钻井中主要复杂与工程事故处理

钻井监督培训教材钻井中主要复杂与工程事故处理1234发生井下复杂与事故的因素诊断及处理原则

钻井中的复杂

事故的种类、发生原因、预防及处理

处理井下复杂与事故中的主要技术工具

目录处理井下复杂与事故中的主要工艺技术56典型钻井工程事故处理实例

前言钻井是一项隐蔽的地下工程，存在着大量的模糊性、随机性和不确定性，是一项真正的高风险的作业。对象是地层岩石，目标是找油找气。在钻井作业中，由于对深埋在地壳内的岩石的认识不清（客观因素）或技术因素（工程因素）以及作业者决策的失误（人为因素），往往会产生许多井下复杂情况，甚至造成严重的井下事故，轻者耗费大量人力、财力和时间，严重者将导致油气资源的浪费和油气井的废弃。前言据近年来的钻井资料分析，在钻井过程中，处理井下复杂情况和钻井事故的时间，根据2004年中国石油天然气集团公司石油工程技术承包商协会钻井分会年报、开发井非生产时间为9.3%，其中事故与复杂占5.14%；探井非生产时间为10.68%，其中事故与复杂占6.87%。正确处理因地质因素产生的井下复杂情况，避免或减少因决策失误、处理不当而造成的井下事故是提高钻井速度，降低钻井成本的重要途径，也是钻井工程技术人员（包括现场钻井监督）的主要任务和基本功。1、发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则

1.1造成井下复杂与事故的因素

地质因素

工程因素序号项目类别产生复杂的主要原因主要复杂性质可能引发的事故1岩性泥页岩含高岭土、蒙托石、云母等硅酸盐矿物，具有可塑性、吸附性和膨胀性。剥落、掉块等井壁不稳定起下钻阻卡，可造成沉砂卡钻砂砾岩含石英、燧石块、大小悬殊、泥质胶结的不均匀性。蹩、跳、渗漏粘扣、粘卡、断钻具、掉牙轮砂砾岩粉砂岩含石英、长石胶结物为铁质、钙质和硅质，具有极高的硬度极强的研磨性、跳钻钻头缩径、掉牙轮、掉钻具石膏、岩盐层有弹性迟滞和弹性后效现象，易蠕动、易溶解、易垮塌蠕变、缩径起下钻阻卡、卡钻碳酸岩层主要成分CaO、MgO和CO2等有溶解与重结晶等作用。形成溶洞与裂缝产生漏失、阻卡、卡钻2地层压力高孔隙压力高密度钻井液中高固相含量、恶化钻井液性能，加大井底压差钻速漫、滤饼厚、钻头泥包、严重阻卡、井涌、溢流压差卡钻、井喷低破裂压力使用堵漏材料，恶化钻井条件井漏、堵漏卡钻、井塌3地质构造褶皱地层变形产生裂缝加大内应力，加大地层倾角井斜、漏失、井塌卡钻断层地层变位产生断裂与破碎带井斜、漏失卡钻钻进中产生复杂与事故的主要地质因素

序号项目主要技术要求主要作用1井身结构套管封固不同压力层系与不稳定地层。防塌、防卡、防喷、防漏。2钻井设备钻井泵排量可调，有足够的功率。清洗井底、净化井筒、防卡、防钻头泥包。转盘软特性，转速可调。防蹩、防断。顶驱。及时处理复杂，减少卡钻。固控完好，处理量满足要求。降低固相含量，改善钻井液性能。3井控设备压力级别与地层压力匹配，试压合格。防喷、节流压井。4钻井液根据地层岩性、压力，选择合适的钻井液类型与性能参数。防塌、防卡、防钻头泥包、提高钻速。5钻具结构根据地层岩性、倾角、钻井工艺条件选择相应的钻具结构及井下工具。防斜、防断、防振、防卡、防掉。6钻井仪表要求全面准确反映钻井参数。提供钻进中井下真实动态、信息，准确及时判断井下情况。7钻头选择根据地层可钻性选择钻头类型与钻进参数。提高钻速，防掉、防跳。8操作技术严格遵守钻进中各项技术操作规程和技术标准。防止操作失误、违规，使井下情况复杂化或造成更大事故。9应急或处理措施准确判断井下情况，制订正确的处理措施，及时分析，修正处理方案，具有多种应急手段。减少失误，减少时间损失，提高事故处理效率和一次成功率。10钻井用器材与工具质量合格、性能可靠。少发生或不发生井下事故，保证顺利钻进。影响井下复杂与事故的主要工程因素

1.2复杂与事故的诊断1、发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则

1.1造成井下复杂与事故的因素

井下复杂情况诊断

井下事故诊断复杂类型转盘转动状况钻具运动泵压变化情况井口流量变化机械钻速变化扭矩增加蹩钻跳钻上提遇卡下放遇阻增高缓慢下降突降蹩泵增加减少失返加快减慢无进尺井漏BABAB井塌AAAB溢流AB泥包ABAABA缩径BAAB键槽BA牙轮卡死BABA钻头水眼刺AB钻头水眼堵BABA钻具刺漏AA钻进夹层ABAB井下复杂情况诊断

复杂类型转盘转动状况钻具运动状态悬重下降泵压变化情况井口流量变化机械钻速变化扭矩增加扭矩减小跳钻蹩钻不能转动上提遇卡下放遇阻上升下降增大减少不变减慢无进尺卡钻AAA断钻具AAAA钻头断落AAA井内落物钻头上AABB钻头下AAAA井喷BBA井下事故诊断

1.2复杂与事故的诊断1、发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则

1.1造成井下复杂与事故的因素1.3井下复杂与事故的处理原则

安全原则

快捷原则

科学诊断原则

经济原则井下复杂与事故多种多样，井下情况千变万化，处理方法、处理工具多种多样。“魔高一尺、道高一丈”。但总的原则是将“安全第一”的思想，贯彻到事故处理全过程中。从制订处理方案、处理技术措施、处理工具的选择以及人员组织等均应有周密的策划。重大事故还应制订应急方案，如井喷、着火等。在处理井下复杂过程中，尤为小心，稍有不慎，就可能造成事故。而在处理事故过程中的失误又可能使事故更加恶化。安全原则体现在对事故性质、井下情况准确分析和判断的基础上。在处理中应使事故的严重程度逐渐减轻，不致恶化。因此，入井工具能下得去，起得出，用得上。器材、药品，严格质量检验，操作人员应熟知入井打捞工具的结构和正确使用方法。处理方案中还应包括人员设备的防护和环境保护等措施。安全原则快捷原则复杂与事故随着时间的推移而恶化，尤其是卡钻事故与井喷事故，要求在短期内进行处理，不能延误时间。快捷原则体现在迅速决策制订处理方案，甚至制订几套处理方案。迅速组织处理工具与器材，加快处理作业进度，协调工序衔接，减少组织停工。同时有几套处理方案时应优选其中最有把握、最省时、风险最小的方案。实施第一方案时，同时准备第二方案。要做到心中有数，要有预见性，不能看一步，走一步，时间就是效益。旷日持久、劳师无功，必然会影响信心，降低士气，精力分散，更容易出问题。要做到处理一次，有一次收获，增加一份信心，提高一份士气。科学诊断原则科学诊断原则就是还原复杂与事故的本来面貌。这一原则应贯穿在处理复杂与事故的全过程中。要认真收集现场（井下）第一手资料，特别是操作者提供的直接信息。科学的分析，去伪存真，准确地描绘井下情况，切忌主观臆断，或仅凭以往的经验，武断做出结论。在处理过程中还应对井下情况进行必要的计算和草图绘制，以及时纠正或补充处理方案，使处理方案尽可能切合实际，做到“事半功倍”，少犯错误，加快处理进度，减少经济损失。根据事故性质、地质条件、工具、器材供应状况、技术手段等，全面分析、评估事故处理的时间与费用。根据处理方案对比，经济合算，则继续处理下去，若处理时间长，费用太高，则停止处理，另想其它办法，如条件许可，移井位重钻或原井眼填井侧钻等。事故处理费用包括：①预计事故处理时间的钻机日费；②处理事故时井下工具、钻具的租赁费；③处理事故消耗的材料费；④技术服务费或其它费用。移井位费用预算：①搬迁费；②钻前工程费；③钻达事故井深的进尺费。填井侧钻费用预算：①技术服务费（打水泥塞费、测井费、侧钻工具与人工费等）；②材料费；③钻达事故井深的时间费用。经济原则2、钻井中的复杂井壁岩石剥落与掉块我们统称井塌，井塌本身就是井壁不稳定的反映。钻井中井径扩大的本质是反映井壁不稳定问题。一般情况下，不影响正常钻进（起下钻不阻卡，或轻微阻卡，井筒畅通，扭矩正常）虽然存在少量井壁岩石剥落，我们不认为是井塌。只有严重阻碍钻具在井筒内的运动，频繁、反复划眼，阻碍正常钻进时，我们定义为井塌。井塌主要发生泥岩、页岩以及胶结不良的砾岩、流砂和埋藏较深的岩盐。井塌影响了钻井速度和井眼质量，甚至不能钻达设计井深，影响地质目的的实现。从总体上讲，井壁稳定问题是钻井中极普遍性的难题，迄今为止，还没有得到有效的解决。2.1井塌2.1井塌2、钻井中的复杂⑷钻进中蹩钻严重，接单根下不到井底，起钻遇卡。⑴井口返出岩屑增多，岩样混杂，有上部地层的岩石，呈片状或块状。⑵下钻遇阻，不能下到井底，中途频繁阻卡，划眼速度慢，划眼中有蹩钻，打倒车现象，甚至越划越浅。⑶钻井液粘度、切力、密度、含砂量增高，泵压不稳，有时蹩泵。2.1.1井塌的判断2.1井塌2、钻井中的复杂⑷影响地质录井及测井资料的准确性。⑴不能顺利的正常钻进，频繁地、反复地划眼通井。⑵严重时造成卡钻，甚至报废井。⑶井眼不规则，影响固井质量。2.1.2井塌的危害2、钻井中的复杂造成井塌的原因主要有地质方面的原因（力学不稳定），物理方面的原因（水化效应）以及钻井工艺的原因。具体到一口井，可能其中某一个因素是主要的，也可能是综合作用而造成井壁的失稳。应根据区域地质构造、沉积环境、岩性变化、钻井液性能以及钻井工艺条件综合分析判断确定，然后采取相应的对策和处理措施。井壁失稳的机理与处理措施见表。

