钻井事故及处理

埕岛油田完井及生产配套技术,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,钻井事故及处理,汇 报 提 纲,一、卡钻事故及处理,二、井漏及处理,三、钻具事故及处理,四、落物事故及处理,五、钻头事故及处理,六、测井事故及处理,七、套管事故及处理,三、卡钻事故及处理,（一）概述,（二）井塌卡钻,（三）沉砂卡钻,（四）粘吸卡钻,（五）缩径卡钻,（六）键槽卡钻,（七）泥包卡钻,（八）落物卡钻,正常钻进时，井内钻具处于运动状态。当井内条件恶化时，如井斜、缩径、泥包、井漏、井塌、井喷、钻井液性能恶化、岩屑堆积、落物、键槽等情况发生，将阻止管柱在井内正常运动，如起下钻时遇阻，上提绞车负荷增加，转动时转盘负荷增加，钻柱活动范围变小，严重时无法开泵，管柱卡死。由此可见，引起卡钻的原因是很多，后果也很严重。,（一）概述,卡钻在钻井中很容易发生，任何地区、地层、井段都有可能发生卡钻。不同地区，地质及钻井条件不同，卡钻原因、性质、程度不同。就某口井而言，卡钻有可能是以其中一种原因为主，也有可能是多种原因的综合。,（一）概述,根据卡钻的原因，卡钻可分为：,井塌卡钻,沉砂卡钻,压差卡钻,缩径卡钻,键槽卡钻,泥包卡钻,落物卡钻,（一）概述,1.井塌原因,造成井壁失稳有,地质,方面、,物理化学,方面、,工艺技术,方面的原因。,（二）井塌卡钻,1）地质方面的原因,（1）岩性。如岩石未胶结或胶结不好，破碎带，节理,发育等导致井塌。,（2）存在原始地应力。井眼钻穿后，原始地应力释,放，钻井液液柱压力无法平衡地层侧向压力，导,致井塌。,（3）存在异常孔隙压力。井内若出现负压差，且连通,性较好，超过岩石强度的压差将岩石推入井内。,（4）地层构造状态。构造作用使水平沉积岩发生变,化，地层出现倾角。倾角增大，地层稳定性变差。,（二）井塌卡钻,2）物理化学方面的原因,（1）水化膨胀。包括表面水化、离子水化、渗,透水化。,（2）毛细管作用。毛细管水运移削弱颗粒间、,岩层面之间的联结力。,（3）流体静液压力。滤液在静液压力的作用，,进入地层，引起地层层面水化，强度降,低，裂缝裂解加剧，从而导致井塌。,（二）井塌卡钻,3）工艺技术方面的原因,（1）钻井液性能不合理，如密度、粘度、切力,等。如末胶结地层、应力不稳定地层等。,（2）钻井液液面下降，井内液柱压力降低，井,壁失去足够的支撑而导致井塌。,（3）排量不当。,（4）底部钻具组合设计不当，导致环空间隙太,小，起下钻易产生压力波动，导致井塌。,（5）开泵过猛，管柱提放速度不当。,（二）井塌卡钻,（6）井段中同时存在水敏性地层及水层，若采用气体钻井，此时因气体对井壁的支撑力不足而产生井塌。,（7）井喷引起井塌。,（二）井塌卡钻,2.井塌征兆,1）钻井液的粘度、切力、密度、含砂量皆增,高，泵压忽高忽低，有时会突然憋泵。,2）井口返出岩屑量增多，砂样混杂，甚至出,现大量的剥蚀掉块。,3）起钻有遇卡现象，下钻下不到井底。井塌,严重时，下钻堵水眼，开泵困难，憋泵甚,至卡钻。,（二）井塌卡钻,2.井塌征兆,4）划眼困难，有时发生憋钻、打倒车、接单,根困难，反复划眼效果不大，甚至越划越,浅，严重时可造成卡钻。,5）钻井液性能不稳定，变化快，并且起下钻,反喷钻井液。,（二）井塌卡钻,3井塌的预防,1）井身结构合理。,（1）表层套管要封掉松软地层。,（2）明显的漏层上部要用套管封住。,（3）同一裸眼段，不允许喷漏并存。,2）尽量减小套管鞋以下的口袋长度。,口袋是下部岩屑的储藏所，易掉块。另排,量偏低，易形成砂桥。,（二）井塌卡钻,3）选用流变参数合适、能与地层相适应的钻井,液。,（1）未胶结砾石层、砂层，密度适当，粘度,及切力较高。,（2）钻井液PH值控制在之间。碱性越,高，泥页岩水化能力越强。,（3）混油。,（4）适当提高钻井液矿化度。,（5）促进有利于泥页岩稳定的离子交换作用。,（二）井塌卡钻,4）使用防塌钻井液。如油基钻井液、油包水,乳化钻井液、硅酸盐钻井液、钾基钻井液、,低失水高矿化度钻井液、含各种堵塞剂的,钻井液等。,（二）井塌卡钻,5）留意管内外液面高度，保持静液柱压力。,（1）起钻、停钻（有渗漏）回灌钻井液。,（2）钻柱或套管底部装有回压凡尔时，要定,期地向管柱内灌入钻井液。,（4）管内外压力不平衡，停泵有立压，不,能放回水，不能接单根。,6）钻井液静止时间不宜过长。,7）负压钻进，液柱压力大于地层坍塌压力。,8）开泵不宜过猛，控制起下钻速度，减小压,力波动。,（二）井塌卡钻,4井塌卡钻的处理,井塌以后，可能出现两种情况，一种是可以小排量循环，另一种则无法循环。对于前者，控制好进口流量与出口流量的基本平衡，在循环稳定之后，逐渐提高钻井液的粘度和切力，尽可能降低失水量，补加防塌剂，增强钻井液的携岩能力及防塌能力，把坍塌的岩块携带到地面。对于小排量可以循环但增加排量会漏失及无法循环这两种情况，则应采取套铣倒扣的方法加以解决。,（二）井塌卡钻,5套铣倒扣解卡,卡钻处理时，套铣倒扣解卡是常见方法之一，故有必要将套铣倒扣做简要介绍。,1)作用,遇到严重卡钻用其它方法不能解除且不能循环时，现场常用倒扣套铣倒扣的方法来取出井内全部或部分钻具。,（二）井塌卡钻,2)原理,倒扣就是使转盘倒转，将井内正扣钻杆倒出。每次倒出钻杆的数量决定于井内被卡钻具丝扣松紧是否一致，通常希望从卡点处倒开。对卡点以下的钻具下套铣筒将钻具外环空中岩屑、落物等铣掉。