浅谈钻探孔内钻具事故原因分析及处理措施

2016-04-14秦柱

地球 2016年8期

关键词：外管孔内内管

■秦柱

（新疆维吾尔自治区有色地勘局七〇四队新疆维吾尔839000）

浅谈钻探孔内钻具事故原因分析及处理措施

■秦柱

（新疆维吾尔自治区有色地勘局七〇四队新疆维吾尔839000）

根据实践经验，对遇到的钻具孔内事故进行了大量的调查研究、数据分析和资料收集，并以案例形式分析了常见的事故原因，总结经验，吸取教训，找出规律，提出处理方法，以期有效预防孔内事故的发生，提高施工效率。

钻具事故原因分析处理措施孔内事故分类处理原则

1　孔内事故的分类及处理的原则

1.1孔内事故的分类

对于钻探工程孔内事故，目前尚未见到确切定义的相关资料。通常把钻探工程施工过程中发生的，因客观的地层异常变化，或因主观的操作技术措施不当中断钻孔内正常钻进的各种故障统称为孔内事故。地层异常变化常见的如遇断层破碎带、溶洞裂隙带、风化蚀变带、严重漏失层和流沙层等。操作技术措施不当指现场人员没有严格执行钻探规程。它分为钻具事故、孔壁事故、套管事故、质量事故等几种类型。

（1）钻具事故。①断落钻具，如钻杆、岩心管和钻头折断或连接螺纹脱开，以及升降钻具时不慎将钻具掉落孔内等；②卡埋钻具，孔内掉入异物而将钻具卡在孔内等。（2）孔壁事故。①由于孔壁坍塌、掉块引起的卡钻、抱钻事故和找不到老眼等；②钻进遇水膨胀水敏性的地层，导致钻孔缩颈。由于工程因素，外力作用破坏了原有的应力平衡状态，导致孔壁坍塌、掉块，冲洗液的漏失，导致烧钻等。（3）套管事故。包括套管被磨破、折断、脱节、错动、下跑和套管卡夹起拔困难等事故。（4）质量事故。包括钻孔超斜，岩煤芯采取率低等达不到质量要求。（5）其他事故。包括终孔测井时探管被卡，钻孔封闭时由于操作问题发生孔内事故等。

1.2孔内事故处理的原则

孔内事故一旦发生，就要认真研究事故发生情况，分析事故原因，制定处理方案。因此，要求机班长和工程技术人员充分发动职工，开好事故分析会，做到“五清”，即孔内情况清、机上余尺

清、事故头清、报表记录交接清、当班人员对于处理情况清。

（1）孔内情况清:弄清钻孔结构，孔内岩石性质，孔壁稳定程度，岩粉情况，事故发生过程和初发征兆等。这是提供确定处理方法和步骤的依据。（2）机上余尺清:事故发生时，要及时量准机上余尺，确定发生事故的孔深和具体位置；事故发生后，要根据断头钻具，精确计算事故部位的孔深和孔内事故钻具的长度、数量和组成情况，以确定打捞钻具长度。（3）事故头要清:摸清事故头的断头形状或断裂痕迹。必要时可采用“照像”查明事故头形状，以便确定处理方法和打捞工具。（4）报表记录交接清:小班原始记录和交接班情况要弄清。如:钻头、钻具、钻杆、加减尺、岩芯和钻进规程参数等情况要交接清楚。同时，还要把处理过程中发生的情况，处理方案和处理方法记录清楚，以便使下个班能全面了解掌握事故处理的每个环节。（5）当班人员对于处理情况清:当班人员对事故处理全过程，包括使用的工具、事故钻具以及孔内事故头的变化等要弄清，并做好详细记录。

2　钻具事故原因分析及处理措施

2.1钻具折断和脱扣事故.

钻具的折断和脱扣是指在钻进和提升过程中，孔内钻杆、岩芯管和各种接头的折断或丝扣滑脱。

2.2钻具折断和脱扣的原因

（1）绳钻钻杆两头丝扣部位，特别是丝扣根部强度差，孔内阻力过大时易扭断。（2）钻杆弯曲或使用时间长，受孔壁磨损，其强度减弱，易折断。（3）孔内岩粉多或孔壁不好，产生掉块，回转阻力大，造成钻具强行扭断。（4）在钻进过程中，孔内回转阻力过大或发生卡钻、埋钻和烧钻事故时，强拉硬顶，导致钻具脱扣事故发生。（5）外管、扩孔器、弹卡室、钻头丝扣磨损严重未及时检查，也会发生孔内事故。

2.3钻具断脱的处理

钻具断脱后，首先要量好上余，把上部钻具提出孔口，计算好孔内断头的位置，并对断头进行检查分析。根据钻具断头情况，判断孔内钻具断口的形态，采取相应的处理方法:（1）断头平齐或断头是完整的钻杆、接头或接箍。一般情况下采用普通公锥处理，对上并吃上扣即可提出事故钻具。提拉不动时，不能强拉硬顶，必须改用其他方法进行处理，如采用反出钻具方法等。（2）断头不齐、斜差大、有劈岔。这种情况应先用带导向的环状扫铁钻头，下到绳钻钻杆断头处，待导向进入钻杆后，轻压慢转，把断头推磨平，提出扫铁钻头，再采用公锥捞取。

2.4绳索取芯外管脱落的处理

（1）单纯外管脱落（内管已打捞上来），一般情况脱落位置是在弹卡室，上扩孔器等丝扣部分断脱，此种情况可下入公锥捞取。（2）内外管总成脱落（即内管总成仍在孔内）。在这种情况下，岩芯管外管和内管总成都在孔内，且总成的捞矛头在上部，此时应先处理内管总成，再处理外管总成。处理内管总成，不能用绞车下放打捞器，而是用异径接头把打捞器接到钻杆上，下到内管总成捞矛头上进行打捞。这种办法既可以防止打捞器插入孔壁造成新的孔故，又可有较大的拉力，确保能反内管总成，至少是总成上部抽出，为下一步处理排除障碍。抽出内管总成后再用公锥捞取外管。（3）外管被挤夹严重，用公锥捞不动时，可采用小一级掏芯钻头钻穿过孔底钻头，敲打外管使其松动，再用公锥捞取外管总成。若仍提不动，则可采用带导向的扫铁钻具将外管扫除。

3　烧钻事故原因分析及处理措施

3.1常见的事故原因

（1）钻压过大，高转速钻进产生较大摩擦热量，钻头冷却差。（2）钻进松散、松软地层钻速过快，冲洗液流通间隙小，冷却不良、排粉不畅，热量聚集在孔底。（3）水泵工作不正常，泵量不足，管道堵塞或岩芯堵塞。（4）钻杆中途渗漏造成冲洗液假循环。（5）回次进尺长度超过内管容纳长度，岩芯顶碎，碎屑堵塞水路，引发烧钻。

3.2烧钻事故的处理

发生烧钻事故后，一般因扭矩大，钻具可能发生折断或脱扣。对于轻微烧钻事故，可以用升降机及时地加以试探性提拉，或用给进油缸顶拔。顶拉时要避免强拉硬顶，可采取边转边拉的办法，一般情况下即可把钻具拉顶上来。对于严重的烧钻事故提拉和顶拔往往无效，只有动用反丝反出钻具。