【正文】 川慶鉆探工程有限公司 石油鉆井司鉆達(dá)標(biāo)培訓(xùn) 課件開發(fā) 1 鉆井工程事故及井下復(fù)雜的預(yù)防和處理 8（ 一 ）鉆井工程事故的預(yù)防和處理 a 鉆具事故 鉆具事故發(fā)生的原因 地層巖性變化大，鉆頭在軟硬交錯(cuò)的地層中鉆進(jìn)時(shí)蹩跳鉆嚴(yán)重，鉆具在交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生疲勞損壞。 地層硬度高、研磨性大，鉆具的磨損大，降低了鉆具的強(qiáng)度，極易使鉆具產(chǎn)生疲勞破壞。 在大斜度井，水平井鉆進(jìn)中由于地層傾角大，井斜角、方位角難以控制，導(dǎo)致全角變化率大，鉆具受力復(fù)雜，加劇了鉆具的疲勞破壞。 鉆具使用時(shí)間過長，長期處于疲勞工作狀態(tài)，容易導(dǎo)致鉆具事故的發(fā)生。 操作人員技術(shù)素質(zhì)不高，工作責(zé)任 心不強(qiáng)，當(dāng)泵壓、排量發(fā)生變化后沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致刺斷鉆具。 當(dāng)鉆具發(fā)生刺漏時(shí)處理不及時(shí)或處理措施不當(dāng)發(fā)生斷鉆具事故。 轉(zhuǎn)盤帶 PDC 鉆頭鉆進(jìn)，過高轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速容易導(dǎo)致斷鉆具事故。 空氣鉆井等新技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械鉆速成倍提高，但高速運(yùn)動(dòng)的巖屑導(dǎo)致鉆具早期磨損、刺傷，導(dǎo)致鉆具事故增多。 鉆具事故的預(yù)防 加強(qiáng)鉆具管理，建立鉆具跟蹤使用卡，使用一段時(shí)間后及時(shí)川慶鉆探工程有限公司 石油鉆井司鉆達(dá)標(biāo)培訓(xùn) 課件開發(fā) 2 探傷檢查。 加強(qiáng)操作人員的工作責(zé)任心和技術(shù)水平，認(rèn)真分析判斷井下的異常情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)刺鉆具現(xiàn)象（在泥漿泵、管線等地面設(shè)備無問題的情況下，出口返出排量增 加，泵壓下降，綜合錄井記錄曲線很直觀看到），要及時(shí)起鉆檢查鉆具，并倒出刺壞的鉆具。 在新鉆具的采購過程中，要重視鉆具質(zhì)量，購買適用于復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造和井下情況的鉆具。 在鉆具的使用過程中，對受力復(fù)雜部位的鉆具（特別是鉆鋌）要進(jìn)行上下倒換使用，避免鉆具疲勞斷裂。 鉆具入井保持絲扣干凈，均勻涂抹絲扣油，按規(guī)定的扭矩上緊扣。 鉆具出入井過程中，井口內(nèi)、外鉗工要認(rèn)真對鉆具進(jìn)行檢查，杜絕帶傷鉆具入井使用。 鉆柱事故處理 1， 鉆柱事故是鉆井過程中較常見的事故。特別是轉(zhuǎn)盤鉆井中，鉆柱受力很復(fù)雜，若檢查不嚴(yán)或操作不 當(dāng)，極易發(fā)生鉆柱折斷、滑螺紋、脫螺紋等事故。鉆具事故發(fā)生后，遺留在井下的鉆具俗稱 “落魚 ”。 