套铣筒接在钻杆下面下入井内，套住井内钻具后再进行套铣，套铣一个套铣筒的长度后起钻，再下入反扣钻杆及倒扣捞矛或反扣公锥进行倒扣，如此反复，即套铣倒扣套铣，直到把井内全部钻具倒出。这是一种比较复杂的处理办法，费时较长。,（二）井塌卡钻,3)操作步骤,（1）将卡点以上钻具重量全部提起（并稍大些），使卡,点附近钻具既不受拉也不受压，然后倒转转盘，将,钻具丝扣倒开提出。,（2）若倒出的钻具没有达到卡点处，可在反扣钻杆下接,倒扣捞矛或反扣公锥（必要时在公锥上面接安全接,头），下到井内被卡钻具处造扣，然后上提，使卡,点处钻具不力，再反转转盘倒扣，如此反复，直到,将卡点以上钻具全部倒出，再进行套铣。套铣时选,择铣鞋、铣筒的外径比井眼稍小，其内径要比钻杆,接头外径大，套铣筒的长度根据实际工况而定。,（二）井塌卡钻,4)套铣倒扣解卡工具,（1）铣鞋,a.功用,用来破碎地层或清除环空堵塞物。,b.结构,与取心钻头类似，呈环形结构，上有螺纹与铣管连接，下有铣齿，如右图所示。其结构有多种形式，根据套铣对象来确定。,（二）井塌卡钻,（2）铣管,a.功用,用以容纳井内钻具。,b.分类,铣管按有无接箍可分为有接箍铣管和无接箍铣管，有接箍铣管又可分为内接箍铣管和外接箍铣管。,c.结构,各种铣管结构如下图所示。,（二）井塌卡钻,（二）井塌卡钻,（3）倒扣捞矛,a.功用,倒扣捞矛是对井下被卡钻具进行倒扣作业的一种专用工具。在倒扣打捞作业中使用该工具时，钻具可以不带安全接头，通过井上操作，可实现安全退扣。使用该工具打捞，比采用反扣公锥倒扣打捞成本低，不会引起像公锥断裂等复杂事故。,（二）井塌卡钻,（3）倒扣捞矛,b.结构,ZDM型钻具倒扣捞矛由矛体、胀心轴和胀扣套三部分构成，如右图所示。,（二）井塌卡钻,（3）倒扣捞矛,c. 工作原理,矛体上部为反扣钻杆接头螺纹，矛体与胀心轴由螺纹联接，胀扣套就装配在胀心轴的外锥体上，胀心轴下部有引导锥，便于胀扣套与落鱼接头螺纹对扣，另外胀扣套在上提拉力作用下，可牢牢地抓住落鱼。若上部钻具为正扣，则工具上部也应为正扣。,（二）井塌卡钻,（3）倒扣捞矛,d.操作方法,（a）在倒扣打捞作业时，ZDM型钻具倒扣捞矛由反扣钻杆,送入井下，若是双正扣钻具倒扣捞矛则与正扣钻杆,联接。当引锥插入落鱼水眼之后，正转56转，使,胀扣套与落鱼上部接头螺纹旋合。,（b）上提钻具，胀扣套被胀心轴撑大，紧紧地与落鱼接,头螺纹配合。上提拉力大小以要倒开钻具重量与打,捞钻具重量之和为宜。,（二）井塌卡钻,（三）沉砂卡钻,沉砂卡钻也叫砂桥卡钻，如右图所示。当井筒直径大小不规则时，钻井液往往在扩径处产生涡流而使所携带的钻屑下沉，在下面的缩径处聚集而形成的桥堵。,（三）沉砂卡钻,1.沉砂原因,1）清水钻进时，钻井液悬浮岩屑能力差，岩屑,下沉，形成砂桥。,2）钻井液体系或性能发生了改变。原有平衡被,破坏，井壁上的滤饼剥落，井壁上的岩屑滑,移。,3）絮凝剂加入过量。,4）井内钻井液静止时间过长。,5）井壁存在大肚子井段。,（三）沉砂卡钻,6）机械钻速与排量不匹配。,7）气体钻井遇含水地层，岩屑在环空中形成泥,球或泥环。,8）循环解卡剂时，开泵过猛，泵量过大，易将,解卡剂中的岩石颗粒（井壁泡松泡垮后溶解,于解卡剂中）与滤饼挤在一起，形成砂桥。,9）大斜度定向井在使用井下动力钻具时，在井,眼低边易形成岩屑床，停泵时形成砂桥。,10）钻柱在上部折断，造成钻井液循环短路。,（三）沉砂卡钻,11）钻井液被盐水污染后，极易破坏井壁滤饼而形成砂桥。,（三）沉砂卡钻,2.沉砂征兆,1）下钻时井口不返钻井液或者钻杆内反喷钻井液。钻,头进入砂桥以下，由于砂桥堵死了循环通路，钻井,液不能从井口返出，而只能被迫进入钻头水眼从钻,杆内返出或者被挤入松软地层中。,2）起钻时环空液面不下降，但钻具内的液面下降很快。,3）在钻进时，钻井液流量小或携砂能力不好，钻具上,下活动、转动均无阻力，一旦停泵则钻具无法提出。,（三）沉砂卡钻,2.沉砂征兆,4）气体钻井时，返出钻屑中有湿泥团，泵压升高，返,出气体量减少甚至不返，起下钻具有阻力。,5）开泵循环，则泵压升高，悬重下降，井口返出钻井,液很少，甚至不返出钻井液。,6）在砂桥未完全形成以前，下钻时可能不遇阻或者阻,力很小，随着钻具的不断下入，阻力逐渐增加，出,现钻具下入但大钩悬重不增加的现象。,（三）沉砂卡钻,3.沉砂的预防,1）尽可能不用清水钻进。,2）综合考虑喷射钻井、携屑、稳定井壁等，优化钻井,液设计，形成坚韧低渗滤饼，以巩固井壁。,3）维持钻井液体系及性能稳定。,4）裸眼井段，钻井液静止时间不宜过长。,5）松软地层机械钻速较快时，应适当延长钻井液循环,时间。接单根的速度要快。开泵排量先小后大。,6）胶结不好的井段不要划眼。,7）控制井径扩大率(10%-15%)。,（三）沉砂卡钻,8）泵量要适当，既能保持井眼清洁，又不冲蚀井壁。,9）含水地层，不宜用气体钻进。,10）排解卡剂时，排量要先小后大，中途不要停泵。,11）起下钻出现砂桥卡钻征兆时(下钻井口不返钻井液,或钻杆水眼内反喷，起钻液面不降)，应停止起下,钻，立即接方钻杆开泵循环，开泵时采用小排量顶,通，然后逐渐增加排量，待环空畅通、钻柱内外压,力平衡后，方可继续进行起下钻作业，以免砂桥被,憋得越来越紧，卡死钻具。,12）用解卡剂浸泡解卡，先小排量，再大排量。,（三）沉砂卡钻,4.沉砂的处理,1）若用小排量可循环，应慢慢增加粘度、切力，再逐,步增加排量，把循环通道打开。