2.1井塌2.1.3井塌的原因、预防和处理序号失稳原因坍塌类型返出岩屑形状失稳机理预防及主要处理措施1地质原因力学失稳粉状或断口呈曲线1、页岩孔隙压力异常，钻井液柱压力小于孔压，岩石因释放压力将井壁岩石推向井内。2、页岩中砂岩透镜体孔压异常，在压差作用下，砂岩中液体沿阻力最小的页岩层面释放压力，造成页岩剥落。提高钻井液密度使静液柱压力大于地层（泥页岩）孔隙压力，但密度过高会压裂地层产生更严重井塌。薄片状1、地层折阶后产生构造应力（内应力）大倾角地层或断层附近造成井壁页岩失稳。2、强度较低的软泥岩，在地层侧压力作用下向井眼内位移。提高钻井液密度使井筒液柱压力大于泥页岩地层侧压力，并适当提高钻井液粘度。2.1井塌井壁失稳的机理与处理措施

压力泥页岩应力泥页岩P液＜P孔

P孔(砂)＞P孔(泥岩)

2.1井塌井壁失稳的机理与处理措施

序号失稳原因坍塌类型返出岩屑形状失稳机理预防及主要处理措施2物理原因水化效应块状页岩中粘土含量超过50%，蒙托石含量15~20%，钻井液滤液进入水敏性页岩后粘土颗粒水化膨胀，造成井塌。蒙托石含量越高，

电位越高，PH值越大，浸泡时间越长，膨胀压力越大。采用防塌钻井液对蒙托石含量较高的泥页岩，提高钻井液矿化度，抑制粘土水化膨胀。颗粒状非水敏性泥页岩，滤液进入后，减少层面之间的联接力，使井壁剥落。降低失水，提高粘度，采用沥青类堵塞微裂缝或使用油包水乳化钻井液。内应力释放剥落吸水膨胀掉块裂缝性泥页岩应力泥页岩2.1井塌井壁失稳的机理与处理措施

序号失稳原因坍塌类型返出岩屑形状失稳机理预防及主要处理措施3钻井工艺原因井眼质量——井斜影响钻具对井壁的碰击，应力集中点（狗腿严重度较大的井壁处）岩石剥落。压力激动——起钻抽吸（钻头或钻具泥包），下钻速度过快，或开泵过猛，产生液力激动，井壁岩石失稳。井内液柱压力突降——井漏或处理事故时浸泡，起钻时未及时灌浆，井内液柱压力小于孔隙压力。机械碰击——钻具弯曲或转盘速度过快，转盘卸扣，钻具摆动，碰击井壁岩石。钻井液冲蚀——环空返速高，钻井液粘度太低或在坍塌井段停留，长期大排量洗井，冲蚀井壁。2.2井漏2、钻井中的复杂井漏是在钻井过程中钻井液或水泥浆漏入地层的现象。井漏可发生在任何地层，任何深度以及各种岩石中。井漏是钻井工程中最常见，经济损失最大、最难处理的一种井下复杂问题。发生井漏必须具有二个基本条件：一是井筒液柱压力大于漏层压力；二是漏层的孔隙（包括裂缝）大于钻井液中最大固体颗粒直径。前者是外因，后者是内因（客观存在）。⑴井漏后延误钻井时间，延长钻井周期。⑵井漏会造成直接的巨大的物质损失。⑶井漏干扰了地质录井作业。⑷井漏会对油气层造成污染。⑸井漏会引发井下复杂情况。井漏的严重后果：井漏的预防⑴使用三低钻井液。⑵减少井筒内压力激动，避免造成人为裂缝漏失。⑶防止环空堵塞缩径。⑷控制钻速，防止钻头、钻具泥包。。⑸搞好地层压力预测，确定合理的井身结构。井漏的分类与主要堵漏方法漏层按其漏失方向可分为水平与垂直二大类型，水平漏层井筒的接触呈圆环状，具有一定的厚度，堵漏物质与水平面内与井壁结成滤饼。垂直漏层与井筒接触呈线状，视裂缝深度而确定。堵漏物质将进入垂直平面，但不能形成滤饼，而可沉积和阻滞其内，不能堵死裂缝。⑴水平漏层。多孔的砂砾岩地层，天然水平裂缝属于水平漏层，多孔的砂砾层漏失一般为渗漏，采用桥堵剂比较有效，堵剂的颗粒可在砂砾孔隙中积存，表面形成滤饼，阻止钻井液通过。天然水平裂缝若缝宽小于6mm，使用桥堵混合剂可有效的堵住此裂缝。若缝宽在6~25mm范围内，可采用高粘切的软——硬堵塞（钻井液——柴油——搬土或柴油——搬土水泥）或采用注水泥方法。若缝宽超过25mm，最有效的方法是采用充气钻井液或下套管封隔。（或下波纹管堵漏）⑵垂直漏层。多数属于诱导性裂缝（天然垂直裂缝在钻开时不会发生井漏）其漏失量大小与施加于它的压力大小有关。采用软堵塞剂或在水泥浆中加入10~20目的压裂砂比较有效。封堵剂的种类及堵漏工艺根据漏速大小，井内液面高度、漏层位置和岩性等综合分析确定漏失的性质和特点，然后采取相应的封堵剂和堵漏工艺。常用封堵剂：

桥塞剂

混合稠浆

水泥浆

软——硬堵塞

剪切稠化堵塞

重晶石堵塞。渗透性漏失序号漏失性质1234溶洞漏失诱导裂缝性漏失天然裂缝性漏失主要漏失岩层漏失特征可发生在任何岩性，但主要在砂层、砂砾岩，以及浅层非胶结的砂层或流砂层，属水平漏失。漏失量小，漏速慢0.5~4.0m3/h，表现为液面下降，若漏速小于0.2m3/h，可视为正常不处理。可发生在石灰岩、白云岩以及裂缝性砂岩、断层交界面以及诱发性断层。漏速大于5.0m3/h，液面迅速下降甚至失返。井口液面低于150m，为完全漏失，井口液面大于150m，为严重完全漏失。各种地层均可发生。特别是结合力较弱的层面，垂直裂缝在任何井深都可能存在。多发生在石灰岩、白云岩地层。钻具放空，跳钻、循环失返，漏速大于100m3/h。主要堵漏方法起钻至安全井段，静止4-8h后，小排量循环；降低钻井液密度，提高粘度，小排量循环；加入细粒桥堵剂。根据裂缝大小加入不同尺寸和浓度的桥塞剂，泵至漏失层后，小排量顶替或关井加压挤入裂缝；配制不分散钻井液循环，粘土颗粒进入漏失层；聚丙烯酰胺絮凝物和交联物堵漏；使用触变水泥浆堵漏。表层井段可投泥球、石头、纤维物质、水泥浆挤压；使用尼龙带堵漏；清水边漏边钻后下套管封隔；用浓泡沫流钻进。堵漏剂类型与堵漏工艺

