(3)?本井事故很特殊,在石油用管材中,除Φ146mm套管外,还没有可以做套铣工具的合适管材,而146mm的套管,现在也很难找到,因为各个油田都不用这种套管了。可以说,本井的事故几乎走到了绝路,但又能在绝处逢生,得益于几根Φ146mm的套管,物必有用,不可随意弃之。
例八 华北油田 J-20井
1．基础资料
(1) 技术套管:φ177.8mm,下深3755.16m。 (2) 裸眼:钻头直径φ152mm,钻深3860.70m。
(3) 钻具结构:φ152mm钻头+φ120.65mm钻铤133.21m+φ88.9mm钻杆。
32
(4) 钻井液性能:密度1.34g/cm,粘度38s, 滤失量5ml,滤饼0.4mm,切力25/35mg/cm,含砂量0.2%,pH值9.5。
2.事故发生经过
234 正常起钻,起到井深2763.79m,司钻记错单根数,一直往上起,游车顶到了天车,大绳拉断,
游车、大钩、钻具一齐顿下,最上一根钻杆从公接头以上0.54m处折断,落井钻具全长1096.61m。
3. 事故处理过程
(1) 下φ152mm平底磨鞋磨鱼顶0.35m。
(2) 下φ88.9mm右旋螺纹公锥打捞,进不了鱼顶。 (3) 又下φ152mm平底磨鞋磨鱼顶0.25m。
(4) 下φ88.9mm右旋螺纹公锥打捞,造扣成功,开泵憋压到20MPa,循环不通,活动钻具,由740kN提到900kN,解卡。起出钻具三柱,遇阻850kN,公锥滑扣。
(5) 下φ136.5mm卡瓦打捞筒打捞,进不了鱼头。
(6) 下φ88.9mm左旋螺纹公锥、左旋螺纹钻杆四次,倒扣成功,倒出的鱼头是偏磨的,尚留90×140mm一段管壁。
(7) 下光钻杆对扣,第一次对扣后,上提900kN,滑脱。第二次对扣后,上提1000kN,滑脱。第三次对扣后,上提1050kN,开泵时泵压由15Mpa降至5MPa,解卡,起出全部落鱼。
4.认识与建议
(1) 修鱼头一定要用套筒磨鞋或领眼磨鞋,不能用平底磨鞋。因为鱼头总是偏向井壁一边的,用平底磨鞋不可能全面磨铣,其结果必然要留下一段未被磨到的管壁,这段管壁必然要影响打捞工具的正常工作。
(2) 憋泵,20MPa的压力太少,起码要憋到35-40MPa。根据多次处理事故的经验,在25-35MPa的范围内憋通泵的机会较多。
(3) φ88.9mm的钻杆对扣后为什么能滑脱呢?肯定是没有对好扣,或者是错扣了,或者是螺纹没有上到家,只要是对好了扣,绝无滑脱的道理。
(4)?本井落鱼1096m,在钻井液中的质量尚有240kN,宜用卡瓦打捞筒打捞,不宜用公锥打捞,因为φ88.9mm的公锥强度太低,不是滑扣,就是断折, 以少用为佳。
(5) 本井顿钻事故,性质严重,但因裸眼不长,只有105.54m,所以处理起来比较容易。
例九 长庆油田 SH-75井
1. 基础资料
(1)技术套管:φ339.7mm,下深500m。
(2)裸眼:φ241.3mm钻头,钻深2320.31m。
(3)钻具结构:φ241.3mm钻头+φ177.8mm减震器5.05m+φ177.8mm钻铤98.13m+φ127mm钻杆。
3
(4)钻井液性能:密度1.01g/cm,粘度17s。 2. 事故发生经过
在正常钻进时,?泵压由11MPa降到6MPa,上提钻具,悬重由840kN降为 720kN,泵压降为4.5MPa,证明钻具有问题,起钻后,发现钻铤剌断,落鱼79.44m,鱼顶2240.89m。
3. 事故处理过程
(1)下φ114mm公锥打捞,造扣时落鱼跟着转动,造扣不牢,起钻中途,公锥滑扣。 (2)?下φ219mm卡瓦打捞筒打捞,捞出钻铤八根,长65.41m。落鱼还有14.03m,鱼顶2306.28m。还是钻铤母螺纹剌断。
(3) 继续下卡瓦打捞筒打捞,捞获后,憋泵不通,落鱼被卡,退出卡瓦打捞筒。 (4) 下φ219mm套铣筒套铣,一直套铣到钻头。 (5) 下φ219mm卡瓦打捞筒,捞出全部落鱼。 4.认识与建议
235 (1) 既然是钻铤剌漏,泵压从11MPa降到6MPa,总有个从小到大的过程,应该很早就可以
发现。但司钻根本没有意识到这个问题,一直造成了事故的发生。
(2)?下部落鱼被卡,循环失灵,可能是钻铤剌漏后钻头干钻所造成,也可能由于钻井液性能太差钻屑沉淀所造成。钻井液如同清水,根本没有悬浮力,在二千多米的深井钻进中,是很危险的。
例十 河南油田 T-487井
1.基础资料
(1) 表层套管:φ273mm,下深85.47m。
(2) 裸眼:钻头直径φ215.9mm,钻深2203m。
(3) 钻具结构:φ215.9mm钻头+φ215mm扶正器1.87m+φ177.8mm无磁钻铤9.03m+φ177.8mm钻铤44.89m+φ158mm钻铤105.74m+φ127mm钻杆。
3
(4 )钻井液性能:密度1.17g/cm,粘度85s,滤失量35ml,含砂量0.5%。 2. 事故发生经过
正常钻进至井深2203m,绞车传动链条断,停机接链条两小时,钻具卡。 3. 事故处理过程
3
(1) 注入解卡剂12m,浸泡,活动钻具时,从钻铤剌坏处拉断,落鱼82.81m,鱼顶2120.19m。
(2)?下φ200mm卡瓦打捞筒加安全接头加震击器进行打捞,?捞住落鱼后,?开泵循环钻井
3
液,又注入解卡剂10.6m,浸泡四小时,震击解卡。
4.认识与建议
(1) 钻铤剌坏从泵压上应该有所显示,为什么没有察觉呢?可能是钻井液性能太坏,泵压不稳定所致。本井钻井液粘度85s,滤失量35ml,似乎是遇到了钙侵或盐侵,正常钻进的钻井液不会是这样的。
(2)?钻具剌穿,到达钻头的钻井液会逐渐减少,会形成泥包,甚至会导致干钻,绞车链条断,可能和井下的情况有关系。如果不是链条断,可能会造成更加严重的卡钻。
(3) 第一次注解卡剂,可能是短路上返,下部的落鱼根本泡不上。很幸运,从剌漏处拉断,否则,还不知道做何处理呢?
