川庆钻探工程有限公司石油钻井司钻达标培训课件开发钻井工程事故及井下复杂的预防和处理8（一）钻井工程事故的预防和处理a钻具事故钻具事故发生的原因1、地层岩性变化大，钻头在软硬交错的地层中钻进时蹩跳钻严重，钻具在交变应力作用下产生疲劳损坏2、地层硬度高、研磨性大，钻具的磨损大，降低了钻具的强度，极易使钻具产生疲劳破坏3、在大斜度井，水平井钻进中由于地层倾角大，井斜角、方位角难以控制，导致全角变化率大，钻具受力复杂，加剧了钻具的疲劳破坏4、钻具使用时间过长，长期处于疲劳工作状态，容易导致钻具事故的发生5、操作人员技术素质不高，工作责任心不强，当泵压、排量发生变化后没有及时发现，导致刺断钻具6、当钻具发生刺漏时处理不及时或处理措施不当发生断钻具事故7、转盘带PDC钻头钻进，过高转盘转速容易导致断钻具事故8、空气钻井等新技术的应用，机械钻速成倍提高，但高速运动的岩屑导致钻具早期磨损、刺伤，导致钻具事故增多钻具事故的预防1、加强钻具管理，建立钻具跟踪使用卡，使用一段时间后及时探伤检查2、加强操作人员的工作责任心和技术水平，认真分析判断井下的异常情况，当发现刺钻具现象（在泥浆泵、管线等地面设备无问题的情况下，出口返出排量增加，泵压下降，综合录井记录曲线很直观看到），要及时起钻检查钻具，并倒出刺坏的钻具。
3、在新钻具的采购过程中，要重视钻具质量，购买适用于复杂地质构造和井下情况的钻具4、在钻具的使用过程中，对受力复杂部位的钻具（特别是钻铤）要进行上下倒换使用，避免钻具疲劳断裂5、钻具入井保持丝扣干净，均匀涂抹丝扣油，按规定的扭矩上紧扣6、钻具出入井过程中，井口内、外钳工要认真对钻具进行检查，杜绝带伤钻具入井使用钻柱事故处理1， 钻柱事故是钻井过程中较常见的事故特别是转盘钻井中，钻柱受力很复杂，若检查不严或操作不当，极易发生钻柱折断、滑螺纹、脱螺纹等事故钻具事故发生后，遗留在井下的钻具俗称“落鱼”2， 常见钻柱事故有钻柱折断、钻柱滑螺纹和脱螺纹钻柱滑螺纹是指钻柱受力后从螺纹连接处因受拉脱而滑开主要原因是螺纹上卸次数过多导致牙形磨损；螺纹上得不紧，钻井液冲刺时间较长；牙形不符合标准，螺纹不易上紧等钻柱脱螺纹是指钻柱螺纹并未损坏，而钻具在井下自动退开主要原因是井下情况不正常，如井下蹩钻、打倒车3， 处理钻柱事故时，要根据鱼顶和井眼的实际情况，选择适当的打捞工具，必要时要另外设计特殊的打捞工具，以便迅速捞出落鱼常见钻柱事故处理所用的打捞工具一般有卡瓦打捞筒、打捞矛、内螺纹锥和外螺纹锥断钻具事故处理案例例1某井事 故 经 过2011年11月14日04:15 下7”刮管器刮管至人工井底6750.85m后，于15日19:10起钻至井深26.40m，接提升短节后，起最后一柱钻铤时，当吊卡离转盘面2.03m，突然提升短节公扣根部端面断，7”刮管器和最后一柱钻铤落入井内（提升短节液气大钳上扣3MPa,断口有1/4老印子，老印子贯通部分约2cm宽）。
落井钻具结构; 7”刮管器(外径168.00mm，本体外径137mm)×1.20m+120.7mm钻铤×1柱×27.85m=29.05m提升短节使用情况：2011年9月16日随取芯工具到井，9月28日取芯时使用一根4 3/4”钻铤，接4 3/4”钻铤时第一次使用该提升短节；第二次使用该提升短节是2011年11月10日下149.2mm钻头，配4 3/4”钻铤探7”套管内水泥塞这趟钻；第三次使用该提升短节就是下7”刮管器刮管这趟钻 事 故 处 理 经 过～2011.11.16 08:00下光钻杆探鱼顶井深未完～11:00下钻至井深6722.22m探得鱼顶；～14:10循环～2011.11.17 06:20起钻完；～08:00接142mm卡瓦打捞筒下钻未完～09:00下钻至井深1013.50m；～10:30更换绞车低速端链条块一块；～22:00下钻完；～22:40下放钻具实探鱼顶井深6722.84m，大排量冲洗鱼头，打捞，上提钻具悬重1916↑1928KN，上提下放钻具猛刹2次悬重未变～2011.11.18 08:00起钻未完，～16：15起钻完，捞获全部落鱼事故原因分析提升短节公扣根部端面断，判断为疲劳损伤；在探伤过程中没有及时发现已经出现的损伤。