序号堵漏剂类型封堵漏层性质堵漏工艺1桥塞剂堵2.5~5.0mm裂缝，加入浓度5%~10%。将桥塞剂加入钻井液后，光钻杆下到漏失层位；以排量3.0~5.0l/s注入桥塞剂并循环，若井筒已满，可井口加压1~2MPa，关井30分钟，若无效果，改用较大颗粒的桥塞剂；封隔成功后，通过净化设备，除去钻井液中残余桥塞剂材料。2混合稠浆渗漏及微裂缝漏失3堵漏水泥浆封隔完全漏失层起钻探液面，确定漏层位置；根据漏层性质，确定堵漏水泥浆类型下钻杆及注水泥接头到漏层顶15m处；配制并注入水泥浆到达钻杆下端时停泵5分钟后，再注入其余水泥浆以27l/s速度泵入；起钻，往环空补充钻井液。堵漏剂类型与堵漏工艺

序号堵漏剂类型封堵漏层性质堵漏工艺4堵塞封隔完全漏失层钻穿漏失层，确定漏失层位及漏失性质；按确定的配方，配备3.2m3的堵塞；钻杆下部接混合短节，下至漏层上15~45m；先注入1.6m3柴油作前置液，再注入堵塞，然后注入0.8m3柴油；以27l/s排量用钻井液将堵塞替出钻杆，当前置液到达混合短节时，泵量降8l/s，在顶替堵塞的同时，环空以5l/s排量泵入钻井液，当前置液到达混合接头时，关闭封隔器；在顶替过程中，环空注入排量降至2.5l/s，压力上升不超过10MPa，使堵塞出短节以下10m，维持挤压30~60分钟，再打开防喷器（软塞）；硬塞在挤压过程中，维持环空的钻井液与钻杆内硬塞排量为1:2，总压力不超过10MPa，停泵30分钟后起钻，候凝18~20小时。5重晶石塞适用井涌与井漏同时发生时封隔漏层配制重晶石量足以将全部漏层堵满；采用平衡液柱法将堵塞顶替到漏层；立即起出钻杆15~25柱使重晶石沉淀而不会堵死钻杆；用低密度钻井液在堵剂顶部循环，直到不涌不漏；停泵，下钻探塞。桥塞剂配比（参考）类型井漏性质基浆配方桥塞材料配方搬土烧碱纯碱石灰硅藻土粗粒状纤维状片状核桃壳粉中粗甘蔗纤维细尼龙纤维玻璃纸片桥塞剂渗漏钻井原浆42.814.314.114.3高滤失量混合稠浆渗漏46~570.70.71.414314.011.43.014.0部分漏失28~43//1.414323.011.53.08.5（大）完全漏失28~43//1.414323.08.58.5（粗）8.5（大）堵漏水泥浆配方（参考）序号种类配方及性能1纯水泥浆A级或G级水泥浆，水灰比0.46~0.44，密度1.87~1.90g/cm32混配水泥浆搬土水泥浆搬土基浆中加水泥加砂水泥浆水泥浆中加10~20目细砂，4.5~9.0kg/袋水泥硬沥青水泥浆加沥青22.7kg/袋水泥，密度1.50g/cm3，24h强度8.2MPa漂珠水泥浆加漂珠42.6kg/袋水泥，加CaCl24%，密度1.14g/cm3，强度0.35MPa。3触变水泥浆A级水泥加10%石膏，1-3%CaCl2堵塞配比（参考）

类型柴油l/m3搬土kg/m3干水泥g/cm3密度g/cm3钻井液/堵塞强度MPa软塞693797/1.381:1~1:30.21~0.28硬塞6704544921.49注：钻井液：堵塞1:1——软强度；1:1½——中强度；1:2——硬强度；1:3——极硬强度重晶石堵剂配比（参考）

堵剂类型水基油基适用条件水基钻井液井漏后井涌堵漏油基钻井液井漏后井涌堵漏组分配比淡水l/m3800/柴油l/m3/730重晶石kg/m38301080酸性焦磷酸钠kg/m31.6/烧碱kg/m30.6/分散剂Ⅰkg/m3/8.5~12.8分散剂Ⅱkg/m3/17.0密度g/cm31.631.70封堵剂的种类及堵漏工艺3、事故的种类、发生的原因、预防与处理卡钻事故

钻具断落事故

井内落物事故

下套管作业中的复杂与事故

3.13.23.33.4注水泥作业中的复杂与事故

3.53.1卡钻事故钻柱在井内某井段被卡，致使整个钻柱失去自由（不能上下活动和转动）叫做卡钻。卡钻按其性质分为:

粘吸卡钻

坍塌卡钻

砂桥卡钻

缩径卡钻

键槽卡钻

泥包卡钻

落物卡钻

钻头干钻卡钻粘吸卡钻坍塌卡钻砂桥卡钻序号卡钻类型主要特征主要原因11、循环正常、泵压无变化2、发生在钻具静止时间较长时3、被卡部位主要在钻铤4、随时间推移，卡点上移，粘卡井段增长，卡得越牢1、井壁存在疏松的厚泥饼2、滤饼存在强负电力场3、钻井液柱压力与地层孔压差值较大4、钻柱与井径直径差值小5、井斜角较大21、钻进中扭矩增大，泵压升高2、钻具上提遇卡，下放遇阻3、起下钻时阻卡严重，循环后阻卡减轻或清除4、划眼时井口返出大量岩屑，呈块状或片状1、地质方面的原因，如断层面、构造褶皱带、地层倾角大、胶结差、破碎带、压力异常带等2、物理方面原因，如泥页岩水化膨胀3、钻井工艺方面原因，如钻井液密度低、流变性差、起下钻压力激动与抽吸等31、起下钻时有阻卡，开泵循环、活动钻具可解除2、阻卡井段基本固定3、正常钻进时，扭矩略有波动1、松软地层钻速快，井筒岩屑浓度高，停止循环后，钻屑迅速沉积在小井眼处2钻井液切力低，携岩性能差3、脆性泥页岩剥落后，岩屑堆积在小井眼井段3.1.1卡钻事故发生的原因、预防与处理

预防措施处理方法1、使用中性钻井液或阳离子钻井液2、钻井液中加入润滑剂3、减少钻具在井内静止时间4、降低钻井液密度实现近平衡压力钻井5、使用优质加重剂6、在钻柱中加入螺扶和加重钻杆，减少大直径钻铤，并加入随钻震击器7、提高井身质量，减少井斜角1、上下活动钻具2、使用震击器解卡3、浸泡与震击4、套铣、倒扣5、侧钻1、优化井身结构设计，封固易坍塌层和高压层等2、使用防塌钻井液，防止地层水化膨胀3、保持井筒有足够的液柱压力，并减少压力激动4、调整钻井液流变性1、钻井液回流，应停止下一步作业，开泵循环、划眼，使井筒畅通2、注入高粘钻井液带砂，不让坍塌岩屑堆积3、不能恢复循环时，进行套铣、倒扣1、用低失水的钻井液钻疏松地层2、在易剥落地层中钻进时提高钻井液的携岩性能，并控制钻速3、优化钻井参数，选择适当排量4、减少裸眼井段长度1、恢复循环，排量从小到大，小距离活动钻具，不转或慢转钻具2、一旦卡死，在卡点处倒开，套铣倒扣序号卡钻类型主要特征主要原因41、单向遇阻，阻卡点深度固定2、钻进泵压正常，钻头或稳定器通过时遇阻、泵压升高，有时造成蹩泵。钻进时扭矩略有增加1、渗透性较大地层形成较厚滤饼2、盐岩层、石膏层地层蠕变3、钻头直径磨小，新钻头下入小井眼51、只发生在起下钻过程中，阻卡井段固定或少有移动2、可循环钻井液，泵压无变化3、阻卡时转动随拉力增大而困难由井眼狗腿角较大形成较深的沟槽，大钻具或钻头通过时造成阻卡61、钻进时扭矩渐增，钻速降低，间有蹩跳2、上提阻力与泵压随泥包严重程度而变化3、起钻时阻力随井径而变化，井口钻井液时有外溢1、地层松软水化成泥团附在钻头和稳定器上2、钻井液性能差，滤饼松软3、钻井液排量小，岩屑重复破碎成泥团4钻具短路，钻屑带不上来3.1.1卡钻事故发生的原因、预防与处理

