地质岩心钻探施工中吸附卡钻事故处理分析
- 格式:pdf
- 大小:251.82 KB
- 文档页数:2
卡钻事故危害识别和风险评估:综合分析、全面应对在钻井和采油/采气工程中,卡钻事故是一种常见的危险情况。
这可能会导致钻具损坏、井眼破坏、埋钻具风险、采油/采气工程延误、井筒完整性、环境污染、人员伤害和作业成本增加等一系列问题和风险。
因此,对于处理卡钻事故危害识别和风险评估,需要全面考虑以下各个方面。
1.钻具损坏:卡钻事故可能会导致钻具受到不同程度的损坏,包括钻头磨损、钻杆变形等。
这不仅会影响钻井或采油/采气工程的进度,还可能需要采取维修或更换措施,增加工程成本。
2.井眼破坏:卡钻事故可能会导致井眼受到破坏,如井壁坍塌、砂堵等。
这需要采取相应处理措施,如修井作业、地层处理等,以恢复井眼的完整性。
3.埋钻具风险:卡钻事故处理不当可能导致钻具被埋,从而引发一系列风险,如地面塌陷、钻具脱落等。
为避免这些风险,需要采取适当的应急措施,如使用专业设备进行解卡处理。
4.采油/采气工程延误:卡钻事故可能导致采油/采气工程被迫中断或延误,从而造成一定的经济损失和资源浪费。
为减少损失,需要尽快采取措施恢复工程的正常进行。
5.井筒完整性:卡钻事故可能导致井筒完整性受到破坏,如套管破损、井口泄漏等。
这不仅会影响工程的安全性,还可能对环境造成潜在危害。
为确保井筒完整性,需要进行相应的检测和处理工作。
6.环境污染:卡钻事故可能会导致井喷、原油泄漏等情况,从而对环境造成严重污染。
为保护环境,需要采取相应的应急措施,如封堵漏点、清理污染物等。
7.人员伤害:卡钻事故可能导致人员伤亡,如操作不当导致窒息、砸伤等。
为确保人员安全,需要加强作业人员的培训和安全意识教育,同时采取相应的安全措施。
8.作业成本增加:卡钻事故可能会导致作业成本增加,如解卡费用、维修费用、更换工具费用等。
为降低成本,需要提高工程设备的可靠性和稳定性,同时加强现场管理和应急响应能力。
综上所述,处理卡钻事故危害识别和风险评估需要综合考虑多个方面的影响。
通过对这些方面的全面了解和分析,可以采取有效的措施来降低卡钻事故的风险,保障工程的安全顺利进行。
文献调研报告课程名称钻井新技术题目名称钻井卡钻事故的预防与处理技术发钻井卡钻事故的预防与处理技术发在找到油气资源,并采用钻井方法到达油气藏层去获取地下油气资源的过程是非常艰辛的.在这个过程里可能会发生各种各样的事故。
比如说井漏,井喷,井塌等一系列事故。
但是,在钻井过程中,却以卡钻现象出现最频繁,卡钻事故一旦发生,其相应的钻井过程就被终止,会大大增长钻井所花的时间,浪费大量的人力,物力和财力,那么到底什么是卡钻事故呢?它分为哪些类型?一、当今卡钻的分类及产生原因与预防措施和处理措施钻井过程中常见的卡钻事故可以分为:吸附卡钻,掉块卡钻,缩径卡钻,泥包卡钻,沟槽卡钻以及井塌卡钻等。
以吸附卡钻最为常见。
除此以外,粘卡引起的压差卡钻也是现在卡钻过程中较为常见的一种卡钻事故。
卡钻事故的定义又是什么呢?所谓卡钻事故是指由于钻头在起下钻过程中,由于阻力作用对提取钻头产生阻碍的一种现象。
它可由多方面的原因产生。
比如大的岩石碎块卡在井壁中,还有井筒直径缩小,钻井液固结等等一系列的原因都有可能导致卡钻事故的发生。
1>吸附卡钻的成因与预防措施由于地热井施工大多采用牙轮钻进,钻具比较粗大,常发生卡钻事故。
卡钻是钻探过程中经常发生的一种事故,其预兆可以从钻井过程中扭矩,上下钻具的阻力以及泥浆泵泵压的变换来判断。
吸附卡钻又称压差卡钻,钻井中由于井眼不可能完全垂直,当井内钻具静止不动时,在井下压差作用下,钻柱的一些部位会贴住井壁,与井壁泥饼混合在一起,静止时间越长则钻具与泥饼的接触面积越大,由此产生的卡钻成为能够为吸附卡钻。
吸附卡钻最明显的现象就是钻具被卡既不能转动,又不能上提和下方,但是泥浆循环正常,而且,钻井液循环时间越长,钻具提升阻力越大。
