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钻井施工过程中常见事故的预防及处理钻井事故制约了钻井速度的发展，而且增加了钻井液对地层的浸泡时间，使井下更加复杂，若油层已钻开，则会加重对油层的污染，给国家和企业造成人力物力和财力重大损失，多年来，如何最大限度的减少钻井事故，缩短钻井周期，提高经济效益和社会效益是每一个钻井工作者为之奋斗的目标，下面简要讲一下钻井事故的预防及处理。
一：卡钻事故卡钻是指钻具在井下失去活动能力的事故。
它可分粘附卡钻、憋漏卡钻、沉砂卡钻、键槽卡钻、井塌卡钻、井下落物卡钻、干钻卡钻、缩径卡钻等。
卡钻事故是在钻井工程事故中发生机率最高、最常见的事故，发生的原因也是多方面的。
（—）泥饼粘附卡钻1、发生粘附卡钻的条件：泥饼是造成粘附卡钻的前提条件。
凡是使用水基钻井液和有固相钻井液时，钻井液中的自由水在液柱压力大于地层压力这个压差的作用下，渗入地层，而钻井液的固相部分难以渗入地层，则糊在井壁上形成了一层泥饼。
等钻具接触井壁时，在压差的作用下产生了一个推力，将钻具压向井壁并嵌入泥饼中。
如果钻具与井壁泥饼所产生的摩阻力加钻具在钻井液中的重量之和大于钻机安全提升拉力时，则发生卡钻。
通常称为泥饼粘附卡钻或压差卡钻。
凡是泥饼质量和井身质量差以及井内压差大时都容易发生粘卡。
造成粘卡的原因是多反面的，它与泥饼摩阻系数、钻井液密度及钻具与井壁的接触面积等因素有关。
钻井液因素：钻井液性能不好，失水量大，钻井液净化差，固相含量较高，加之地层渗透性好，便会在井壁上形成厚厚的泥饼。
若遇漏失层，钻井液中加入了堵漏材料，同样会提高泥饼的厚度和摩阻力。
钻井液受浸污：如果钻遇水层或石膏层，钻井液受到盐水或钙的浸污后性能变坏，失水和泥饼都会迅速增加，如果处理不及时就会造成卡钻的事故。
活动钻具不及时：因设备故障无法活动或钻具折断后靠在井壁上等原因，使钻具与泥饼接触的相对静止时间过长，都可能发生卡钻。
井身质量差：狗腿度过大，会使钻具的大部分贴在了井壁上，增加了粘卡的机会。
坍塌卡钻是井壁失稳造成的，是卡钻事故中性质最为恶劣的一种事故。
因为处理这种事故的工序最复杂，耗费时间最多，处理风险最大，甚至有全井或部分井眼报废的可能，所以在钻井施工过程中应尽量避免这种事故的发生。
地层坍塌的原因：1、地质方面的原因A、原始地层应力的存在。
我们知道，地壳是在不断运动的,在不同的部位形成不同的构造应力（挤压、拉伸、剪切），当这些构造应力超过岩石本身的强度时，便产生断裂而释放能量。
但当这些构造应力的聚集尚未达到足以使岩石破裂的强度时，它是以潜能的方式储存在岩石之中，当遇到适当的条件时，就会表现出来。
此时，地层中任何一点的岩石都受到来自各个方向的应力作用。
当地层被钻穿之后，钻井液液柱压力代替了被钻掉的岩石所提供的原始应力，当钻井液液柱压力不能平衡地层的侧向压力时，裸露地层就向井眼内剥落或坍塌。
B、地层的构造状态。
处于水平位置的地层其稳定性较好，但由于构造运动，发生局部的或区域的断裂、褶皱、滑动和崩塌、上升或下降，使得本来水平的沉积岩变得错综复杂起来，大多数地层都保持一定的倾角，随着倾角的增大，地层的稳定性变差，60度左右的倾角稳定性最差。
C、岩石本身的性质。
沉积岩中最常见的是泥页岩、砂岩、砾岩、石灰岩等。
由于沉积环境、矿物组分、埋藏时间、胶结程度、压实程度不同而各具特性。
钻井过程中易坍塌的地层有：未胶结或胶结不好的砂岩、砾岩、砂砾岩；破碎的凝灰岩、玄武岩；节理发育的泥页岩；断层形成的破碎带；未成岩的地层，如煤层、流砂层等。
2、物理化学方面的原因：钻井多是在沉积岩中进行的，而沉积岩中70%以上是泥页岩。
泥页岩都是亲水物质，不同的泥页岩其水化程度及吸水后的表现有很大的不同，泥页岩吸水后，强度直线下降，这是泥页岩井段坍塌的主要原因。
3、工艺方面的原因：地层的性质及应力的存在是客观事实，不可改变。
所以人们只能从工艺方面采取措施防止地层坍塌，如果对坍塌层的性质认识不清，工艺方面采取的措施不当，也会导致坍塌的发生。
第十三章钻井事故与复杂情况本章主要论述钻井作业中的井下事故和复杂情况发生的原因及其处理和预防，其次介绍常用打捞工具的结构、技术规格和使用方法。
自升式钻井平台、固定钻井平台、半潜式钻井平台和浮式钻井船在打捞工具选用、打捞方法及打捞操作方面基本上大同小异，但半潜式钻井平台在打捞作业中应注意以下几点：1．当井下事故发生时，应立即记录升沉标高尺上的标尺高度。
2．处理井下事故及打捞起下钻过程中，半潜式钻井平台漂移应控制在规定允许的范围内。
3．打捞起下钻时，打捞工具及落鱼通过隔水管伸缩节、水下防喷器和水下井口头处时要放慢速度，注意阻卡，必要时打开升沉补偿器缓慢起下。