(4)?第二次打捞后能循环得通,并能注入解卡剂,说明钻头还没有干钻,但泥包的现象肯定是有的,本井不是单纯的粘吸卡钻,是泥包与粘吸兼而有之,所以采取油浴与震击联合处理的办法是正确的。
例十一 胜利油田 C-119井
1 基础资料
(1) 表层套管:φ339.7mm,下深92.24m。 (2) 技术套管:φ244.5mm,下深999.18m。
(3) 裸眼:钻头直径φ215.9mm,钻深1602.56m。 2. 事故发生经过
下钻,因井口不正,当下到第38柱时,钻杆接头下台肩挂在井口上,吊卡放松,一只吊环从吊卡耳中弹出。当钻杆从井口滑脱继续下行时,只有一只吊环受力,将钻杆折断。落井钻具1137.25m,鱼顶465.31m。
3. 事故处理过程
(1) 下φ200mm套筒磨鞋修鱼头,磨去0.3m。
(2) 下φ177.8mm卡瓦打捞筒打捞,捞获后,上下反复活动,最大拉力提到1400kN时,落鱼
236 被提起,事故解除。
4.认识与建议 (1) 天车、转盘、井口三点一线,必须校准。如果实在无法校准,可以采取如下办法,第一,使用小补心,迫使钻杆居中;?第二,井口一定要焊成喇叭口状,从喇叭口以下包括防喷器、四通内部的任何地方都不允许有齐平台肩存在。
(2) 单吊环造成的钻具折断,鱼顶往往呈烟锅头状,必须下套筒磨鞋修整,否则不易打捞。 (3) 顿钻后,钻柱多处弯曲,和井壁的接触点少,同时本井的技术套管下得比较深,这是本井事故能顺利解除的主要因素。
例十二 胜利油田 G-3井
1. 基础资料
(1) 表层套管:φ339.7mm,下深90.02m。 (2) 技术套管:φ244.5mm,下深2436m。 (3) 裸眼:钻头直径φ215.9mm,钻深2609m。
(4) 钻具结构:φ215.9mm钻头+φ158mm钻铤158.4m+φ127mm钻杆。 (5) 钻进参数:钻压160kN,转速65r/min,排量35l/s,泵压11MPa。 2. 事故发生经过
在钻进过程中,?泵压由11MPa降到9.5MPa,认为是钻井液中气泡多所致,又继续钻进四小时,泵压下降到7MPa,悬重由910kN降为800kN,钻具断落,落鱼长72.07m,鱼顶2536.93m。
3. 事故处理过程
(1) 下φ114mm公锥带安全接头打捞,上提到1400kN,解卡。起钻时用转盘卸扣,安全接头退开,落鱼又掉入井下。
(2) 下安全接头对扣,憋泵,不通,上提到1600kN,落鱼不动,从安全接头倒开,起出上部钻具。
(3)?下φ193.7mm套铣筒81.62m,套铣至井深2582.74m,下放速度快,泵压上升,造成憋泵,
3
套铣筒遇卡。用小排量慢慢憋泵,开通,循环钻井液,注入原油8m,浸泡10小时,上提到1400kN,套铣筒脱扣,铣鞋和一只套铣筒落井,长10.1m,第二条落鱼井段为2582.74m-2572.62m。
(4) 下左旋螺纹钻杆、左旋转轴螺纹公锥倒扣八次,倒出全部钻铤,第一条鱼只留钻头和配合接头,长0.66m。
(5) 下磨鞋磨铣套铣筒,进尺0.1m。
(6) 放弃打捞,注水泥300袋(15吨),填井侧钻。 (7) 探水泥塞面,水泥塞高度只有32.23m。 (8) 再次注水泥300袋(15吨)。
(9) 探水泥塞面为2446.06m,距鱼头126.56m。
(10) 用维纳钻具侧钻,钻至井深2575m时别钻严重,判断是钻到了套铣筒。
(11) 第三次注水泥500袋(25吨),起钻至第九柱时遇卡,开泵不通,上提1400kN,钻具卡死。
(12) 爆炸松扣,起出钻杆1726.50m。
(13) 下钻对扣,用测卡仪测卡点为2086m。
(14) 从井深2000m处切割,起出钻杆2001.30m。井内落鱼293.76m。 (15) 在井口打水泥塞,该井报废。 4.认识与建议
这是一起很简单的事故,由于处理过程中的一系列错误,终于导致全井报废。
(1) 打捞起钻,既使不带安全接头,也不允许用转盘卸扣,何况还带有安全接头呢?这是严
237 重的违犯操作规程。
(2) 钻铤倒完后,就应打捞193.7mm的套铣筒,只有10.1m长,就是全部埋在砂子中,也能震击出来。
(3) 钻头和配合接头共长0.66m,完全可以对扣或用打捞工具打捞。下磨鞋无论是磨钻头还是磨套铣筒都是极大的错误,是这口井上致命的一步错棋。
(4) 套铣时下放速度快,泵压上升,是铣筒进入砂桥的象征,若及时上提数米,就可消除险象。可能司钻根本没有注意泵压,待憋泵后再上提,已经来不及了。
(5) 打水泥塞前,应电测井径,根据井径数据决定水泥用量。本井没有这样做,而是想当然的决定打300袋、500袋,尤其第三次打水泥塞,水泥塞长489m,水泥塞面已经到了技术套管内,大大超过了所需要的100～150m的长度,这是造成水泥固死钻杆的主要原因。另一方面,我们也可以看出,井径不是很大,基本上是一袋水泥一米水泥塞,平均井径不到228mm,第一次注水泥塞为什么失败呢?可能和井下漏失有关。
(6) 打水泥塞前,一定要做水泥的理化性能试验,掌握水泥的初、终凝及稠化时间,必要时用外加剂调整其性能,保证施工安全,本井可能没做这些工作。
(7) 爆炸松扣一定要测卡点,本井第一次爆炸松扣,就没有测卡点,带有很大的盲目性。 (8) 用维纳钻具测钻,只要控制钻速,及时测量,是完全可以侧钻出去的,但本井却是一个失败的例证,应分析是什么原因造成的,可能是没有及时测量,盲目钻进造成的。如此处理井下事故,只能把小病治成大病,大病治成死病,技术素质之差,责任心之差,到了无以复加的程度。井队如此,上级领导机关又在做些什么工作呢?难道不值得令人深思吗?