例2：某井 1、基本情况 （1）构造：四川盆地大天池构造（2）设计井深：5644m；层位：石炭系（3）事故时井深：3703.64m；层位：嘉一，岩性：灰岩（4）钻井液性能：密度1.62 g∕cm3 ，粘度40S，切力5～12，泥饼0.5mm，失水5ml，PH值9.5 （5）套管深度：￠244.50mm套管×3346.44m （6）事故日期：2009.06.01～09.06.06 2、事故经过：2009.06.01.4：40用￠215.90mm钻头，密度1.62 g∕cm3钻井液钻进至井深3703.64m机械钻速降低，钻时增加，上提钻具至井深3701.50m校正指重表后，下放钻具至井深3703.06m遇阻50KN，上提钻具遇卡，悬重由1230↗1500KN，上下活动钻具900～1800KN解卡，4：50恢复钻进无进尺，起钻完发现随钻打捞杯主轴从410母扣下部断如下图：落鱼结构：￠215.90mmPDC钻头0.37m+捞杯0.51m，鱼长0.88m，鱼顶井深3702.76m 3、事故处理经过 （1）2009.06.02下￠203mm铣齿铣筒1.33m套铣，套铣2：20h：min无进展。
（2）2009.0 6.03下￠73mm公锥打捞未获起钻完公锥从接头根部断，下端面外圆周明显金属磨损痕迹，分析为公锥没进入落鱼水眼，而是插入落鱼与环空之间导致折断如上图： （3）2009.06.04～09.06.05两次下￠212mm铣圈+￠203mm铣筒3m+随钻打捞杯套铣，井段3702.76～3703.45m，捞获碎铁860如下 （4）09.06.06下￠203mm套子内装￠114mm公锥及安全接头打捞，上提钻具悬重由1150↗1700KN，落鱼卡，上下活动钻具800～1900KN解卡，起钻间断挂卡，用方钻杆起钻上下活动900～2100KN，倒出钻杆36根后落鱼进入套管鞋后正常起钻完全获落鱼，解除事故如下图： 4、事故原因 （1）操作人员对钻时变化原因分析不准，判断错误 （2）校了悬重后下放遇阻、上提遇卡，发生了井下落物硬卡钻头，上下活动过程中使可能已经疲劳或损伤的捞杯主轴断裂 （3）第一次用铣齿铣筒套铣后，下打捞工具时措施不当，没有考虑公锥尺寸与井眼大小的关系，也没有考虑打捞工具强度问题，导致公锥插入环空折断，造成了事故复杂化b:钻头事故钻头事故的判断和处理经常发生的钻头事故一般有两种情况：一是牙轮落井，二是钻头丝扣滑扣或丝扣折断。
与钻头接近的配合街头、减震器、扶正器等滑扣或折断后，由于重量轻在指重表上很难发现，这些下部钻具失效与钻头滑扣有相同的现象事故原因分析1、工程技术人员及操作人员没有对层位、岩性做认真分析，新钻头入井到底后没有轻压慢转跑活牙轮，岩性变化蹩跳钻时未及时调整钻井参数，造成钻头先期破坏，缩短了钻头的使用寿命2、在高研磨性地层中钻进，钻头的使用时间过长或螺杆钻具带牙轮钻头钻进时，在高转速下钻头使用时间过长，造成钻头外径严重磨损掉牙轮3、钻头使用到后期或出现明显的异常工况，如钻时变化，机械钻速降低时，不认真分析原因及时起钻，而存在侥幸心理继续钻进，造成钻头事故4、在划眼过程中钻具滑扣或倒脱钻具，钻具顿落井底造成钻头事故5、因钻头质量问题发生钻头事故钻头事故的预防1、根据层位、岩性对钻头合理选型2、上部软、硬交错地层中钻进时钻头蹩跳钻严重，在钻头上面应加减震器，减轻因蹩跳钻造成钻头牙齿折断和轴承疲劳破坏，并根据实际情况及时调整钻井参数3、新钻头入井到达井底前，缓慢下放钻具冲洗井底3～5分钟保持井底清洁，再轻压慢转（10～20 