优化作业现场钻磨铣施工 杜绝卡钻事故

摘要：在钻磨铣现场施工中，由于作业小队技术管理松懈、执行技术标准不力、岗位职责分工不明确、干部顶班没有针对性、存在违章指挥和违章作业的现象，因此在钻磨铣等施工中，卡钻工程事故时有发生。文章针对这种情况，认真规范现场钻磨铣施工的技术标准，认真指导作业队避免和杜绝工程事故的发生。

关键词：钻水泥塞；磨铣；卡钻；转盘钻塞；螺杆钻钻塞；磨屑；洗井液

中图分类号：TE28 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）31-0070-03

1 钻水泥塞施工

1.1 工具的选择

目前常采用的钻塞方法有转盘钻塞和螺杆钻钻塞两种，经常选用的工具有尖钻头、刮刀钻头、三牙轮钻头、磨鞋、套铣头等工具。

1.2 准备工作

认真解读地质设计要求，了解好井史资料，并编写工程施工设计，选好工具、用具、设备及施工所需的压井液。

1.3 转盘钻塞

检查所有施工工具和用具及设备完好；下钻施工时，选择合适的磨铣工具和测量工具（直径小于套管内径6～8mm），测量准确，绘出草图；将工具连接在管柱底部，下钻具至预计灰面以上20～30m；缓慢下放管柱探灰面，探灰面加压10～15kN，连探3次，深度误差小于0.5m，起出放入，做好钻塞准备工作；开泵正循环洗井一周，低速转5～10min正常后，加压10～20kN钻进，钻压的大小可根据钻头而定，转速不低于80r/min。钻完一单根时，不停泵上提下放划眼3～5次，划眼时速度不宜快，观察悬重变化情况，正常后继续循环，换好单根，再连好方钻杆继续钻进，直至钻塞完毕，充分循环洗井。

1.4 螺杆钻钻塞

在地面用水泥车检查螺杆钻具的工作情况，不符合要求严禁下井；钻具组合自下而上为：钻头（磨鞋）、螺杆钻具、加压钻柱、缓冲器、井下过滤器、提升短节、管柱；下钻柱入井；油管过好标准规，防止油管内的杂物和垢皮等堵塞螺杆钻；连接进、出口管线，在循环设备与井口之间连接地面过滤装置；钻头（磨鞋）下至距水泥塞面上部5m处开泵循环，正常后慢慢下放钻具，加压5～10kN，环空液体上返速度不小于0.8m/s。

1.5 动力水龙头钻塞

加压10～20kN钻进，钻压的大小可根据钻头而定。钻完一单根时，不停泵上提下放划眼3～5次，划眼时速度不宜快，观察悬重变化情况，正常后继续循环，换单根前洗井15min，接单根继续钻进，每钻进5根循环洗井1.5周，直至钻塞完毕，充分循环洗井。

将发动机油门控制手柄放置在怠速位置。将水龙头旋转控制手柄放置在中间位置。打开发动机启动开关，ECM自检结束后启动发动机，怠速运转5min后将发动机转速调至800～1000r/min。检查液压油箱上方的过滤显示器，如果吸力计显示值大于5"Hg时，应清洗或更换过滤器。检查液压泵附近的真空计，显示值不应超过5"Hg。将水龙头旋转控制手柄缓慢推向“FORWARD”正转位置，然后将发动机油门控制手柄向前推动提高发动机转速，以控制水龙头的转速。钻具加压后注意观察发动机的转速及声音，如果发动机负荷超载应缓慢提高发动机的转速。施工中注意液压油温度，不能长时间在190°F（≈88℃）以上作业。当施工作业需要改变旋转方向时，应把发动机转速降至怠速，旋转控制手柄到“NEUTRAL”中间位置，水龙头完全停止转动后再将手柄移动至“REVERSE”反转位置进行作业。施工中注意检查发动机运传情况，水温应在120℉～200℉（49℃～93℃）范围内，机油压力0.3～0.6MPa。