例十三 塔里木油田 LN-33井
1. 基础资料
(1) 表层套管:φ500mm,下深51.72m。 (2) 技术套管:φ339.7mm,下深866.53m。 (3)技术套管:φ244.5mm,下深3636.36m。
(4) 尾管:φ177.8mm,下入井段为3401.17m～5158.45m,长1757.28m。 2. 事故发生经过
本井已固井完井,?在向场地甩钻具时,井架工把钻铤立柱推出指梁,指挥司钻起车,司钻起车过快,未扣好吊卡,即将钻铤立柱带至井口,落入井中,落鱼长度31.55m,其组成如下:φ215.9mm扶正器+φ158mm钻铤一柱+φ215.9mm扶正器+φ158mm钻铤两根+φ127mm提升短节一个。落鱼一直落到φ177.8mm尾管顶部,尾管内径为157.08m,扶正器接头外径为158mm,正好顿入尾管头,成为过盈配合,鱼顶为3369.32m。
3. 事故处理过程
(1) 下φ127mm卡瓦打捞矛打捞,上提到2000kN,不动,退出捞矛。 (2) 下φ127mm捞矛带158mm上击器打捞,震击,不动,退出捞矛。 (3) 下φ127mm捞矛带197mm上击器打捞,震击,不动,退出捞矛。 (4) 下φ127mm捞矛带203mm上击器.加速器打捞,震击解卡。 4.认识与建议
(1) 甩钻具时,首先要卸扶正器，应将井口盖好,就不会发生此类事故。
(2)?本井钻铤立柱带有φ215.9mm扶正器,能进入尾管的接头长度不超过0.4m,如果顿入更多,事故将难以处理。
(3) 实在巧得很,很少有这种过盈配合式的卡钻事故,这类事故,除了震击以外,别无良法。
223 (2)?停泵,将预先选好的限流塞投入钻杆水眼,开泵送塞入座。但要注意,限流塞入座后,
泵压会突然上升,所以在限流塞到位之前应减小排量。
(3)?以小排量循环,憋压打捞,转动不同的方向,探测鱼顶。如果只带打捞工具,可在计算鱼顶以上1m至以下2m的范围内反复探测。如果带有壁钩和打捞工具,?则应使钩头超过鱼顶而打捞工具的底端不能超过鱼顶。
(4)?捞住落鱼后,可将限流塞打捞出来,弯接头变成了直接头,可以开大泵量循环,上下活动钻具。如落鱼被卡,可以浸泡解卡剂,也可以用震击器震击,力争解卡。
使用可变弯接头时还要注意以下几点:
(1) 因为可变弯接头只能向一个方向偏斜,和打捞工具接好后,可能和引鞋的缺口方向不一致,这时可以把下接头卸开,改变调节垫圈的厚度就可以改变引鞋的缺口方向,如垫圈厚度等于1/2螺距,可改变180°,垫圈厚度等于1/4螺距,可改变90°。
(2)?因为限流塞是从打捞钻柱内孔投入的,所以必须根据钻柱的最小内径选择限流塞,再根据限流塞的外径选择活塞内径。为了防止发生卡限流塞的现象,在下钻时,最好用不小于限流塞外径的内径规,将全部入井钻具通径一次。
(3) 在投入限流塞时,一定要保证打捞头朝上,否则,是无法打捞的。
(4) 如果活塞内径足够小的话,不用限流塞,循环钻井液时,也会产生压力差,迫使可变弯接头起作用。
(5) 在打捞筒上装上适当的铣鞋,还可以利用可变弯接头进行小量的扩眼,以便除去鱼顶以上的薄台肩。
(6) 利用可变弯接头打捞成功后,如果落鱼被卡,活动不出来,也不要轻易退出打捞工具,应下入内割刀,或用爆松倒扣的办法,捞出一部分未卡落鱼,以便改变鱼顶的位置,使以后的打捞工作易于进行。
(7)在可变弯接头上不得接安全接头,任何情况下,我们都不希望把可变弯接头扔在井下。
三 弯钻杆
当井径大于钻头直径和钻杆接头直径之和时,?鱼头紧靠井壁一边,下钻头也碰不到鱼顶,而井口又不可能下入更大的工具,?此时只有借助于可变弯接头和弯钻杆了。可变弯接头使用起来灵活,但不能多变,而且工序比较复杂。而弯钻杆既灵活又多变,弯曲角度小而偏移值大,由于它有弹性,只要井口能下去,在裸眼中便可畅通无阻。
弯钻杆没有一定的规范,?根据需要在
现场制做,弯曲度可以在现场改变,所以在打捞作业中往往扮演着重要的角色。
弯钻杆有三种型式:(1)从母接头端弯曲;(2)从公接头端弯曲;(3)从公、母接头两端朝相反的方向弯曲,呈摇把子状态。但我们认为最好的还是第一种,因为它弯曲角度小,偏移距离大,又有很好的弹性,多年来在现场使用的效果也很好。
现场拉弯钻杆的方法也是八仙过海,?各显神通,但大多缺乏安全性 而且弯曲角又不易控制。下面介绍一种安全拉弯钻杆的方法。
把钻杆平放于钻台上,母接头朝绞车方向,扣好吊卡,在距母接头1.5～2m的位置用钢丝绳把钻杆固定在井架底座上,然后用大钩提拉。钻杆拉弯后,侧放于钻台上,用钢卷尺丈量,测量的方法如图2-29所示,以母接头端钻杆中心线X1为基线,公接头端钻杆中心线X2与X1成一夹角α,这就是弯曲角。公接头端部与X1之沿长线的垂直距离就是偏移值。我们所需要的不
224 是角度α的大小,而是这个偏移值的大小,是它扩大了打捞工具的探索范围。经测量,如偏移值
不够,可以继续拉弯,如偏移值过大,可以把钻杆翻转180°,进行校直,直到符合要求为止,工作起来既方便又非常安全。