2>如何去预防吸附卡钻呢?A.调节好钻井液性能,尽可能降低钻进液的密度。
B.降低泥饼的粘性系数,采用优质泥浆钻井液,可混油。
C.减少钻具和井壁的接触面积,降低泥浆的失水量。
卡钻事故原因分析及处理文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)卡钻事故原因分析及处理冯宗伟(长城钻探钻井液公司技术中心,北京)摘要正确分析钻井过程中发生的卡钻事故原因,根据井下卡钻类型做好相关的防卡预案和解卡措施,是实现安全、快速和低成本钻井的关键。
本文分析了钻井过程中所出现卡钻现象原因,并根据不同的卡钻原因将卡钻分成了沉砂卡钻、压差卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻和落物卡钻等七大类,同时按照不同的卡钻类型制定了相应的防卡解卡措施,为保障井下安全提供了一定的技术支持。
关键词钻井液密度卡钻解卡钻井过程中,由于各种原因造成的钻具陷进井内不能自由活动的现象,称为卡钻[1]。
地层原因、钻井液性能不良、操作不当等都可能造成卡钻。
必须针对不同情况进行分析,以便有效的解卡。
及早地发现井下异常并采取适当措施是防卡的关键。
通过对不同卡钻原因的分析和总结,制定相关的防卡解卡措施,以便减小钻井过程中卡钻事故的发生频率,提高钻速,降低钻井成本。
1 卡钻事故类型及产生的原因沉砂卡钻用清水钻进或用粘度小、切力低的钻井液钻进时,由于其悬浮岩屑的能力差,稍一停泵岩屑就会下沉,停泵时间越长,沉砂量就越多,尤其是在钻速较快时更是如此,严重时就可能造成下沉的岩屑堵死环空、埋住钻头与部分钻具,形成卡钻。
此时若开泵过猛还会憋漏地层,或卡的更紧。
沉砂卡钻的表现是:接单根或起钻卸开立柱后,钻井液倒返甚至喷势很大,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,转动时阻力很大甚至不能转动。
压差卡钻(泥饼粘附卡钻)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所产生的压差作用下,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。
当钻具接触井壁时,尤其是在钻井液密度较高时在压差的作用下形成一个推力,将钻具压在井壁并嵌入泥饼中。
岩心钻探孔内事故处理及对策[摘要]通过对几个钻探孔内典型事故的发生至处理全过程深入分析,认为其发生多与人为因素有关,并有明显预兆,不易处理,危害性大;根据生产实践提出了一系列的预防措施,可以大大减少事故发生,甚至完全避免某类事故的发生。
有效提高钻探效率,降低生产勘探成本。
【关键词】岩心钻孔;孔内事故;处理1、前言对于钻探工程孔内事故,目前尚未见到确切定义的相关资料。
通常把钻探工程施工过程中发生的,中断钻孔内正常钻进的各种故障统称为孔内事故。
它分为埋钻、卡钻、烧钻、断钻、落物、套管事故等多种类型。
虽然这些事故一般不会直接造成人员伤亡,国家也没有将它列入统计范围,但孔内事故往往引发一系列其它危害,并有可能造成大量的经济损失。
在处理事故(排除孔内故障)的过程中,也会危及到人身安全。
目前,全国石油、煤炭、地质、建筑等行业尚有大量人员在从事钻探工程施工。
因此,分析研讨孔内事故的危害及预防十分必要。
2、事故原因及处理方法孔内事故常见的有钻具折断、卡钻、夹钻、埋钻、烧钻以及套管事故等等,其主要原因如下。
2.1 事故原因(1)地质条件复杂。
如岩层裂隙或节理发育、流沙、漏水等会使钻孔坍塌、掉块;高岭土、绿泥石等塑性岩石常遇水膨胀而使钻孔缩径,造成孔内事故。
(2)钻探管材质量不好,钻杆钻具有毛病严重磨损,强度减弱,使用过度。
(3)钻探操作人员违章作业。