4．当打捞工具下至鱼顶深度前4～6米时，先打开升沉补偿器，然后再进行打捞作业，打捞起钻到正常井段后才能锁上升沉补偿器。
第一节钻井事故原因及其处理和预防一．钻头事故原因、处理及预防海上钻井常用的是三牙轮钻头、PDC钻头和金刚石取心钻头。
PDC钻头和金刚石取心钻头较少发生事故。
主要是三牙轮钻头掉牙轮或整个钻头落井。
钻头事故主要发生在深部地层和研磨性地层，如钙质砂岩、石英质砂岩、含砾砂岩、钙质泥岩等地层。
1．钻头事故的原因：（1）在研磨性地层钻进时间过长，轴承发生损坏，极易导致牙轮落井。
（2）钻压过大，措施不当，导致牙轮蹩落井内。
（3）钻头选型与地层岩性不相适应，加上使用措施不当导致牙轮落井。
（4）井底有金属落物，未打捞就强行钻进导致牙轮蹩落。
（5）牙轮破碎掉落井内一一钻头制造中，由于牙轮热处理中残存有内应力或受伤，牙轮壳体淬火太老太脆，钻进中遇蹩跳钻导致一个牙轮部分或全部破碎落井（其余两个牙轮尚完好），也有三个巴掌间的焊缝质量不好导致巴掌连同牙轮一起落井的。
（6）溜、顿钻造成牙轮落井。
（7）钻头公扣根部断裂造成整个钻头落井。
（8）蹩钻严重，钻头螺纹倒扣，造成钻头落井。
（9）配合接头螺纹滑扣造成钻头落井一一钻头与钻铤之间的配合接头螺纹由于长期使用、磨尖及台肩磨薄或胀大，一遇蹩钻严重时就可能发生滑扣，把钻头遗留井底。
常见钻孔事故及处理方法(1)坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降；孔口冒细密的水泡；出渣量显著增加而不见进尺或进尺甚少；孔深突然变浅钻头达不到原来孔深；钻机负荷显著增加等。
坍孔原因：泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。
由于出渣后未及时补充泥浆(或水)，或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。
护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。
在松软砂层中钻进进尺太快。
提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。
水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。
孔内水位低于地下水位。
孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。
吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
坍孔的预防和处理：在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆的优质泥浆或投放黏土、片石低垂冲击使黏土膏、片石等挤入孔壁。
发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻或下钢护筒到未坍处以下至少1m。
如发生孔内坍塌，不严重者，可加大泥浆比重继续钻机，较严重者，应判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以±1m-2m,甚至应全部回填再钻，钻孔之前应待回填物沉积密实后再行钻进。
清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。
供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。
应扶正吸泥机，防止触动孔壁。
不宜使用过大的风压,不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。
吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
（2）钻孔偏斜偏斜原因：钻孔中遇有较大的孤石或探头石；在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均；扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。
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。
钻孔事故的预防及处理常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：一、坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻孔负荷显著增加等。