以长度9.30m的钻杆为例,在不同的拐点位置和不同的弯曲角度下所能得到的有效偏移值如下表所示。
表2-17 弯钻杆有效偏移值(mm)
拐点以下长度 8000 7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 弯曲角度（°） 1 140 131 122 113 105 96 87 73 2 279 261 244 227 209 192 174 157 3 419 393 366 340 314 288 262 235 4 558 523 488 453 418 384 348 313
四 壁钩
壁钩也无一定规范,根据需要而做,大致说来有两种:一种是配合打捞工具使用的,其长9较短;一种是专门用来拨动鱼头的,其长度在3～7m之间。
(一)?结构:如图2-30
所示,壁钩是由高强度厚壁管或钻铤切割、锻制而成,上部为母接头,和钻柱连接，下部为螺旋形钩头,其内径要比落鱼外径大一些。但是绝不允许用钻杆或套管来锻制壁钩,因为在壁钩使用上是不允许出现任何问题的。
(二)?使用方法:壁钩
可以直接接在钻柱上,也可以接在打捞工具下面,也可以接在可变弯接头或弯钻杆下面,如图2-31所示。下钻时钻柱
螺纹必须上紧,下入深度视壁钩长度而定,若带有打捞工具,不能使打捞工具下端超过鱼头,然后转动钻具,观察转动情况,若没有别劲,说明钩头未碰到鱼身,若有别劲,则说明钩头已钩到鱼身,应在保持别劲的情况下锁住转盘,下放打捞工具对鱼。别劲的大小以每千米钻具旋转1～2圈为宜。若下入的是长壁钩,未带打捞工具,则下入深度可以超过鱼顶多一点,但不能超过鱼顶下部的第一个钻杆接头,在转动钻具有别劲时,可以在保持别劲的情况下上提钻柱,别劲消失时的那个井深,就是鱼顶所在位置。可再下放壁钩,重复上述动作,我们的目的就是拨动鱼头,让它改变位置。若上提时发现别劲减小,可再转1～2圈,此时最好不要脱离鱼顶,就在鱼顶以下上下活动,若果发现别劲的方向有变化,表明鱼头可能已被拨动,即可起钻换打捞工具,进行打捞。
225 五. 铅模
当井下落物情况不明或鱼头变形情况不明时，无法决
定下何种打捞工具,?此时就需要用铅模来探测落鱼形状、尺寸和位置,有时,套管断裂、错位或挤扁,?也需要用铅模来加以证实。
(一)结构
铅模是由接头体和铅模两部分组成,?接头体上部有钻杆连接螺纹,和钻柱连接,接头体下部浇铸铅模的部位车有多个环形槽,以便固定铅模,铅模中心有孔,?可以循环钻井液。如图2-32(a)为平底铅模,用于探测平面形状。图2-32(b)为锥形铅模，用于探测径向变形;?
平底铅模的规格如表2-18所示。
表2-18 平底铅模规格 单位:mm 规格 100 120 170 195 225 270 接头 外径 89 108 121 159 159 203 螺纹 2/2REG 2/8IF 3/2IF 4/2IF 4/2IF 6/8REG 511171铅模水眼 20 20 30 30 40 40 铅模长度 100 100 120 120 130 150 总长 200 200 200 250 300 350 (二)使用方法
1.根据井眼直径和探测目标,?选择铅模的形状和尺寸,一般的要求,其直径应小于井径10%。
2．下井前,?应将铅模的表面(包括底面及周围)整理平整,尽量不留残余印痕,对无法清除的印痕应做好记录,以免混淆。
3.井眼必须畅通无阻。下铅模时不允许遇阻,如有遇阻,不许用转动铅模的办法消除阻力,应立即起钻。因为一旦遇阻就会打上不是鱼顶的印痕,?容易引起人们的错误判断,而且还容易把铅模别落于井下。
4.下至鱼顶附近0.5～1m左右,?开泵循环钻井液,将鱼头冲洗干净,在冲洗干净之前,绝不允许铅模接触鱼头。
5.下放打印,?打印压力根据鱼顶情况及铅模与鱼顶接触面积大小来决定,如鱼头断面为尖茬,打印压力应小一些,一般为每英寸直径1～2kN,如鱼顶较为平整,可适当增加打印压力,一般为每英寸直径5～8kN。总之,既要求把铅印打好,又不许把铅模压掉。
6.一般情况下,铅模一接触鱼顶就必须打印,而且只能打印一次。如果认为第一次打印不理想,?可以提起铅模,旋转180°,再打印一次,两次加压的压力应有区别,便于起钻后进行分析。
7.锥形铅模打印套管损坏部位时,深度必须准确,遇阻不能硬压。
8.铅模起出井口,?应先清洗干净,分析印痕,然后再从钻柱上卸下,在卸下铅模时,要保护印痕部位不受外力擦损。卸下的铅模应底部朝上放置,便于观察分析。
226 六 套筒磨鞋
如果落鱼的鱼头不规则,?如变形、破裂、弯曲、或鱼顶不
齐,妨碍打捞工具进入或无法造扣,?就需要修整鱼顶,使其符合打捞工具的抓捞要求,以便打捞。在这里我们必须郑重警告:绝对禁止用平底磨鞋或锅底磨鞋去修整鱼顶,因为那样做的结果,只能把事情弄得更糟。
常用的修整鱼顶的工具是套筒磨鞋,?也叫外引磨鞋,因为它面积大,容易套住鱼头,可以防止鱼顶偏磨。如果鱼顶在套管内,它还可以起到保护套管的作用。它的结构如图2-33所示,就是在普通平底磨鞋外围加焊套筒,套筒要用强度高且有相当厚度的管子制作,并要焊接牢固,下部割有引鞋,以便引入鱼头。