不细心观察钻探设备上下各部分的运转情况,由此原因产生的事故比较多、较复杂和严重。
(4)现场钻探技术管理薄弱,助长事故的发生。
(5)钻探操作人员操作技术不熟练,技术措施不当。
没有预见性或遇事束手无策,对本来可以解决的问题不能解决而引起孔内事故。
2.2 处理事矿的一般方法孔内事故一经发生,首先,机上余尺要量准确,孔内情况要清楚,要详细记录当时的各种有关情况;其次,认真分析找出原因,提出合理处理方案。
具体方法是从安全、易行、见效快的方法入手,尽快落实方案,作业的动作要快、稳、准,以避免恶化,还要随时根据变化的情况修正处理方案。
管理及其他M anagement and other 矿山地质钻探施工中处理孔内事故对策及方法闻 义摘要:由于矿山地质环境的复杂性以及其它诸多外界因素的影响,在钻探施工中各种施工事故时有发生。
在钻探过程中,出现了很多类似卡钻、钻具断裂、埋钻等孔内安全事故。
尽管这类事故并没有危害到建筑工人的生命安全,但是会对工程机械造成一定伤害,因此,对矿山孔内安全事故的治理措施与方法进行深入探讨,对于推动矿山钻探施工安全生产与快速发展,有着十分重要的意义。
关键词:矿山钻探;地质钻探;孔内事故;预防与处理在进行矿山地质岩芯钻探过程中,各种类型的孔内事故无法避免。
为了有效地防止和解决各种孔内安全事故,本文总结了井下常见的孔内事故的处理方法和对策,并根据多年工作实践,提出了相应的防治措施。
1 矿山地质钻探施工中孔内事故发生的原因在对矿山地质岩心进行钻探作业时会不可避免的发生各类孔内事故。
主要有以下几种情况:一是钻具的脱落,例如连接螺纹、钻头、钻杆、岩心管等;二是钻具埋卡,当岩层坍塌时,因尘土沉积,造成钻探液不畅或孔径减小,造成卡钻、埋钻、烧钻等事故;三是套管故障,套管有起拔困难、磨损、脱落等问题;四是钻进时,钻孔的实际运动轨迹顶角、方位角与设计不符,超过了规定的容许偏差;五是由于钻探液不畅或钻探泄漏造成的井喷。
造成孔内事故的原因很多,但最直接的原因是复杂的地质情况。
根据统计,在当前的孔内事故中,大约80%是由复杂的地质情况引起的。
但在钻探过程中,当遇到具有高塑性的土层或岩层时,若发生渗流,则会使钻孔变小,进而导致井下发生严重的钻孔事故。
2 孔内事故有效的处理方法(1)捞。
利用不同种类的工具,将在事故中掉落或断裂的钻具打捞上来。
通常情况下,使用螺钉或打捞钩后,要用吊车将其从孔洞中拉出来。
(2)提。
充分利用吊车或双轮滑车,将事故钻具从井中拖出,并采用吊重的方法。
(3)扫。
钻具不能进行提拉作业时,应采取掉头、向下的方法,在活动段范围内驾车转动,使钻具连续移动,并用碾压材料来解决问题。
粘吸卡钻也叫压差卡钻是钻井过程中最常见的卡钻事故。
最容易卡住的是钻铤,由于钻柱失去了活动的自由,卡点可能逐渐上移。
一、粘吸卡钻的原因井壁上有滤饼的存在是造成粘吸卡钻的因在原因,因为大多数钻井液是固、液两相流体,其中的固相颗粒吸附在井壁上就形成了滤饼。
有人认为滤饼是由于钻井液的滤失造成的,没有滤失量就不会有滤饼,基于这种思维,他们总认为钻井液在砂岩中的滤失量大,才会形成滤饼。
其实不然,在裸眼井段内,泥页岩也有滤饼,而且要比砂岩井段的滤饼厚得多。
这是因为滤饼的形成有三种原因:第一是吸:附钻井液中的固相颗粒吸附在岩石表面,无论砂岩泥岩都有这种特性。
第二是沉积:钻井液在流动过程中,靠近井壁的流速几乎等于零,钻井液中的固相颗粒便沉积在井壁上。
泥岩井段的井径要比砂岩井段的井径大得多,沉积作用更为显著,所以泥岩井段容易形成厚滤饼。
第三是滤失作用:它加速了钻井液中因相颗粒在渗透性岩层表面的沉积。
同时我们也注意到,泥岩也有滤失性,而且是亲水物质,可以被水浸润,只要是水基钻井液,即使滤失量等于零,这个浸润过程也无法停止。