（一）坍孔原因1、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。
2、由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。
3、护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻孔直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。
4、在松软砂层中钻进进尺太快。
5、提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。
6、冲击（抓）锥或掏渣筒倾倒，撞击孔壁，或爆破处理孔内孤石、探头石、炸药量过大，造成过大震动。
7、水头太高，使孔壁渗浆或护筒形成反穿孔。
8、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后末及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。
9、清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁，清孔时间过久或清孔后停顿时间过长。
10、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
（二）坍孔的预防和处理1、在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用；较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。
冲击钻成孔时投入粘土，掺片、卵石，低冲程锤击，使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。
2、汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。
3、发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。
4、如发生孔内坍塌，明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m~2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。
5、严格控制冲程高度和炸药用量。
6、清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。
供浆（水）管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中，可免冲刷孔壁。
钻具事故发生的原因及打捞造成钻具断落事故的原因不外乎疲劳破坏、腐蚀破坏、机械破坏及事故破坏，但它们之间不是独立存在的，往往是互相关联互相促进的，但就某一具体事故来说，可能是一种或一种以上原因造成的。
一、疲劳破坏：这是钢材破坏最基本最主要的形式之一。
金属在足够大的交变应力作用下，会在局部区域产生热能，使金属结构的聚合力降低，形成微观裂纹，这些微裂纹又沿着晶体平面滑动发展，逐渐连通成可见的裂纹。
一般来说，裂纹的方向与应力的方向垂直，故钻具疲劳破坏的断面是圆周方向的。
形成疲劳破坏的原因有：1、钻具在长期工作中承受位伸、压缩、弯曲、剪切等复杂应力，在正常钻进中处在中和点附近的钻具、处理卡钻事故时的自由段钻具及在狗腿度大井眼处运转的钻具，当这种应力达到足够的强度和足够的交变次数时，便产生疲劳破坏。
2、临界转速引起的振动破坏。
钻柱旋转速度达到临界转速时，会使钻具产生振动，有纵向振动和横向摆动两种形式，同时在一定的井深这两种形式的振动还会重合在一起。
这种振动会使钻具承受交变应力，促使钻具过早地疲劳。
钻杆的临界转速及两种振动重合时的井深：3、钻进时的跳钻、别钻，即可使钻具产生纵向振动，又可使钻具产生横向振动，对受压部分的钻具破坏极为严重，所以在砾石层中钻进，最容易发生钻具事故。
4、钻具在弯曲的井眼中转动，必然以自身的轴线为中心进行旋转。
这部分钻杆靠井壁的一边受压力，离井壁的一边受拉力，每旋转一圈，拉、压力交变一次，如此形成频繁的交变应力，促使钻具早期破坏。
5、天车、转盘、井口不在一条中心上，转盘本身形成了一个拐点，井口附近的钻具就好像在弯曲井眼中转动一样，产生了交变应力。
6将弯钻杆接在钻柱中间，弯钻杆本身和与其上下连接的钻杆都要产生弯曲应力。
如这段钻具和大狗腿井段相遇时，所产生的交变应力是巨大的。
