常见钻探事故处理Word格式.docx
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4.套管偏斜造成卡钻
套管柱偏斜,管鞋突出用套管护壁时,套管没有下直、下正,或没有下到基岩硬盘,或下套管换径后孔身弯曲,使得套管鞋突出于孔底,钻具提升时就会受阻。
特别时钻具带有取粉管时,取粉管顶部往往被套管鞋挂住。
如果组昂于粗径连接得不同心,更会加重上述情况的发生.
5.物体落入孔内造成卡钻
小物件落入孔内由于操作不慎,粗心大意,将卡盘扳手、活动扳手等小工具、小物件掉落孔内,卡在组昂与异径接头连接处,使钻具受到卡阻。
例如:
图1-1为大拨叉掉入孔内造成的钻具卡夹示意图:
图1-1拨叉落入孔内造成钻具卡夹
第二章事故发生前的征兆
钻具挤夹、卡阻事故发生前,都有一定的预兆和特征。
掌握好这些征兆,及时采取预防措施,是避免发生这类事故的重要方面。
(1).钻具提动和转动都有阻力,如涩滞、蹩劲等现象。
下钻时常常发生遇阻“搁浅”。
(2).提钻后岩心管和钻头有明显擦痕,或粗径钻具表明刮有岩泥、泥皮,取粉管内掉块增多,块度增大。
(3).如果时掉块卡、夹钻,则钻进时有蹩车现象,提动钻具感到有劲;
升降钻具时,不是突然卡住;
开始往往可以活动一定距离。
一般情况下孔内反水正常。
(4).如果时探头石或键槽卡钻,卡钻位置不变,起下钻到此孔深就受阻,一般没有挤夹力,冲洗液可以正常循环。
当粗径钻具与卡阻部份脱离接触时,钻具回转无阻。
(5).如果是岩层错动和岩层遇水膨胀缩径卡钻、夹钻,除升降钻具遇阻,回转阻力增加外,还有蹩泵现象。
(6).如果钻头与孔壁直接挤夹,钻具不能回转,提升阻力很大,送水时有蹩泵现象。
(7).如果时钢粒挤夹钻具,夹钻初期能在较大泵压下开泵,但返水很小。
如果孔内清洁,蹩泵不严重,稍许提动钻具蹩车程度减轻,下放钻具有蹩停车现象。
如果孔内钻粉、岩粉较多,则钻具回转阻力很大,蹩泵现象也严重。
(8).岩心与钻头或碎岩心挤在钻头与孔壁之间时,钻具回转阻力较大,提动钻具吃力,但不蹩泵,可能有骤然蹩车现象。
第三章事故的预防
钻具挤夹、卡阻的原因很多,而且比较复杂,必须根据具体情况和出现的征兆,采取相应的预防措施,把事故消灭在萌芽状态。
一般预防方法有:
1.保持孔壁的稳定性
在松软坍塌、掉块、裂隙发育、容易产生滑移和错动的岩层中钻进时,需千方百计地
(1)采用比重较大、粘度较高、失水量小、含沙量低的泥浆冲洗。
经常保持泥浆的良好造壁性能,以维持孔壁的完整。
(2)钻具提出孔外时,孔内应注满泥浆,保持对孔壁有一定的液柱压力。
(3)冲洗液流速不应过高,以防计息冲刷作用冲垮松软的孔壁。
(4)钻具的转数要适当降低,以减轻钻杆对孔壁的震击。
(5)在坍塌、掉块严重的情况下,可采用粘土球固壁、灌水泥、下套管、高分子聚合物护孔等方法,保持孔壁稳定。
(6)选择合适的钻进方法,采用合理的钻头结构和钻进参数,从生产管理和技术措施各方面保证尽快穿过复杂孔段。
2.防止遇水膨胀止岩层缩径
(1)采用失水量小、含沙量低、粘度不大的优质泥浆洗孔。
(2)在浅孔(200m以内)条件下采用无泵钻进。
(3)使用肋骨钻头钻进,保证粗径钻具与孔壁有足够的环状间隙。
使大量的冲洗液畅通,而且有一定的缩径余地,避免发生钻具恶性挤夹。
(4)加强扩孔修整孔壁的工作。
每一回次后可专程划眼一次。