由于泥岩含有大量的微细裂纹,这些微细裂纹有些是地层应力造成的,有些是在钻头破碎岩石时造成的,一旦泥岩表面被水浸润之后,在这些微细裂纹中形成一层吸附膜,可以发生有效的分裂作用,降低泥岩的坚固度而使其破碎脱落,所以泥岩井段井径大多大于钻头直径。
但在泥岩相对稳定之后由于水的浸润,泥岩表面的分子、原子或离子表现出极性,具有未平衡的自由的一部分力场,这部分力场的方向指向钻井液,能够吸附钻井液中的大量带异性电荷的粒子。
在吸附平衡建立之前,吸附物在钻井液中的浓度逐渐变小,而在泥岩表面上的浓度逐渐加大。
如果增大钻井液中某些粒子的浓度,也就增大它们在单位时间内吸附到泥岩表面的数目,这是一个累积的过程。
加之,又在钻井液液柱压力和钻柱旋转动力的作用下,吸附层的一部分水分被挤回钻井液中,井壁上就形成了一层比较厚的成分比较复杂的滤饼,这些滤饼的性能比砂岩井段的滤饼更差。
阐述岩心钻探孔内事故处理措施1、前言随着岩心钻探工程的不断深入,孔内事故的發生成为提高生产效率的最大障碍因素。
目前,孔内事故还没有一个明确的定义,一般在钻探工程当中,将发生在孔内的、影响孔内钻探正常进行的各种故障统称为孔内事故。
[1]常见的岩心钻探孔内事故主要有钻具折断、卡钻、埋钻、断钻、落物等多种类型,这些事故的发生虽然不会直接造成工作人员的伤亡,但是事故的发生却可能引发一系列的不良影响,从而间接地产生经济损失或人员伤亡等问题。
鉴于此,加强对于岩心钻探孔内事故的处理以及采取预防措施,具有非常重要的现实意义。
2、岩心钻探孔内事故发生的原因及其处理方法目前,在我国的石油、地质、煤炭以及建筑等行业当中还存在着岩心钻探工程的施工,并且普遍存在着孔内事故。
一般来说,由于岩心钻探孔内的情况比较复杂,因此造成孔内事故发生的原因有很多,据统计,在孔内事故中发生率最高的是卡钻和埋钻的事故,并直接导致断杆现象的发生。
对于卡钻和埋钻事故来说,由于处理比较复杂、难度和费用都比较高,因而面对事故的多发性,需要从根本原因入手,采取相应的处理措施,从而减少事故的损失。
2.1岩心钻探孔内事故发生的原因就常见的孔内事故而言,其发生的主要原因如下:一是复杂的地质条件。
当前,在岩心钻探过程中,地质条件是造成孔内事故发生的主要因素,比如说,在钻探时发生岩石裂缝、流沙或是漏水的现象,这些问题会直接导致钻孔的倒塌;或者在高岭土或是绿泥石等呈现塑性的岩石中,一旦发生进水现象,就会缩小钻孔的直径,从而引发孔内事故。
[2]二是应用劣质的钻探管材。
在钻探过程中,钻杆钻的使用是最频繁的,因此一旦质量不够好,就会产生严重的磨损现象,从而较小钻探的强度,长期以往,钻探工具的使用寿命大幅度减少。
三是操作人员的操作技术不当。
一般来说,导致孔内事故发生最多的情况是由钻探操作人员的违章操作而导致的,或者在钻探操作过程中不细心、不熟练,一旦发生问题便慌乱无措,导致本来很容易解决的问题演变成事故。
卡钻事故原因分析及处理冯宗伟(长城钻探钻井液公司技术中心,北京)摘要正确分析钻井过程中发生的卡钻事故原因,根据井下卡钻类型做好相关的防卡预案和解卡措施,是实现安全、快速和低成本钻井的关键。
本文分析了钻井过程中所出现卡钻钻井成本。
1 卡钻事故类型及产生的原因1.1 沉砂卡钻用清水钻进或用粘度小、切力低的钻下放遇阻且钻具的上提或下放越来越困难,转动时阻力很大甚至不能转动。
1.2 压差卡钻(泥饼粘附卡钻)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所产生的压差作用下,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。
当钻具接触井壁时,尤其是在钻井液密度较高时在压差的作用下形成一个推力,将钻具压在井壁并嵌入泥饼中。
如果钻具与井壁泥饼所产1)钻井液因素钻井液性能不好,失水量过大,钻井液净化差,固相含量高,加之地层渗透性好,便会在井壁上形成厚厚的泥饼。