二、腐蚀破坏：钻具在恶劣的环境中存放或工作，都会产生腐蚀，这也是钻具提前损坏的普遍原因之一。
有时几种腐蚀会同时发生，但是总是以某一种腐蚀形式为主要破坏原因。
钻探工程施工事故一、事故案例某地区一家煤矿企业在进行煤层气勘探工程时发生了一起严重的钻探事故。
据现场工作人员介绍，当时工程部门正在进行第五口探井的钻探作业，由于地质条件复杂，钻杆经常遭遇硬石层，导致钻具受损严重。
在钻进深度达到2000米时，一根钻柱突然断裂，导致井下作业人员被困在井下15小时，等待救援。
经过救援人员的艰苦努力，最终成功将被困人员全部救出。
但此次事故造成了2名工人死亡、3名工人受伤，严重影响了整个工程的进度和安全生产秩序。
二、事故原因分析1. 设备老化：钻井作业需要使用大量的钻具设备，而且这些设备长时间在高温、高压等恶劣环境下工作，容易出现老化和损坏。
2. 隐患排查不彻底：在钻探工程施工前，应该对工程现场进行全面的隐患排查，发现问题及时解决。
但在该事故中，可能由于工程部门的疏忽大意，导致未能发现设备磨损严重的隐患。
3. 作业人员操作不当：钻探工程是一项高风险的作业，需要具备专业知识和丰富经验的作业人员，但在该事故中，一些作业人员可能不具备足够的技能和经验，导致操作不当，加剧了事故的发生。
4. 管理体系不健全：一个完善的工程施工管理体系对于防范事故至关重要，但在该事故中，可能存在着管理体系不健全、监督不力等问题。
三、事故后果1. 人员伤亡：此次事故造成了2名工人死亡、3名工人受伤，不仅给事故中受伤工人家庭造成了不可弥补的伤痛，还给企业带来了沉重的法律责任和经济索赔。
2. 经济损失：事故导致了钻具设备的大面积损坏，需要进行昂贵的维修和更换，造成了巨大的经济损失。
同时，事故还影响了整个工程的进度和质量，导致了更大范围的经济损失。
3. 影响声誉：此次事故不仅对煤矿企业自身造成了负面影响，还可能影响整个煤矿行业的声誉，导致其他相关企业的信誉受损。
四、应对措施1. 设备维护：及时进行设备维护和检修，定期进行设备安全检查，保证设备的正常运转，避免因设备问题导致的事故。
2. 人员培训：加强对作业人员的培训和考核，提高他们的技能和安全意识，确保他们能够熟练操作设备，正确应对突发情况。
石油钻井工程事故的原因及应对策略摘要：由于石油钻井工作相对较为复杂，钻井工作所需要的设备工具也相对较多，所以在进行钻井作业的过程中时常会出现各种类型的事故问题。
针对钻井事故问题，本文对钻井事故出现的原因进行深入分析，并提出钻井事故的应对策略。
关键词：钻井工程；事故原因；应对策略石油钻井工程具有投资高、所采用的施工技术要求高、对施工团队的专业能力要求高、突发状况多等特点，并且在整个钻井过程中存在着许多不确定因素，事故一旦发生会危及工作人员的安全。
本文将从事故出现的原因出发，提出相应的应对策略，为保障钻井作业的顺利进行奠定基础。
一、石油钻井工程事故的原因分析1、井涌以及井喷事故在现场施工中发生井涌、井喷现象主要原因是：①钻井工作人员操作失误，在钻井前的准备工作中，如果钻井液密度选择不合理，此时井下会产生压差过大的问题，进而引起井喷事故；工作人员井控素质差，没有按合理要求处理事故，进而导致井喷发生。
②仪器设备失效，当井喷发生时，压井材料和压井储备浆都能减少井喷带来的危害，但如果材料失效，不仅不能减缓事故而且会加重事故的严重程度。
2、钻井坍塌事故钻井坍塌是石油钻井工程中危害最大的事故之一，引起钻井坍塌的原因有：①钻井前地质勘测时未找出地质发生变化的部分，导致在钻井时，地层应力发生变化，钻井坍塌；在定向井和斜井测点时，测点出现严重错误，此时的钻井作业会导致钻头轨迹发生变化，超出井筒承受能力，发生钻井坍塌。
②钻井过程中还可能会出现碰井问题，导致井壁稳定性下降，井壁内外侧压力发生变化，并未及时进行补救发生钻井坍塌；钻井时由于井筒长时间浸泡在钻井液中，钻井液进入地层，导致地层压力与井底压力不平衡，发生钻井坍塌。
③钻井坍塌与所处地层有关，如果该地区存在岩盐层，随温度的变化岩盐层的位置发生变化，移动过程中受水平应力和垂直应力的作用，岩盐层的位置变化会进一步增加，从而导致钻井坍塌事故。
3、钻具异常事故钻井过程中使用的工具复杂，钻具的异常会使整个钻井过程叫停，有时会放弃一口井的开发，因此钻具异常事故会带来较大的经济损失，主要原因有：①在钻井过程中，由于各种原因会造成钻具在井内不能自由移动，发生卡钻。
螺杆钻具断落处理技术摘要川东S井是分公司布置在四川盆地川东北巴中低缓构造川东区块的一口开发水平井，设计井深7800m，以上二叠统长兴组顶部礁盖（顶）储层为主要目的层。
在四开侧钻过程中，螺杆钻具断裂落入井内，经过2次下卡瓦打捞筒打捞，成功打捞出螺杆钻具和落井的螺杆阀件。