缩径卡钻

键槽卡钻

泥包卡钻

预防措施处理方法1、认真测量入井工具尺寸，通过小井眼井段时控制速度和限制遇阻吨位2、改变钻具结构时遇阻划眼3、提高钻井液密度，选择适应地层的钻井液1、上提遇卡，可倒划眼2、使用震击器，上提遇卡下击，遇阻上击3、注入油类或润滑剂后再震击4、一旦卡死进行套铣倒扣1、定向井控制降斜速度2、直井钻进中控制井斜与方位变化3、使用键槽破坏器划眼，扩大键槽的通道1、上提遇卡，大力下压，或边循环边下压，或用震击器下击解卡，倒划眼等2、已卡死，倒扣、套铣1、钻软地层时用较大的排量2、钻井液性能适合所钻地层3、软地层中钻进时控制钻速4、发现泥包起钻清除1、钻头在井底被卡，增大排量，上提或向上震击2、中途遇卡，下压或向下震击3、在钻井液中加入润滑剂4、已卡死，倒扣、套铣序号卡钻类型主要特征主要原因71、钻进蹩，上提卡。阻卡位置固定，阻卡程度与落物大小形状有关2、起下钻时落物不随钻具上移或下移，转动困难3、可循环钻井液1、手工具、钳头、钳销、接头、螺丝等由井口掉入井内2、大块岩石或原已附在井壁上的牙轮、刮刀片、铁块等物再次掉入环空81、泵压逐渐下降，扭矩逐渐增大2、钻速下降，甚至无进尺3、既不能转动，又不能上提1、钻井泵及地面循环系统发生故障，供给排量不足2、井内钻具刺坏，短路循环3.1.1卡钻事故发生的原因、预防与处理

预防措施处理方法1、井口操作时仔细检查各种工具，并妥善使用保管，远距井口2、保护好井口，严防落物3、减少套管鞋下的口袋长度，防止水泥掉块4、井底落物应打捞或磨掉，不应挤入井壁，留下隐患1、钻进时阻卡，慢转上提，将落物挤碎（岩块）或挤入井壁（大井径段），使其落入井底后磨碎2、起钻遇卡，下压或下击，慢转下击3、已卡死，倒扣、套铣1、检查泵压表，校核排量2、钻速下降时停止钻进，分析原因，检查设备3、起钻检查1、倒出钻头以上的钻具，将钻头磨掉2、倒扣后钻头上留有较多钻具，无法套铣时侧钻3.1.2处理卡钻事故注意事项123尽可能维持钻井液循环，保持井筒畅通。保持钻柱的完整性。切忌将钻杆螺纹扭得过紧。3.1.3卡钻事故处理程序

卡钻事故6个处理程序：五倒三泡二动一通六侧钻四震保持水眼畅通，恢复钻井液循环；活动钻具，上下提拉或扭转，以提拉为主；注入解卡剂，对卡钻部位进行浸泡；使用震击器震击（单独震击或泡后震击）；套铣、倒扣；侧钻或移井位重钻，在鱼顶以上进行侧钻，条件允许，可移井位重钻。8种卡钻事故处理程序图

yyNNNNyyNNNNNyyyyyNyNNNNyyyyNNyNNyyyyyNNN粘吸卡钻钻头在井底坍塌卡钻砂桥卡钻可循环泥包卡钻上下活动、转动向上震击上提、转动上、下震击提粘切、增排量活动钻具震击可循环提排量循环注解卡剂钻头在井底循环正常不能循环活动钻具浸泡、震击爆炸松扣套铣、倒扣侧钻钻头上爆破循环大排量冲洗下压上提下震击上震击事故解除yyyyyNNNNNyyyyyNNNyNNNyyNNNNNyyyyNN缩径卡钻键槽卡钻键槽中卡死干钻卡钻上提活动随钻下击向下活动下击向下活动下击器下击在键槽中活动倒划眼钻头在井底落物卡钻爆炸松扣套铣、倒扣侧钻正转活动向下震击向上震击事故解除起钻下钻地面下击钻头不在井底向下活动向上活动向上提拉向上震击转动8种卡钻事故处理程序图3.2钻具断落事故

序号类型发生部位主要特征主要原因1钻杆折断靠近内螺纹端本体1、悬重突降2、泵压下降3、扭矩减少4、无进尺1、扭矩与拉力超过钻杆屈服极限；2、本体有伤痕（卡瓦牙刻痕）蚀坑或制造缺陷（裂纹）；3、过度磨损、疲劳破坏。2钻铤及井下工具折断常发生在中和点附近钻铤及井下工具的外螺纹根部1、钻铤受力复杂，易疲劳破坏；2、螺纹加工质量欠佳，应力集中；3、存在裂纹或缺陷。3滑扣螺纹纵向受力后滑开1、螺纹严重磨损，接触面减少；2、扣型不标准，不易上紧；3、未按规定扭矩紧扣。4脱扣螺纹磨损扭转时自行退开1、憋钻后打倒车造成倒扣；2、未按规定扭矩紧扣，致使外螺纹接头膨大（磨薄）。5刺扣螺纹连接处被钻井液刺蚀螺纹或者管体刺穿后，部分短路循环，泵压下降，钻速下降长期间刺漏刷造成折断1、密封脂不合格，或未涂抹均匀；2、螺纹未上紧或螺纹有缺陷；3、直接变化处产生紊流，刺坏管壁和螺纹。6粘扣螺纹连接处粘合一体不能卸开螺纹不能卸开（接合面咬合）1、夹层或者硬地层中钻进时严重憋跳引起纵横振动导致螺纹互相咬合；2、螺纹加工质量不规范，表面硬度不一致；3、螺纹自动紧扣或密封脂不合格。预防措施主要处理方法1、处理事故时拉力与扭矩应在安全范围内；2、严格检验入井钻具，不符合要求的钻具严禁使用；3、编组倒换。1、断口整齐采用母锥；2、断口不整齐采用卡瓦打捞筒。1、定期倒换或卸扣；2、定期探伤；3、提高加工质量，不合格不得入井使用。1、采用公锥造扣；2、鱼顶不规则，修整后采用公锥或母锥；3、卡瓦打捞筒。1、不合格或有缺陷的螺纹严禁入井使用；2、使用液压大钳按规定扭矩紧扣。1、在夹层砾岩中钻进时，严重憋钻；2、使用液压大钳按规定扭矩紧扣。1、螺纹完好，对扣打捞；2、使用公锥或母锥。3、使用卡瓦打捞筒。1、使用合格得螺纹密封脂，并涂抹均匀；2、按规定扭矩紧扣；3、泵压下降时及时起钻检查。1、准确判断，及时起钻检查；2、起钻时，严禁转盘卸扣。1、钻头上加减震器；2、严格检验螺纹加工质量，采用相同的钢级；3、采用合格密封脂，并按规定扭矩紧扣。换钻铤3.3井内落物事故

序号类型主要特征主要原因1掉钻头1、无进尺；2、扭矩、泵压下降；3、悬重变化不大。1、钻头接头连接螺纹不一致，螺纹折断；2、严重憋跳，造成内螺纹胀大脱扣；3、打倒车造成钻头螺纹倒扣。2掉牙轮或刮刀片1、钻进时严重憋跳；2、进尺降低或无进尺。1、产品质量材质加工存在缺陷；2、使用不当，参数配合不合理，钻压扭矩过大；3、使用时间过长；4、操作失误如溜钻，顿钻，严重憋跳。3牙齿掉井进尺降低，参数无变化1、钻头选型不适合地层岩性；2、井底有其他金属落物或岩块；3、钻头憋跳时操作不当。4井口落物（接头、钳牙、钳屑、卡瓦牙、手工具等）1、未掉入井底，有憋劲或不影响钻进；2、起钻后或掉入井底严重憋跳，无法钻进。1、未保护好井口；2、违反操作规程；3、未检查井口工具。5测井仪器被卡1、井径不规则，存在硬夹层；2、钻井液性能差，井筒不清洁；3、下行遇阻，电缆盘结成团。6电缆掉井1、上提速度过快，遇卡拉断；2、操作失误，或转盘转动。预防措施处理方法1、严格检查螺纹质量；2、憋跳时，调整钻压，控制钻头扭矩；3、严防打倒车。1、钻头整体落井，下磨鞋磨铣；2、螺纹脱扣可对扣打捞或用丝锥造扣打捞。1、入井前严格检验钻头质量，采用合理参数；2、遵守操作规程，防止钻头早期损坏，准确判断钻头使用状态。1、使用磨鞋磨碎；2、使用打捞篮捞获；3、使用强磁捞获；4、使用一把抓。1、根据岩性选择钻头型号；2、严防井底落物，在钻头上加打捞杯；3、调整参数严防憋跳。1、下磨鞋磨碎；2、下强磁捞获；3、下打捞杯捞获。1、起钻后盖好井口或在井口修理时管好工具和配件；2、遵守操作规程。1、未掉入井底时下钻划眼通至井底；2、视落物情况下打捞筒、强磁、一把抓或磨鞋。1、测井前，井筒畅通，井壁稳定，钻井液性能良好；2、井口与仪器操作保持密切配合，按章操作。测井仪器带电缆时，采用钻杆穿心打捞工具捞获。1、控制上提速度遇卡时停起；2、按章操作。1、仪器掉井用长捞筒捞获；2、电缆在井内采用外钩捞绳器。3.4下套管作业中的复杂与事故

