钻具刺漏分析
各种卡钻原因、现象、及措施
粘吸卡钻的原因、特征、预防及处理泥包卡钻的原因、特征、预防及处理缩径卡钻的原因、特征、预防及处理落物卡钻的原因、特征、预防及处理卡钻事故的解卡方法活动钻具解卡1）循环钻井液的同时配合活动钻具，卡钻不严重时可以得到解决；（2）沉砂卡钻或井塌卡钻不能上提钻具，避免卡的更死，可以下放和旋转钻具，设法开泵循环，用倒划眼的方法慢慢上提解卡；（3）对键槽、缩径或泥包卡钻起钻遇卡时，可提到原悬重后猛放钻，不可猛力上提，防止卡的更死；（4）下钻遇阻、压得过大而卡钻时，用较大的力量上提解卡；对于压差卡钻，可以采取猛提猛放和转动钻具的方法使较轻的粘附卡钻解脱。
浴井解卡在活动钻具不能解卡时，可以向井内泡油、盐水、泡酸或采用清水循环等方式，泡松粘稠的泥饼，降低粘滞系数，减少与钻具的接触面积，减少压差，从而活动解卡。
震击器解卡1）在钻进中遇到垮塌、粘性、膨胀性等易卡地层，可在钻杆与钻铤之间接上震击器，一旦遇卡，可立即下击或上击解卡。
（2）起钻中遇卡，如缩径、键槽等引起的卡钻经活动不能解卡时，可以在卡点处倒开钻具，再接下震击器，对扣后，下击解卡。
然后循环洗井，上提钻具，如果还卡，可以转动钻具倒划眼轻轻上提。
（3）下钻过程中遇阻，未能及时发现而卡钻，或较轻的粘附卡钻时，可使用上击器上击解卡。
倒扣套铣解卡1）遇到严重的卡钻时，用以上方法不能解除也不能循环时，现场常用倒扣、套铣的方法来取出井内全部或部分钻具。
（2）倒扣是使转盘倒转，将井内正扣钻杆倒出。
每次能倒出的钻杆数量取决于井内被卡钻具螺纹松紧是否一致。
希望从卡点处倒开。
（3）对卡点以下的钻具要下套铣筒将钻具外面（钻具与井壁的环形空间）的岩屑或落物碎屑等铣掉，然后再倒出钻具。
费时很长。
爆炸倒扣、套铣（1）首先测出卡点位置，然后用电缆将导爆索从钻具内送到卡点以上第一个接头螺纹处，在导爆索中部对准接头的同时，将钻具卡点以上的全部重力提起，并给钻具施加一定的倒扣力矩，点燃导爆索使其爆炸。
螺杆钻具相关知识2)
4、没进尺 可能原因（！）：地层变化 解决办法：适当改变钻压和排量。 可能原因（2）：万向轴损坏 解决办法：钻压增加，泵压不升高或变化不
马达简介
-----定向井塘沽基地 沙新华 2003.7.28
目录
前言 马达工作原理 马达的组成 马达型号说明 使用须知 故障分析和解决办法 有关概念和补充 调马达弯角
前言
第一根马达生产于1956年，现在已广泛应用 于油田各类井作业中（包括直井、普通定 向井、水平井、开窗侧钻井、多底井、分 支井等）具有很大的优越性。
在生产工艺上由普通机床改为立式加工中心
螺杆钻具
万向轴壳体 我公司现生产的万向轴壳体有直壳体和弯壳体。为了适应钻井市场的需求
在原有弯壳体的设计双弯壳体（同向双弯壳体和反向双弯壳体）和钻台可调节 弯壳体（0°-2°、0°-3° 、0°-4°）
弯接头
1.5°
上壳体 定位套 下壳体
可调弯壳体 0°
螺杆钻具
阀进入马达，在马达进出口处形成一定压差推动马达的转子旋转， 并将扭矩和转速通过万向轴和传动轴传递给钻头。螺杆钻具的性能 主要取决于螺杆马达的性能参数。
旁通阀总成
马达总成
万向轴总成
传动轴总成
螺杆钻具
旁通阀总成：
它有旁通和关闭两个位置，在起下钻作业过程中处于旁通位置，使钻柱中泥 浆循环绕过不工作马达进入环空，这样起下钻时泥浆不溢于井台上。
对井底温度的要求：温度过高对马达性能 十分不利。使用油基泥浆井底温度低于950C 马达工作状态最佳。当温度超过1500C时， 即使使用最佳的油基泥浆甚至使用水基泥 浆马达定子橡胶寿命也会大幅度缩短。