使用套筒磨鞋时,?必须注意:
(1)?根据井径及鱼顶外径选择合适的套筒磨鞋,套筒外径应小于井径6%以上,套筒内径应大于鱼头外径10mm以上。
(2) 转动时不能有别劲,因为鱼头进入套筒后,一般不会发生别钻,如有别钻现象发生,则可能是套筒骑在鱼头上,很易使套筒变形,以后再也很难套入。
(3)?套铣时加压不可过多,每英寸直径保持2～5kN即可,因
加压过多在鱼顶部位产生弯曲,?磨鞋与鱼顶不可能平面接触,而鱼头又极易触及套筒,把套筒磨穿。另外也容易形成向落鱼内径方向突入的毛刺。
(4)磨铣到预定深度后,减压至1～5kN,再研磨0.5～1小时,消除可能产生的毛刺。 (5)套筒磨铣的缺点是铁屑容易进入落鱼水眼,如进入的铁屑较多,有可能堵塞钻头水眼,而导致打捞落鱼后的循环失灵。
七. 领眼磨鞋
领眼磨鞋也叫内引磨鞋,如鱼顶胀裂,或环形空间太小,不便下入套筒磨鞋时,可以下入领眼磨鞋修整鱼顶。领眼磨鞋的结构如图2-34所示,?它是由平底磨鞋和导向杆组成,?导向杆的直径应根据鱼头内径来决定,应比鱼头内径小10mm,长度以150～200mm为宜,?顶部做成锥形或笔尖状,使它容易进入鱼头,导向杆可以是实心钢杆也可以是空心钢杆,?实心钢杆的优点是耐磨,不容易发生掉落导向杆的事故,空心钢杆的优点是可以通过导向杆循环钻井液,?落鱼水眼内不可能掉入铁屑。导向杆与磨鞋体之间一定要用右旋螺纹连接,然后再用电焊焊牢。
使用领眼磨鞋时应注意:
(1)导向杆必须有足够的强度,如用空心杆做导向杆,其壁厚不能小于10mm,磨鞋直径不能太大,因磨鞋直径越大,导向杆越不容易进入鱼头水眼。
(2)?磨铣时不应该有别钻现象产生,如有别钻现象,可能是导向杆未插入鱼顶水眼,不可盲目磨进,应提起磨鞋,重新对中鱼顶。
(3)磨铣时加压不可过多,每英寸直径保持2～5kN即可,如加压过多,在鱼顶部位产生弯曲,容易把导向杆别断。
(4)容易产生外伸的毛剌,如果准备从外径打捞的话,应在起钻前减压研磨0.5～1小时,以消除可能产生的毛剌。
227
八. 扩孔铣锥
有些落鱼,从外径打捞,环形间隙太小,母锥、打捞筒等无法下入,只
能从内径打捞。但从内径打捞时,内径又太小,能够下入的工具负荷量也小,很容易断入水眼，使打捞失效,?为了解决这个矛盾,唯一的办法就是把落鱼水眼扩大,以便下入强度较大的打捞工具,进行打捞。
如图2-35所示,?扩孔铣锥由三部分组成,上部为连接螺纹,可以和钻柱连接,中部为铣锥,其外径根据需要设计;由碳化钨块镶嵌于钢体制成,其长度应不小于打捞工具的需要量；下部为导向杆,其外径应小于落鱼内径10-15mm,中心有循环孔,用以循环钻井液,整个工具要有较好的同心度和垂直度。
使用扩孔铣锥时应注意:
(1)?使用扩孔铣锥的特定环境是两小,即落鱼水眼小,环形空间小, 因此铣锥本身的强度有限,?所以在扩孔时必须轻压(10～20kN)慢转(40～60转/分),不停的循环钻井液,保护铣锥不受意外的伤害。
(2)进尺必须测量准确,要在相同工况下进行测量,当导向杆进入水眼后,加压10kN,量一个方入,磨铣完毕,稍稍提起铣锥至恢复原钻具悬重,然后下放加压10kN,再量一个方入,两个方入之差即为实际进尺。不过,
要注意,因受气温的影响,指重表的悬重量是会变化的,所以每磨铣1小时,应提起钻柱,校正指重表一次,加压值才能准确。
(3)?起出铣锥后,丈量铣锥外径。而实际扩孔内径应比铣锥外径大1～1.5mm左右,以此做为选择打捞工具的依据。
九.梨形铣鞋：
如图2-36所示，用来打通管内的堵塞物，铣鞋上有四个水眼和四道回水槽，锥体部分锥角为60°，工作时由锥面和圆顶进行铣削。
十.锥形铣鞋:
如图2-37所示,用于从管子内部磨铣椭圆、凹陷、内卷边或其它阻塞管子内径的障碍物。工具上有四个水眼和四个回水槽，锥体部分的锥角为30°，铣鞋的切削部分是其外锥面，
228 第六节 钻具断落事故实例
例一 长庆油田 SH-108井
1.基础资料
(1) 表层套管:φ273mm,下深450.76m。
(2) 裸眼:钻头直径φ241.3mm,钻深2226.34m。
(3) 钻具结构:φ241.3mm钻头+φ219mm随钻打捞杯+φ177.8mm钻铤187.50m+φ127mm钻杆。
3
(4) 钻井液性能:密度1.05g/cm,粘度24s,滤失量14ml,pH 12。 (5) 钻进参数:钻压220kN,转速66r/min,排量31L/s,泵压19.5MPa。 2.事故发生经过
钻至井深2226.34m,?悬重780kN,泵压由19.5MPa降为18.5MPa,怀疑钻具有问题,随起钻检查。起至井深450m时,?突然遇阻,?钻具被拉断,?吊卡弹开,两截钻具都顿入井内,落鱼总长为466.73m,计算鱼顶深度应为1759.61m。
3.事故处理过程
(1) 下钻头探鱼顶,实探鱼顶为1763.42m,比计算鱼顶深3.81m。