序号类型性质主要原因1卡套管粘卡1、井身质量差，井斜角大，井径变化大，缩径；2、钻井液性能差，滤饼松软、厚；3、套管与井眼间隙小。砂卡1、井壁失稳（环空钻井液倒流或漏失、发生溢流、井喷）；2、洗井不彻底，井内有沉砂（井径不规则）。2循环梗阻回压阀堵死套管内掉入内径规、棉纱、手套、钢丝刷等物。环空堵塞井壁坍塌。3循环失效漏失1、存在漏失层，下套管速度快，产生波动压力；2、环空堵塞，蹩漏地层。4挤毁回压阀挤毁不及时灌浆，存在过大压差。套管挤毁不及时灌浆，或套管壁厚不均匀，存在较大椭圆。5套管断裂螺纹脱扣1、螺纹联接不牢，对扣不正，存在错扣；2、上提压力过大。本体断裂1、钻井液含有H2S，在高温下产生氢脆；2、表层或技套底部未固好，受钻柱碰撞；3、钻柱接头磨穿（井斜较大）；4、地层水含腐蚀物质。6套管泄漏1、套管本体有裂纹，下井前未进行水压试验；2、螺纹扭紧程度达不到要求；3、内压过大将套管胀裂；4、钻进中将上部套管磨薄或磨穿。预防措施主要处理方法1、下套管前调整钻井液性能，降切降粘，减摩阻，活动套管；2、下套管对扣扶正，缩短紧扣时间。注入解卡剂。1、用重钻井液举砂或调整钻井液性能；2、及时灌浆，分井段循环、活动套管；3、控制下入速度，平稳开泵由小到大。1、提粘、提切恢复循环；2、套管下到井底造成砂卡，可立即固井（已恢复循环）；3、未到井底砂卡，可先固井，后下尾管封下部井段。井口操作严防落物。中途堵塞，起出套管，已下完套管可射孔固井。调整钻井液性能（下套管前）。求卡点，下内管带封隔器，射孔固下部井段，再固上部井段。1、下套管前对漏失层进行堵漏；2、控制下套管速度。1、改善钻井液性能，降低钻井液密度，减少排量；2、起至漏失层，堵漏。按时灌满钻井液；2、严格按要求检查下井套管。下套管过程中套管或回压阀被挤毁后，拔出套管更换。1、设计防硫套管及附件；2、热采井考虑温度对套管影响；3、上提拉力不超过抗滑脱强度的80%；4、表层或技套最下部套管使用螺纹锁紧剂，并座封在不易坍塌地层；5、采取有效措施，防止套管磨损。套管断裂将产生灾难性后果：1、套管螺纹滑脱，可以对扣；2、表层或技套断落可以重新注水泥固定；3、若下部套管断裂可在断裂部位侧钻，后下小一级套管重新固井。1、下套管进行水压试验；2、使用合格螺纹脂，按规定扭矩上紧；3、气井水泥返至地面，用气密封螺纹联接；4、钻进中钻杆应加保护套。找漏点后用超细水泥浆挤堵。3.5注水泥作业中的复杂与事故

序号类型主要原因1漏失封固段存在低压地层，环空水泥浆液柱与钻井液液柱压力之和大于地层破裂压力而发生漏失。2蹩泵1、管内堵塞（胶塞吸入或双胶塞反装）；2、水泥浆闪凝（水泥浆配制不恰当）；3、隔离液与水泥浆接触胶凝；4、环空桥堵。3不碰压1、阻流环挤坏，或阻流环处套管螺纹未上紧（生铁圈）；2、未放胶塞，或胶塞不密封；3、计量不准；4、套管有破损。4套外水泥封固后窜槽1、高压层未压稳；2、井身质量差，井斜、方位变化大，井径不规则；3、套管不居中，或替速不够，顶替效率差；4、注入水泥浆密度不均匀，或水泥质量不合格，自由水析出量超标；5、封固段存在差异较大的不同压力层系。5漏封产层1、设计注入水泥量有误，或注水泥时存在漏失（环空堵塞造成）；2、胶塞提前投入，水泥浆未全部替出。危害采取措施返高达不到预计要求，不能封隔地层，造成产层和水层互窜。1、确定地层孔隙压力与破裂压力，采用低密度水泥浆固井；2、采用分级固井，以减少一次水泥浆封固长度；3、采用先期完成或尾管固井；4、利用管外封隔器隔离漏失层；5、采用管外注水泥工艺，或反循环注水泥固井。套管内留过多水泥塞，而地层漏封。1、根据井底温度选择水泥品种及外加剂加量；2、水泥浆入井前进行模拟化验，确定稠化时间和强度；3、使用合格的隔离液，防止稠化，水泥浆中加入减阻剂；4、严格执行施工技术措施，适宜的替速和适量的冲洗液。套外替空造成漏封或管内留过多水泥塞。1、入井套管按规定进行水压试验，合格后入井；2、套管螺纹紧扣按规定扭矩上紧；3、下套管中及时灌浆，防止挤毁回压阀；4、使用合格胶塞，套管下完后不能长时间循环，防止刺坏密封球；5、使用准确流量计，慢速碰压。产层间互窜，压力传递影响分层开采，甚至井口冒油气。1、提高井身质量和采用优质钻井液，为固井提供良好井筒条件；2、精细固井设计，套管居中，清除井壁疏松泥饼；3、选用管外封隔器，防止油气窜通；4、优化注水泥工艺，优选水泥外加剂和隔离液；5、采用分段注水泥工艺，减少水泥浆失水量的影响。产层漏封，不能正常开采。射孔补水泥，先确定层位，再进行射孔、挤水泥或不射孔反向注水泥。4.1震击解卡工具

4、处理事故中的主要技术工具震击解卡工具主要用于钻柱被卡后提供撞击力，使被卡钻柱松动而解卡。与上提下放活动钻具的区别在于震击器提供了强大的动能，并将这种动能在极短的时间内转换成撞击力施加给卡点。

震击解卡工具是结构较为复杂的事故处理工具，根据作用原理不同基本上可分为液压和机械两种。以其提供作用力的方向不同又可分为上击器与下击器。根据用途不同分为解卡震击器与随钻震击器，根据加放位置不同分为地面震击器与井下震击器。

震击解卡工具的工作原理与使用方法

类别序号工具名称上击器1液压上击器（图4-1）2随钻上击器3超级液压上击器（图4-2）4液压加速器（图4-3）5机械上击器（图4-4）下击器1地面下击器（图4-5）2随钻下击器3闭式下击器（图4-6）4开式下击器（图4-7）工作原理活塞在密闭液缸内阻尼运动（有限泄流）使上部钻具伸长，储存变形能。当活塞移动至释放腔时（解除阻尼），上部钻具释放弹性能为机械能，向上震击。同液压上击器。改善了撞击工作面，简化密封。结构同液压上击器。区别是无泄流孔，液缸为储能器，释放能量，加速上击。利用摩擦卡瓦的摩擦力使上部钻具伸长变形，当卡瓦滑脱时，将上部钻具变形能变为上击力。利用摩擦卡瓦付的摩擦力使卡点以上钻具的重量被提升，卡瓦滑脱时，卡点以上钻具自由下落，撞击落鱼。利用摩擦卡瓦付的摩擦力使工具上部的钻具重量超过卡瓦摩擦力时，上部钻具重量下击卡点。利用震击器以上钻具重量和钻具弹性伸长猛烈下放以实现重锤撞击卡点。闭式下击器行程比开式下击器短，工作可靠，液压油起润滑作用，不能压缩储能。使用范围使用方法解卡用安放位置靠近卡点，并与加速器配合使用，两者间加钻铤3-6根。上提吨位确定以钻杆的弹性伸长量大于活塞行程和预计震击拉力伸长量之和。上提到预计吨位后，等待震击。震击后复位，再上提，再等待震击。深井、定向井、水平井、复杂井钻进中使用加放在下击器之上，钻进时处于受拉状态。上部接3-4根同直径的钻铤，下部钻铤直径大于或等于震击器直径。解卡操作同液压上击器。解卡、随钻均可使用使用方法同液压上击器。与液压上击器配合使用接在上击器之上，两者间接3-6根钻铤。操作同液压上击器。深井、高温条件摩擦卡瓦摩擦力调节150-500kN，下井后调节时，钻具拉伸下正转每千米1.5圈，摩擦力增加20kN（反转减少），靠近卡点安装，上部接5-15根钻铤，上提达到预计滑脱力时随时震击。卡点越深，效果越好安装在钻台转盘面以上。调节吨位不能超过卡点以上钻柱的重量，拉力调节从200kN开始（地面调节），逐渐上调。深井、定向井、复杂井钻进中使用安放在随钻上击器之下。定向井使用时，可在两者间加适量的加重钻杆。震击操作下放钻具等待下击，然后再上提复位。解卡用。卡点越深，效果越好震击器上接钻铤6-12根。上提钻具，使钻具有一定伸长，猛烈下放，下放距离大于上提距离，产生向下冲击力，然后上提复位，重复震击。4.1.1震击器的工作原理