卡钻及处理
二、卡钻处理
2.浴井解卡
在活动钻具不能解卡时，可以向井内泡油、盐水、泡酸或采 用清水循环等方式，泡松粘稠的泥饼，降低粘滞系数，减少 与钻具的接触面积，减少压差，从而活动解卡。 在钻进中遇到垮塌、粘性、膨胀性等易卡地层，可在钻杆与 钻铤之间接上震击器，一旦遇卡，可立即下击或上击解卡。 起钻中遇卡，如缩径、键槽等引起的卡钻经活动不能解卡时， 可以在卡点处倒开钻具，再接下震击器，对扣后，下击解卡。 然后循环洗井，上提钻具，如果还卡，可以转动钻具倒划眼 轻轻上提。 下钻过程中遇阻，未能及时发现而卡钻，或较轻的粘附卡钻 时，可使用上击器上击解卡。 25
②
③
④
①
表现：
钻进时，机械钻速降低，转盘扭矩增加，有憋钻或泵压上升现象；
16
一、卡钻
7.泥包卡钻
②
③
④
上提钻具有阻力，阻力的大小随泥包的程度而定； 起钻时，随着井段的不同，阻力有所变化，一般都是软遇阻，即在 一定阻力下一定井段内，钻具可以上下活动，但阻力随着钻具的上 起而增大，只有到小井径处才会遇卡； 起钻时，井口环形空间的液面不降，或下降很慢，或随钻具的上起 而外溢。钻杆内看不到液面（刺漏）。
3
一、卡钻
1.沉砂卡钻
① ② ③
形成原因：
泥浆悬浮能力差（清水钻进或使用黏度小、切力低的钻井液）； 泵排量不够，钻速过快； 停钻时没有继续循环和活动钻具，等。
4
一、卡钻
1.沉砂卡钻
① ② ③
表现：
接单根或起钻卸开钻柱后，钻井液倒返甚至喷势很大（砂下沉压缩 钻杆中泥浆）； 重新开泵循环泵压很高或憋泵； 上提遇卡、下放遇阻且钻具的上提或下放越来越困难，转动阻力很 大或卡死。
大庆定向井螺杆钻具失效原因分析与对策
大庆定向井螺杆钻具失效原因分析与对策[摘要]随着油田开发的不断深入，各种定向井、水平井及特殊工艺井数量日益增多，在这些特殊工艺井的施工中，螺杆钻具失效井下事故时有发生。
本文的主要目的就是针对大庆定向井所用的螺杆钻具失效进行研究，并提出相应的对策来指导现场施工，从而延长螺杆钻具的使用寿命。
[关键词]螺杆钻具定向井钻具失效中图分类号：te921.2 文献标识码：te 文章编号：1009―914x （2013）22―0413―01螺杆钻具失效事故的发生，降低了钻井速度，延长了钻井周期，增加了钻井成本，极大地阻碍了钻井技术的发展。
所以弄清楚螺杆钻具失效的主要原因和机理，从而采取相应的措施，提高螺杆钻具使用寿命。
1 大庆定向井螺杆钻具失效现状调查2010年大庆发生螺杆钻具失效事故19起。
我们对这19口井进行了全面调查，希望找出一整套方案来解决螺杆钻具的失效问题。
从统计分析可以看出，发生螺杆失效19口井，主要失效形式有传动轴折断、定子脱胶、旁通阀刺漏、传动轴卡死、丝扣脱扣等，这些螺杆失效事故严重影响了钻井速度和增加了钻井成本，所以我们要认真分析大庆外围定向井螺杆钻具失效原因，并制定相应的预防措施和对策。
2 大庆定向井螺杆钻具失效原因分析2.1传动轴折断传动轴位于螺杆钻具的下部主要的作用是传递扭矩，是螺杆钻具最易发生失效的部件。
失效主要原因：在复合钻进情况下，螺杆钻具的旋转摆动加剧，承受的轴向和径向冲击载荷忽大忽小；钻压过大、转盘转速过高，超过传动轴总称的安全载荷；钻井液排量过大，加剧了对传动轴水眼的冲蚀，造成其承载能力下降，造成传动轴在薄弱处折断。
2.2旁通阀刺漏在钻进过程中有时发生泵压下降，钻速变慢，排除地面因素之外，应是旁通阀未关闭或旁通阀刺坏。
失效主要原因：钻井液含砂量过高或在处理钻井液过程中混入塑料袋等杂质，造成阀芯、阀座之间卡死而不能关闭。
