落物卡鑽的原因
落物卡鑽井下落物各種各樣,有的落物形狀很規則且有可供打撈的部位,在井中經常處於和井眼軸線呈平行的狀態,如鑽桿、鑽鋌、套管、油管等。有的落物雖然形狀規則但無可供打撈的部位,在井中經常處於斜立的狀態,如橇槓、測斜儀等。有的落物形狀既不規則也無可供打撈的部位,在井中所處的狀態是隨遇而安,如牙輪、刮刀片、井口工具、繩索等。
落物的來源也不同,有的從井口落入,如井口工具、手工具等。有的從井下落入,如鑽頭、牙輪、刮刀片、電測儀器等。有的從井壁落入,如礫石、岩塊、水泥塊及原來附在井壁上的其它落物。
落在井底的落物,雖然妨礙鑽進,但一般的不會造成卡鑽。能造成卡鑽的是處於鑽頭或扶正器以上的落物。由於井眼與鑽柱之間的環形空間有限,較大的落物會像楔鐵一樣嵌在鑽具與井壁中間,較小的落物嵌在鑽頭.磨鞋或扶正器與井壁的中間,使鑽具失去活動能力,造成卡鑽。如圖所示。
落物卡鑽的表征
1.在鑽進中有落物落在環空會有別鑽現象發生,上提鑽具有阻力,小落物尚有可能提脫,大落物則越提越死。
2.起鑽過程遇有落物則會突然遇阻。只要上提力量不大,下放比較容易。若落物所處的位置固定,則阻卡點也固定。若落物隨鑽具上下移動,則鑽具只能下放不能上提,阻卡點隨鑽頭的下移而下移。在下放無阻力時鑽具可以轉動,而上提有阻力時則很難轉動。
3.落物卡鑽的卡點一般在鑽頭或扶正器位置,較大的東西也可能卡在鑽桿接頭位置。
4.在因有落物造成遇阻遇卡的情況下,開泵循環正常,泵壓、排量、鑽井液性能均無變化。
落物卡鑽的預防
1.定時檢查所有的井口工具,尤其是大鉗、卡瓦和吊卡。
2.在起下鑽、接單根時防止井口落物,鑽具在井內,井口不使用橇槓、榔頭等足以引起卡鑽的大型工具。要使用時必須把井口圍蓋好。
3.凡下井的鑽具和工具必須是經廠內檢驗合格的產品,在下井以前還要在井場進行仔細檢查。
4.儘量減少套管鞋以下的口袋長度(1～1.5m較好),同時要保證套管鞋處有高質量的水泥封固,防止水泥塊破落。
5.如果明知是落物阻卡,絕對禁止硬提,應下放鑽具在無阻力的情況下轉動。因為井徑並不是規則的,當落物處於大井徑井段時轉動很輕鬆,甚至可以把鑽具起出。如無下放餘地,就在原地轉動,以便擴大井眼,當無別勁時,再上提1～2cm,繼續轉動,如此耐心地操作,爭取把落物磨小或擠入井壁或帶至上部的大井徑中。
6.磨銑井底落物時,宜定期提起鑽具活動,一方面防止磨碎的落物翻到磨鞋上面,一方面再將已經翻到磨鞋上面的碎物壓到磨鞋下面去。
7.在懸重不正常或泵壓不正常的情況下,不可從鑽桿內投入測斜儀、鋼球等物件。
8.在裸眼中磨銑,人們往往用比鑽頭小10-20mm的磨鞋,認為周圍的活動餘地較大,返到大井眼中的碎物不容易造成卡鑽。但在套管中磨銑,這種認識就不一定正確。一切事物都有必然的內在聯繫,磨鞋與套管內壁之間的間隙越大,則允許返到磨鞋以上的碎物的體積也越大,間隙越小,則允許返到磨鞋以上的碎物的體積也越小。一塊鉗牙在裸眼中不會造成卡鑽,因為岩層是容易破碎的。一個螺絲釘在套管內可以造成卡鑽,因為鋼鐵是不容易破碎的。尤其在較小套管(Φ177mm以下)內用較小鑽桿(Φ88.9mm以下)鑽阻流環等物件,由於鑽桿的抗拉、抗扭強度有一定的限度,一旦碎物上翻,造成阻卡,是難以處理的。基於以上認識,在小套管內磨銑鋼鐵等物件,宜用大直徑(比套管內徑小3～4mm)、小水槽(寬度小於6mm,深度5-6mm)、多水槽(6-8個)的磨銑工具,不允許大於5mm的碎物翻到磨銑工具上面,徹底解決了這一難題。