⑴液压上击器的工作原理

上提钻具时，上击器的液缸内活塞运动受阻尼，将上部钻柱伸长，将钻具变形能储存在液缸内（相当于阻尼弹簧）当活塞运移到一定距离后，解除阻尼，储存在液体内的能量被释放上部钻柱迅速收缩将弹性能转变成动能，向上撞击被卡钻具。液缸液压油震击垫锥形活塞活塞挡环密封垫（a）复位心轴（b）拉伸（d）震击（c）释放随钻液压上击器工作原理示意图

液压解卡上击器工作原理示意图

a、复位——活塞下行（钻具下放）下液腔的液体通过活塞旁通孔流至上液腔，此动作为无阻流动。b、拉伸——向上提拉钻柱，活塞下滑，上液腔液体通过活塞下部的阻尼孔，缓慢流入下液腔，活塞缓慢上行，钻具被拉变形伸长，上液腔压力增高。c、释放——活塞上行至压力释放腔后，阻尼解除，被拉伸变形的钻柱迅速收缩，活塞加速向上运动。d、震击——钻柱收缩释放储存的弹性能，迫使震击垫撞击承击体，产生强有力的上击作用，并将此动载传递给下部钻具的卡点。⑵

机械下击器的工作原理

机械下击器是利用摩擦卡瓦副的变形储存能量，当卡瓦副释放时，将变形能转变成下击时的动能，传递给卡点。地面下击器和随钻下击器属于机械下击器。4.1.1震击器的工作原理

摩擦卡瓦副工作原理示意图a、卡瓦接触受力，卡瓦心轴带动卡瓦移至限位点。b、摩擦卡瓦棱带接触，心轴继续移动，钻柱变形（拉伸或压缩）提供了摩擦卡瓦变形的摩擦力，储存能量迫使卡瓦棱带胀大。c、变形能释放，当心轴的棱带通过卡瓦棱带后（滑脱）钻柱突然收缩，向下或向上撞击，将震击力传递给卡点。4.1.2震击器的操作技术

⑴随钻震击器

a、联结在钻柱中和点以上，使上击器处于拉伸状态，下击器处于拉开状态，并在上击器以上至少联接3根钻铤。b、直井眼中钻进，上下震击器可直接连接在一起，上震击器在下震击器之上，在定向井和弯曲井眼中，在上下震击器之间应联接1-3根加重钻杆，以减小刚度。c、震击器以上的钻铤和工具接头的外径不应大于震击器的外径，震击器的外径应不大于下部钻铤的外径，以防止震击器以上的钻柱被卡。d、正常钻进中，上下震击器均应处在被拉状态，送钻必须均匀，防止溜钻与顿钻，否则会损坏工具。e、需上击时，下放钻柱，活塞下行回位（应计算好震击器以上钻具重量，下放量在井口做好标记）。然后上提钻柱至设计吨位，刹车等候震击，震击后下放钻柱，使活塞回位，在开始第二次震击操作。f、需下震时，先提钻柱使其复位，然后下放钻具，使其震击，震击后再上提钻柱复位，再开始第二次下震。g、震击器起出地面时，呈拉开状态，应清洗干净，装好心轴卡箍。

a、解卡液压上击器，应尽可能靠近卡点安装，震击器下连接安全接头，震击器上部连接钻铤3—6根后连接液压加速器，上部再连接钻铤和加重钻杆。

b、震击器操作过程同随钻上击器。4.1.2震击器的操作技术

⑵解卡液压上击器4.1.2震击器的操作技术

⑶机械上击器与地面下击器机械上击器与地面下击器都是利用摩擦卡瓦副的挠性变形，提供钻柱的变形能，对卡点产生撞击力。不同的是地面震击器不需要倒出井内钻具在井口转盘以上卸掉方钻杆加入地面下击器即可上提钻具，在卡瓦滑脱后利用下部钻具的重量进行下击，工具本身没有震击偶。而机械上击器是利用上部钻柱的弹性能进行上击，在卡瓦滑脱后，上部钻柱迅速回缩，撞击震击垫，给卡点强有力的上击力。再就是地面震击器的震击力可在地面进行调节，而机械上击器调节震击力在井口转动钻具（每次1/3圈，考虑钻柱与井壁的摩擦力每千米转动一圈）。

4.1.2震击器的操作技术

⑶机械上击器与地面下击器a、地面下击器调节震击吨位时，不能超过卡点以上的钻柱重量，当下部钻柱重量超过震击器允许震击吨位时，拉力不能超过震击器允许的吨位。b、自由段钻柱上提后的伸长量，不得超过工具的工作行程c、地面震击器在浅井中使用效果较差，在操作中防止大绳跳槽，或大钩、吊环震脱。d、使用机械上击器与地面下击器，均不能给工具施加扭矩4.1.2震击器的操作技术

闭式下击器的震击垫等活动部件是由密封在缸体内液压油进行润滑的，他的工作行程一般不超过500mm，比开式下击器短，但工作可靠（液压油仅起润滑作用）。闭式下击器的震击垫仅起限位作用，不是震击偶，上提钻具时，震击垫（活塞）上行至限位位置为拉开行程。再继续上提，钻具产生弹性变形伸长，然后猛然下放，下放距离大于上提距离，螺母垫高速撞击在缸体上端面给卡点产生向下的巨大震击力。⑷闭式下击器4.1.2震击器的操作技术

⑸开式下击器开式下击器的震击垫等活动部件，在缸体内是由钻井液润滑的（缸体下部有4个孔允许钻井液进入），它的工作行程较大，在900~1600mm范围。开式下击器的震击偶是缸套下接头的下端面做撞击体，以心轴接头的上台肩做承击体，震击垫（活塞）只起扶正与密封作用。上提钻柱时，缸套随钻柱上行，心轴联接下部被卡钻柱，当缸套下接头的内端面与活塞下端面接触时，下击器全部打开完成一个工作行程，继续上提钻柱，则钻柱开始弹性变形被伸长，积蓄弹性能。当急速下放钻柱时，钻柱由于自重和弹性能释放而迅速下击。4.2倒扣、切割工具

4、处理事故中的主要技术工具作业内容序号工具名称工作原理使用范围倒扣1测卡仪上下弓形弹簧锚与管壁紧贴，提拉或扭转钻柱时管壁变形，弹簧锚将变形传给叉形管，改变磁场强度，感应电流的大小与叉形管间隙大小成正比，卡点以下管柱不变形，感流电流为零可精确测卡点。38-120mm38-254mm2爆炸松扣爆炸时接头螺纹处产生瞬时胀大与收缩，在反扭矩作用下螺纹联接松扣。直井效果最好3反扣钻杆利用反扣公锥或母锥，使用转盘施加反扭矩，反扣钻杆钢级应大于被倒扣钻杆钢级。作业风险性较大，需反扣钻杆4倒扣接头（见图4-11）代替反扣公锥，不造扣，只对扣，上提胀心轴胀大，螺纹紧固程度与拉力成正比。上扣容易，也易退出，不滑扣5倒扣捞矛（见图4-12）卡瓦在矛杆上下移时，外径增大或缩小（矛杆有锥体）上提时卡瓦卡紧落鱼内壁。容易退出，灵活好用可靠6倒扣打捞筒（见图4-13）限位环形槽内装三片卡瓦，可在筒内锥面上下移动而胀大缩小，上提时卡紧落鱼。从落鱼外部打捞并倒扣使用方法加重杆+磁性定位+伸缩杆+振荡器+上下弓形弹簧和传感器（由上而下）下入疑似卡点部位拉、扭，接受感应电流大小确定卡点，磁性定位确定准确深度。井内钻具分段紧扣后，爆炸点选在卡点以上1~2个单根接头处，用转盘施加反扭矩锁住转盘，活动钻具，拉力不超过自由钻具重量的15%，爆炸杆对准接头中点，引爆。造扣4~5扣，上提拉力使卡点处于微压状态（20-40KN）转盘硬倒，松扣后，上提30-50KN继续倒扣直至悬重稳定，起钻。对扣后，上提拉力超过原悬重20-40KN，然后倒扣。探进鱼顶，卡瓦全部进入鱼头后，上提钻柱（中和点在卡点附近）倒扣。下压钻具可右转可退出倒扣工具。进入鱼顶后，卡瓦推向捞筒上部胀大上提捞筒，卡紧鱼头，上提倒扣，下压右转可退出工具。常用倒扣工具的工作原理与使用方法