,2）开泵时，若钻井液只进不出，钻具无法活动，应算,准卡点位置，从卡点附近倒开，以免砂桥卡钻发展,成粘吸卡钻。,（三）沉砂卡钻,4.沉砂的处理,3）若砂桥在上部，最好先炸掉钻头或炸裂钻铤，然后,进行倒扣、套铣，将砂桥解除，再下钻具对扣，恢,复循环。如果砂桥在下部，应采用爆松倒扣的办,法，一次将未卡钻具倒出，卡点以下钻具通过套铣,倒扣、切割方法加以解决。,4）沉砂卡钻若发生在起下钻过程中，此时钻头不在井,底，若套铣，则落鱼可能下落。为此应立即对扣，,活动钻具，尽可能在活动中解卡。,（三）沉砂卡钻,5.爆炸倒扣,卡钻处理时，爆松倒扣、套铣解卡是常见方法之一，故有必要将其做简要介绍。,1）作用,用于处理卡钻事故。,（三）沉砂卡钻,5.爆炸倒扣,2）原理,首先测出卡点的位置，然后用电缆将导爆索从钻具内孔送到卡点以上第一个接头丝扣处，在导爆索中部对准接头的同时，将钻具卡点以上的全部重量提起，并给钻具施加一定的倒扣力矩，点燃爆索使其爆炸。导爆索爆炸时产生剧烈的冲击波及强大的震动力，足以使接头部分发生弹性变形，及时把扣倒开。同时，由于导爆索爆炸产生大量的热，使钻杆接头处受热，熔化其中的丝扣油，并产生塑性变形，也有助于卸开丝扣。倒扣后套铣、打捞。,（三）沉砂卡钻,5.爆炸倒扣,爆炸倒扣方法具有安全、可靠、速度快、钻具一般不易破坏，不需要反扣钻具和打捞工具等优点，同时加快处理卡钻的速度，但要严格控制炸药量，并合理操作。,1.粘吸卡钻原因,粘吸卡钻也叫粘附卡钻、压差卡钻、泥饼卡钻。在正常的情况下，井壁上虽有泥饼，但只要钻柱同井壁接触面积小，机会少，时间短，钻柱所受径向压力几乎相等，不会压在泥饼上。由于实际井眼不会绝对垂直和规则，总有一部分钻柱与井壁接触，如下图所示。,（三）粘吸卡钻,（四）粘吸卡钻,在接触处没有钻井液，没有钻井液液柱压力，而钻柱与钻井液接触处则存在液柱压力，使钻柱紧压泥饼，从而在钻柱与泥饼之间产生摩擦力。当该力达到一定值时，压差卡钻产生。,（四）粘吸卡钻,此外，粘吸卡钻产生的另一重要原因就是泥饼具有较强的负电力场，而钻柱表面具有正电力场，二者在一定的范围内发生吸附作用，导致粘吸卡钻。粘吸卡钻发展如下：,由于井斜，钻柱自身重量的水平分力使钻柱压向井壁下侧，驱走了泥饼与钻柱之间的钻井液，使钻柱与泥饼之间的距离缩小，于是吸附作用产生，此时钻柱与泥饼的接触面积较小，如图下图所示t时刻。,（四）粘吸卡钻,由于钻柱与泥饼发生了接触，钻柱在压差（钻井液静液柱压力与地层孔隙压力之差）的作用，被压向井壁，扩大了与泥饼接面积，吸附作用进一步加强，如图所示 时刻。在接触面的两端，由于钻柱与井壁之间的间隙较小，钻井液无法循环至此，随着时间的推移，岩屑与钻井液中的固相颗粒填充于此，再次增加了钻柱与泥饼的周向接触长度，使压差力再进一步增大，如图所示 （ ）时刻。,（四）粘吸卡钻,（,四,）粘吸卡钻,井壁上的泥饼及压差的存在导致粘吸卡钻的产生。具体表现在：,1）钻井液失水量大，井壁上存在的泥饼厚。,2）压差过大。,3）钻井液静止时间过长。越长越有可能发生。,4）没有及时活动钻具（卡点上移）。,5）钻井液中加入的润滑剂含量少，泥饼摩阻,大。,6）钻井液净化不好。,二、粘吸卡钻原因,2.粘吸卡钻特点及征兆,1）粘吸卡钻是在钻柱静止的状态下才能发生。,2）粘吸卡钻卡点位置位于钻铤或钻杆处，最容易,遇卡的则是钻铤。,3）粘吸卡钻前后，钻井液循环正常，泵压正常，,进出口流量平衡，无井塌现象，只是钻具不能,活动。,4）粘吸卡钻后，若钻柱活动不及时，卡点有可能,会上移。,（,四,）粘吸卡钻,3.粘吸卡钻预防,1）选用合理钻井液，如中性钻井液及阳离子钻,井液(以防泥饼带负电力场，钻柱正电力场)。,2）减小钻井液滤失量，提高钻井液的润滑性，,降低泥饼粘滞系数。,3）利用固控设备等除掉钻井液中无用固相颗粒。,4）尽可能降低钻井液密度，采用近平衡钻进。,5）若采用加重钻井液，加重钻井液要均匀。,（,四,）粘吸卡钻,6）设计合理的钻柱结构，如采用扶正器、螺旋钻,铤、加重钻杆等，以增加支撑点，减小接触面,积。,7）测斜前最好短起下钻一次。,8）除必要停止时间外，钻具要一直处于活动中。,9）指重表、泵压表、扭矩表必须灵敏可靠，以防,做出错误的判断。,10）钻头在直井井底，无法上提和转动，加大钻,压，以求把下部钻柱压弯，减小接触面积。,（四）粘吸卡钻,11）保持良好的井身质量，以防在井斜或方位,变化大的井段，钻柱由于其自重分力的作,用紧紧靠向井壁一边，增加了粘吸卡钻的,可能性。,12）钻柱中要带随钻震击器。,13）在正常钻进时，若水龙头、水龙带发生故,障，不可将方钻杆坐在井口进行维修，否,则一旦发生卡钻，将失去活动钻柱的可能,性。,（四）粘吸卡钻,4.粘吸卡钻处理,1）强力活动钻具。,2）震击解卡。震击解卡包括机械震击法、爆炸,震击法、水力脉冲法。,3）浸泡解卡。在采用其它方法无效时，对于压,差卡钻、泥包卡钻、缩径卡钻、沉砂卡钻等,情况可采用浸泡解卡。这种方法即是向井内,泡油、泡盐水、泡酸或采用清水循环等方,式，泡松粘稠的泥饼，降低粘滞系数，减少,（四）粘吸卡钻,与钻具的接触面积，减小压差，从而活动钻,具解卡。,4）减小环空液柱压力法解卡。环空液柱压力减,小，压差减小，可实现解卡。环空液柱压力,减小通过减小环空流体密度实现。,5）电渗透解卡。电源阴极与钻杆连接，阳极与,地层连接。通电后，阳离子与吸附于其上的,水分子开始在电场中向被卡钻具即阴极方向,移动，在其周围形成水化膜，水化膜渗透到,（四）粘吸卡钻,钻杆与泥饼接触区，使钻具周围的流体压力,平衡。