如果含沙量高则形成一层“砂饼”,从而提高泥饼的摩阻系数。
若遇到漏失层,钻井液中加入了堵漏材料(如锯末、贝壳渣等),这样同样会提高泥饼的厚度和摩阻力;另外,为了平衡高压地层而采用加重钻井液时,高密的钻井液会在非高压层产生很大的压层钻井液,使钻柱四周有液柱压力存在,可以避免卡钻事故的发生。
4)井身结构井斜过大,会使钻具的大部分贴在井壁上,增加了粘卡的机会。
实践证明,定向井发生粘卡的频率超过了直井。
1.3. 键槽卡钻键槽卡钻多发生在硬地层中,井斜和方位变化大时,形成了急弯(狗腿)的地造成钻头泥包,排量不足而引起的钻头泥包,钻井液性能差引起钻头泥包而产生的卡钻。
1.4.1 泥包卡钻原因1)钻井液循环在没有钻井液循环的情况下钻进,失去了润滑和冷却钻头的手段而造成钻头迅速泥包,甚至烧死牙轮钻头轴承。
在没有钻井液冲洗井壁的情况下,所钻的井眼与液通过,20min左右即可把钻头烧坏,如此时再开泵是开不通的。
干钻引起钻头泥包卡钻的现象主要有:①转盘负荷增大,上提钻具有阻力;②开泵后泵压下降,甚至没有泵压;③钻井液返出正常,钻屑没有返出或突然减少;④井口不返钻井液,此时恢复循环已晚。
169矿山地质岩心钻探施工中事故处理与认识李 堃,周 锋,李文成(云南省有色地质局三0八队,云南 个旧 661000)摘 要:安全生产不仅关系到矿山企业的长远发展,更与广大群众的人身财产安全密切相关,监管部门必须秉持高度负责的态度审查矿山企业的安全生产情况。
在长期的安全管理实践中,矿山企业的安全生产取得了显著成效,但在钻探施工中仍不可避免的存在安全隐患,任何不规范的操作,都可能引发意外事故。
本文分析了矿山地质岩心钻探施工中的常见事故类型和处理方法,以期为采矿施工的安全管理提供参考。
关键词:矿山地质;岩心钻探;施工事故;处理;认识中图分类号:P634.8 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)20-0169-3Accident Handling and Understanding in Mining Geological Core Drilling ConstructionLI Kun, ZHOU Feng, LI Wen-cheng(Yunnan Nonferrous Geological Bureau 308 Team,Gejiu 661000,China)Abstract: Safety production is not only related to the long-term development of mining enterprises, but also closely related to the personal and property safety of the general public. Regulatory authorities must hold a highly responsible attitude to review the safety production situation of mining enterprises. In long-term safety management practice, mining enterprises have achieved significant results in safety production, but there are still inevitable safety hazards in drilling construction. Any non-standard operation may cause accidents. This article analyzes the common types and handling methods of accidents