有事在钻头以上另加一个扩孔器,边钻边扩,以便节省专门划眼的时间。
(5)采用取粉管上部装反钻头的钻具钻进。
以便在孔径收缩时,边回转钻具边向上用反钻头修扩孔壁。
3.防止在坚硬岩层中钻进时钢粒、碎硬质合金夹钻
(1)钢粒或硬质合金换用金刚石钻进时,孔底残余钢粒或碎硬质合金粒必须打捞干净。
(2)钢粒钻进改用硬质合金钻进时,也必须实现把孔内残余钢粒捞净。
(3)硬质合金钻进改用钢粒钻进时,第一回次应使用小钢粒和旧钢粒钻头,投砂量不宜过多,送水量不宜过大。
并且,下钻时不能一下到底,在离孔底0.5m左右处,即开泵扫孔,防止猛下到底造成挤夹。
(4)采用钢粒钻进时,要正确控制投砂量和送水量。
回次之初投砂量不宜过多;
绘制之末孔底又不能没有钢粒。
送水量不能忽大忽小。
总之,应保持孔底又一定数量的钢粒。
以求孔径变化比较均匀,钢制钢粒在粗径钻具与孔壁间隙小的地方造成夹钻的机会。
4.保持孔内清洁
(1)孔内岩粉、钻粉过多,超过0.3m时,必须专门捞取。
(2)钻进时,一般应等冲洗液返回孔口后(漏水孔除外),方可开车钻进。
钻进中水泵工作不正常,应停钻检修。
检修前应将钻具提到安全孔段,以防钻具挤夹和陷埋。
(3)使用泥浆时,应做好净化工作。
(4)钻进中产生的岩粉粒度大或有岩屑时,应带取粉管。
(5)钻进裂隙发育、掉块的岩层时,在钻具结构上应注意以下几点:
a.在钻入裂隙严重的地层以后,应尽可能的加长粗径钻具,时粗径保持在严重裂隙层的上部,以减少因掉块而卡钻的可能性。
钻穿该层后,可采用水泥胶结或下套管等方法固壁。
b.钻进有掉块可能性的岩层时,应在粗径钻具上部采用铣刀式异径接头。
带取粉管时要用上端马蹄形的取粉管;
不带取粉管钻进时,禁止使用取粉管接头。
c.在取粉管上部反刃反扣硬质合金钻头。
在发生掉块时,可向上反扫,将掉块扫掉。
5.防止套管卡阻钻具
(1)套管谢步一定要下到完整岩层,并达到一定深度。
(2)套管一定要下正下直,钻具也要正、直。
(3)每次提钻到套管鞋附件,动作要慢。
切勿猛提。
(4)下套管后用钢粒钻进时,应避免粗径钻具在套管内钻进。
为此,在下套管前,先采取较原来孔径小一级的粗径钻具并带导向,用钢粒钻出相当粗径钻具长度的小眼,然后再下套管。
6.对孔身采取防斜措施
采取防斜措施,减少钻孔弯曲,避免“键槽“现象发生。
7.合理选择钻头
硬质合金或金刚石钻进时,应严格控制钻头的内、外径磨损。
应在钻头结构设计和镶焊制造工艺上提高钻头的耐磨性,因此应合理选择钻头,在使用上防止过早磨损,磨损过度的钻头应及时进行更换。
第四章事故的处理方法
钻具卡夹事故发生以后,应及时进行处理,否则会使事故清洁加重,并有继而发生埋钻或折断钻具的可能。
处理事故,统称用升降机和油压系统向上提拔,或串动与回转相结合进行处理。
在返水的情况下不应停送冲洗液,如果无效,则采用吊锤震打或千斤顶上顶。
再无效时,就根据孔内具体情况,采用反、透、扩、割、掏等方法处理。
处理方法一般可分为四步:
1.处理方法及应注意的问题
第一步处理方法及应注意的问题
(1)提:
在设备能力允许的条件下,可用升降机配合滑轮组,强力提拉孔内受阻钻具。
当钻具被卡埋时,一般均用此方法,但必须注意钢丝绳、天车、钻塔、钻机及地基等各方面的情况,最好配备“拉力计”,以防造成人身事故。
(2)打:
借助吊锤打击的震动力,向上或向下打击事故钻具。
这种方法适用于浅孔或掉块及钢粒挤夹事故。