此外，在被卡钻具周围产生电化学过,程，破坏泥饼的约束力，使之解卡。,6）冲击波法解卡。使弹性冲击波以声速从井口,沿钻杆传送到卡钻点，从而实现解卡。,7）井口憋压解卡。通过提高卡钻井段地层孔隙,压力来减小压差，从而实现解卡。,（四）粘吸卡钻,缩径卡钻是指井径缩小，小于钻头直径而造成的卡钻，如下图所示。,（五）缩径卡钻,1.缩径卡钻原因,1）地层岩性。如砂砾岩的缩径、泥页岩缩径、,盐岩缩径、深部的石膏层缩径等。,2）钻头磨损，一旦溜钻，有可能卡钻。,3）钻井液性能改变，产生假滤饼，导致井径缩,小。,4）地层错动造成井眼横向位移,导致轴向井径,缩小。,（五）缩径卡钻,5) 将大一级钻头下入小一级井眼中。,6) 井眼弯曲。刚度不够下部钻具换用足够刚度,的下部钻具或下入外径较大较长的套铣或打,捞工具。,（五）缩径卡钻,2.缩径卡钻特点及征兆,1）阻卡点固定。,2）多数卡钻在钻具运行中出现，而不是在钻具静止时出现。,3）一般地层钻进时，泵压正常，进出口流量平衡，钻井液性能不会发生大的变化。只有钻遇蠕变较大甚至是塑流状态的盐岩、含水软泥岩等时，泵压逐渐升高，甚至会失去循环。,4）离开遇阻点后活动钻具正常，阻力稍大则转动困难。,（五）缩径卡钻,5）下钻距井底不远遇阻，有可能是上一只钻头在使用后期直径磨小，形成了小井眼。,6）如钻遇蠕变性的盐岩层、沥青层、含水软泥岩层，往往是机械钻速加快，转盘扭矩增大，提起钻头后，放不到井底，划眼比钻进还困难。若蠕变速率较小，泵压没有多大变化。若蠕变速率较大，可以发现泵压逐渐上升，甚至憋泵。,7）缩径卡钻卡住的是钻头或大直径工具而不可能是钻杆和钻铤。,（五）缩径卡钻,3.缩径卡钻预防,1）一般缩径卡钻的预防,（1）起出钻头和扶正器后，应检查其磨损程,度，如发现外径磨小，下入新钻头时应提,前若干米划眼，不能一下到底。,（2）在用牙轮钻头钻过的井段，下入金刚石、,PDC及足尺寸的取心钻头时要特别小心，,遇阻超过50kN不可强行下入。,（五）缩径卡钻,（3）取心井段必须用常规钻头扩眼或划眼。,（4）下钻遇阻不可强压，起钻遇阻不可硬提。,（5）改变下部钻具结构，增加钻具的刚度。增,加STB数量或加大DC外径及下入外径较大,铣、打捞工具是应控制速度慢下。,（五）缩径卡钻,（6）取出旧钻头，应检查其磨损程度。,（7）控制钻井液滤失量及固相含量。使渗透层井,段结成薄而韧的泥饼，减少滤饼缩径现象，,尤其不能使钻井液性能发生大幅度的变化，,如粘度、切力及滤失量急剧增加等，否则会,形成更多的假泥饼。,（五）缩径卡钻,（8）如上提遇阻，倒划眼无效，若此时起出的钻具超过井深的一半，可接如下图所示的扩孔器于钻柱中间，下钻至遇阻位置扩眼，消除阻卡后再起钻。扩孔器类似于一般的螺旋扶正器，只是在翼片上下两个斜肩面上加焊硬质合金，使其具有破坏地层的能力。,（五）缩径卡钻,（9）在钻柱中接随钻震击器，无论上提遇卡还是,下放遇卡，都可以立即启动震击器，震击解,卡。,（10）在起下钻过程中，要详细记录阻卡点，对,于较复杂的井段，要主动地进行划眼，以,消除阻卡现象。,（11）如果井下情况比较复杂，可在钻铤顶部,扩孔器，加强倒划眼效果。,（五）缩径卡钻,2）盐膏层、软泥岩层缩径卡钻的预防,（1）井身结构合理。技套要封之。,（2）使用螺旋钻铤，不加扶正器。,（3）提高钻井液密度，增大液柱压力，抵抗围岩,侧向压力。,（4）在钻进过程中，要勤划眼，定期进行短起下,钻。留意扭矩、泵压、返出岩屑的变化。,（五）缩径卡钻,（5）复杂井段钻进时，简化钻具结构，如不接扶,正器，缩小钻铤外径，减少钻挺数量等。,（6）使用偏心PDC钻头钻较大的井眼，为蠕变留,下空间。,（7）接单根前后或起下钻遇阻，要进行划眼。,（8）保持较大排量，以便清洗井底，冲刷掉井壁,上吸附的假泥饼。,（9）加强设备管理。,（五）缩径卡钻,（10）在钻头上适当部位接既能正划眼又能倒划眼牙轮扩大器，以修整因蠕变而缩小的井壁。,（11）在裸眼井段，要经常活动钻具。,（12）机修时，将钻具提至上一层套管内。,（五）缩径卡钻,4.缩径卡钻处理,1）遇卡初期，强力活动钻具，争取解卡。,2）用震击器震击解卡。如钻柱上带有随钻震击器，在起钻过程遇卡的时候，应启动下击器下击。在下钻过程遇卡或钻头在井底遇卡的时候，应启动上击器上击。,3）若是缩径与粘吸复合式卡钻，则应先浸泡解卡，然后再进行震击。,（五）缩径卡钻,4）若卡钻由盐层缩径造成，且可循环，可泵入淡水至盐层缩径井段以溶化盐层，同时配合震击器震击。若卡钻由泥页岩缩径造成，可以泵入油类和清洗剂或润滑剂，并配合震击器进行震击。,5）若大力活动钻具与震击均无效，采用爆松倒扣、套铣倒扣的方法。,6)如果套铣倒扣在时间及经济上不划算，或者在套铣倒扣过程中发生其它问题而无法继续进行时，则应采取侧钻。,（五）缩径卡钻,（六）键槽卡钻,1.键槽卡钻原因,键槽形成主要原因是由于井眼轨迹井斜和方位变化大，形成狗腿。钻进时，钻柱紧靠狗腿段旋转。起下钻时，钻柱在狗腿井段上下拉刮，在井壁上磨出一条细槽，即键槽，如右图所示。键槽比钻杆接头直径稍大，但比钻铤、钻头直径小。起钻时，当钻铤或钻头起至该处，严重遇阻遇卡，拉力稍大，无法转动转盘。,键槽卡钻示意图,（,六,）键槽卡钻,2.键槽卡钻的特点及征兆,1）卡钻只会发生在起钻过程。,2）如果钻铤外径大于钻杆接头，则钻铤顶部,接触键槽下口时遇阻遇卡。