(2) 下安全接头、震击器、加速器对扣,在1763.42m对扣成功。但开泵憋到19MPa不通,在震击力500～700kN的范围内震击25次无效。以后在悬重400～1400kN的范围内活动钻具,结果钻具拉断,悬重由450kN上升至 520kN,起出落鱼269.20m,发现钻杆在母接头以下0.5m处剌坏,剌缝周长90mm。鱼顶应为2032.62m。
(3) 下钻头通井,在井深2032.56m碰到鱼顶。
(4) 下φ219mm套铣筒,套铣至2037.26m,突然无进尺,钻井液槽中发现有铁屑,起钻后,铣鞋铣齿全部磨光。
(5) 下φ219mm卡瓦打捞筒打捞,提至1500～1600kN,无效,退出打捞筒。 (6)再用φ219mm套铣筒套铣,连续用了四只铣鞋,总计进尺只有1.53m。 (7) 下左旋螺纹母锥倒扣,滑脱。
(8) 下φ219mm卡瓦打捞筒带震击器打捞,震击力300～500kN,震击25次,无效。 (9) 再下φ219mm套铣筒套铣,连续用了三只铣鞋,累计进尺只有4.99m。
(10) 下φ219mm卡瓦打捞筒带震击器打捞,提至悬重1100kN,捞出8.7m长的一截钻杆,钻杆下部被铣鞋铣成椭圆形。鱼顶为2037.51m。
(11)?下φ219mm套铣筒9.98m,由2037.51m套铣至2047.40m,进尺9.89m,起钻后,发现铣筒大小头内带出半边钻杆公接头,长0.43m。
(12) 又下套铣筒122.80m,由2047.40m铣至2158.82m,进尺111.42m。
(13) 下左旋螺纹钻杆与卡瓦打捞筒倒扣,倒出钻铤116.69m,发现最上一根钻铤从中间铣开7.6m长的一道口子。此时落鱼尚有71.71m,鱼顶为 2154.63m。
(14) 下套铣筒86.07m,从2154.63m铣至2226m,进尺71.37m。 (15)?下安全接头带震击器、加速器对扣,对扣后,用400～600kN的震击力震击,无效。以后在悬重1300～1500kN之间活动钻具,活动七次后解卡,起钻后,发现三只牙轮落井。
(16) 用三只φ220mm磨鞋磨牙轮,下两次打捞器打捞,最后用反循环打捞篮捞完井下全部落物。
4.认识与建议
(1) 钻柱上带有随钻打捞杯,起至套管鞋处,打捞杯的上台肩挂住套管鞋,造成了这次事故。所以我们要求下井的任何工具,都不许带有平台肩。钻头起至套管鞋时也应慢起,只要措施得当,也不会造成事故。
229 (2)?本井是两条落鱼,看来正好从钻铤顶部断开,一条落鱼是钻头加钻铤,长188.40m，鱼
底为2226.34m，鱼顶为2037.94m;?另一条落鱼是钻杆,长278.33m,鱼底应为2041.75m,鱼顶应为1763.42m;两鱼重合3.81m。套铣时,?八只铣鞋都在铣钻铤,当套铣至2037.26m时,突然毫无进尺,就说明已经铣到了钻铤,此时就应停止套铣,盲目套铣的结果是把钻铤铣了一道长7.6m的破口,若再铣下去,把整个钻铤铣成两半,本井的事故就无法处理了。
(3)?对扣后,憋泵19MPa不通,就放弃憋泵,是不应该的,起码要憋到35MPa,如果憋泵能憋通的话,这次事故处理起来可能简单得多了。
例二 华北油田 LG-4井
1．基础资料
(1) 技术套管:φ244.5mm,下深3856.43m。 (2) 裸眼:钻头直径φ215.9mm,钻深5500.30m。
(3) 钻具结构:φ215.9mm钻头+φ158mm钻铤158.30m+φ127mm钻杆。
3
(4) 钻井液性能:密度1.76g/cm,粘度44s,滤失量4.4ml,泥饼 0.8mm,含砂量0.65%,pH值9。
(5) 地层:灰白色砂岩和暗红色泥岩互层。
(6) 井身质量:最大井斜:4000m为6°,4700m为5.5°最小井斜:4300m为1°10′,5100m为1°40′。
2．事故发生经过 下钻后,活动牙轮、钻进,发现泵压下降,认为是钻井液泵上水不好,在40小时内反复修泵的时间近30小时,而真正钻进的时间只有10小时左右,进尺只有14.05m。特别是最后六小时,根本无进尺,每次提起钻具划眼,均划不到井底,而且有别钻现象。钻具悬重由1430kN降为1310kN,不认为是钻具有问题,反而认为是指重表有问题,?又去修指重表,?耽误了不少时间。?起钻后才发现是钻铤公螺纹断了,?落鱼106.61m,?鱼顶5393.69m。
3．事故处理过程
(1) 下φ114mm公锥打捞,上提2000kN,解卡。起钻到4320m、4186m遇阻严重,在倒划眼时把公锥扭断。
(2)?下φ200mm卡瓦打捞筒带φ177.8mm震击器打捞,上提1750kN,解卡,起到4320m遇卡,又起到4244m卡死,?下击12次,?解卡。倒划眼时,?把接在加速器下面的φ158mm钻铤公螺纹折断,?落鱼为157.15m,?鱼顶为5343.65m。
(3) 又下φ200mm卡瓦打捞筒打捞,上提2000kN,解卡,开泵憋压 18MPa,不通。起钻到4299m遇卡,倒划眼无效,?上提1700kN反复活动,起出两个单根,落鱼滑脱,悬重下降180kN,但卡瓦打捞筒仍然起不出来,倒划眼两天,无效。