in mining geological core drilling construction, in order to provide reference for safety management in mining construction.Keywords: mining geology; Core drilling; Construction accidents; Processing; know收稿日期:2023-08作者简介:李堃,男,生于1986年,彝族,云南个旧人,中专,助理工程师,研究方向:钻探工程。
卡钻事故原因分析及处理卡钻事故是指在钻井作业中出现卡钻现象,即钻杆或其他工具卡住无法继续下入或提出井口的情况。
卡钻事故可能导致生产停工、设备损坏甚至人员伤亡,因此对卡钻事故的原因进行分析并采取相应的处理措施非常重要。
卡钻事故的原因主要包括以下几个方面:1.井壁失稳:井壁的稳定性是钻井作业的重要条件之一,如果井壁不稳定,容易造成井壁塌方、孔壁开裂等问题,导致钻杆卡钻。
井壁失稳的原因可能包括地质条件不好、井眼不足、地层水压过高等。
2.井筒过窄:当井筒直径过小时,钻杆容易卡在井筒内无法移动。
井筒过窄的原因可能包括工程设计不当、沉积物、钻屑等杂质堆积在井筒中等。
3.钻杆弯曲或损坏:钻杆的弯曲或损坏会导致其无法顺利下入或提出井口,从而造成卡钻事故。
钻杆弯曲或损坏的原因可能包括操作不当、材料质量不良、工作环境复杂等。
4.钻井液性能不好:钻井液的性能直接影响钻井作业的顺利进行,如果钻井液的流变性能不好,容易造成钻屑无法快速排除,从而导致钻杆卡钻。
钻井液性能不好的原因可能包括配方不当、浓度过高或过低、污染等。
5.井口操作不当:井口操作不当可能导致钻杆卡钻。
例如,钻杆下入或出井时速度过快、钻杆与井壁摩擦等。
针对卡钻事故的处理措施可以根据具体情况进行,但一般可以遵循以下几个原则:1.综合分析:针对卡钻事故,需要综合分析具体原因,了解作业环节、操作过程以及工作条件等因素,找出造成卡钻的主要原因。
2.紧急处理:一旦发生卡钻事故,需要立即停止钻井作业,采取紧急措施,保护钻杆和井眼不受更多损害。
同时保证人员安全,做好事故现场的救援和处理工作。
3.采取措施解除卡钻:根据具体情况,可以采取不同的措施来解除卡钻。
例如,可以使用钻杆打击、旋转、拉伸或振动等方法来解除卡钻;也可以使用卸重器、撤框器等专业工具来解除卡钻。
4.防止再次发生:事故处理完毕后,需要对钻井作业的各个环节进行全面检查和分析,找出事故发生的根本原因。
并采取相应的措施,包括加强工艺管理、提高作业操作标准、改进工作设备等,从而防止类似事故再次发生。
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。
卡钻事故原因分析及处理冯宗伟(长城钻探钻井液公司技术中心,北京)摘要正确分析钻井过程中发生的卡钻事故原因,根据井下卡钻类型做好相关的防卡预案和解卡措施,是实现安全、快速和低成本钻井的关键。
本文分析了钻井过程中所出现卡钻现象原因,并根据不同的卡钻原因将卡钻分成了沉砂卡钻、压差卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻和落物卡钻等七大类,同时按照不同的卡钻类型制定了相应的防卡解卡措施,为保障井下安全提供了一定的技术支持。
关键词钻井液密度卡钻解卡钻井过程中,由于各种原因造成的钻具陷进井内不能自由活动的现象,称为卡钻[1]。
地层原因、钻井液性能不良、操作不当等都可能造成卡钻。
必须针对不同情况进行分析,以便有效的解卡。
及早地发现井下异常并采取适当措施是防卡的关键。
通过对不同卡钻原因的分析和总结,制定相关的防卡解卡措施,以便减小钻井过程中卡钻事故的发生频率,提高钻速,降低钻井成本。