2.3传动轴卡死：传动轴卡死的主要原因是传动轴总成上部被沙子堵塞，这主要是由于钻井液性能不合要求，含砂量高，钻进速度快，岩屑没能及时返出，接单根慢或停泵时间长造成。
1.12案例分析
案例分析
例二、坍塌卡钻实例 华北油田 XG 一 2 井 1 ．基础资料 ( l ）表层套管：339 . 7 mm，下深246.57m. (2 ) 裸眼：钻头直径215.9mm 。钻深 3307 . 62m 。 (3)钻具结构： 215 . 9 mm钻头＋177 . 8mm打捞杯十77 . 8 mm 回压阀＋177 . 8 mm 钻挺 129 . 83m ＋ 127mm钻杆 3016 . 91m 。 2 ．事故发生经过 该井带回压阀下钻，钻杆内未及时灌钻井液，下钻到井深 3149m 时，回压阀挤毁，钻井液倒流，环空强烈抽吸，造成井壁 坍塌。开泵泵压 10MPa ，井口不返钻井液，后改用小排量开泵， 泵压 5MPa ,井口仍然不返钻井液。测求卡点为井深 500m 。 L
案例分析
4 ．分析意见 ( 1 ）下钻有软遇阻，就是砂子很多的显示，若此时循环 钻井液，可避免此次事故的发生。 ( 2 ）下钻一直到底，是盲目的行动。开泵后，井口不返 钻井液，就应立即起钻，也还有可能把钻具起完。憋入 钻井液 80 立方米后，把松散的砂子已经挤得很紧，此 时起钻，为时已晚。而且起钻时肯定会反喷钻井液，因 为憋入地层中的钻井液，还会返回来的。 ( 3 ）在渤海湾地区的明化镇、馆陶组失去了老眼，也就失去了打捞的目标，不得不终 止事故的处理，绝大部分井眼随之报废。
案例分析
3 ．事故处理过程 ( 1 ）套铣倒扣。套铣四次，倒扣十三次，共倒出钻 杆 582 . 28m ，鱼长 353 . 33m 。 ( 2 ）继续套铣至井深 636 . 45m ，倒扣四次，倒出 钻杆 104 . 98m ，计算鱼顶 687 . 13m ，鱼长 248 . 35m 。即从未套铣井段倒出钻杆 50 . 68m 。
案例分析
3 ．事故处理过程 ( l ）注入解卡剂 40 立方米，替钻井液时， 泵压由 12MPa 降至 10MPa ，15分钟后，井囗 有解卡剂返出，判断是钻具刺漏，循环短路。经 测试刺漏位置在 1530m 。 ( 2 ）原钻具倒扣，一次倒出钻杆 1651 . 80m ，将刺漏钻杆倒出。 （3）下127mm公锥打捞三次，均未成功。 （4）下114mm公锥打捞，造扣后，上提到 L 1100kN，停 3min ，悬重下降到 1000kN , 活动数 P 次后，恢复到原悬重84OkN。开泵循环，泵压正
钻具失效与预防措施
钻具失效与预防措施【摘要】钻具失效类别以钻杆、钻铤、转换接头为主，这主要是由钻具的结构组合和钻具本身的结构特点以及钻具在井内工作的受力特性所决定的。
钻具失效类型以螺纹断裂、刺漏和本体断裂、刺漏为主，这与钻具的工况和钻具先裂后刺再失效的失效机理相稳合。
钻具失效的形式多种多样，概括起来主要有过量变形、钻具断裂、钻具刺漏、表面损伤、钻具螺纹失效、钻具偏磨等等，并且这几种失效形式常常同时存在相互交织在一起。
【关键词】钻具；失效；预防措施1 影响钻具失效的主要因素引起钻具失效的原因往往不是单一的，而是几方面原因综合作用的结果，如钻具的使用工况和环境，钻具质量，使用者的操作以及钻具的机械损伤等。
1.1 产品自身质量失效分析表明，大部分失效事故与钻具质量有关。
比较突出的有以下几个问题：（1）钻杆内加厚过渡区结构不合理。
失效分析和试验研究已证实，内加厚过渡区结构不合理（太短，R太小）是钻杆在该部位失效的主要原因。
合理结构的条件为：≥100mm ，R≥300mm。