本文主要是对此次事故的发生和处理做全面总结。
关键词：螺杆钻具、断落、打捞一、基本情况2020年3月28日14:00下钻到底开始跑合钻头钻进，扭矩5-7.92KN·m，跑合钻头30分钟后逐渐加至60-80KN钻进，15:00发现钻进慢，扭矩降至4.85KN·m，钻压逐渐加至120KN仍然钻不动，至19:00经采用多种方法判断，判断为螺杆出现了异常，决定起钻检查螺杆；3月29日16:00起钻完，发现螺杆从螺杆旁通阀下的丝扣连接处（距螺杆上端0.37m）断开（见图1）。
图1（一）基本数据（1）三开中完井深4978m，套管下深4292.34 m。
（2）侧钻点：5130m，目前侧钻至5407.35m（原井深：5506m），侧钻进尺277.35 m。
（3）层位：嘉陵江组五-四段；（4）落鱼所在井段的岩性：5407.35-5399.34 m，钻头位置是灰白色硬石膏岩，鱼顶位置是灰色白云质灰岩石。
（5）井身结构（6）钻井参数：钻压60-120KN、转速60+螺杆、排量30 L/S、泵压23MPa。
（7）泥浆性能：密度2.07g/cm3；粘度81S；失水2.4ml；泥饼0.5mm；含砂0.3%；初切5Pa ；终切15Pa；PH值10。
（8）落鱼组合：Φ241.3mmPDC×0.33m＋Φ185螺杆×7.68m。
（9）鱼顶井深：5399.34 m。
（10）钻具组合：Φ241.3mmPDC×0.33m＋Φ185螺杆×8.05m＋Φ166浮阀×0.50m＋Φ180mm无磁钻铤×9.46m＋Φ178mm钻铤×1根×8.80m＋Φ238mm扶正器×1.17m＋Φ178mm钻铤×13根×118.28m＋Φ164mm旁通阀×0.46m＋Φ127mm钻杆＋Φ139.7mm钻杆。
井下落物井下落物是钻井施工中常见的复杂情况和事故，正确预防和处理关系到一口井的成败。
井下落物可分为以下几种情况：（1）钻具断落；（2）电缆断落；（3）仪器（包括光杆状工具）掉落；（4）不规则物体落井。
以下根据不同情况分述其产生的原因、预防措施及处理办法。
一.钻具（包括套管、油管）断落：（一）产生原因造成钻具断落事故的原因主要有疲劳破坏、腐蚀破坏、机械破坏及事故破坏,但它们之间不是独立存在的,往往是互相关联互相影响的。
1．疲劳破坏:这是钢材破坏的最基本最主要的形式。
钻具在长期工作中承受拉伸、压缩、弯曲、扭切等复杂应力,而且在某些区域还产生频繁的交变应力,•当这种应力达到一定的程度和足够的交变次数时,便产生疲劳破坏。
2．腐蚀破坏:氧气、二氧化碳、硫化氢、溶解盐类、酸类均可对钢材造成腐蚀和电化学腐蚀，各类腐蚀最终导致金属材料表面出现凹坑、本体变薄，引起应力集中，强度降低或造成疲劳破坏。
3．机械破坏（1）钻具制造中形成的缺陷如轧制过程形成的夹层;调制过程发生结晶组织变化;壁厚不匀以及公母螺纹强度配比不当等。
（2）处理卡钻事故时,不恰当地用大力活动,当应力超过其屈服强度时,就产生变形,当应力超过其破裂强度时,就会把钻杆拉断。
（3）•搬运或使用过程中造成了外伤,往往成为应力集中点,由此而向外扩展。
而且各种腐蚀也容易从这里开始,造成钻具的局部损坏。
（4）钻进时加压过大,或发生连续别钻,或在遇阻遇卡时强扭,把钻杆母螺纹胀大、胀裂,造成钻具脱落。
（5）在接头或钻杆加厚部分的内径突变处,流动的钻井液形成涡流,冲蚀管壁,甚至会把管壁剌薄剌穿,降低了钻杆的抗拉抗扭强度,使钻具容易从此处折断。
（6）把不同钢级、不同壁厚、不同等级的钻杆混合使用,强度最弱的钻杆总是首先遭到破坏的。
4．事故破坏（1）顶天车、单吊环起钻及其他原因顿钻原因使钻具折断.（2）•事故倒扣。
在处理卡钻事故中,为了套铣或侧钻,不得不将一部分钻具倒入井中。
学习情境四钻井打捞作业项目一钻具事故打捞作业子项目一、钻具事故打捞作业钻具事故是钻井中较常见的事故之一，特别在转盘钻井中，由于钻柱在井下受力非常复杂，若检查不严格或操作不当，就会发生折断、脱扣、胀扣、刺穿的事故。
发生钻具事故后，对落入井底的钻具要实施打捞作业，打捞钻具作业是一项细致的技术工作，如果处理不当或打捞作业时间过长，将会增加钻具事故的复杂性，使处理更加困难，甚至造成井的报废。
所以，对钻具事故要以预防为主，加强对钻具的科学管理，严格执行操作规范，尽量消除钻具事故。
任务一、钻具事故的原因与预防Ⅰ、教学目标1、掌握钻具失效的类型和原因、作用机理；2、掌握基本的钻具事故预防方法和措施；3、初步具有预防钻具事故操作、维护的动手能力。
Ⅱ、工作任务描述钻井事故中常遇的一类事故就是钻具事故，要减少钻具事故的发生，预防是第一重要的。