KN钻压，40～45 r/min转速）跑合牙轮至少10～20分钟（根据地层岩性硬度决定）修平井底，然后缓慢逐渐加压至钻进钻压，不能加压过急，以减小钻头的瞬间轴向冲击应力，避免造成钻头牙齿先期折断而缩短了钻头的使用寿命。
4、在高研磨性地层钻进时，钻头的使用时间不宜过长，避免钻头外径磨小后，新钻头入井长段划眼使用螺杆钻具牙轮钻头钻进，要考虑高转速工况下对钻头使用寿命的影响5、钻进过程中发生蹩跳钻，在层位、岩性无变化时，出现钻时增加、机械钻速降低、转盘扭矩不稳定的情况，应及时起钻换钻头，不能观察继续钻进6、钻进作业中返出岩屑里出现不明原因的铁屑时，应立即起钻查明原因7、提高操作人员的技术素质，加强责任心，钻进作业中精心操作，防止溜顿钻和加压启动转盘8、搞好泥浆的净化工作，减少固相颗粒对钻头轴承的磨损钻头事故的判断：牙轮落井进尺减慢或基本无进尺，蹩跳钻，钻盘负荷增重，岩屑中有可能发现铁屑，上提钻具泵压和悬重无变化，转动不同方向方入发生变化，证明牙轮落井钻头滑扣或丝扣折断钻进措施及地层未变，但进尺减慢或无进尺，转盘负荷减轻，上提钻具悬重无变化，但泵压下降，当下放至原方入时，泵压又恢复，证明钻头或近钻头钻具出了问题钻头事故处理：充分循环出井底岩屑，确保井底无沉砂后起钻根据起出钻具或钻头情况，选择适当的打捞工具减震器滑扣或断裂，可根据实际情况分别采用对扣、公锥或卡瓦捞筒等工具进行打捞近钻头扶正器及配合接头滑扣，可采用对扣、公锥或大头公锥进行打捞。
钻头滑扣，可采用对扣打捞或磨鞋磨铣后强磁加捞杯打捞钻头掉牙轮，采用反循环打捞蓝、钢丝捞筒、一把抓等工具打捞，或磨鞋磨铣后强磁加捞杯打捞各种打捞工具的使用及钻具组合，必须严格按说明书的要求进行操作打捞或磨铣工具接近钻头前，大排量冲洗井底磨铣时，钻压、钻速、排量不宜过大，且每磨铣30分钟上提钻具，防卡钻起钻时，不能钻盘卸扣，落物起出转盘面后，先放好钻头盒，盖好井口，才能卸落物和打捞工具处理后，恢复钻钻进的第一只钻头应带随钻捞杯钻头事故的预防：根据地层岩性和上只钻头使用情况，合理选型；钻头入井前认真检查，不合格钻头不入井，上卸扣使用装卸器钻头上使用减震器；定向井或复杂井使用随减震器保持井底清洁，新钻头入井，轻压慢转30分钟后，再加足钻压钻进钻进中送钻均匀，不顿钻、溜钻，严禁加压启动转盘1,钻进中，遇下列情况应起钻以防止钻头事故：a) 钻井参数、岩性不变，钻时超过上1米的1.5倍；且出现蹩跳，转盘扭矩增大b) 砂样中有铁屑，又找不到其它原因；泵压降且地面未发现原因c) 溜、顿钻吨数，超过该尺寸钻头最大允许钻压一倍，或严重卡钻d) 因处理井漏、井喷，钻井液中有H2S，或在深井高温高压下侵泡2～3天以上。
2、 钻头资料齐全、准确，出井钻头立即清洗干净，排列整齐、编号，当天生产会进行使用分析钻头掉牙轮事故案例例1某井事 故 经 过2010年11月10日2:30钻进至井深5413.05米，扭矩由14↑22，泵压由19↑20Mpa，～4:00上提划眼观察，划眼至井底扭矩逐步增大，泵压逐步上升，～7:00循环起钻，10日20:00起钻完发现牙轮三个巴掌折断，三个牙轮掉井目前井下钻具（落鱼）情况3只牙轮及部分巴掌事 故 处 理 经 过 2010，11，12第一次下入D200反循环捞篮，11月13日3:30起钻完（。