（2）钻杆接头、钻铤、转换接头韧性差。
（3）螺纹加工质量差及加工精度差。
如螺纹根部圆角半径过小，不符合API 标准要求，导致严重的应力集中。
（4）强度指标不合格。
（5）喷焊热裂及钻杆摩擦对焊（修复）工艺不当。
（6）钻杆接头选型不当。
1.2 环境因素（1）钻井液。
钻井液种类、pH值、固相含量、流速、温度和扰动情况等都对钻具失效有不同程度的影响。
（2）腐蚀介质。
由于钻井液循环系统不是密封的，大气中氧气会通过泥浆池、泥浆泵等设备在钻井液的循环过程中混入钻井液成为游离氧，当泥浆中含有一定量的溶解氧时，就会对钻具表面造成腐蚀。
来源于地层或由于泥浆中一些含硫有机添加剂高温分解和泥浆中硫酸盐还原菌的新陈代谢产生的H2S还会导致钻杆的氢致应力腐蚀断裂。
（3）温度对钻具失效也存在着不可忽视的影响。
1）由于环境温度过低，材料的冲击力值严重下降，易引起冷脆断裂。
2）随着井下温度的升高，腐蚀速度将加快，另外某些钻井液处理剂在高温下会分解，产生H2S、CO2、O2等，加快了对钻具的腐蚀。
螺杆钻具旁通阀故障分析和结构优化
螺杆钻具旁通阀故障分析和结构优化单保磊;侯华敬;高春峰;盛文慧;禹超;孟凡林【摘要】螺杆钻具旁通阀是螺杆钻具的主要部件之一,主要起着沟通钻柱内通道和井筒环形空间的作用,在起下钻作业过程中保证钻柱内泥浆顺利泄到井筒环形空间,防止泥浆溢出污染井台.前期现场试验表明,螺杆钻具旁通阀质量的好坏,直接关系着螺杆钻具的稳定性和可靠性,关系着螺杆钻具井下作业施工的成败.本文针对单螺杆钻具旁通闽的基本结构组成和工作原理,分析总结了单螺杆钻具旁通阅的常见故障,提出了单螺杆钻具旁通阀的结构改进方案,极大的提高了螺杆钻具工作时的稳定性和可靠性,最后从流体力学的角度推导了螺杆钻具旁通阀开启流量的计算公式,并进行了设计实例实验验证,为螺杆钻具旁通阀的结构设计提供了理论依据.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2015(000)017【总页数】4页(P50-53)【关键词】螺杆钻具旁通阀;故障分析;结构优化;开启流量【作者】单保磊;侯华敬;高春峰;盛文慧;禹超;孟凡林【作者单位】中国石油大学(华东)机电工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)机电工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)机电工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)机电工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)机电工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)机电工程学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TE921+.2螺杆钻具是一种以井底高压液体为动力，把液体能转化为机械能的容积式井底动力钻具［1］。
自1955年诞生以来，经过几十年的发展，螺杆钻具钻井逐渐形成了成熟的钻井工艺，一方面在定向井、大斜度井、水平井、多分支井和大位移井等复杂井眼轨迹的施工中发挥重要作用，另一方面在常规钻井中可以显著提高机械钻速，实现钻井提速，节约生产成本。
螺杆钻具旁通阀是螺杆钻具的主要部件之一，主要起着沟通钻柱内通道和井筒环形空间的作用，在起下钻作业过程中保证钻柱内泥浆顺利泄到井筒环形空间，防止泥浆溢出污染井台。