2， 常見鉆柱事故有鉆柱折斷、鉆柱滑螺紋和脫螺紋。鉆柱滑螺紋是指鉆柱受力后從螺紋連接處因受拉脫而滑開。主要原因是螺紋上卸次數(shù)過多導(dǎo)致牙形磨損；螺紋上得不緊，鉆井液沖刺時(shí)間較長；牙形不符合標(biāo)準(zhǔn)，螺紋不易上緊等。鉆柱脫螺紋是指鉆柱螺紋并未損壞，而鉆具在井下自動(dòng)退開。主要原因是井下情況不正常，如井下蹩鉆、打倒車。 川慶鉆探工程有限公司 石油鉆井司鉆達(dá)標(biāo)培訓(xùn) 課件開發(fā) 3 3， 處理鉆柱事故時(shí)，要根據(jù)魚頂和井眼的實(shí)際情況，選擇適當(dāng)?shù)拇驌乒ぞ?，必要時(shí)要另外設(shè)計(jì)特殊的打撈工具，以便迅速撈出落魚。常 見鉆柱事故處理所用的打撈工具一般有卡瓦打撈筒、打撈矛、內(nèi)螺紋錐和外螺紋錐。 斷鉆具事故處理案例 例 1 某井 事 故 經(jīng) 過 2022年 11月 14日 04:15 下 7”刮管器刮管 至人工井底 后，于 15日 19:10 起鉆至井深 ，接提升短節(jié)后，起最后一柱鉆鋌時(shí)，當(dāng)?shù)蹩x轉(zhuǎn)盤面 ，突然提升短節(jié)公扣根部端面斷，7” 刮管器和最后一柱鉆鋌落入井內(nèi)（提升短節(jié)液氣大鉗上扣3MPa,斷口有 1/4 老印子，老印子貫通部分約 2cm 寬）。 落井鉆具結(jié)構(gòu) 。 7”刮管 器 (外徑 ，本體外徑 137mm)+ 鉆鋌 1 柱 = 提升短節(jié)使用情況： 2022年 9 月 16日隨取芯工具到井， 9月 28日取芯時(shí)使用一根 4 3/4” 鉆鋌，接 4 3/4” 鉆鋌時(shí)第一次使用該提升短節(jié)；第二次使用該提升短節(jié)是 2022 年 11月 10日下 鉆頭，配 4 3/4” 鉆鋌探 7” 套管內(nèi)水泥塞這趟鉆；第三次使用該提升短節(jié)就是下 7”刮管器刮管這趟鉆。 川慶鉆探工程有限公司 石油鉆井司鉆達(dá)標(biāo)培訓(xùn) 課件開發(fā) 4 川慶鉆探工程有限公司 石油鉆井司鉆達(dá)標(biāo)培訓(xùn) 課件開發(fā) 5 事 故 處 理 經(jīng) 過 ～ 08:00 下光鉆桿探魚頂井深未完?！?11:00 下鉆至井深 探得魚頂；～ 14:10 循環(huán)。 ～ 06:20 起鉆完；～ 08:00 接 142mm 卡瓦打撈筒下鉆未完?！?09:00 下鉆至井深 ；～ 10:30 更換絞車低速端鏈條塊一塊；～ 22:00 下鉆完；～ 22:40 下放鉆具實(shí)探魚頂井深 ，大排量沖洗魚頭，打撈，上提鉆具懸重 1916↑ 1928KN，上提下放鉆具猛剎 2 次懸重未變。 ～ 08:00 起鉆未完，～ 16： 15 起鉆完，撈獲全部落魚。 事故原因分析 提升短節(jié)公扣根部端面斷，判斷為疲勞損傷；在探傷過程中沒 有及時(shí)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)的損傷。 例 2：某井 基本情況 （ 1）構(gòu)造：四川盆地大天池構(gòu)造 （ 2）設(shè)計(jì)井深： 5644m；層位：石炭系 （ 3）事故時(shí)井深： ；層位：嘉一，巖性：灰?guī)r （ 4）鉆井液性能：密度 g∕ cm3 ，粘度 40S，切力 5～ 12，泥餅 ，失水 5ml， PH 值 。 （ 5）套管深度：￠ 套管 。 （ 6）事故日期： ～ 川慶鉆探工程有限公司 石油鉆井司鉆達(dá)標(biāo)培訓(xùn) 課件開發(fā) 6 事故經(jīng)過： ： 40 用￠ 鉆頭，密度 g∕ cm3鉆井液鉆進(jìn)至井深 機(jī)械鉆速降低，鉆時(shí)增加，上提鉆具至井深 校正指重表后，下放鉆具至井深 遇阻 50KN，上提鉆具遇卡，懸重由 1230↗ 1500KN，上下活動(dòng)鉆具 900～ 1800KN 解卡，4： 50恢復(fù)鉆進(jìn)無進(jìn)尺，起鉆完發(fā)現(xiàn)隨鉆打撈杯主軸從 410 母扣下部斷。如下圖： 落魚結(jié)構(gòu)：￠ 鉆頭 +撈杯 ，魚長 ，魚頂井深 。 事故處理經(jīng)過 （ 1） 下￠ 203mm銑齒銑筒 ，套銑 2： 20h：min 無進(jìn)展。 （ 2） 下￠ 73mm 公錐打撈未獲。起鉆完公錐從接頭根川慶鉆探工程有限公司 石油鉆井司鉆達(dá)標(biāo)培訓(xùn) 課件開發(fā) 7 部斷，下端面外圓周明顯金屬磨損痕跡，分析為公錐沒進(jìn)入落魚水眼， 而是插入落魚與環(huán)空之間導(dǎo)致折斷。如上圖： （ 3） ～ 兩次下￠ 212mm 銑圈 +￠ 203mm 銑筒3m+隨鉆打撈杯套銑，井段 ～ ，撈獲碎鐵 860 如下 （ 4） 下￠ 203mm 套子內(nèi)裝￠ 114mm 公錐及安全接頭打撈，上提鉆具懸重由 1150↗ 1700KN，落魚卡，上下活動(dòng)鉆具 800～ 1900KN解卡，起鉆間斷掛卡，用方鉆桿起鉆上下活動(dòng) 900～ 2100KN，倒出鉆桿 36 根后落魚進(jìn)入套管鞋后正常起鉆完全獲落魚，解除事故。如下圖： 川慶鉆探工程有限公司 石油鉆井司鉆達(dá)標(biāo)培訓(xùn) 課件開發(fā) 8 事故原因 （ 1）操作人員對鉆時(shí)變化原因分析不準(zhǔn)，判斷錯(cuò)誤。 （ 2）校了懸重后下放遇阻、上提遇卡，發(fā)生了井下落物硬卡鉆頭，上下活動(dòng)過程中使可能已經(jīng)疲勞或損傷的撈杯主軸斷裂。 （ 3）第一次用銑齒銑筒套銑后，下打撈工具時(shí)措施不當(dāng)，沒有考慮公錐尺寸與井眼 大小的關(guān)系，也沒有考慮打撈工具強(qiáng)度問題，導(dǎo)致公錐插入環(huán)空折斷，造成了事故復(fù)雜化。 b:鉆頭事故 鉆頭事故的判斷和處理 經(jīng)常發(fā)生的鉆頭事故 一般 有兩種情況：一是牙輪落井，二是鉆頭絲扣滑扣或絲扣折斷。與鉆頭接近的配合街頭、減震器、扶正器等滑扣或折斷后，由于重量輕在指重表上很難發(fā)現(xiàn)，這些下部鉆具失效與鉆頭滑扣有相同的現(xiàn)象。 事故原因分析 工程技術(shù)人員及操作人員沒有對層位、巖性做認(rèn)真分析，新鉆頭入井到底后沒有輕壓慢轉(zhuǎn)跑活牙輪，巖性變化蹩跳鉆時(shí)未及時(shí)調(diào)整鉆井參數(shù)，造成鉆頭先期破壞，縮短了鉆頭的使用壽命。 在高 研磨性地層中鉆進(jìn)，鉆頭的使用時(shí)間過長或螺桿鉆具帶牙輪鉆頭鉆進(jìn)時(shí)，在高轉(zhuǎn)速下鉆頭使用時(shí)間過長，造成鉆頭外徑嚴(yán)重磨損掉牙輪。 