这种方法简单,故常被采用。
在用吊锤冲打处理孔内事故时,可用滑轮打吊锤及其它安全打吊锤装置。
在使用吊锤处理孔内事故应注意:
最好不要利用升降机直接拴绑打吊锤;
孔壁不稳定而易发生坍塌时,不宜采用此方法,否则,会使事故恶化。
(3)震:
将机械震动器接于事故钻具的上端,并用升降机拉紧,使事故钻具收到强烈震动而排除。
但必须注意防止孔内钻具受震而脱扣。
(4)捞:
用公母锤、卡管器等捞取脱落或折断的事故钻具。
这是一种常用的处理事故的方法。
(5)冲:
用小径钻具(或钻杆)或套管下入孔内,通过泥浆泵的高压液流冲出事故钻具周围的埋、卡物。
但必须在孔壁稳定的情况下,用此方法。
(6)抓:
用下部带齿的抓筒,处理掉入孔内的小物件或测斜仪。
(7)吸:
用磁铁打捞吸取掉入孔内的小物件或吸正靠孔壁的事故钻杆断头,配合丝锤打捞。
(8)粘:
用粘泥、黄蜡、沥青等粘取掉入孔内的小物件或金刚石钻头胎体或金刚石。
(9)窜:
用升降机提拉、吊锤上下打击、或开车上下扫,用以处理还有一定活动余地的被阻事故钻具。
(10)顶:
用千斤顶(丝杠式和油压式)或油压钻机加减油压,顶拔事故钻具,这也是常用的方法。
但应注意的:
用千斤顶顶拔时,应考虑钻杆能承受的能力,以防顶断;
还应特别注意卡瓦飞出伤人。
第二步处理方法及应注意的问题
(1)反:
用反丝钻杆和丝锤,找好中和点,尽可能地多反回一些事故钻杆,再配合其它方法处理。
因为“反”不是一个单独的处理孔内事故的方法。
反钻杆应采用钢丝绳反钻具、棘轮反管器等安全方法。
另外,防止在反钻具时因弹力反转而发生人身事故。
(2)套:
用比钻进大一级的钻具扩孔套取,因而只适用于较软的岩层及浅孔的岩层中,当孔内留有事故钻杆时,必须先“反”后“套”。
扩孔时,为了防止钻口弯曲,应带导向。
(3)切:
用割管器分段切割取出事故钻具。
这种方法用于处理钻具卡、埋过紧而又较长的情况下。
采用“切”常用于处理岩心管或套管事故。
(4)钩:
用特制的钩子、捞矛等,以导正靠边的事故钻杆头,或钩住加大接头处,将事故钻具提出,或是捞取掉入孔内的钢丝绳及电缆等。
第三步处理方法及应注意的问题
(1)穿:
用比原钻进用的事故钻具小1-2级(最好小2级)钻具,先从事故钻具中心穿过去,借其震动、回转、碰撞,以减轻或消除事故钻具外侧被挤夹的阻力,然后用“捞”的方法处理。
当岩心管接头、岩心管及取粉管留在孔底时,在采用“穿”的方法之前,先用“剥”等方法处理。
(2)剥:
用与原事故钻具用径的磨铁钻钻头,将岩心管或取粉管接头、取粉管的外围直至丝扣处剥掉一层,然后再取出接头。
(3)扫:
用特制平面钻头将残留孔内粗径钻具或钻头劈开或扫掉,然后取出。
在“扫”或“劈”时,注意夹钻及多头劈开。
(4)泡:
把柴油、碱水或盐酸注入孔内,浸泡被埋住或泥皮吸附卡钻,使事故钻具与孔壁松弛,利于处理。
第四步处理方法及应注意的问题
(1)绕:
用偏心楔子偏斜钻进,绕过事故钻具。
采用此方法时,必须按地址设计进行。
(2)炸:
将炸药装在特制的爆破筒内,从钻具内送入预定孔深进行爆炸,炸断钻杆后而取出,或用于处理套管被卡,以震松或将套管冲出。
2.对不同原因所造成的卡夹事故处理
(1)掉块卡夹钻具的处理
掉块卡钻时,如果钻具能回转,也能在一定的范围内上、下活动,则应用串动的方法处理。
提升钻具有劲后不要死拉,要少许回绳使钻具能够串动,并用钳子回转钻具,再提升钻具,有劲后再少许回绳,并用钳子回转钻具。