做好钻具事故的预防工作，必须知道钻具事故发生的来龙去脉，必须掌握基本的钻具事故的原因分析和判断技能，这样才能有针对性、有目的、有效率的做好钻具安全防护工作。
本工作任务就是在归纳了钻具事故的破坏类型、特征、原因的基础上，结合现场实际提出钻具事故预防的方法和措施，着重于工作过程的钻具安全防护工作的实施和确保钻具使用安全。
钻具安全防护涉及到金属管材性能、管材结构、管材受力、管材腐蚀、钻井液、地层等诸方面基础知识和专业知识，是一个系统工程。
因此钻具使用、操作人员，必须具备钻具安全防护的基本知识和基本操作技能。
Ⅲ、学习任务及知识点阐述学习和理解钻具事故的产生原因、破坏的机理、破坏特征等理论知识，是更好的掌握和实施钻具安全防护工作的基础。
通过对钻具事故发生过程的原因探讨，才能真正掌握钻具事故预防的方法和措施；才能做好钻具安全防护的工作。
学材钻具失效在世界各油田普遍存在，原因各不相同，失效机理也很复杂，但都与钻具结构，材料特性，地层情况，钻井工艺和使用水平有关。
我们知道石油钻具的受力状况和井下环境非常恶劣，长期处在内外充满钻井液的狭长井眼里工作，承受拉、压、弯、扭、液力等载荷作用，同时还伴随着各种复杂振动，使其成为钻井设备工具中的一个薄弱环节，在钻井过程中钻具任何部位失效都可能造成严重的后果，甚至使井报废。
第一章卡钻事故分析随着劳动法规的逐渐健全、规章制度的逐年完善以及职工安全技术培训力度的加大、生产环境和劳动条件的改善,我国的煤田钻探安全事故呈逐年下降趋势,孔内事故由过去的20%降到10%以下,有的达到1%。
然而,引发孔内事故的因素多样,有些因素是突发性的或者是无法避免的,这就要求我们要仔细研究发生事故的原因,采取可行的技术措施加以避免。
只有尊重客观规律,理论联系实践、群策群力才能将事故发生率降到最低。
只有将事故发生率感到最低才能效提高钻探效率,降低生产勘探成本.因此能很好的处理钻探中的事故尤为重要。
下面将介绍卡钻埋钻事故的处理。
1. 钻头直接与孔壁或岩心挤夹孔壁和岩心不规则，操作不当，钻头与孔壁或岩心直径挤夹金刚石钻进或硬质合金钻进时，上一回次钻头内、外径磨损严重，孔径相应缩小，孔身呈上大下小；岩心相应增粗，呈上小下大。
下一次使用新钻头时，往往外径大于孔径；内径小于岩心直径，如果下钻过猛或升降钻具时跑钻，就会发生钻头直接与孔壁或岩心挤夹，如果岩石均匀，挤夹程度就更加严重。
另外，在钢粒钻进中，如果岩心破碎呈块状时，容易因离心力等作用，从钻头水口处就跑出，挤到钻头与孔壁之间而挤夹钻具。
2. “键槽”造成钻头卡阻孔身弯曲，孔壁形成“键槽”在斜孔或弯曲孔段的凸出的弧形面上，经常受到钻杆的磨刮。
特别时减压钻进时，上部钻杆将承受拉力，受拉力的钻杆旋转时就不断想弯曲孔段的凸出面碰磨，或者由于升降钻具时，经常在凸出面拖拉。
久之，沿孔壁形成一条纵向沟槽，形如机械轮上的键槽。
“键槽”机构往往产生在不太坚硬的岩层中，太硬的岩层不宜被磨刮成沟槽。
太软的岩层钻进速度快，也不易形成牢固的“键槽”。
已形成“键槽”的钻孔，在提钻时钻杆受拉，呈纵向伸直，就自然嵌进槽中，当粗径提到“键槽”下端，就受阻呈拉紧状态。
如果“键槽”深而牢固，即造成卡钻。
3. 岩粉“悬桥”造成卡钻（1）孔身不规整，孔径大小变化悬殊，形成岩粉“悬桥” 当冲洗液携带岩粉上升时，一旦达到孔径变大的部份，由于钻孔大面积突然变大，流速立即降低，一部分冲洗液还会形成涡流，于是岩粉逐渐沉积，形成“悬桥”，造成钻具卡阻。
钻具事故发生的原因及打捞造成钻具断落事故的原因不外乎疲劳破坏、腐蚀破坏、机械破坏及事故破坏，但它们之间不是独立存在的，往往是互相关联互相促进的，但就某一具体事故来说，可能是一种或一种以上原因造成的。
一、疲劳破坏：这是钢材破坏最基本最主要的形式之一。
金属在足够大的交变应力作用下，会在局部区域产生热能，使金属结构的聚合力降低，形成微观裂纹，这些微裂纹又沿着晶体平面滑动发展，逐渐连通成可见的裂纹。
一般来说，裂纹的方向与应力的方向垂直，故钻具疲劳破坏的断面是圆周方向的。
形成疲劳破坏的原因有：1、钻具在长期工作中承受位伸、压缩、弯曲、剪切等复杂应力，在正常钻进中处在中和点附近的钻具、处理卡钻事故时的自由段钻具及在狗腿度大井眼处运转的钻具，当这种应力达到足够的强度和足够的交变次数时，便产生疲劳破坏。
2、临界转速引起的振动破坏。
钻柱旋转速度达到临界转速时，会使钻具产生振动，有纵向振动和横向摆动两种形式，同时在一定的井深这两种形式的振动还会重合在一起。
这种振动会使钻具承受交变应力，促使钻具过早地疲劳。
动，对受压部分的钻具破坏极为严重，所以在砾石层中钻进，最容易发生钻具事故。
4、钻具在弯曲的井眼中转动，必然以自身的轴线为中心进行旋转。
这部分钻杆靠井壁的一边受压力，离井壁的一边受拉力，每旋转一圈，拉、压力交变一次，如此形成频繁的交变应力，促使钻具早期破坏。