川慶鉆探工程有限公司 石油鉆井司鉆達(dá)標(biāo)培訓(xùn) 課件開發(fā) 9 鉆頭使用到后期或出現(xiàn)明顯的異常工況，如鉆時(shí)變化，機(jī)械鉆速降低時(shí)，不認(rèn)真分析原因及時(shí)起鉆，而存在僥幸心理繼續(xù)鉆進(jìn)，造成鉆頭事故。 在劃眼過程中鉆具滑扣或倒脫鉆具，鉆具頓落井底造成鉆頭事故。 因鉆頭質(zhì)量問題發(fā)生鉆頭事故。 鉆頭事故的預(yù)防 根據(jù)層位、巖性對鉆頭合理選型。 上部軟、硬交錯(cuò)地層中鉆進(jìn)時(shí)鉆頭蹩跳鉆嚴(yán)重，在鉆頭上面應(yīng)加減震器，減輕因蹩跳鉆造成鉆頭牙齒折斷和軸承疲勞破 壞，并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整鉆井參數(shù)。 新鉆頭入井到達(dá)井底前，緩慢下放鉆具沖洗井底 3～ 5分鐘保持井底清潔，再輕壓慢轉(zhuǎn)（ 10～ 20 KN鉆壓， 40～ 45 r/min 轉(zhuǎn)速）跑合牙輪至少 10～ 20 分鐘（根據(jù)地層巖性硬度決定）修平井底，然后緩慢逐漸加壓至鉆進(jìn)鉆壓，不能加壓過急，以減小鉆頭的瞬間軸向沖擊應(yīng)力，避免造成鉆頭牙齒先期折斷而縮短了鉆頭的使用壽命。 在高研磨性地層鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭的使用時(shí)間不宜過長，避免鉆頭外徑磨小后，新鉆頭入井長段劃眼。使用螺桿鉆具牙輪鉆頭鉆進(jìn)，要考慮高轉(zhuǎn)速工況下對鉆頭使用壽命的影響。 鉆進(jìn)過程中發(fā)生蹩跳鉆，在層位、巖性無變化時(shí)，出現(xiàn)鉆時(shí)增加、機(jī)械鉆速降低、轉(zhuǎn)盤扭矩不穩(wěn)定的情況，應(yīng)及時(shí)起鉆換鉆頭，不能觀察繼續(xù)鉆進(jìn)。 鉆進(jìn)作業(yè)中返出巖屑里出現(xiàn)不明原因的鐵屑時(shí)，應(yīng)立即起鉆查明原因。 提高操作人員的技術(shù)素質(zhì)，加強(qiáng)責(zé)任心，鉆進(jìn)作業(yè)中精心操川慶鉆探工程有限公司 石油鉆井司鉆達(dá)標(biāo)培訓(xùn) 課件開發(fā) 10 作，防止溜頓鉆和加壓啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤。 搞好泥漿的凈化工作，減少固相顆粒對鉆頭軸承的磨損 鉆頭事故的判斷： 牙輪落井。進(jìn)尺減慢或基本無進(jìn)尺，蹩跳鉆，鉆盤負(fù)荷增重，巖屑中有可能發(fā)現(xiàn)鐵屑，上提鉆具泵壓和懸重?zé)o變化，轉(zhuǎn)動(dòng)不同方向方入發(fā)生變化，證明牙輪落井。 鉆頭滑 扣或絲扣折斷。鉆進(jìn)措施及地層未變，但進(jìn)尺減慢或無進(jìn)尺，轉(zhuǎn)盤負(fù)荷減輕，上提鉆具懸重?zé)o變化，但泵壓下降，當(dāng)下放至原方入時(shí)，泵壓又恢復(fù)，證明鉆頭或近鉆頭鉆具出了問題。 鉆頭事故處理： 充分循環(huán)出井底巖屑，確保井底無沉砂后起鉆。 根據(jù)起出鉆具或鉆頭情況，選擇適當(dāng)?shù)拇驌乒ぞ摺? 減震器滑扣或斷裂，可根據(jù)實(shí)際情況分別采用對扣、公錐或卡瓦撈筒等工具進(jìn)行打撈。 近鉆頭扶正器及配合接頭滑扣，可采用對扣、公錐或大頭公錐進(jìn)行打撈。 