每次提升的距离,应大于串回的激励,这样反复地“多提升,少回绳“,可逐渐将钻具提出孔口。
如串动处理无效,可进一步采取边提动边扫的方法处理。
倘若事先已采用了带反钻头的钻具钻进,遇卡后采取边提边开车上扫的方法很有效。
倘若边提边扫还是不能解卡,则可采用吊锤上下震动。
一般在浅孔段用吊锤震打处理卡钻事故是比较有效的。
如果在深孔断。
吊锤震打无效时,用孔内冲震办法处理。
如卡夹部位在钻孔中途,可用加重钻具下如孔内往复冲打,打动后用丝锥捞取带短钻杆的粗径钻具。
如卡夹部位在孔底,则用空内卡钻震动器进行冲击震动,收效后一并捞起事故钻具。
孔内卡钻,当震动器下到孔内用丝锥扭接事故钻具时,拉杆带动下部冲击接头向下移动,使上部异径接头的凸缘与上部冲击接头凹槽集合即可扭转,使丝锥与事故钻具扭接。
当丝锥扭紧后,将中继器提起,使异径接头与上部冲击接头分离,使下冲击接头与上冲击接头结合,开车回转,钻具即可起冲击震动作用。
操作注意事项:
a.使用前,应对震击器的各部丝扣,冲击牙齿等的磨损情况进行详细检查,以防再发生新的事故。
b.下钻时,准确计算机上余尺,掌握好升降机,严防跑管,在接近事故钻具时,应缓慢下降。
c.开始震动前,先向孔内送水,以冷却震动器和排除空内岩粉。
d.在操作过程中应听取回转声音,发现不正常时立即停车进行研究处理。
e.当立轴向上移动,证实处理有效,则可停车提钻。
用以上方法处理掉块卡夹钻失效后,就要考虑扩、透、割、磨等措施。
如孔浅,岩石可钻性级别又不太高时。
可用大径扩的方法套取;
若孔深,岩石又坚硬时,一般采用小径透。
由于掏心钻进过程中的震动,往往卡夹自然解除。
用丝锥即可捞起事故钻具。
如果在深孔情况下,钻具卡夹又很牢,可直接用劈、磨等方法消灭事故钻具。
(2).探头石或岩层错动卡夹钻具的处理
主要处理方法时把探头石或岩层错动的部分扫碎扫掉。
如果事故钻具带有反钻头,则可向上扫碎卡夹物。
否则,可采用吊锥向上震打,若不能解卡时,可把粗径送回孔底,将粗径上部的钻杆全部反回,然后下同径钻具从上向下把障碍物扫碎,再用丝锥把事故钻具打捞上来.
倘若事故钻具卡夹的很紧,难以送回孔底,则先将上部钻杆反回后,用重钻具向下冲打。
下加重钻具前,防止遇阻,可根据孔内具体情况适当用同径钻具扫孔。
(3).岩层缩径卡夹钻具的处理
首先用升降机强力起拔,用千斤顶上顶。
上述办法无效时,则需反回全部钻杆。
用割、劈、磨等方法消灭粗径钻具。
一般不采用扩或透等方法。
因为在缩径钻孔中扩孔,很容易造成双重挤夹。
同时,缩径夹卡钻具主要时侧面压力作用所致,用透的方法往往得不到良好效果。
(4).钢粒或碎硬质合金粒挤夹钻具的处理
一般钢粒或碎硬质合金粒挤夹钻具时,冲洗液尚能循环。
首先应增大泵量,冲散挤夹物。
减轻挤夹程度。
如果挤夹不严重时,边冲洗用升降机提拉串动钻具。
扩大钻具活动范围即可解除。
如果失效,也可用吊锤冲打,吊锤冲打时处理此种事故的有效方法,特别是浅孔,效果更为显著。
深孔或挤夹严重时,用升降机,吊锤处理无效时,则可用孔内震动器处理。
上述方法均无效时,需采用小径钻具透过事故钻具的方法,以便减弱挤夹程度,再用丝锥打捞。
倘若仍提不动,可用分段切割的方法处理。
通常不宜采用扩孔套取,以免发生双重挤夹事故。
为减轻体力劳动强度,提高吊锤冲打效率,在有条件的情况下,如使用配备有付卷筒带动吊锤进行机械冲击。