9.落物沒有落在井底,而是坐落在井眼中途的大井徑井段。有的橫梗在井眼中,妨礙下鑽,那只有磨銑或打撈了。有的坐落在井壁台階上,不妨礙下鑽,但在井壁不穩定或在鑽具的撞擊下而滑落下來,這才是要命的事。七十年代初在江漢油田會戰時,經常發生這樣的事情。江漢油田的特點是地下有多套鹽岩層,在鑽井的過程中,由於淡水鑽井液的溶解作用,把這些鹽岩層溶解成大井徑,而與鹽岩層相間沉積的泥、砂岩層則相對成為瓶頸狀的小井徑,形成了若干個壁階。下鑽時經常把牙輪頓落在壁階上。在鑽進時並無異常感覺,但在起鑽過程中,由於鑽具的撞擊,這個牙輪會從壁階上掉出來把鑽具擠死。這種卡鑽很難處理,大多走側鑽的道路。遇到這種情況,絕不可盲目鑽進。應想辦法把落物搜尋出來讓它落到井底,或趕到更遠的地方去。在江漢油田採取的辦法是:
(1) 電測井徑:把大井徑段及其壁階找準。不過,要注意,電纜測量的深度和鑽桿測量的深度有一定的誤差。再與鑽時曲線對比,可使其誤差縮小,但仍有0.5-1m的允許誤差。有時也測電阻曲線和磁感應信號,企圖找準落物的確切位置。但因落物太小而干擾信號又太多,無法分辨,不會有滿意的效果。
落物卡鑽(2)專門做一個如圖所示的偏心偏水眼尖鑽頭,上接一個彎鑽桿進行清掃。彎鑽桿的彎曲方向一定要和鑽頭的偏水眼方向相反,目的是為了利用水力的推動作用把鑽頭推向井壁,擴大清掃半徑,使尖鑽頭能接觸到落物,或者把落物撥出,讓它掉入井底;或者把落物推向更遠的地方,使其待得更安穩。清掃時對每一個可能藏有落物的台階都要進行清掃,並且要提前一米和推後一米,以消除深度上的誤差。在江漢油田,凡是這樣處理過的井,即使牙輪沒有撥落到井底,以後也未發生過牙輪卡鑽事故。凡是沒有這樣處理過的井,幾乎都發生了牙輪卡鑽事故,搞得難以收拾。對於在軟地層中專門擠入井壁的落物如刮刀片及其它體積不大的碎物,它們待得很安穩,不必做任何處理,也不會給起下鑽造成危脅。
凡是較大的物體如數米長的管狀或柱狀物體掉入大井徑井段,只要不妨礙起下鑽,也可以不理它,因為較大物件待在那裡而不滑落,說明穩定性很好,不容易掉出來。為了安全起見,也可以用電測手段測準其確切位置,打一個水泥塞,把它固定在那裡。
落物卡鑽的處理
1.在鑽進過程中發生落物卡鑽
(1) 爭取轉動解卡:首先是用較大扭力正轉,如正轉不行則倒轉,因為落物像一個橫向的楔子楔在鑽頭上,當正轉越擠越死時,倒轉卻可以鬆動開,許多事例都證明了這是一個有效的解卡方法。但是也有危險性,容易把鑽頭倒入井底,那也沒有什麼關係,比鑽具卡死要好得多。
(2) 在安全的條件下,盡最大力量上提,因向下無路,轉又轉不開,只有這一條路可走了。
落物卡鑽(3)用震擊器向上震擊,可能震擊開。也可能使鑽頭與落物一同上移但不能解卡。不過,只要有了一段活動距離,事情就好辦了,反過來再下壓或下擊,就可以解卡了。
2.在起鑽過程中發生落物卡鑽
(1)猛力下壓,可以把全部鑽具的重量壓上去,但是不許多提。必要時可以多提100kN左右,然後快速下壓,形成來回錯動的作用,這種錯動在地面上是很難察覺的,但活動次數多了,會逐漸擴大範圍,最終促成解卡。
(2)用震擊器下擊:如鑽柱中帶有隨鑽震擊器,應立即啟動下擊器下擊。如無,可接地面震擊器下擊,地面震擊器的滑脫力要調至與井內鑽具在鑽井液中的重量相同。或者在倒扣或爆松倒扣後,將震擊器接到距卡點最近的位置向下震擊。
(3) 倒扣:如下壓、震擊均不起作用,應立即用原鑽具倒扣,一方面利用倒轉的力量有可能解卡,一方面有可能倒出儘可能多的鑽具,為下一步的處理創造了良好的條件。
落物卡鑽(4) 如果是水泥塊造成的卡鑽,可考慮泵入抑制性鹽酸來溶解水泥塊。並配合震擊器震擊來破碎水泥塊。
(5)套銑:如果是地層塌塊或水泥塊造成的卡鑽,套銑是很容易解卡的。如果是鋼鐵等碎物造成的卡鑽,因環形井底不平,極易發生別鑽,宜輕壓慢銑,不可性急。如果加壓大了,在磨銑工具上形成一個縱向力偶,如圖所示,破壞連線螺紋,有可能使銑鞋脫落。更有甚者,迫使銑鞋銑入被卡鑽具,這就完全失去了套銑的意義。如果銑至鑽頭仍不能解卡,可以再接震擊器震擊解卡。
落物卡鑽的處理程式如圖所示。