如钻铤外径不,大于钻杆接头，只有钻头或其他直径较大,工具接触键槽下口时，才发生遇阻遇卡。,3）开泵循环钻井液时，泵压无变化，钻井液,性能无变化，进出流量相等。,（,六,）键槽卡钻,4）遇阻时，拉力稍大，启动转盘很困难。当,下放钻柱脱离键槽，悬重重新恢复时，则,旋转自如。,5）在岩性均匀的地层中，键槽朝上下两端发,展。若井径规则，则每次起钻遇阻点向下,移动，但移动的距离不多。如果岩性不均,匀或井径不规则，键槽则不会朝上下两端,发展，遇阻点固定不变。,（,六,）键槽卡钻,3.键槽卡钻预防,1）钻直井时，保证井眼质量，减少狗腿角出,现。,2）钻定向井时在地质条件许可的情况下，,尽量简化井身轨迹，多增斜，少减斜。,3）用套管封掉易产生键槽的井段。,4）缩短套管鞋以下的口袋长度、长的口袋容,易造成套管鞋的磨损，甚至把下部套管偏,磨而形成键槽。,（,六,）键槽卡钻,5）每次起下钻，都要详细记录,遇阻点井深，阻力大小，以便,综合分析井下情况，找出引起,井下遇阻遇卡的原因。,6）起钻遇阻，不能强提，应反,复活动，以求解卡。若长时间,活动无效，采取倒划眼的办法。,7）如键槽遇阻井深小于总井深,一半时，可在钻柱上接如右图,所示的扩孔器，重新下钻至预,计键槽顶部，用扩孔器破除键,槽。,滑套式键槽破坏器结构示意图,（,六,）键槽卡钻,8）发现键槽后，应在钻柱中间接键槽扩大器，键,槽扩大器下接一段钻杆，其长度要大于预计的,键槽长度，其下再接足够数量的钻铤，使其能,产生足够的侧向力，同时要注意控制下划速度。,9）若井身质量不好，为防止键槽卡钻，可在钻铤,顶部接键槽破坏器。如钻铤直径不大于钻杆接,头，可将扩孔器接在近钻头的第一根钻铤上，,以便在起钻遇阻时破坏键槽。,10）在钻柱上带随钻震击器，一旦遇卡时可启动震,击器,下击,解卡。,（,六,）键槽卡钻,4.键槽卡钻处理,1）大力下压。,2）用下击器下击。,3）套铣解卡。若震击无效，用原钻具倒扣或,爆松倒扣，然后套铣解卡。,4）如果是在石灰岩、白云岩地层形成的键槽,卡钻，可以用抑制性盐酸来浸泡解卡。,（,六,）键槽卡钻,5.滑套式键槽破坏器,1）功用,键槽扩大器是为了破坏键槽而设计的井下专用工具。该工具连接于钻铤上方，能有效的扩大键槽部位的尺寸，是钻井过程中常用的工具。,（,六,）键槽卡钻,2）结构,键槽扩大器由上接头、滑套、芯轴、下接头四部份组成。滑套可以在芯轴上作上下移动和转动，其外面堆焊五条螺旋硬质合金棱。滑套两端有锯齿形牙嵌，可分别与上接头下端牙嵌和下接头上端牙嵌相匹配。,（,六,）键槽卡钻,3）工作原理,正常钻进时，由于滑套自重，使下接头与滑套的牙嵌相啮合，该工具随钻柱一起旋转。到达键槽位置，滑套卡入键槽，加压正转时可以产生向下的震击作用使滑套解卡，迫使滑套向下移动。相反，若在钻具上施加一定拉力并正转，使键槽扩大器下接头与滑套牙嵌相啮合，滑套外圆的五条螺旋硬质合金棱切削键槽，从而破坏键槽。,（,六,）键槽卡钻,4）使用、操作,（1）钻具组合,钻头十钻铤+键槽扩大器+钻杆。,（2）下井前的检查,接头螺纹是否完好；硬质合金棱尺寸是否符合要求；上下牙无损坏；芯轴加油润滑。,（3）操作,将键槽扩大器下过键槽，循环调整好钻井液，用较低的速度上提钻柱，并随时注意遇阻情况。若发现遇阻，不要提死应立即下放钻具，并采取下述方法破坏键槽。,（,六,）键槽卡钻,a.分清是钻具遇卡还是扩大器遇卡。键槽,扩大器遇卡与钻具遇卡的区别是：扩大,器遇卡时钻具能自由转动，且有移动行,程，而钻具遇卡时不能转动，没有移动,行程。,b.如果键槽扩大器遇卡（一般是扩大器滑,套被卡)，应下放钻具，加压3050KN转,动钻具使上接头与滑套牙嵌啮合后产生,震击使滑套解卡。,（,六,）键槽卡钻,c.接方钻杆开泵，比原悬重多提1020KN，,正转使下接头和滑套牙嵌相啮合。采用倒,划眼方法使滑套外圆的五条螺旋硬质合金,棱切削键槽，从而破坏键槽。,d.检查键槽是否完全被破坏，可将钻具下过,原键槽井段，然后起钻观察是否遇卡。也,可以将钻具下到井底，钻进810小时后,再起钻，观察是否遇卡。,（七）泥包卡钻,泥包就是软泥、泥饼、钻屑粘附在钻头或扶正器周围，或填塞在牙轮或刀片间隙之间，如右图所示。泥包轻则降低机械钻速，重则把钻头或扶正器包成一个圆柱状活塞，使其在起钻过程遇阻遇卡。后果更为严重的是其抽吸作用，极易把松软地层抽垮，把产层抽喷。故在钻井过程中，要防止泥包。,泥包卡钻示意图,（,七,）泥包卡钻,1.泥包卡钻原因,1）地层岩性所致。如钻遇,松软且粘性很强,的,泥岩时，破碎物呈泥团状，牢牢地粘附在,钻头或扶正器周围。,2）钻井液性能不好。如粘度太大，滤失量太,高，固相含量过大，在井壁上结成了松软,的,厚泥饼,，在起钻过程中被扶正器或钻头,刮削，越集越多，最后把扶正器或钻头周,围的间隙堵塞。,（,七,）泥包卡钻,3）钻井液循环排量太小，不足以把岩屑,携离井底而粘附在钻头表面或填充于,牙齿间隙中。,4）钻具刺漏，钻井液产生分流，钻头处,流量变小，岩屑无法携带至地表，粘,附在钻头上。,5）泥页岩遇水发生塑性变形，使钻头表,面与钻屑间的粘附力变得比举升岩屑,的携浮力大得多。,（,七,）泥包卡钻,2.泥包卡钻征兆,1）钻进时，机械钻速逐渐降低，转盘扭,矩逐渐增大，若因泥包而卡死牙轮，,则有别钻现象发生。,2）钻井液循环时，若钻头或扶正器周围,泥包严重，泵压升高。,（七）泥包卡钻,3）上提钻头有阻力，阻力的大小视泥包的严,重度而定。,4）起钻过程中，井径不同，阻力不同。