4.2倒扣、切割工具

4、处理事故中的主要技术工具常用切割工具的工作原理与使用方法

作业内容序号工具名称工作原理使用范围落鱼切割1机械式内割刀卡瓦锚定后，推刀块斜面使刀片外胀与管壁接触，旋转心轴，带动刀片进行切割。将被卡管柱本体在任意位置上从内向外切割2水力式内割刀利用液力压差推动活塞迫使刀片外张切割管壁，切割完成后停止循环，刀片收回。从内向外切割，可段铣套管3机械式外割刀进刀环下部呈锥面，在弹簧作用下向下移动，迫使刀头向中心转动，切割管体。由外向里切割管体4水力式外割刀利用液力压差推动活塞和进刀套下移，剪断销钉，进刀套推动刀片向内伸出，切割管体。5水力切割接头利用钻井液经上下定位套的缝隙高速喷射对接头本体进行切割，2h内可将接头本体切断。深井或其它切割存在困难条件的井使用方法下放预计切割深度（避开接头），正转3圈加压5-10KN，坐稳卡瓦，以10-18rpm正转切割，每次下放1-2mm，共下放32mm后切割完成。下井前先通井，工具在井口做试验，记录泵压。工具下到预定井深后，先开转盘，再开泵，转速50-60rpm，泵压下降2MPa停泵。套入落鱼后，清洗鱼顶，下到切割部位，上提钻具，剪断销钉，下推进刀环，停止循环，以20-30rpm转动切割。套入落鱼后到预定位置，开泵压力升高1.02MPa切割销钉，以15-25rpm转速切割逐渐提高泵压到规定要求。正常钻进时将此接头联接在钻柱预定部位，当钻柱被卡时，将堵头由地面投入钻杆水眼中，堵塞接头阀坐，开泵循环时，钻井液经定位套缝隙高速喷出进行切割。图4-11倒扣接头图4-12倒扣打捞矛图4-15水力式内割刀图4-14机械式内割刀图4-13倒扣打捞筒图4-16机械式外割刀图4-17水力式外割刀图4-18水力切割接头4.3套铣工具

4、处理事故中的主要技术工具常用套铣工具的结构特点与使用方法

序号工具名称类型结构特点适用范围1铣鞋铣齿铣鞋锯齿形齿，齿部堆焊或镶焊硬质合金套铣环空堵塞物和切钻软地层研磨性铣鞋锯齿平，底齿及齿内侧镶焊硬质合金修理落鱼鱼头外径保径齿铣鞋齿平，底部及齿内外两侧镶保径齿套铣硬地层及稳定器2铣管有接箍铣管管材两端加工成方扣或梯形扣，内螺纹或外螺纹用接箍联接接箍联接处有台阶，能承受较大扭矩，适应大环形空间套铣无接箍铣管管材两端加工成内、外螺纹直接联接，不用接箍无内外台阶，可有效利用环形空间，且上、卸方便3防掉接头打捞接头A型打捞接头与铣鞋用右旋螺纹联接一次套铣完，可将落鱼捞出。若一次套铣不完，可重新对扣后反转倒扣提出打捞接头打捞接头B型打捞接头与接箍联接，可加放在铣管任意位置一次套铣完，可将落鱼捞出。有防止背锁效应的功能4套铣倒扣器装在铣管顶部，铣完一段落鱼后倒扣器对扣接头和落鱼对扣，然后爆炸松扣，将落鱼捞出落鱼水眼畅通，可爆炸松扣5套铣防掉矛卡瓦滑套与摩擦块作用防止落鱼下滑落鱼不在井底，套铣完后防止落鱼再次掉入井底，使用无接箍铣管使用方法根据套铣情况选择铣鞋类型，套铣前应下牙轮钻头通径至鱼顶。深井、复杂井、定向井应将一根铣管试下至鱼顶后，再确定正式套铣时下入管根数。转速根据环隙大小确定，一般30~50rpm。套铣压力以不蹩跳为原则，一般5~30KN，排量根据内外间隙大小确定，不蹩漏地层，不超过额定泵压。套铣中发现异常应立即上提，分析原因后再恢复套进，否则起钻。井径与铣管直径差不小于30mm，铣管内径与被套铣落鱼外径差不小于7mm。铣管下入长度根据井身质量、铣鞋质量、地层可钻性确定，一次最多可下入300m。禁止用铣管划眼，套铣中不允许蹩钻，每套铣30min上提一次。打捞接头与鱼顶对扣后与落鱼成一体，套铣筒继续转动，则打捞接头与铣鞋脱离，开始套铣。套铣打捞原理同A型套铣参数同上，套铣长度小于套铣管长度当套铣到鱼顶时，正转对扣，扭矩减少，对扣成功，上提起钻图4-20套铣防掉接头A—铣鞋；B—打捞接头；C—接箍；D—打捞接头；1—过渡接头；2—打捞心轴；3—止扣环图4-19铣鞋图4-22套铣防掉矛图4-21套铣倒扣器4.4打捞井内钻具断落工具

4、处理事故中的主要技术工具序号工具名称用途工作原理1公锥从鱼头内孔打捞强行攻扣，联接落鱼2母锥从落鱼外部打捞强行攻扣，联接落鱼3卡瓦打捞筒篮状从落鱼外部打捞，接触面积大，强度高内装篮状卡瓦，与筒体内齿左旋配合螺旋状内装螺旋卡瓦与筒体内齿左旋配合4卡瓦打捞矛LM型从落鱼内部打捞卡瓦装在心轴外部，左旋螺旋配合分瓣捞矛矛爪装在涨管上，上提即可捞获5安全接头AJ型联接在打捞工具上部，落鱼被卡时可退出上部打捞钻具锯齿形螺纹，可快速拆卸H型滑块与滑槽配合，剪销后退出弹簧型矩形螺纹联接，弹簧锁紧使用方法与适用范围分左旋与右旋螺纹，表面硬度HRC≥60，鱼头清洗后，找鱼顶泵压微升，停泵对扣，加压10-40KN，造扣4-6圈，上提悬重增加，开泵循环，起钻分左旋与右旋螺纹，主要打捞外径较小的落鱼，如钻杆、油管。使用方法同公锥卡瓦内径小于鱼头外径2mm，捞筒外径小于井径20mm，小于套管内径6mm。探鱼顶后，加压套入鱼顶（可开泵），泵压上升，加压30-50KN。上提悬重增加，若落鱼被卡，可正转倒出打捞工具卡瓦下行，外径涨大，可捞住落鱼；卡瓦上行，卸去外挤力可退出，卡瓦外径大于内径2-3mm捞套管、油管接箍螺纹，进入鱼顶，上提即可捞住落鱼卸扣力矩为上扣力矩的40-60%，上提钻具，安全接头受力5-10KN，反转退扣上提管柱，剪断销钉，滑槽沿滑块运动，转动一定角度，安全接头退出安全接头不受拉、压时，倒转序号工具名称用途工作原理6可变弯接头在大井眼处找鱼顶，接在打捞工具上部利用活塞作用球杆改变方向7铅模判断鱼头形状铅的硬度较软，与鱼头接触后留下痕迹8壁钩或弯钻杆大井径内拨动鱼头利用不同心转动时圆周范围加大9套筒磨鞋磨铣不规则鱼头，为打捞创造条件在套筒内安装磨鞋，套住鱼头磨铣10领眼磨鞋鱼顶胀裂后环空太小，套筒磨鞋无法下入，使用领眼磨鞋。导向杆插入鱼入水眼修磨鱼顶。11扩孔铣锥扩大落鱼水眼，以利打捞作业铣锥插入水眼磨铣扩孔使用方法与适用范围井口开泵试验后下井，清洗鱼顶后停泵，将限流塞投入钻杆水眼，小排量循环，蹩压打捞，捞获落鱼，打捞限流塞铅模直径小于井径10%，下井前严防碰撞，起下钻严重遇阻，转动，鱼顶清洗后下压打印，每厘米直径加压0.15-0.60KN接在打捞工具上部，弯曲度应在井径许可范围内，下至鱼顶缓慢转动或不同方向探顶套管外径小于井径6%，内径大于鱼头外径10mm以上。套入鱼顶后加压5.0-30KN磨铣导向杆直径应比鱼头内径小10mm，长度150~200mm，进入鱼头后，加压5.0~25kN磨鞋。扩孔时低速、低压。10-20KN，30-40rpm。计算准确扩孔尺寸满足打捞工具要求4.4打捞井内钻具断落工具