鉆頭滑扣，可采用對扣打撈或磨鞋磨銑后強(qiáng)磁加撈杯打撈。 鉆頭掉牙輪，采用反循環(huán)打撈藍(lán)、鋼絲撈筒、一把抓 等工具打撈，或磨鞋磨銑后強(qiáng)磁加撈杯打撈。 各種打撈工具的使用及鉆具組合，必須嚴(yán)格按說明書的要求進(jìn)行操作。 打撈或磨銑工具接近鉆頭前，大排量沖洗井底。 川慶鉆探工程有限公司 石油鉆井司鉆達(dá)標(biāo)培訓(xùn) 課件開發(fā) 11 磨銑時(shí)，鉆壓、鉆速、排量不宜過大，且每磨銑 30 分鐘上提鉆具，防卡鉆。 起鉆時(shí)，不能鉆盤卸扣，落物起出轉(zhuǎn)盤面后，先放好鉆頭盒，蓋好井口，才能卸落物和打撈工具。 處理后，恢復(fù)鉆鉆進(jìn)的第一只鉆頭應(yīng)帶隨鉆撈杯。 鉆頭事故的預(yù)防： 根據(jù)地層巖性和上只鉆頭使用情況，合理選型；鉆頭入井前認(rèn)真檢查，不合格鉆頭不入井，上卸扣使用裝卸器。 鉆頭上使用減震器；定向井或復(fù)雜井使用隨減 震器。 保持井底清潔，新鉆頭入井，輕壓慢轉(zhuǎn) 30分鐘后，再加足鉆壓鉆進(jìn)。鉆進(jìn)中送鉆均勻，不頓鉆、溜鉆，嚴(yán)禁加壓啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤。 1,鉆進(jìn)中，遇下列情況應(yīng)起鉆以防止鉆頭事故： a) 鉆井參數(shù)、巖性不變，鉆時(shí)超過上 1 米的 倍；且出現(xiàn)蹩跳，轉(zhuǎn)盤扭矩增大。 b) 砂樣中有鐵屑，又找不到其它原因；泵壓降且地面未發(fā)現(xiàn)原因。 c) 溜、頓鉆噸數(shù)，超過該尺寸鉆頭最大允許鉆壓一倍，或嚴(yán)重卡鉆。 d) 因處理井漏、井噴，鉆井液中有 H2S，或在深井高溫高壓下侵泡 2～ 3 天以上。 鉆頭資料齊全、準(zhǔn)確，出井鉆頭立即清洗干凈，排列整齊、編號，當(dāng)天生產(chǎn)會(huì)進(jìn)行使用分析 。 川慶鉆探工程有限公司 石油鉆井司鉆達(dá)標(biāo)培訓(xùn) 課件開發(fā) 12 鉆頭掉牙輪事故案例 例 1 某井 事 故 經(jīng) 過 2022年 11月 10日 2:30鉆進(jìn)至井深 ，扭矩由 14↑ 22，泵壓由 19↑ 20Mpa，～ 4:00 上提劃眼觀察，劃眼至井底扭矩逐步增大，泵壓逐步上升，～ 7:00 循環(huán)起鉆， 10 日 20:00 起鉆完發(fā)現(xiàn)牙輪三個(gè)巴掌折斷，三個(gè)牙輪掉井。 目前井下鉆具（落魚）情況 3 只牙輪及部分巴掌 事 故 處 理 經(jīng) 過 2022， 11， 12 第一次下入 D200 反循環(huán)撈籃， 11 月 13 日 3:30 起鉆完（獲碎鐵塊 50克）。 根據(jù)分析，落物未進(jìn)入打撈工具，撈籃外壁有明顯磨損 ； 第二次下入 D200 鋼絲撈筒加銑鞋，起鉆未撈獲，撈筒外壁和底端面均磨平； 第三次下入 D200 磨鞋磨銑 7 小時(shí)，起鉆完磨鞋中心有直徑 100mm 深度 2～ 3mm 的磨痕，磨鞋底端外側(cè)有臺(tái)階； 16 日第四次下入新牙輪鉆頭，通井劃眼，井段 ～ ，起鉆完，撈獲碎塊 100 克，出井鉆頭中部磨損嚴(yán)重，外排齒輕微磨損； 19日第五次下入 D200 磨鞋磨銑 22小時(shí)，磨銑過程中無明