此外,还可专门配备差速式打吊锤机,用在没有付卷筒的情况下,代替柴油机或中间轴一级人力打吊锤,差速式打吊锤机实际上时割中间传动机构,利用差速机构代替中间轴(或柴油机)打吊锤。
使用时把它安装在钻机和柴油机之间,绳子连接方法如即一头栓卡于升降钢丝绳上的适当位置;
另一头绕过飞轮,在飞轮撒谎那个缠绕两圈,再通过两个导向滑轮,最后用绳卡固定于卷筒上。
击打时,主要是通过操纵杆,使锥鼓离合器于卷筒结合,吊锥便可向上冲打。
(5).钻具于孔壁直接挤夹的处理
首先用升降机起拔,但不要回转钻具。
因为孔内钻具回转,钻头位置发生变化,可能在孔壁刻出沟槽,增加了上提的阻力。
如升降机起拔不动时,可根据具体情况用打、顶等方法处理。
(6).岩心夹钻的处理
岩心夹钻一般挤夹力不大,用升降机强力起拔,串动钻具,待有了活动间隙之后,开车回转钻具即可解除。
再重新扫孔,将甩出的岩心套入钻头内,就可正常钻进。
(7).“键槽”卡钻的处理
“键槽”卡钻的处理应在发现孔壁有“键槽”的迹象后,立即进行纠斜,接长岩心管进行扩孔,消除“键槽”。
钻进时用带反钻头的钻具或用带铣刀刃的岩心管接头,在有被卡象征时,即开车向上扫,破坏“键槽”。
有时还应下入套管隔离“键槽”。
发生“键槽”卡钻后,用提、打、顶的方法往往无效,有时可改用小一级的钻具钻进。
(8).套管鞋部卡阻钻具的处理
用与事故岩心管同径的岩心管短节,将其下端加热打成收缩状,作成一导正器,顺钻杆将导正器投入孔内,投入之前孔内粗径钻具必须升到套管鞋附件。
这样,导正器收缩口即插入取粉管上端,而导正器尾部仍在套管内,下部粗径即可顺利提出。
为了根除卡阻钻具的后患,必须将套管柱调正,或将套管起出改用合格管鞋后重新下入。
(9).岩粉“悬桥”卡钻的处理
首先应增大冲洗液量并尽量使钻具不停止转动,一般通过该冲洗液冲洗,串动和回转钻具可以消除。
如卡阻较严重,既蹩车又蹩泵,则可反掉“悬桥”上部的钻杆,下同径钻具扫孔,消除岩粉障碍后,再下丝锥捞取下部钻具。
(10).泥皮粘附卡钻的处理
泥皮粘附卡钻的处理应采用碱水浴时简单而成本低的有效办法。
所谓碱水浴就是用2%~3%的纯碱水注入孔内,侵泡事故钻具。
在压入碱水的过程中,应辅以串动和回转钻具。
一般几小时后,即可解卡。
结束语
对于钻探工程孔内事故,一般不会直接造成人员伤亡,但孔内事故往往引发一系列其它危害。
并且在处理事故(排除孔内故障)的过程中,常危及到人身安全。
因此对于孔内事故还是以预防为主。
在钻进过程中随时了解地层的地质情况,根据不同的岩层选择合适的钻头、配置适应于这种岩层的钻井泥浆、调节合理的钻压、转速、冲洗液量。
另一方面应加强对人员的培训,从管理、技术等方面采取预防措施,这样就可以减少事故发生了。
对于已经发生的事故。
可以采用顶、反、透、割、掏等方法处理。
卡钻事故一般在浅孔段用吊锤震打比较有效,如果在深恐段吊锤震打无效时可采用孔内冲震、反等其它方法处理,所以只要做好上述预防措施就可以降低事故发生,对于发生的事故也可以用上述事故处理方法进行处理,选择合理可行的事故处理方法就可以提高钻进效率、减少资源浪费。
附图一:
异径接头
附图二:
钻孔结构图
附图三:
岩心管及套管接头
附图四:
吊锤
附图五:
丝锥
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