簡(jiǎn)述超深側(cè)鉆井螺桿斷落事故處理及預(yù)防策略

劉遠(yuǎn)偉（中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司鉆井二公司，遼寧 盤(pán)錦 124000）

在超深側(cè)鉆井作業(yè)中，雖然螺桿斷裂事故的發(fā)生比較常見(jiàn)，但是仍然要針對(duì)事故原因以及相關(guān)處理措施進(jìn)行分析，從而采取一定的手段加以預(yù)防。在螺桿斷落事故中，一旦出現(xiàn)井筒條件差或者井況復(fù)雜的情況就很容易出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，因而采取合適的事故處理方案是極為重要的，對(duì)事故處理方案的深入分析，也是進(jìn)一步掌握事故原因，預(yù)防事故再發(fā)生的有效途徑。

1 引起超深側(cè)鉆井螺桿斷落事故的因素

1.1 地質(zhì)原因

在超深側(cè)鉆井的井下作業(yè)過(guò)程中，針對(duì)不同的地質(zhì)環(huán)境會(huì)出現(xiàn)很多鉆井問(wèn)題，在地質(zhì)影響的背景下，施工人員就很難對(duì)實(shí)際的地層條件進(jìn)行實(shí)際掌握，而且也會(huì)因?yàn)閷?duì)地殼巖層的實(shí)際結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)不清晰導(dǎo)致井下出現(xiàn)操作失當(dāng)，引起事故。結(jié)合地球巖層的不同以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜特性，超深側(cè)鉆井施工人員就需要進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到工作環(huán)境的復(fù)雜性，否則在不了解巖層性質(zhì)的情況下，就極容易因井下壓力系統(tǒng)出現(xiàn)突變影響鉆井的順利進(jìn)行，導(dǎo)致施工期延誤。

1.2 施工原因

在井下勘測(cè)作業(yè)中，一般來(lái)說(shuō)地質(zhì)因素導(dǎo)致的事故可以理解為客觀因素，而針對(duì)其主觀因素的反應(yīng)一般來(lái)說(shuō)體現(xiàn)在實(shí)際的施工過(guò)程中，具體包括施工工藝、技術(shù)操作、工程設(shè)計(jì)等方面。在井下勘測(cè)作業(yè)中，這些相關(guān)的施工原因都是導(dǎo)致鉆井出現(xiàn)安全事故的主要因素，比如井下施工中，回因?yàn)榫斫Y(jié)構(gòu)的不同而對(duì)施工技術(shù)有不同的要求，在這一過(guò)程中，對(duì)鉆井用到的配套工具又有一定的要求；而針對(duì)地質(zhì)條件不穩(wěn)定以及套管封固的不同壓力層，也需要結(jié)合實(shí)際需要對(duì)鉆井泵排量進(jìn)行調(diào)整，從而保障在實(shí)際作業(yè)中滿足其對(duì)功率的要求。

1.3 人為操作原因

超深側(cè)鉆井作業(yè)可以說(shuō)是真正意義上的地下工作，因而在面對(duì)難以捉摸的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及無(wú)法直觀上摸清的地下環(huán)境時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員的實(shí)際操作能力就成為了影響井下作業(yè)的關(guān)鍵因素之一。因而，針對(duì)斷落的鉆具打撈工作就需要相關(guān)的作業(yè)人員掌握成熟的井下工作技術(shù)，也就是說(shuō)需要相關(guān)打撈人員具有極強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，不僅要有豐富的經(jīng)驗(yàn)還要具備較強(qiáng)的事故分析能力，從而通過(guò)對(duì)井下作業(yè)的數(shù)據(jù)與相關(guān)資料整理制定科學(xué)的打撈計(jì)劃[1]。

2 超深側(cè)鉆井螺桿發(fā)生斷落事故的處理策略

2.1 井下勘探示例

針對(duì)具體超深側(cè)鉆井螺桿發(fā)生的斷落事故來(lái)說(shuō)有相對(duì)具體的處理手段，因而以某次井下實(shí)際勘測(cè)螺桿斷落事故為例加以分析：假設(shè)鉆井的小井眼側(cè)鉆的直徑為163.2mm，發(fā)生了螺桿斷落事故。鉆井參數(shù)詳如下表1，各種鉆頭使用情況如下表2。

表1 鉆井參數(shù)

表2 各種鉆頭使用情況

結(jié)合上表，本次勘測(cè)使用PDC鉆頭，采用1.5°單彎螺桿。

2.2 勘測(cè)事故現(xiàn)象

由上表中數(shù)據(jù)分析可知，在鉆井過(guò)程中，當(dāng)作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)鉆時(shí)變慢，并將其參數(shù)設(shè)定從15min∕m 調(diào)到28min∕m 時(shí)鉆壓一直沒(méi)有恢復(fù)，且復(fù)合扭矩也從正常的參數(shù)下降到2-3kN·m，因而可以判斷出現(xiàn)了螺桿斷落事件[2]。