4、处理事故中的主要技术工具公锥母锥图4-25篮式卡瓦打捞筒1—篮卡控制图；2—引鞋；3—上接头；4—外筒；5—篮卡瓦6—R形密封圈；7—“O”型密封圈图4-26螺旋卡瓦打捞筒1—A形密封圈；2—螺旋卡瓦；3—螺卡控制图LM卡瓦打捞矛AJ型安全接头H型安全接头KJ可变弯接头分瓣捞矛图4-31弹簧式安全接头1—接头；2—弹簧；3—上体；4—滑键；5—下体6—密封垫圈；7—密封函；8—密封压帽图4-33铅模（a）平底铅模；（b）锥形铅模壁钩套筒磨鞋领眼磨鞋扩孔铣鞋4.5井底落物打捞工具

4、处理事故中的主要技术工具序号工具名称1一把抓（指形打捞篮）2G形H形打捞杯3磁铁打捞器4反循环强磁打捞器5反循环打捞篮投入式喷射式用途工作原理打捞牙轮、刮刀片、卡瓦牙、手工具等抓拦齿插入地层，套住落物碎铁块及岩块，如牙轮滚珠，牙齿及磨碎物等利用杯口直径变化，钻井液流速突降，碎物沉入杯中打捞碎铁块及牙轮等利用金属磁化后被吸附可在裸眼或套管内打捞井底碎铁块通过反循环将碎物携带入打捞筒内打捞碎铁块及牙轮等利用工具反循环作用将落物冲入篮内使用方法与使用原理到井底后先加压，再转动，使齿向井底中心包拢，套住落物，适用于较软地层。接在钻头上或单独下入井底，循环后突停泵，反复打捞，适合边钻进边打捞作业下至井底2－3米时循环后停泵，慢放至井底轻压（不同方向）起钻不许用转盘卸扣同反循环打捞篮根据落物大小选择篮框，根据地层选择铣鞋，可磨铣井底落物或取心，大排量循环后，投球边循环边转动下放停泵，适当加压。不投球，通过上端的喷嘴使环空钻井液更容易进入筒内，喷射速度100m/s确定排量。6打捞筒卡板式较长接头，撬杠，测井仪等细长杆利用卡板或卡簧卡住或挂住落物卡簧式7取心筒式打捞器在较软地层打捞井底碎小落物加压式取心筒利用铣鞋划眼将落物套入内筒，同时可取一段岩心，使岩心抓收缩，捞取落物。8多功能打捞器打捞井底碎块落物集打捞杯、强磁和一把抓三种功能为一体的组合打捞。9平底磨鞋磨碎金属落物，如钻头接头，及其他落物利用硬质合金等耐磨材料磨铣井底碎物序号工具名称用途工作原理4.5井底落物打捞工具

4、处理事故中的主要技术工具使用方法与使用原理下至鱼顶，循环钻井液后探鱼顶，做记号，慢转钻柱，使引鞋拨动落物进入筒内，再下放钻柱，让落鱼全部套入下钻至井底落物0.5m大排量循环，停泵，上提1m，边转边下放钻柱，将落物套入筒内，开泵轻压慢转取心0.2~0.3m，停泵，加压剪销起钻。使用方法同打捞筒与一把抓。磨鞋直径应比井径小5－8％，在套管内应小6－8mm先压住落物，再开泵（小排量）。磨进时，严防过大扭矩，每30分钟上提钻具一次。一把抓G形H形打捞杯图4-40磁铁打捞器1—接头；2—体部；3—上磁极；4—衬筒；5—磁芯；6—下磁极；7—引鞋投入式反循环打捞篮喷射式反循环打捞篮卡板式打捞筒卡簧式打捞筒反循环强磁打捞器DLQ型多功能打捞器取心式打捞筒平底磨鞋5.1活动钻具

5、处理井下复杂与事故中的主要工艺技术

活动钻具是钻柱在井筒内运动受阻后采取的最直接和便捷的处理方法。活动钻具是指钻柱被卡后上提下放或转动钻柱，并尽可能在循环条件下活动钻柱。轻微阻卡，活动钻具便可解除。

5.1.1活动钻具前的检查与准备工作开始作业前，应做好以下检查与准备工作：1认真校对指重表，要求准确、灵敏，并检查传感器内液体充满程度，必要时补液。

2检查滚筒钢丝绳磨损与断丝是否超标，以及两端绳头固定是否可靠。

3检查绞车刹车、转盘离合器以及动力传动系统的可靠性。

4检查游动系统，防碰系统工作的可靠性。

5卸去吊环，钻台工具远距井口。

6按预计提拉吨位或下放吨位确定上提下放距离，在方钻杆或钻杆上作记号。7使用吊卡活动钻具时，吊卡耳销及保险销应用固定可靠，防止脱开。

5.1.1活动钻具前的检查与准备工作5.1.2活动钻具的应用条件及方法活动钻具是处理粘吸卡钻或浸泡后最常用的解卡的方法。卡钻时钻头在井底只允许向上提拉。起钻时被卡，向下压为主，下钻时遇阻被卡，向上提拉为主。上提拉力应考虑井架、悬吊系统以及钻柱的安全负荷。特别是应充分考虑钻柱的磨损程度。下压时根据井筒条件（裸眼段的长度）可以将自由钻柱重量的一半甚至全部重量压上去，使钻柱在裸眼井段中钻柱弯曲，减少钻柱与井壁的接触长度。上提时，上提拉力应超过井内自由钻柱重量的150~200kN。多次活动无效时，在安全条件下可增加拉力吨位，每次以增加100kN为限。

在活动钻具时可适当进行转动，但扭转圈数不能超过钻杆许可的强度。转动时应在上提自由段钻柱重量的条件下进行。高强度扭转钻柱，会给后续处理带来困难，应尽可能少用转动方法。暂停活动钻具时（刹带发热或等候处理措施），应将钻柱重量全部下压，防止钻柱紧贴井壁，增加粘卡井段长度。5.2卡点位置的确定5、处理井下复杂与事故中的主要工艺技术

当活动钻具无效需进行下一步解卡作业时（倒扣、浸泡或震击解卡），应确定卡点位置，最准确的办法是利用测卡仪测量（爆炸松扣前）。进行浸泡时，现场利用钻柱的弹性变形，可根据虎克定律确定卡点位置（准确性较差）。

5.2卡点位置的确定5.2.1卡点测试仪测卡点的原理测卡仪器分地面仪器和井下仪器两部分。地面仪器是一台电磁振荡仪，有磁性定位放大显示装置以及点火装置。井下仪器包括加重杆、伸缩杆、振荡器、上下弓形弹簧锚和传感器等。磁性定位用来寻找钻杆接头和校正仪器下入深度。伸缩杆可调整电缆头的深度，使上下弓形弹簧不受拉力或压力，自由锚定在钻具内壁。5.2卡点位置的确定5.2.1卡点测试仪测卡点的原理测卡仪由上、下弓形弹簧与其连接在一起的传感器和振荡器组成。弓形弹簧的作用是将传感器的两端与钻具内壁相对固定，传感器中部的管腔内装有上下相对的两只叉形管，且分别与上下弓形弹簧连接。上叉形管中有电阻为47

的线圈，线圈的两端连接振荡器。开始测卡点时，给线圈通110V交流电，两只叉形管的坡口尖脚是吻合的（无间隙），形成了稳定的闭合磁路5.2卡点位置的确定5.2.1卡点测试仪测卡点的原理提拉或扭转钻柱时，在卡点以下的钻具是不会变形的，上下两弓形弹簧锚不会产生相对位移，传感器中的磁场强度不会发生变化，振荡器没有差额输出，耳机内也不会产生音响，地面读数表为零。若所测点在卡点以上，由于管柱伸长或扭转变形时，上下弓形弹簧锚能准确的将变形传递给叉形管，使其相对的尖脚脱离，产生间隙，从而改变了磁场强度，使上叉形管线圈中产生瞬时感应电流，导致井下振荡器的振荡频率也产生变化，并输出差额，经地面接受后在读数表显示，并由耳机发出音响。感应电流的大小与叉形管尖脚的间隙大小成正比，越接近卡点，感应电流越小，卡点以下为零。5.2.1根据虎克定律求自由段钻柱的伸长量（变形）确定卡点钻柱的伸长量与拉力及钻柱长度成正比，与钻柱的横截面积及钢材的弹性系数成反比。即：或（5-1）对确定尺寸的钻柱，横截面积F与钢材弹性系数E也是确定的，令k=E·F，代入5-1得：

m（5-2）式中：