(4) 下φ63.5mm爆炸筒,炸掉卡瓦打捞筒,起出上部钻具。 (5) 下尾管固井,下部井段报废。 4．认识与建议
(1)泵压下降,在地面找不出原因的情况下,必须起钻,检查钻具,绝不允许继续钻进。 (2)泵压下降,悬重下降,是钻具断落的最明显的标志,最后六小时毫无进尺,划眼划不到底,而且还有别劲,这是钻具断落之后,磨鱼头的现象,本井却毫无感觉,实在麻痹得惊人,低能得惊人。
(3)公锥断入钻铤水眼,已经堵死了循环通路,憋压有什么意义?在不能循环钻井液的情况下,倒划眼也起不了什么作用。
(4)根据历次起钻的情况来看,本井在4000m以下已经拉出了键槽, 认识到这一点,就应该主动的去破坏键槽,?然后打捞才有希望。最好的办法就是在下打捞钻柱时,在适当的地方接
230 上键槽破坏器,譬如从打捞工具以上1000m处接一个键槽破坏器,下钻时从3900m至4320m井
段澈底破槽,然后再进行打捞,可能效果会好得多。
例三 大港油田 GSH-23-1井
1．基础资料
(1) 表层套管:φ339.7mm,下深209.26m。
(2) 裸眼:钻头直径φ311.1mm,钻深2328.40m。
(3)?钻具结构:?φ311.1mm钻头+φ310mm扶正器1.87m+φ203mm钻铤25.94m+φ177.8mm钻铤105.77m+φ127mm钻杆。
32
(4)?钻井液性能:密度1.28g/cm, 粘度43s, 滤失量6ml,滤饼0.5mm,切力10/20mg/cm,含砂量0.5%, pH 8.5。
2．事故发生经过
下钻至最后一单根,开泵循环,划眼下放,距井底1.5m处,突然转盘负荷加重,只听咔嚓一声,钻具悬重由740kN降至200kN,判断是钻具折断,立即起钻,起出钻杆40根,落鱼长1924.58m,计算鱼顶应为388.72m。
3．事故处理过程
(1) 下φ127mm公锥探鱼,一直下至404.91m,未碰见鱼顶。
(2) 下φ244.5mm大小头探鱼,一直下至452.57m,未碰见鱼顶。
(3) 电测,证明鱼顶在井深591.77m,显然井内是两条鱼,互相重合在一起。
(4) 下φ127mm钻杆对扣,在591.79m处对扣成功,用小排量开泵,泵压 5MPa,证明捞获的是带钻头的那条鱼,上下活动范围10m左右,也能转动,最多提到1600kN,既提不出来也卡不死,计算卡点位置在1972m。
(5) 在钻铤与钻杆连接处爆松倒扣成功,起钻时每过一个钻杆接头,遇阻80-90kN,起出16柱后,情况转入正常,共起出钻杆2126.60m。新鱼顶为2135.49m,鱼长135.51m。
(6) 电测另一条鱼的鱼头,在井深1931.50m。
(7) 下φ127mm钻杆对扣,悬重增加45kN,小鱼全部捞获。 (8) 下φ311.1mm钻头通井,循环钻井液。
(9) 下φ219mm卡瓦打捞筒,内装φ174mm卡瓦,打捞成功,起出全部落鱼。 4．认识与建议
(1) 本井两次打捞,都是用φ127mm钻杆直接对扣,证明钻具不是折断,而是操作失误,造成钻具倒扣。其原因可能是遇卡后,?转盘打倒车,未加控制,也可能是钻头克服阻力后,在蓄能作用下飞速旋转,而转盘反而成了制动器,将钻具甩开。但无论何种原因,都证明下钻时钻杆的连接螺纹没有上紧。
(2)?发生事故后,在起钻前就应该用原钻具探鱼顶,本井肯定是探不到的,但得到了这个信息,起钻后就应该下311.1mm钻头探鱼顶,?一直往下追,总是可以探到的。一边往下探,一边间断的转动钻具,防止钻头超过鱼顶,因为如果钻头超过鱼顶,转动时肯定是会有显示的,同时,也可以循环好钻井液,把上部井筒搞畅通，这样就可以省去前三步的作法。
(3)?这次事故,比较复杂,但判断准确,措施得当,加之钻井液性能好,没有发生粘吸及坍塌等现象,所以能很快解除,特别是第五步中的爆松倒扣,实为妙着。
例四 华北油田 G-13井
1．基础资料
(1) 表层套管:φ339.7mm,下深120.05m。
(2) 裸眼:钻头直径φ215.9mm,钻深2628.80m。
231 (3)?钻具结构:?φ215.9mm钻头+φ177.8mm回压凡尔+φ177.8mm钻铤78.71m +φ158mm
钻铤107.15m+φ127mm钻杆。
2．事故发生经过
正常起钻,因游动滑车下放太慢,就用撬杠撬刹带,未及时取出,造成刹车失灵,钻具顿入井内,井下落鱼长1014.96m,?鱼顶1613.84m。吊卡顿成两半,其中一半落井,落入井内的吊卡,长×宽×厚=30×25×23 cm, 落在井深200m处。
3．事故处理过程
(1) 下φ260mm强磁打捞器,打捞吊卡,未获。 (2) 下φ180mm铣锥,铣过吊卡。
(3) 下φ206mm铣锥,铣过吊卡,直到265m。
(4) 下光钻杆带φ177.8mm震击器对扣,上击210次,无效。
3
(5) 浸泡原油15m,上击三次,下压解卡,起出全部落鱼。 4．认识与建议