1.6 质量要求

下井工具尺寸准确，管柱组合清楚，有详细的记录和示意图；管柱必须用标准内径规通过，螺纹必须涂密封脂，紧扣符合要求；起下钻具速度均匀、平稳；钻水泥塞前保证水泥塞面干净无落物，特别是使用螺杆钻具时水泥塞面上的落物必须处理干净再钻塞；使用螺杆钻具时，修井液必须清洁无杂质，满足螺杆钻进要求；每钻进3～5m划眼一次；修井液必须符合保护油层的要求；作业中不损伤套管；钻穿水泥塞或到设计位置后，用通井规或刮削器通井至设计深度，清除井壁残留水泥，并用1.5～2.0倍井筒容积的干净修井液彻底洗井；螺杆钻具下井之前必须在地面用水泥车检查（并焊接结实）；螺杆钻塞时严格控制钻压，管柱反转说明加压过大，应减少钻压钻进。

1.7 安全要求

作业时井口要有专人指挥、协调工作；起下钻时井口必须装有井控装置；钻进无进尺时停止钻进，提钻分析原因，采取合适措施；所钻水泥塞下面被封的射开井段为高压层时，应有防喷措施；上水池与回水沉淀池要分开使用；加单根之前必须充分循环，防止钻屑卡钻；水龙带及活动弯头必须拴好保险绳并挂在游动滑车大钩上；井口转盘方补心务必用螺栓连接牢固，以防飞出伤人；接单根前，一定要大排量洗井10min以上；钻塞完后彻底洗井。

2 磨铣施工

在井下作业施工中，常常遇到钻灰塞、砂桥、盐桥、鱼顶破碎、形状复杂、落物卡死或被埋等多种复杂情况，作为下一步处理的过渡工序或直接作为处理工艺，必须借助于钻磨铣工具来进行处理。

2.1 工具选用

在钻磨铣施工中，有大量的工具可以供选择。在施工中，必须根据井下情况慎重地选择工具，才能快速有效地达到施工目的。目前常选用的工具有尖钻头、刮刀钻头、领眼钻头、三牙轮钻头、平底磨鞋、凹面磨鞋、领眼磨鞋、套铣鞋、梨形磨鞋、梨形铣鞋等等。

2.2 钻磨铣工艺技术

在井下各种不同落物磨铣时，除了对井下工具的结构、形状、几何尺寸等有一定的要求外，在磨铣施工中对井下磨铣情况的掌握与判断、使用的工艺参数选择以及各种技术措施的配合，也十分重要。为了能够出色地完成磨铣施工，首先掌握以下工艺技术：

2.2.1 对磨屑的辨认。不同的磨铣物，井口返出的磨屑有片状、丝状、砂粒状等几种。例如钻灰塞、砂桥时，井口返出片状或砂粒状灰渣或砂粒；钻盐桥时，井口返出盐粒或不返出盐粒；当井下落物为稳定落鱼，材料含碳量较高时（如P110、N80、35CrMo、40Cr），其磨屑为长丝状，最大厚度为0.5～0.8mm，长度达70mm左右。当出现磨屑呈头发丝状时，说明钻压小，应加大钻压。当磨铣含碳量较低的落鱼时，出现的磨屑为长度较短的丝条状，长度在30～50mm左右。有时由于局部挤压研磨作用也出现长鳞片状，如果出现大量鳞片或铁末，说明参数不合理或磨鞋已大量磨损，需要更换新的磨鞋。更应注意的是在磨铣时，由于排量不足、环形空间流速低于或等于磨屑的沉降速度，则大量磨屑在井筒中悬浮，地面收集到的磨屑实际是假象，所以磨铣是必须根据排量等多种因素综合判断。当磨铣正常时，对各种磨屑的辨认可参考表1：

2.2.2 钻压的控制。在磨铣与钻进过程中，应根据不同的磨铣工具、不同的对象、不同的井深，选用不同的钻压。平底、凹底、领眼磨鞋在磨铣稳定的落物时，可选用较大的钻压；锥形（梨形）磨鞋、柱形磨鞋、套铣鞋与裙边铣鞋等由于承压面积小，不能采用较高的钻压，选用尖钻头或刮刀钻头时钻压不应超过3kN，转速不超过70r/min（指在51/2"套管），使用磨鞋时，钻压的大小可参考表2：