在较,大井径井段内，钻具上下运行自如。但上,提时随着井径的减小，阻力增大，到小井,径处才会遇卡。,5）起钻时，环空液面不降或下降很慢，甚至,外溢，钻杆内看不到钻井液。,（,七,）泥包卡钻,3.泥包卡钻预防,1）使用防粘附钻井液，如石膏、石灰等、KCl、,PHPA等。,2）在松软地层中钻进，最好使用刮刀钻头（刮,刀钻头不容易泥包，而且泥包后也容易消,除）；使用低粘度、低切力的钻井液；同时,控制机械钻速或增加钻井液循环时间，以降,低钻井液中的岩屑浓度。,3）要有适当钻井液排量，以将岩屑及时带走。,（,七,）泥包卡钻,4）在钻进时，要注意观察泵压和钻井液,出口流量的变化。,5）如发现有泥包现象，应停止钻进，提,起钻头，高速旋转，快速下放，利用,钻柱的离心力和液流的高速冲刷力将,泥包物甩掉或冲掉。若能增大排量，,降低钻井液粘度，效果更好。,（,七,）泥包卡钻,4.泥包卡钻处理,1）如果在井底发生泥包卡钻，应尽可能开大,泵量，降低钻井液的粘度和切力，以便增,大钻井液的冲洗力，同时大力上提，或用,上击器上击。,2）如果在起钻中途遇卡，利用钻具的重量尽,全力下压，或用井下震击器或地面震击器,下击。若条件许可，加大钻井液排量，大,幅度降低粘度和切力并加入清洗剂，争取,把泥包物冲洗掉。,（,七,）泥包卡钻,3）若震击无效，并考虑到粘吸卡钻，可注入解卡,剂，一方面消除钻具与泥饼的吸附，另一方面,减少泥包物与钻头或扶正器的吸附力。或者注,入土酸浸泡，使泥包物发泡疏松，以便恢复循,环时，容易清洗泥包物，为解卡创造条件。,4）泥包后的钻头或扶正器像活塞样，在较大拉,力作用下把钻具提死，环空堵塞，无法循环钻,井液。在活动受限震击无效的情况下，用原钻,具倒扣或爆松倒扣，然后套铣解卡，倒扣越早,越好。,（,七,）泥包卡钻,5）如果泥包卡钻和粘吸卡钻均存在，且钻井液无,法循环，则不可轻易倒扣，因泥包卡钻的井段,不会长，若无扶正器，卡钻就在钻头处，可在,钻头以上爆破，以便恢复循环，消除粘吸卡钻,后再倒扣。若带有扶正器，则堵塞环空的可能,有两个点，一个是钻头，一个是最上面的扶正,器，但以钻头堵塞的可能性最大，因此首先还,是从钻头以上爆破，恢复循环。若不成功，再,从最上面扶正器以上爆破，恢复循环。,（八）落物卡钻,1.落物卡钻原因,由于种种原因，卡瓦牙、牙轮、刮刀片等掉落井内，卡在钻具与井壁或钻具与套管之间而造成落物卡钻，如右图所示。,落物卡钻示意图,2.落物卡钻征兆,1）在钻进中有落物卡在环空会有别钻现象发生，,上提遇阻，小落物有可能会提脱，大落物则越,提越死。,2）起钻过程遇有落物则会突然遇阻，上提力量不,大再下放时比较容易。若落物位置固定，则阻,卡点固定。若落物随钻具上下移动，则只能下,放而不能上提，阻卡点随钻柱的下移而下移。,下放无阻力时可以转动，上提有阻力时则转动,困难。,（,八,）落物卡钻,3）卡点一般在钻头或扶正器位置，落物较,大时也有可能卡在钻杆接头处。,4）卡钻时循环正常，泵压、排量、钻井液,性能均无变化。,（,八,）落物卡钻,3.落物卡钻预防,1）严格执行操作规程，加强操作人员的责任心。,2）定时检查所有井口工具，尤其是大钳、卡瓦,和吊卡。,3）在起下钻或接单根时，为了防止井口落物，,不要使用橇杠、榔头等引起卡钻的工具。若,要使用，则必须把井口盖好。,（,八,）落物卡钻,4）凡入井钻具必须是合格产品，在下井以前还,要在井场进行仔细检查。,5）尽量减少套管鞋以下的口袋长度，同时要保,证套管鞋处有高质量的水泥封固，防止水泥,块破落。,6）磨铣井底落物时，要定期提起钻具活动，一,方面防止磨碎的落物翻到磨鞋上面，一方面,再将已经翻到磨鞋上面的碎物压到磨鞋下面,去。,（,八,）落物卡钻,7）在悬重不正常或泵压不正常的情况下，不,可从钻杆内投入测斜仪、钢球等物件。,8）在裸眼中磨铣，用比钻头小1020mm的磨,鞋；在小套管内磨铣钢铁等物件，用较大,直径、小水槽、多水槽的磨铣工具，不,允许大于5mm的碎物翻到磨铣工具上面。,（,八,）落物卡钻,9）落物没有落在井底，而是坐落在井眼中途,的大井径井段的壁阶上，若横梗在井眼,中，妨碍下钻，通过磨铣或打捞解卡；若,落物坐落在井壁台阶上不妨碍下钻但不稳,定，可通过带弯接头,偏心偏水眼尖钻头,来,进行处理。若较大物体掉入大井径井段，,稳定且不妨碍起下钻，可以不处理或通过,电测手段测准其确切位置，打水泥塞将其,固定在那里。,（,八,）落物卡钻,4.落物卡钻处理,1）钻头在井底时发生的落物卡钻,（1）争取转动解卡。首先正转，以便扩大井,眼，当无别劲时，再稍微上提，继续转,动，以便将落物磨小或挤入井壁。若正转,困难则反转，以便倒松，但尽可能不要把,钻头倒入井底。,（2）若转动无法解卡，在安全的条件下，大力,上提。,（3）用震击器向上震击，使钻具上移，若仍然,无法解卡，再下压或下击，进行解卡。,（八）落物卡钻,2）在起钻过程中发生落物卡钻,（1）落物阻卡时，绝对禁止硬提，应下放钻,具，落物有可能随钻具下行到大井径井,段，此时转动较容易，甚至可以把钻具,起出。若无法下放，原地转动以扩大,井眼。当无别劲时，再稍加上提，继续,转动，如此操作，争取把落物磨小或挤,入井壁。若卡得较死，可利用钻具的重,量，多次快速下压，以便解卡。,（,八,）落物卡钻,（2）用震击器下击。,（3）倒扣。如下压、震击无法解卡，应立即用,原钻具倒扣，较好的情况就是利用倒转的,力量解卡。,（4）如果是水泥块造成的卡钻，可考虑泵入抑,制性盐酸来溶解水泥块，并配合震击器震,击来破碎水泥块。