辛14—8HF井鉆具事故淺析

陸紀(jì)邀

摘要：辛14-8HF井在定向鉆進(jìn)時鉆時變慢，考慮到鉆頭到中后期，決定起鉆換鉆頭。起出后發(fā)現(xiàn)鉆具在定向接頭母扣臺階面下13cm處斷裂。通過對落魚認(rèn)真分析，下螺旋式卡瓦打撈筒打撈，一次成功，避免了填井側(cè)鉆而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。本文分析了此次事故的發(fā)生原因，處理方法以及此類事故的預(yù)防措施，為現(xiàn)場處理并控制類似鉆具事故提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：辛14-8HF；井下事故；卡瓦打撈筒

一.概述

鉆具斷落是鉆井過程中經(jīng)常碰到的事故。有的情況比較簡單，處理起來比較容易，往往會一次成功。有的處理起來就比較麻煩，因為鉆具斷落之后，往往伴隨著卡鉆事故的發(fā)生。如果處理不慎，還會帶來新的事故。

辛14-8HF是一口設(shè)計造斜點1100米，完鉆井深4249米，井底位移2436米、水平段長1186米、技術(shù)套管下深3100米，導(dǎo)眼設(shè)計井深3767米、井底位移1944米的非常規(guī)水平井，造斜點淺、水平位移大，鉆井施工難度大。

施工起出后發(fā)現(xiàn)鉆具在定向接頭母扣臺階面下13cm處斷裂。落魚結(jié)構(gòu)：鉆頭0.30m+動力鉆具8.42m+631*630回壓凡爾0.46m+631*630定向接頭0.44m，共計9.62m，魚頂位置1668.38m。起出后的定向接頭斷面如下圖所示：

二、處理過程

考慮到落魚的特點，決定使用螺旋式卡瓦打撈筒打撈。經(jīng)計算魚頂頂位置為1669.23米。打撈鉆具組合為：打撈筒+631*410接頭+鉆桿。下鉆至1600米左右時開泵循環(huán)30分鐘，繼續(xù)下鉆探魚頭，把螺旋式打撈筒下到距魚頂0.3～0.5m位置，開泵循環(huán)，沖洗魚頂周圍的沉積物，慢慢下放，順時針間斷轉(zhuǎn)動并緩慢下放鉆具，試探魚頂。下放一段距離后，出現(xiàn)鉆壓上升，泵壓升高現(xiàn)象，說明卡瓦已進(jìn)入魚頂打撈部位。上提鉆具泵壓下降，且有倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這說明沒有抓牢落魚。落魚下面帶有動力鉆具，開泵打撈筒套住魚頭時，動力鉆具帶動鉆頭轉(zhuǎn)動，不易抓牢落魚。因此，停泵后慢慢下放，鉆壓升高10t后停止下放。此時上提鉆具懸重由60t增大到100t，然后降為80t，判斷為已抓牢落魚，但由于落魚下部被沉砂埋住，所以懸重增大到100t。此時開泵，泵壓比打撈前增加4MPa，判斷已抓牢落魚，起鉆。

三、分析原因

造成鉆具斷落事故的原因不外乎疲勞破壞、腐蝕破壞、機(jī)械破壞及事故破壞，但它們之間不是獨(dú)立存在的，往往是互相關(guān)聯(lián)互相促進(jìn)的，但就某一具體事故來說，可能是一種或一種以上的原因造成的。

疲勞破壞這是鋼材破壞的最基本最主要的形式。金屬在足夠大的交變應(yīng)力作用下，會在局部區(qū)域產(chǎn)生熱能，使金屬結(jié)構(gòu)的聚合力降低，形成微觀裂紋，這些微裂紋又沿著晶體平面滑動發(fā)展，逐漸連通成可見的裂紋。一般來說，裂紋的方向與應(yīng)力的方向垂直，故鉆具疲勞破壞的斷面是沿圓周方向的。

從此次事故的鉆具的斷面可知，定向接頭疲勞破壞是造成此次事故的直接原因。

四、認(rèn)識和結(jié)論

為了避免類似斷鉆具事故的再次發(fā)生，應(yīng)注意一下幾點：

1、采用最佳緊扣扭矩

鉆具的緊扣扭矩不易過小，也不易過大，應(yīng)采用一個最佳的緊扣扭矩值，如果扭矩偏小，則不能在接頭臺肩面產(chǎn)生足夠彈性壓縮，來防止臺肩面的分離；但如果緊扣扭矩過大，超過接頭的屈服強(qiáng)度時，則會引起公接頭的伸長和母接頭的膨脹變形，對于鉆鋌，采用最佳扭矩，尤為重要。

2、使用加重鉆桿

在鉆桿的繁重工作段，在彎曲井眼段，使用加重鉆桿可降低這些段的應(yīng)力，延長整個鉆柱的使用壽命。 具體而言，一是在彎曲井眼段，使用加重鉆桿代替鉆桿，由于其剛度較大，耐磨性較強(qiáng)，可減少鉆柱的磨損和疲勞破壞，二是加重鉆桿做為鉆鋌和鉆桿間的過渡段，我們知道，鉆柱的疲勞破壞常發(fā)生在鉆鋌以上幾根鉆桿上，如果在鉆鋌和普通鉆桿之間用一段加重鉆桿，則可以緩和 斷面剛度的變化，減少應(yīng)力集中。

3、鉆具進(jìn)行定期探傷

鉆具使用一段時間后，即使沒有發(fā)生損傷，也需進(jìn)行探傷，只是不同鉆具的探傷周期不同。

4、使用減震器等具有減震功能的井下工具

在硬地層或軟硬交錯等地層鉆進(jìn)時，常常出現(xiàn)嚴(yán)重的跳鉆現(xiàn)象。有時甚至無法加壓鉆進(jìn)，跳鉆所形成的 嚴(yán)重軸向和徑向沖擊載荷，直接危害鉆頭、鉆具的正常使用，此時使用減震器 可減輕或避免鉆具的損壞。

5、嚴(yán)格鉆具檢查制度

⑴鉆具到井場后，井隊工程技術(shù)人員應(yīng)對鉆具規(guī)格、鋼級、管體、螺紋等 進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對不符合鉆井設(shè)計要求的鉆具不得入井，檢查鉆具管體有無電 弧燒傷、大鉗傷痕、卡瓦傷痕、切割傷痕等，避免引起鉆具傷痕疲勞破壞；檢查 鉆具螺紋&密封臺肩及吊卡的承載臺肩。

⑵特殊入井工具須繪制草圖，以便發(fā)生鉆具事故后能正確處理。

⑶起下鉆時認(rèn)真檢查鉆具彎曲，磨損、刺漏等情況。

⑷經(jīng)常檢查起下鉆操作工具（吊卡、卡瓦等）的工作狀態(tài)是否完好，注意防止在鉆桿上造成傷痕。