2.2.3 转速。磨铣时一般应采用较高的转速，以取得较高的磨铣速度，速度控制在100r/min左右，但应钻压大而转速较高，则地面扭矩大，造成动力、钻具和工具的损坏。具体可参考表2。

2.2.4 对井下不稳定落鱼的磨铣方法。当磨铣处于不稳定的落鱼时，在磨铣时由于落物的不稳定，随钻具一起在井底做圆周运动，大大降低了磨铣速度，因此应采取一定的措施，使落物暂时处于稳定状态，以便磨铣。其具体方法是经常顿钻，将其顿到井底，可按下列步骤进行：

确定钻压为零，也就是井下磨铣工具刚刚离开落鱼的位置，在方钻杆上做好记号。

以将方钻杆上提1.2～1.8m（浅井1.8m，深井1.2m）为参考，具体应根据井深、钻压、压井液情况进行设计。

向下溜钻：当方钻杆标记梨转盘面0.4～0.5m时突然刹车，利用管柱的惯性伸长冲击井底落物，将其压实。顿钻后转动60°～90°，反复操作3～4次。

不要让磨鞋长时间地停留在鱼顶上磨铣，要不断地将磨鞋提起，并且边转动边下放到鱼顶，来改变磨鞋与落鱼的接触位置，保证均匀磨铣。

在磨铣桥塞时，磨鞋直径要比桥塞直径小3～4mm。

2.2.5 对钻具憋跳的处理。磨铣套管出现跳钻，尤其是使用领眼磨鞋时，往往说明套管由于固定不牢而摆动，一般降低转速可以克服。当产生跳钻时，必须把转速降低到50r/min左右，钻压降到10kN以下，1～2小时后再逐渐加压钻进。当钻具产生憋卡，产生周期性突变时，钻具突然快速转动，并发出较大的声响，说明磨鞋在井下有卡死现象。卡死原因一是落鱼偏靠套管，二是落鱼碎块，三是钻屑沉积。无论是什么原因，均应上提钻具，排出磨鞋周围的卡阻物或改变磨铣工具与落鱼的相对位置，并加大排量洗井。若上提遇卡，可边转动边上提解卡。

2.2.6 对各种胶皮的磨铣。落鱼上附带的胶皮在磨铣时会造成很大的麻烦，造成磨铣速度下降。遇到这种情况时，在判断准确后可采取降低泵压或完全停泵一段时间，并反复顿钻，将胶皮顿成碎块。如果无效，应起出另下工具处理。

2.3 磨铣中的注意事项

洗井液的上返速度不低于36m3/h（在51/2"中排量超过18m3/h，7"管中超过36m3/h），如果达不到36m3/h，应采用沉砂管或捞砂桶等辅助措施，以防磨屑卡钻。用泥浆等磨铣时，应提高洗井液的粘度，不得低于25s。如用清水、盐水时，应用双泵循环。在磨铣时，底部工具既旋转又摆动，为了使其顺利地垂直稳定工作，不过多伤害套管，应在磨鞋上部加接一定长度的钻挺或扶正器，保证平稳磨铣。不能震击器配合使用，因配合后不能进行顿钻和冲顿落物碎块。钻进中不能停止循环，尤其长时间夜间施工时，更应严格注意井口返出的洗井液。若钻进中途泥浆泵出现故障，应立即将钻具提升至少一个单根，以防止沉砂卡钻。钻头水眼较小，应防止下钻过程中沉砂堵死水眼。上水池与回水沉淀池要分开使用；加单根之前必须充分循环，防止钻屑卡钻；水龙带及活动弯头必须拴好保险绳并挂在游动滑车大钩上；井口转盘方补心务必用螺栓连接牢固，以防飞出伤人；接单根前，一定要大排量洗井15min以上。作业时井口要有专人指挥、协调工作；起下钻时井口必须装有井控装置；钻进无进尺时停止钻进提钻分析原因，采取合适措施。

3 结语

通过优化现场钻磨铣施工，在2011年我大队的卡钻事故率比2010年降低了65%，取得了较好的效果，2012年的11个月以来，还没有发生一起因钻磨铣施工造成的工程事故，我们相信，通过我们努力一定会最大限度地避免和杜绝工程事故的发生。