5、天车、转盘、井口不在一条中心上，转盘本身形成了一个拐点，井口附近的钻具就好像在弯曲井眼中转动一样，产生了交变应力。
6、将弯钻杆接在钻柱中间，弯钻杆本身和与其上下连接的钻杆都要产生弯曲应力。
如这段钻具和大狗腿井段相遇时，所产生的交变应力是巨大的。
二、腐蚀破坏：钻具在恶劣的环境中存放或工作，都会产生腐蚀，这也是钻具提前损坏的普遍原因之一。
有时几种腐蚀会同时发生，但是总是以某一种腐蚀形式为主要破坏原因。
由于腐蚀使管壁变薄，表面产生凹痕，甚至使钢材变质，降低了钢材的使用价值和使用寿命。
造成钢材腐蚀的因素有氧气腐蚀、二氧化碳腐蚀、硫化氢腐蚀、溶解盐类腐蚀、各种酸类腐蚀、电化学腐蚀、细菌腐蚀等。
三、机械破坏：1、钻具在制造过程中形成的缺陷。
2、钻具因长期使用中的磨损。
3、处理卡钻事故时，不恰当地用大力活动。
4、搬运或使用过程中造成了外伤。
5、上扣扭矩不紧或太紧。
6、钻进时加压太大，或发生连续别钻或井下复杂时强扭等。
7、对各种连接螺纹长期使用，而不定期卸开检查。
8、接头或钻杆加厚部分的内径突变处泥浆易形成涡流。
9、将连接螺纹的规范搞错。
10、中途测试挤坏钻具。
四、事故破坏：1、把不同钢级、不同壁厚、不同等级的钻杆混同使用，强度最弱的钻杆总是最先遭到破坏。
2、顿钻造成钻具折断。
3、事故倒扣。
4、过失倒扣，如井下复杂时出现别钻停转盘后控制倒车不利等。
钻具断落后的井下情况分析钻具断落很容易发现，它的地面表现是：悬重下降、泵压降低、转盘负荷变化、无进尺或放空。
有时落鱼很短，如只有一个钻头或半只螺杆，从悬重上很难分辨，但其他各项显示则是很清楚的。
一经发现钻具断落，应立即用原钻具探索鱼头，只有鱼头探到了，才可以有的放矢打捞。
探索鱼头时一定要注意保护鱼头，一旦鱼头损坏了，会给打捞带来不应有的困难。
由于各种因素的影响，有时候钻具断落后，鱼顶不在预计位置，在纵向和横向上都有许多不确定性，因此，探鱼头往往成为打捞工作中碰到的第一个棘手问题。
从纵向上看，鱼头位置不确定因素有：1、钻头在井底，落鱼只是一个断口，这是最单间的情况。
但是如果断口在中和点以上，原来一部分受拉力的钻具在断落后变为受压状态，而且随着井径的变化而呈弯曲形状，下断口位置会下移。
断口以上的钻具原来所受的拉力较大，断后所受的拉力变小，断口以上的钻具的自重伸长量减少，上断口上移。
这样，上下断口就有了一段距离，这个距离的大小和视钻具的重长度和断口位置而定，即井越深，断口越靠下部，上下断口之间的距离越大。
如果断口在中和点以下，可能出现相反的情况，即鱼头可能有少许上移。
2、钻头虽在井底，但落鱼不是一个断面，也就是说，钻具同时断成了几截。
如果断口处井径大于钻杆接头的两倍，落鱼有可能穿插下行，这时鱼头已不是一个，实际鱼顶位置和计算鱼顶位置相差就特别大了，应首先探明最上一个鱼顶位置，打捞以后，再探下一个鱼顶位置。
3、起下钻过程中遇卡时，提、压、扭转用力过大，或者由于钻具自身的缺陷，过早地破坏，此时断落的钻具有可能在原位，也可能下行到遇阻位置，很难确定鱼头的位置。
4、顿钻造成的事故更复杂，由于各种原因造成的顿钻，钻具从井口脱落之后，以加速度向下运行，顿入井底。
可能把钻具顿成几截，也可能把钻具严重顿弯，有几个鱼头和鱼头位置很难预料，只有逐步探试，才能知其大概。
5、用电测寻找鱼顶位置。
但是由于钻具的自重伸长和电缆的自重伸长不一样，再加上各自丈量的误差，电测出的鱼顶位置和用钻具计算的鱼顶位置也是有误差的。
基于以上原因，探测鱼顶时在纵向上允许有一定的活动范围，可以超过计算鱼顶位置下探，但下放速度要慢，遇阻时不能多压，更不能强转，因为下列几种情况都可能造成遇阻：A、碰到了鱼头；B、从鱼顶旁边插下去，碰到了下部钻杆接头；C、到了小井径位置，不论是遇到钻杆接头还是钻杆本体都会遇阻。
如果是在小压力下慢转，压力不降或者是突然消失，可能是遇到了钻杆接头或者是鱼头，这时可提起钻具在原处重复试探，以确定该处是否是鱼头。
如果慢转时压力不降或缓慢下降并发出轻微的“咔哒、咔哒”声，证明已错过了鱼头，就不应继续下探了，以防把落鱼挤向井壁，更难打捞。
上边所说的慢转绝不是不受限制的连续旋转，探鱼遇阻时是不允许连续旋转的，每次只能慢转1-2圈，最多不超过5圈，只要能帮助我们判明问题就行了，必须把鱼头保护好，防止任何性质的破坏。
探鱼工具起出后，要仔细检查，凡探鱼工具头部有痕迹，说明它接触到了鱼顶，若工具周边有痕迹或磨光现象则说明工具错过了鱼头。
如果下的是打捞工具，即使打捞不成功，也会给我们带来可贵的信息，就公锥而言，下钻到鱼头位置遇阻，造扣时也打倒车，很像是进了鱼，但上提一些拉力就滑脱，遇到这种情况上提前只需开泵检验一下就知分晓。