(1) 用撬杠撬刹带,是个老毛病,各地都有这种现象,应从这次事故中吸取教训。 (2) 半个吊卡掉入井内,形状不规则,而且紧贴井壁,下什么打捞工具都是徒劳的。下铣锥也不会把落物铣掉,而是把落物挤入井壁,只有这种办法比较好。
(3) 钻具在井内停留了161小时,粘吸卡钻的可能性极大,因此泡油加震击的办法是正确的。
(4) 1000多米钻具从1000多米的高度顿入井底,没有顿成几截,而能完整的打捞上来,也算是非常幸运的事。
例五 华北油田 Z-86-1井
1．基础资料
(1) 技术套管:φ244.5mm,下深2700m。
(2) 裸眼:钻头直径φ215.9mm,钻深3986.86m。
(3) 钻具结构:φ215.9mm钻头+φ158mm减震器2.98m+φ158mm钻铤187.22m +φ127mm钻杆。
2．事故发生经过
钻进到井深3986.86m,?接单根后,划眼放不到井底,在距井底0.4m处突然别钻,S135钢材的φ127mm钻杆母螺纹胀大而脱落,悬重由1300kN降到850kN,泵压由17MPa降到5MPa。起钻后,核实落鱼长度为1538.89m,计算鱼顶为2447.47m。
3．事故处理过程
(1) 下φ127mm公锥打捞,滑扣。
(2) 用411接头对扣,起至2984m,滑脱。 (3) 下φ127mm公锥打捞,滑扣。
(4) 下φ127mm公锥打捞,起至2920m,滑脱。
(5)?下加大411接头对扣,起至3037m卡死,循环不通,下击57次,无效。上提2200kN,倒扣,从安全接头处倒开,以下钻具又顿入井底。
(6) 下φ127mm左旋螺纹公锥倒扣,滑扣。 (7) 下φ127mm左旋螺纹公锥倒出安全接头。 (8) 下φ127mm左旋螺纹公锥倒扣,滑扣。 (9) 下φ127mm左旋螺纹公锥倒扣,滑扣。
33
(10) 下右旋螺纹钻杆对扣,从2925m处炸断,仍然活动不开,浸泡原油7m,柴油2m,解卡,把上部钻杆起出。
232 (11) 下φ195mm套筒磨鞋修整鱼顶。
(12) 下φ215mm磨鞋修整鱼顶。
(13) 套铣、倒扣十三天,全部钻具捞获。但井底还有三个钻头牙轮。 4．认识与建议
(1)?接单根前,牙轮早已掉了,应该有显示,而司钻竟然没有发现。划眼时,别劲如此之大,地面上也应该有显示,而司钻也没有感觉,以致发生如此大的事故,司钻的责任心跑到那里去了。
(2)?G105和S135钢材的钻杆,公锥不易造扣,应直接用加大的接头对扣,可以加快处理进度,避免一些井下复杂情况。本井有六次下公锥,都是徒劳无益,而用未加大的411接头对扣也是错误的做法,由于这些失误，又造成两次顿钻,每次都从二千九百多米顿到井底,循环失灵,肯定和顿钻有关,使本来不复杂的事故也复杂化了。
(3) 全部钻具悬重只有1300kN,倒扣时为什么提到2200kN呢?既然下有安全接头,总是从安全接头处倒开的可能性大,提到850kN就可以了。
(4)?除非万不得已,就不应该炸断钻具,应在卡点以上爆松倒扣,或者将爆炸筒下到钻头附近爆炸,争取恢复循环,再徐图处理。
(5) 爆炸断的鱼头,套筒磨鞋无法套入,平底磨鞋又容易偏磨,这是一个很大的难题,本井在φ215.9mm的井眼中下入φ215mm的磨鞋,是担了很大的风险的,这也是逼上梁山,不得已而为之。
例六 胜利油田 SC-1井
1．基础资料
(1) 表层套管:φ339.7mm,下深1399.64m。 (2) 技术套管:φ244.5mm.下深3108.55m。
(3) 裸眼:钻头直径:φ215.9mm,钻深4921.90m。
(4) 钻具结构:φ215.9mm钻头+φ158mm钻铤108.89m+φ127mm加重钻杆256.31m+φ127mm钻杆。
2．事故发生经过
钻至井深4921.90m,?起钻换钻头,起至第10柱时,因等修吊卡,停止起钻。在上下活动钻具的时候,因刹车失灵,?造成顿钻,把转盘顿坏,大绳折断,所幸吊卡没有顿坏,钻具尚留在井口。倒好大绳后,继续起钻,起至第12柱,用转盘卸扣时把吊卡甩开,钻具顿入井下,鱼长4598.85m,鱼顶323.05m。
3．事故处理过程
(1) 下光钻杆对扣,上提1900kN解卡,起出钻杆3619.85m,发现钻杆本体折断,落鱼979m,鱼顶3942.90m。
(2) 下φ200mm套筒磨鞋修鱼顶,实探鱼顶位置为3949.82m。 (3) 下卡瓦打捞筒打捞,上提2000kN解卡。 4．认识与建议 (1) “工欲善其事,必先利其器。”设备工具有重大问题就不能进行作业。本井刹车失灵,是设备问题还是操作问题?抑或是其它人为的问题?我看是后者居多,不然,为什么还能继续起钻呢?
(2) 既然已经发生了大顿钻,设备、工具应做仔细地检查,有毛病者不能使用,为什么刚起两个立柱又发生吊卡甩开的事故呢??一百多吨的重量座在吊卡上,吊卡为什么能甩开呢?看来还是不严不细,吊卡没有检查或者是没有扣好。本次事故可以说是\马虎.凑合,不在乎\的老毛病的集中表现。