,（5）套铣。,（,八,）落物卡钻,汇 报 提 纲,一、卡钻事故及处理,二、井漏及处理,三、钻具事故及处理,四、落物事故及处理,五、钻头事故及处理,六、测井事故及处理,七、套管事故及处理,一、井漏及处理,（一）定义,（二）井漏分类,（三）井漏的危害,（四）井漏发生的原因,（五）井漏征兆,（六）井漏的预防,（七）井漏的处理,井漏,是指钻井过程中，钻井液漏入地层。其直观表现是：地面钻井液罐液面下降，井口返出钻井液量小于注入钻井液量或井口无钻井液返出的现象。,（一）井漏定义,1.根据孔隙的形状可分为：,1）,渗透性漏失：,多发生在粗颗粒未胶结或胶结很差的,岩层中，如粗砂岩、砾岩、含砾砂岩等，一般漏失,量较小，漏失速度慢。发生此种漏失时，泵压有所,下降，钻井液池液面明显下降。,2）,裂缝性漏失：,又分天然裂缝性漏失与人为裂缝性漏,失。裂缝性漏失速度视裂缝大小而异，漏失较慢时,可维持循环，漏失较大时钻井液有进少出，钻井液,池液面急剧下降。,（二）井漏分类,（3）溶洞漏失：,钻遇溶洞时有,跳钻和,钻具放空等现,象，无法循环，漏失量大且漏速快。,2根据漏失速度大小分类,（二）井漏分类,漏失类型,微漏,小漏,中漏,大漏,严重漏失,漏失速度m,3,/h,5,515,1530,3060,60,1损耗钻井液。,2影响地质录井。,3加长钻井周期,4造成油气层损害。,5损耗堵漏材料。,6可能会导致井塌、卡钻、井喷等井下复杂,情况或事故。,（三）井漏的危害,1.天然地质条件形成漏失,1）若地层疏松、孔隙大、胶结性差、渗透率,高，则易发生,渗透性漏失,。,2）若地层中含裂缝、断层、构造应力造成的破,碎带、溶洞等，则易发生,裂缝或溶洞漏失,。,（四）井漏发生的原因,2.工艺技术引起的漏失,1）钻井液性能不当造成井漏。钻井液密度太,高，粘度、切力太大，造成井底压力过大,而将地层压裂，引起井漏。,2）操作不当引起井漏。如下钻速度太快或下,钻后开泵过猛，产生激动压力，造成井底,压力过大而将地层压裂造成井漏。,3）快速钻进时排量过小导致环空存在岩屑颗,粒沉淀，井底压力过大而将地层压漏。,（四）井漏发生的原因,4）钻井液环空循环不畅，憋漏地层。循环不,畅由以下原因形成：,（1）钻头或扶正器泥包。,（2）井壁坍塌，堵塞环空。,（3）井眼中存在砂桥。,（4）钻井液静止时间过长。,5）生产井、注水井、调整井等布置过密，地层,孔隙压力及地层破裂压力紊乱而导致井漏。,（四）井漏发生的原因,1正常循环情况下，井口返出钻井液量减少，,钻进液池液面下降，严重时有进无出，甚至,出现很快抽空而中断循环。,2有时会发生钻速突然变快或钻具突然放空。,3泵压明显下降。,（五）井漏征兆,1制定合理的井身结构，避免喷、漏地层并存于,同一裸眼井段。,2在其它条件允许的情况下，尽可能降低钻井液,密度(如固控)；当使用高密度钻井液钻小井眼,时，尽可能降低动切力及粘度，减小环空流动,阻力，防止井底压力过大而将地层压漏。,3钻井液静切力较大或钻井液在井内静止时间较,长时，下钻采用分段循环，以破坏胶凝结构。,（六）井漏的预防,4同一裸眼井段中，存在高（下部）、低（上部）,压层，应钻开低压层后，进行破裂压力试验，,找出漏失层位，先行堵漏，再钻高压层，以防,钻下部高压地层时采用高密度钻井液将上部低,压层压裂。,5疏松表层钻进，最好用钻井液，表套下到适当,深度。,6在高渗透地层钻进时，提高钻井液的粘度和切,力，降低滤失量,加强造壁作用，减小漏失。,（六）井漏的预防,7在易漏地层中钻进，排量、钻速、下放速度要,适当，加入适当颗粒尺寸的堵漏剂。,8松软地层钻进，若排量跟不上去，要控制钻,速，或每打完一单根，划眼12次，延长携屑,时间，防止岩屑浓度过大，憋漏地层。,9在易缩径地层中钻进时，应采用抑制性钻井,液，防止井径缩小而增加环空流动阻力。,10在开发区钻调整井，调整地层压力。,（六）井漏的预防,11若下钻过多,开泵有困难，应起出部分钻具再,开泵。,12下钻时不要在已知漏层位置开泵。,13下钻时发现连下3柱钻杆，钻井液不返出井口,应立即开泵循环。,14下钻遇阻，要循环钻井液划眼。,15起钻时发现连起3柱钻杆环空液面不降，或钻,内有反喷现象，应开泵循环。,16钻遇高压层，按防喷规程，进行合理套压控制,（六）井漏的预防,17对钻井液密度敏感性很高的油气层（密度稍高,则漏，密度稍低则喷），应调整钻井液的性能,使钻井液液柱压力与地层压力达到平平衡，将,其钻穿。,18加重钻井液要加足量的降滤失剂，滤失量在,8mL以下，粘度保持在20s以上。,（六）井漏的预防,19下钻遇阻，要循环钻井液划眼。,20起钻时井口应灌满钻井液，以防井塌而导致井,漏。,工况不同，预防的措施不同。,（六）井漏的预防,1.渗透漏失（小漏）,1）停钻，将钻头起至安全井段，静止，利用钻井液的触,变性来封堵裂缝。此外粘土遇水膨胀也可进行封堵。,2）调整钻井液性能。压差导致的井漏则降低钻井液的密,度；自然缝洞导致的井漏，则应提高钻井液的粘度、,切力等。,3）加入细颗粒及纤维质堵漏物质，如云母片、石灰粉、,暂堵剂等。,4）若遇到可允许继续钻进的漏失，可利用钻屑堵漏。若,无法堵漏，则可采取静止堵漏。,（七）井漏的处理,2.多孔隙、微裂缝漏失,1）泵入含桥堵剂的稠钻井液，起出钻具，实施静止,堵漏。,2）将光钻具（铤）下至漏层以上循环，如仍有漏失,时，可采用调节钻井液的密度，提高钻井液切力、,粘度及加入桥堵剂堵漏,3）高失水浆液、化学凝胶等方法堵漏。