另外从起出的公锥可以分析，若是造扣部位有痕迹的，肯定是进了鱼；若是光杆部位及接头下台肩磨光的，是下入的公锥太小；若是公锥顶部磨光而且顶端几扣螺纹磨平的，是下入的公锥直径太大；若是接头周围及下台肩上有磨痕的，是下入了落鱼旁边。
这些情况都有助于我们决定下一步应采取什么措施。
从横向上看，裸眼井段并不是我们想像的那样规则，鱼顶有可能在正常井眼、缩径井眼、扩大井眼、键槽内等。
1、井眼直径小于钻具直径的两倍，如215.9mm井眼和127mm钻杆，井眼中容不下两套钻具，探鱼头时必然会直接碰到鱼顶，而且就是井内钻具断成了几截的情况下也不会相互平行穿插，这是最理想最简单的情况。
2、井眼直径大于钻具接头直径的两倍，如311mm井眼和127mm钻杆，对于比较复杂的情况，往往让打捞者捉摸不透，如何才能得知其端倪呢？这就需要利用一切必要的侦察手段，将侦察得来的材料加以分析研究，做出符合实际的判断，定出下一步的打捞方案。
如果用钻头都探不到鱼顶的话，就应该用电测的方法探测鱼头及鱼头上下井径的大小。
其次是对每一次打捞过程，即使失败了，也要收集和分析一切可以得到的信息，如在鱼头处的阻、卡、别、跳现象、各种声音及打捞工具的内外磨痕、擦痕与螺纹的磨损、崩落等情况。
使用弯钻杆或可变弯接头时，还要记清这些擦痕的方向，譬如，擦痕在弯钻杆的弯曲方向，说明弯钻杆的偏移值小了，下次应下偏移值更大的；如果擦痕在弯曲方向的背面，说明弯钻杆的偏移值太大，下一次应下偏移值小一些的；如公锥造扣部位螺纹完好，说明未进入鱼头；如果转动时有钢铁撞击声，说明打捞工具超过了鱼头。
最直观的还是泵压的变化，无论公锥、母锥、打捞筒，只要是进了鱼头，泵压必然会上升。
虽然我们尽量使自己的思想符合客观实际，但井下情况是看不见摸不着的，操作起来难免和实际情况有一定的差距。
常常有这样的现象，经过反复探索找不到鱼头，但不定向地用转盘转动着下放找鱼，反而抓到了落鱼。
其实这个道理很简单，当打捞工具不带弯钻杆或可变弯接头而静止下放时是一个点，当转动时，由于下面钻具的摆动，而形成一个扫描面，碰到鱼头的机会就增多了。
如果打捞工具带有弯钻杆或可变弯接头，静止下放时，它扫描的是一个弧线，转动着下放时，它扫描的是一个环型面，也增加了碰到鱼头的机会。
当然这要反复做，不可能一蹴而就。
毕竟碰到鱼头的机会是很少的，如果撞进了鱼头，千万不能上提，因为失去了这次机会，可能再也找不到鱼头了。
另外，落鱼轴线和井眼轴线不可能重合，打捞钻柱的轴线和井眼轴线也不可能重合，绝对零度井是没有的，因而钻具总是靠着井眼的下壁，如果带有弯钻杆或可变弯接头，钻具轴线并不在井眼轴线上，而是在井眼的低边上。
随着转盘的转动，弯钻杆或肘节产生移轴现象，于是就有三种可能：A、当弯钻杆偏移值等于或小于实际井眼半径时它扫描的面积是靠近井筒下限的眼球状,还有一部分弯月形面积是扫不到的；B、如果弯钻杆的偏移值大于实际井眼半径而小于井眼直径时，它扫描的面积是靠近井眼下限的带瞳孔的眼球状面积，其月牙面和瞳孔面是扫不到的；C、如果弯钻杆的偏移值等于或大于实际井眼直径，它所扫描的面积是个环形面积，中间的圆面积是扫不到的。
所以在大井眼中打捞钻具时，随着对井下情况的不断认识，经常需要改变弯钻杆的偏移值。
鱼头部位的井径特别大，而弯钻杆又不可能弯曲得很大，因为弯太大了，就无法下钻。
可采取两种办法：A、在弯钻杆下边接一个直钻杆，然后在直钻杆下边接打捞工具，这样，偏移值可增加很多；B、用旁边开水眼的公锥或接头，把好公锥的下部水眼焊死，而从侧面开一个新的水眼，记住，这个新水眼不能开在公锥的造扣部位，而应开在造扣部位的下部。
假如旁开水眼与弯钻杆配合使用，则旁开水眼的方向一定要与弯钻杆的弯曲方向相反。
由于是旁边开的水眼，在开泵循环时，利用射流的反推力，而将公具推向井壁的一边，转盘转一周，公锥可沿井眼周边探测一周。
同时我们还可改变泵排量的大小，来调节反推力的大小排量越大，公锥的位移越大，反之则越小，停止循环时公锥垂直向下。
由于利用这种方法工具扫描范围大，且可以自由调节，有些用弯钻杆找不到的鱼头，用旁边开水眼的公锥却能找到。
但是，由于是旁边开的水眼，循环钻井液时直接冲刺井壁，不稳定地层容易冲大、冲垮。
另外打捞钻具后，也不能较长时间大排量循环泥浆，因为造扣后，旁边开的水眼虽然不会堵死，但周边环形间隙小，很容易刺坏钻具。
因为它有这两个致命弱点，不到万不得已时，尽量不用。
打捞工具及使用方法打捞落鱼的工具多种多样，主要根据鱼头的形状和落鱼管壁的厚薄进行选择，分插入式和套入式两种。
插入式工具是插入鱼头水眼从落鱼内径进行打捞，如公锥、捞矛等；套入式工具是把鱼头引入工具内部从鱼头外径进行打捞，如母锥、打捞筒等。