1 卡钻事故类型及产生的原因1.1 沉砂卡钻用清水钻进或用粘度小、切力低的钻井液钻进时,由于其悬浮岩屑的能力差,稍一停泵岩屑就会下沉,停泵时间越长,沉砂量就越多,尤其是在钻速较快时更是如此,严重时就可能造成下沉的岩屑堵死环空、埋住钻头与部分钻具,形成卡钻。
此时若开泵过猛还会憋漏地层,或卡的更紧。
沉砂卡钻的表现是:接单根或起钻卸开立柱后,钻井液倒返甚至喷势很大,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,转动时阻力很大甚至不能转动。
1.2 压差卡钻(泥饼粘附卡钻)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所产生的压差作用下,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。
当钻具接触井壁时,尤其是在钻井液密度较高时在压差的作用下形成一个推力,将钻具压在井壁并嵌入泥饼中。
如果钻具与井壁泥饼所产生的摩阻力与钻具在钻井液中的重量之和大于钻机安全提升拉力时,则发生卡钻事故。
地质岩心钻探施工中吸附卡钻事故处理分析
发表时间:2020-04-08T02:58:11.132Z 来源:《防护工程》2020年1期作者:姜右吉[导读] 在社会经济持续高速化发展下,对资源的需求不断加大,对地质资源的勘查技术要求更高。
湖南省有色地质勘查局二四五队湖南吉首 416000
摘要:在社会经济持续高速化发展下,对资源的需求不断加大,对地质资源的勘查技术要求更高。
在当前,我国地质岩心钻探技术研究已经取得较大进步,并愈加标准化、精细化,在这个趋势下为有效的提升资源勘查的质量,提高我国地质勘查工作的效率,我们还需更深入的研究地质岩心钻探施工阶段存在的问题,对吸附卡钻事故问题的有效处理,确保钻孔施工的效率和质量。
下面就对其进行分析。
关键词:地质岩心;钻探技术;卡钻事故
前言:我国是一个资源大国,但由于人口较多,使得资源人均占有率较低,从人均占有量进行分析,资源相对匮乏,在经济快速的发展中,资源需求巨大。
因此我国已加强资源保护,在保护过程中,还需积极的探索研发新的资源勘探技术,确保我国资源供应,促使我国资源的可持续化发展。
1 地质岩心钻探施工技术的概述
地质岩心钻探技术主要是利用钻探设备和工具对地壳岩石以及土层进行破碎,从而在地壳中形成一个直径较小、深度较大的钻孔可采取岩心来了解地层深部地质情况。
在正式施工的时候,钻探孔通常是在150mm内,需要结合实际施工情况,更换不同大小的钻头,进而获取不同孔径的钻孔。
岩心钻探技术主要是钻到深度不同岩体中,分析岩心、矿样,将其作为地质开采的依据。
在19世纪后期,我国就对该技术应用,但受条件所限勘探设备主要是从西方国家所采购的。
在20世纪中期,我国自主研发岩心钻探的设备,摆脱对国外设备的依赖,在当前我国大量应用的岩心钻探的技术,仍存在技术的不先进,在一定程度上增加了成本。
岩心钻探技术在当前虽获取政策方面的扶持,但是并未得到实质性进展,技术进展缓慢,在钻探施工中事故问题的频繁出现。
要求加强对岩心钻探技术的优化,全面提高岩心钻探效率。
2 吸附卡钻的成因分析
在地质岩心的钻探阶段,尤其是深孔的施工受到复杂地层因素的影响,经常会出现孔内吸附卡钻的问题。
吸附卡钻的问题主要是在产生卡钻问题后,泵压就会处在正常状态,泥浆能够正常的循环,没有孔壁的坍塌和岩屑的沉淀,提拉钻杆,使得伸长活动距离的减小,在达到一定范围后就会停止,钻具在孔内不能正常活动。
在钻杆处在运动状态时,滤饼与钻杆之间存在着一定水分子进行作用,促使两者之间保持一定距离。
在这个过程中,两者之间只有摩阻力,没有吸附力。
若是钻杆处在静止状态下,孔内的泥浆液柱静压力与地层压力差,孔越深,压差就越大。