2.3 勘測(cè)事故處理

在螺桿斷落事故發(fā)生后，為盡快解決事故，并將斷落的螺桿從井內(nèi)打撈出來(lái)就需要相關(guān)技術(shù)人員針對(duì)具體情況制定科學(xué)合理的打撈計(jì)劃。首先，要針對(duì)鉆井所處的地層情況進(jìn)行分析，并結(jié)合相關(guān)的地質(zhì)數(shù)據(jù)對(duì)巖層分布進(jìn)行把握；其次，通過(guò)事故發(fā)生時(shí)的記錄資料可以得知，所使用的螺桿為1.5°的單彎帶的扶正器新螺桿，通過(guò)對(duì)這些信息的掌握就可以對(duì)井內(nèi)斷落的螺桿信息進(jìn)行初步分析，進(jìn)而確定打撈位置；最后要針對(duì)斷落螺桿的體積與形態(tài)對(duì)打撈部位進(jìn)行再次確認(rèn)，以其外部形態(tài)確認(rèn)最佳打撈部位以及打撈禁區(qū)。此外，在打撈過(guò)程中，也要考慮斷落螺桿自身的重量、打撈所需要的動(dòng)力以及井座的情況。

3 預(yù)防超深側(cè)鉆井螺桿發(fā)生斷落事故的預(yù)防策略

3.1 確保螺桿自身質(zhì)量，及時(shí)檢驗(yàn)螺桿設(shè)備

針對(duì)螺桿斷落事故來(lái)說(shuō)，起到最好預(yù)防效果的就是嚴(yán)格校驗(yàn)螺桿的自身質(zhì)量，因?yàn)樵趯?shí)際的勘測(cè)工作中，一旦螺桿的質(zhì)量不能滿足施工需求就很容易出現(xiàn)螺桿斷落的事故[3]。此外，在進(jìn)行井下勘測(cè)作業(yè)之前，還要重視對(duì)螺桿設(shè)備的專(zhuān)業(yè)檢驗(yàn)，因?yàn)橹挥惺褂媒?jīng)過(guò)檢驗(yàn)的成熟螺桿才能在實(shí)際的勘測(cè)作業(yè)中滿足安全需要。

3.2 嚴(yán)格把關(guān)傳動(dòng)軸選材

綜合考慮到螺桿斷落的因素，對(duì)傳動(dòng)軸的材料選擇上也需要進(jìn)行嚴(yán)格控制，尤其是針對(duì)材料的熱處理方面需要進(jìn)一步重視。在井下勘測(cè)中，一旦傳動(dòng)軸的性能無(wú)法確認(rèn)，就必然會(huì)導(dǎo)致安全事故出現(xiàn)，因而在傳動(dòng)軸的選材上，就需要針對(duì)性能和設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。首先，在采購(gòu)中，眼仔細(xì)閱讀相關(guān)的檢驗(yàn)報(bào)告，并分析其參數(shù)，從而對(duì)性能進(jìn)行科學(xué)審核；其次，針對(duì)設(shè)備的熱處理，要盡量保障機(jī)械性能指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，從而防止螺桿出現(xiàn)脆性斷裂。此外，針對(duì)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)也需要確保精細(xì)化處理其螺紋退刀槽部位和變徑部位，從而保證在實(shí)際的使用中可以做到應(yīng)力均勻分布。最后，關(guān)于殼體螺紋和傳動(dòng)軸也要有計(jì)劃的進(jìn)行無(wú)損探傷，以防止疲勞損傷或斷裂情況發(fā)生。

3.3 強(qiáng)化技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)技能

在進(jìn)行螺桿斷落因素分析的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，相關(guān)技術(shù)人員的操作能力與專(zhuān)業(yè)素質(zhì)也是保障勘測(cè)作業(yè)順利完成的關(guān)鍵。因而在預(yù)防超深側(cè)鉆井螺桿發(fā)生斷落事故計(jì)劃中，就需要著重提升相關(guān)技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，在實(shí)際操作中，就要求技術(shù)人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，從而科學(xué)控制鉆壓，并在關(guān)鍵時(shí)刻及時(shí)停止進(jìn)鉆[4]。同時(shí)，也要明確神經(jīng)勘測(cè)工作的危險(xiǎn)性，從而合理把握鉆井時(shí)間，應(yīng)對(duì)復(fù)雜的工作環(huán)境，也要進(jìn)一步控制鉆井參數(shù)，從而確保有效預(yù)防螺桿斷落事故的發(fā)生，保障井下作業(yè)的實(shí)際效益。

4 結(jié)語(yǔ)

超深側(cè)鉆井勘測(cè)作業(yè)因?yàn)槠渚率┕さ那闆r而導(dǎo)致其實(shí)際的作業(yè)形式非常復(fù)雜，需要采用一定的措施對(duì)工作中的事故加以預(yù)防。在井下作業(yè)中，一旦發(fā)生螺桿斷落的事件就需要實(shí)際采取相應(yīng)的處理方案進(jìn)行解決，而針對(duì)這一復(fù)雜的事故，通常需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)較強(qiáng)的人員進(jìn)行綜合分析，通過(guò)對(duì)相關(guān)資料和數(shù)據(jù)的掌握，辨別信息，排除風(fēng)險(xiǎn)，降低事故帶來(lái)的負(fù)面影響。