高失水浆液,进入漏失层，水分迅速渗入地层，固相颗粒则留,在孔隙内，形成堵塞物来实现堵漏。,此外，还有其它方法进行此类堵漏。,（七）井漏的处理,3.大裂缝大溶洞堵漏,1）停钻，起钻同时灌钻井液（无钻井液灌清,水），将钻具强行起出。,2）清水强钻，下套管封隔。,3）泵入含桥接材料的稠钻井液堵漏。,4）用化学凝胶、胶质水泥或速凝水泥浆堵漏。,5）采用复合堵漏方法堵漏。如凝胶水泥浆、,桥接钻井液水泥浆、堵剂水泥浆等,。,（七）井漏的处理,3.大裂缝大溶洞堵漏,6充填与堵剂复合堵漏。井口投入碎石、粗,砂、水泥球等，对井底进行填充，形成大,骨架。堵剂则充填于骨架之间，从而实现,堵漏。,7用水溶性密封袋堵漏。,8用封堵工具堵漏。如用网套式封堵工具、,管式封堵工具进行堵漏,（七）井漏的处理,井下复杂情况及井下事故,一、井漏及处理,二、卡钻事故及处理,三、钻具事故及处理,四、落物事故及处理,五、钻头事故及处理,六、测井事故及处理,七、套管事故及处理,三、钻具事故及处理,（一）钻具事故分类,（二）钻具事故原因,（三）钻具事故预防,（四）钻具维护与管理,（五）钻具事故的判断,（六）打捞工具的选择,（七）几种常见的现场打捞工具,（八）辅助打捞工具,（一）事故分类,1.按损坏原因,1）疲劳破坏。,2）腐蚀破坏。,3）机械破坏。,4）事故损坏。,2.按损坏部位,1）本体折断。,2）钻具螺纹折断。,3）对焊处折断。,4）脱扣、滑扣。,（一）事故分类,脱扣：,是指钻具在井下倒转而退开丝扣连接的现象，此时丝扣并未损坏，由井下蹩钻、打倒车等情况造成。,滑扣：,是指连在一起两部分丝扣受力后滑开。主要是由于丝扣严重磨损或丝扣没有上紧，钻井液长时间冲刷而致。此外，扣型不合乎标准，不易上紧等也容易造成滑扣。,（一）事故分类,3.按钻具名称,1）钻杆事故。,2）钻铤事故。,3）方钻杆事故。,4）配合接头事故。,5）其它钻具事故。,（一）事故分类,造成钻具断落事故的原因有：,疲劳破坏、腐蚀破坏、机械破坏、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。,（二）钻具事故产生的原因,1.疲劳破坏的原因,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沿圆周方向的。形成疲劳破坏的原因有以下几种。,（二）钻具事故产生的原因,1）钻具在长期工作中承受拉伸、压缩弯曲、,扭切等复杂应力，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。,（二）钻具事故产生的原因,2)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下表作为参考。,（二）钻具事故产生的原因,钢质钻杆的临界转速及两种振动重合时的井深,（二）钻具事故产生的原因,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。,（二）钻具事故产生的原因,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，弯钻杆本身与与其,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）钻具事故产生的原因,2.腐蚀破坏的原因,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。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以下几种：,（二）钻具事故产生的原因,1),氧气的腐蚀。,氧气无处不在，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(低于百万分之一)时，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：,（二）钻具事故产生的原因,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。,（二）钻具事故产生的原因,这就是经常可以看到的铁锈。氧的浓度越大，反应越快，腐蚀就越严重。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：,（二）钻具事故产生的原因,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：,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。,（二）钻具事故产生的原因,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，,在其他的环境中以分,子形式存在。,氢原子,是所有原子中最小的原,子，它,能渗入钢材或其他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，,（二）钻具事故产生的原因,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。,（二）钻具事故产生的原因,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