对钻杆横向力则是更大,使得钻杆贴近孔壁,在岩心钻探施工的时候,产生孔斜,钻杆因为自身重力的水平力,压向孔壁的下侧,而钻杆贴向孔壁,促使钻杆与滤饼的间隙达到正负电荷吸附的范围,产生吸附作用,产生最终的卡钻问题。
3 吸附卡钻事故处理的方法分析
吸附卡钻作为地质岩心在言谈施工的常见事故,在深孔施工阶段比较常见。
就其处理过程的及时、科学、正确与否之间会直接影响到工程施工效率和进度。
总而言之,就地质岩心钻探施工阶段的吸附卡钻事故问题的处理方法主要有下面几点:
第一,在地质岩心的钻探施工阶段,在钻杆吸附之后,我们需要严格按照有关规范要求采用稀泥浆进行大泵量的循环,对钻杆进行上下窜动操作,在确保设备安全的基础上进行起拔,若是升降机提升能力的不够,还需要应用吊车、千斤顶的方式,对其拉力进行增强,经过借助钻杆伸张、收缩、振动的作用,引起泥浆在孔内进行横向的冲击,在伸缩作用下,钻杆会滤饼瞬间形成微小的间隙。
第二,碱水浴解卡方法。
碱水浴是解除地质岩心钻探施工吸附卡钻的有效方法,主要原理是采取碱水的效能,降低泥浆的粘滞性,在施工阶段出现吸附卡钻之后,应用2%-3%的纯碱水溶液对其进行水浴处理,这个方法需要在卡钻的初期进行效果好,一般在2-10小时就能够完成解卡,碱水不破坏孔内泥浆,在解卡之后的泥浆还可以使用,所以这个方法的解卡较快,成本相对较低。
第三,原油浴解卡方法。
原油浴主要是采用天然原油、柴油混合液在泥浆泵的高压作用下,压送到卡钻孔段,一般高出卡钻位置的50-100米。
因为原油表面的张力比较小,附着力较强,可以顺利浸入粘附微小的空隙,在粘黏物颗粒周围包闪一层油膜,辅助驱动粘黏物的上升,腐蚀破坏滤饼和钻具粘附力,进而解除卡钻的问题。
4 施工方法步骤和要求施工准备
第一,计算出被卡位置,利用钻机自反出上部未卡钻具。
第二,孔径和孔内被卡钻具,选择满足要求的套铣头、套铣筒、钻具组合。
第三,下套铣筒之前,被卡钻具上部孔眼应该顺畅无阻,在下套铣管柱速度应该控制在0.3m/s以内,严禁顿钻溜钻的问题出现。
如果遇到了阻碍,需要起钻,采用钻头加岩心管下钻扫孔的方式,使得孔眼的无阻,再下套铣管柱。
利用套铣转动逐步把吸附在钻具上的泥皮和水化后的粘土进行去除,再下入同径反丝钻具,反出下部钻具,反复如此,直到解除本次事故
5 吸附卡钻事故问题的预防措施
第一,保证钻孔内的稳定性,对钻进的参数设置进行准确把控,在钻进阶段,尽可能的采取大泵量,并且在正式施工阶段,为有效确保钻孔轴线垂直度,采取扶正器等方式,避免设备倾斜。
第二,保证钻探设备的各性能完好性,在施工阶段,有关人员还需全面的检查钻探设备,若是遇到孔内实施设备检修的时候,需要不定时的活动进行钻具,不能让钻具在孔内静止时间过长,保持孔内泥浆的循环顺畅。
第三,在钻探阶段,施工人员需要对吸附卡钻事故操作和预防进行落实,分析和判断施工可能产生的吸附卡钻事故,做好有关的预案工作。
在正式施工阶段,严格依据规范要求进行操作,掌握孔内情况,若是产生事故问题,需要及时的采取科学合理的处理方法。
结束语:
总之,在地质勘探、资源开采的过程中,我们需要进行地质岩心钻探施工,钻探施工常在复杂的地质条件下进行,因为诸多因素,使得钻探阶段极易产生吸附卡钻的问题,所以我们需要分析其问题出现的原因,采取有针对性的解决方法,全面的提升钻孔施工效率和质量。
参考文献:
[1]地质矿产部、国家统计局.1997.地质勘查统计主要指标解释(地发〔1997〕175号文)
[2]建筑材料工业部地质公司.1982.建材地质勘探钻孔质量标准:1-10
[3]中国建筑材料工业地质勘查中心.1993.建材地质岩心钻探规程:63-68
[4]中华人民共和国国土资源部.2010.地质岩心钻探规程(DZ/T0227-2010),北京,中国标准出版社:41-51
[5]中华人民共和国煤炭工业部.2008.煤炭地质勘查钻孔质量标准(MT/T1042-2007),煤炭工业出版社:4-10。