常见钻井事故及预防措施
常见钻井事故及预防措施一、常见的钻井事故钻井过程中最容易发生的井下工程事故主要有：钻头事故(断刮刀片、掉牙轮和掉钻头等)、钻具事故钻具刺坏、断钻具等)、套管事故(卡套管、断套管等)、井下落物事故(小工具等落入井内)、卡钻事故(钻具在井内不能上下活动或转动)、测井事故(测井电缆遇卡、遇阻或测井仪器落井等)、注水泥事故(固井时水泥浆在钻具内未替出、水泥浆返高不够，或将水泥浆全部替出环形空间等)和井喷失控事故(不能人为控制的钻井井喷)等。
二、钻井事故发生的原因1）地质因素钻井的对象是地层，而地层结构有硬有软，压力系统有高有低，孔隙有大有小，如果对这些情况没有足够的了解，就难免要发生难以预料的问题。
首先我们应该了解设计井的地层孔隙压力、地层破裂压力、地层坍塌压力及一些特殊地层（盐膏、软泥岩）的蠕变应力，作为井身结构和钻井液设计的主要依据。
一般地说，在同一个裸眼井段内不能让喷、漏层同时存在，不能让蠕变层与漏层同时存在。
如果在井身结构上无法实现上述要求，而且高压层和蠕变层在漏层的下部，那就应对漏层进行预处理，不能盲目向深部钻进。
如果高压层或蠕变层下部有低压层或漏失层，那就只好把高压层或蠕变层用套管封掉。
其次，对一些特殊地层如在一定温度、压力下发生蠕变的盐岩层、膏盐层、富含水的软泥岩层、吸水膨胀的泥岩层、裂缝发育容易坍塌剥落的泥岩层、煤层及某些火成岩侵入层都应有较详细的了解，因为这些地层是造成井下复杂的主要原因。
同时对一些地质现象如断层、裂缝、溶洞、特高渗透层的位置及硫化氢、二氧化碳的存在和含量也应有所了解。
以上这些资料对打成一口井来说至关重要。
但地质部门所提供的比较详细的资料是油气层资料，而对工程上所需要的重要资料则提供不多，或不够详细，甚至有些数据与实际情况相距甚远，即使是已经开发的油田，由于注水开发的结果，地下的压力系统变化很大，也很难以邻井的资料作为主要依据。
这就使钻井过程往往不得不打遭遇战，因而复杂情且况屡屡发生。
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钻具刺漏分析******井在钻进过程中共发生钻杆加厚过渡带(母接头附近)刺漏11根/次。
经分析研究，井斜对钻具的影响有关理论已经证明,如果井斜角大于某一临界值,在狗腿处旋转钻杆将会引起严重的疲劳破坏。
不会引起疲劳破坏的狗腿最大允许曲率可由公式计算得出。
应用该理论中的公式进行计算得出,该井频繁发生刺漏的主要原因就是井斜的影响，导致钻具疲劳。
也有一定原因的脆性断裂。
一是钻具使用时间久，达到正常使用寿命；二是井下载荷复杂，钻具受力苛刻，导致钻具发生早期疲劳失效。
脆性断裂与材料、质量、环境和使用方法有极大关系。
在钻具的疲劳失效中，钻铤失效尤为突出。
对于钻具的刺穿失效分析，原因很多，失效机理复杂，比如钻杆加厚过渡区间的截面突变，引起应力集中，导致钻杆产生微裂纹，带有腐蚀性的高压钻井液侵入微裂纹引起钻具腐蚀疲劳；钻井液中的硫化氢、二氧化碳、溶解氧对钻杆的腐蚀损伤造成壁厚减薄，也会引起腐蚀疲劳失效；带有固体颗粒的钻井液高速流经突变截面的过渡区间，对截面产生冲击和摩擦。
钻具的腐蚀失效原因与钻井液中的腐蚀源有直接关系，其主要危害是硫化氢。
目前刺漏的主要原因有四点:
一、钻具自身质量问题，材质问题、使用区块地层岩性特殊。
二、井身轨迹复杂，受井斜曲率影响。
三、钻井液固相含量过高影响，管内磨损。
四、井下载荷复杂，钻具受力不均。
总结人：张宝宏 2014年11月3日。