钻井事故与复杂问题（第三章 井下落物事故）

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第三章 井下落物事故

井下落物事故种类繁多,广义而言,凡钻具、套管、油管、电缆、钢丝绳等落入井下,都

是井下落物,而且是大型落物,?我们放在其它章节中论述。本章所说的井下落物是指那些碎小的不规则的没有打捞部位可与打捞工具连接的落物,如牙轮、刮刀片、手工具等。这些落物,有的掉到井底,成为继续钻进的拦路虎;有的掉到钻头或扶正器以上部位,成为造成卡钻的直接原因;有的掉在井眼中途,横梗在井眼中,阻断了钻具运行的通路;这些事故不消除是无法继续钻进的。落物事故是井下事故中发生频率最多的事故,造成的损失也是非常大的。

第一节 落物事故发生的原因

1. 产品质量有问题:如牙轮钻头在厂家规定的参数内运行时,仍然发生牙轮裂开、焊缝裂开、巴掌断裂、连接螺纹断裂、密封失效轴承早期磨损、掉齿、掉水眼等,?这些现象,除某些外界因素影响外,主要是产品质量上存在某种缺陷而引起的。刮刀钻头的刮刀片折断落井和刮刀片材质、锻造工艺及焊接质量有关。

2. 使用参数不当:过高的钻压,过高的转速,使钻头过早地产生疲劳现象。送钻不均,使钻头产生冲击负荷。溜钻、顿钻、又使钻头在短期内承受超过其设计能力的巨额载荷。这些都足以造成钻头事故。

无论是牙轮钻头的牙轮还是刮刀钻头的刀片,都不可能在同时间内全部落井,总是先有一个或半个落井,而操作者不查,在井下已有别钻、跳钻或进尺锐减的情况下,仍不甘心起钻,而要反复试探,这样就把第二个第三个牙轮或刮刀片别入井下,使事故更加恶化。

3. 起下钻过程遇阻遇卡时,?操作不当,猛提猛压,除容易造成卡钻外,也容易使钻头受损,如五十年代末在玉门油田经常发生起钻遇阻时拔掉牙轮的事故,七十年代初在江汉油田经常发生下钻时顿掉牙轮的事故,发生这些事故的钻头都是当时上海钻头厂制造的钻头,除钻头质量有问题之外,操作不当也是发生事故的主要原因。

4. 超时使用:?任何钻头在一定的钻井方式下都有一个可供参考的使用寿命,但不是固定不变的,它和钻遇的地层条件、钻进参数、钻井液性能、井底温度、井底清洁程度都有密切关系;?而且同一个厂家生产的钻头,其质量也非整齐划一,工作寿命也是有区别的。所以我们不能以厂家介绍的钻头使用时间做为唯一的依据,而应根据钻头在井下的实际工作情况分析判断,决定起钻时间。影响牙轮钻头使用寿命的最主要因素是轴承的磨损,轴承的磨损有个过程,由紧配合到松配合到滚珠掉落、牙轮卡死、牙轮偏磨、直至牙轮脱落是一个较长的过程,有经验的操作者,不难发现其异象如进尺减慢、扭矩增大、转速不匀、别钻、跳钻等。如果停钻及时,绝不会发生问题。

5. 钻头与接头连接螺纹的规范不一致,或者是在大扭矩下将母螺纹胀大,或者不加控制的打倒车造成整个钻头落井。

6. 顿钻造成钻头事故。由于机械故障,或工具失效,或操作失误,或套铣中途遇卡的钻具,都有可能使钻具顿入井底,给钻头施以极大的冲击力,造成部分或整个钻头的落井事故。

7. 从井口落入物件。除正常钻进外,?井口往往处于不封闭状态,在起下钻、接单根及其它作业过程中,井口工具及其另件落入井中的机会较多, 大者如卡瓦、吊卡、小者如榔头、橇杠、形形色色,?不一而足。这些物件有的落入井底; 有的粘附在井壁或坐落在壁阶上,?随时有造反的可能;有的横梗在井筒中间,阻断了钻具运行的通道。

在钻进过程中,?有时为了测斜,需要投入测斜仪,为了取心,需要投入钢球,但这些工序只有在钻具完整地情况下才能有效。一旦钻具断落,?地面没有发现,仍盲目地投入这些物件,十之八九会落入下部落鱼的环形空间内,将成为卡钻的主要因素。

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第二节 井内有落物的象征

1. 井底有较大的落物时,钻头一接触落物就会发生别钻或跳钻,钻压越大,别、跳越历害,

根本不会有进尺。起出钻头检查,有明显地伤痕。

2. 井底有较小的落物时,有较轻的跳钻或别钻现象,时而有,时而没有,没有一定的规律性。机械钻速相对较低。起出钻头检查,若是镶齿则有断齿或掉齿现象,若是铣齿则齿顶有被锤击的现象。

若井底有更小的落物如牙轮的牙齿及轴承的滚珠、滚柱等,在钻进时井底也比较平稳,不发生跳钻别钻现象,?但钻头磨损很快,特别是对PDC钻头为害甚大,达不到预期的进尺和工作时间。起出钻头检查,有折齿和掉齿现象,钻头巴掌外缘有明显地横向刻痕,甚至下部钻铤和配合接头上也有刻痕。

3. 若钻具在井内,?从环空中掉入落物,若掉在井径大的地方,待在壁阶上,则起下钻无妨碍;若掉在井径小的地方,?则会对钻具的起下形成阻力,严重时会造成卡钻。若落物正好在钻头以上,往往是上提遇阻下放不遇阻,在没有阻力的情况下,可以转动钻具,但上提有阻力时,转动就相当困难。这种落物不一定是从井口落入的,往往是从井壁掉下的,如坍塌的砾石、水泥块、岩块等。

4. 若有较大的落物落不到井底,而是横梗在井眼中部,则下钻会遇阻,转动有别劲,起出钻头或其它工具检查,会有明显地伤痕。

第三节 预防井内落物的措施

1. 防止从井口落入任何物件:?首先对井口常用的专用工具如吊卡、卡瓦、安全卡、吊钳等进行仔细地检查,?每一个螺钉、轴销、穿销、都要紧固齐全。一般情况下,井口不许使用撬杠、榔头等手工具,不得已而用时,要采取防掉措施,如盖好井口、拴保险绳等。上卸钻头必须使用钻头盒。双吊卡起下钻要用小补心。总之,要堵塞一切可能落物的漏洞。

2. 钻头使用要根据井下实际情况掌握,?若井下有异常情况如别钻、跳钻、扭矩增大、应仔细判断是什么原因造成,?一般的说有三种情况:(1)井下有落物,调整钻压、转数不起作用,进尺锐减或无进尺;(2)钻遇特殊地层,?如钻遇砾石层就会跳钻,钻遇某些泥页岩层也会别钻,但有进尺,且钻速基本均匀,调整钻压转数后会见到明显效果;?(3)钻头早期磨损如轴承旷动、牙轮互咬、牙轮卡死、都会发生别钻、跳钻现象,但有进尺而钻速降低。遇到这些情况,如果一时判断不清,虽然钻头使用时间不够,也要及早起钻,勿贪小利而酿大祸。

3. 井下情况不正常,如悬重下降、泵压下降、在地面查不出原因时,绝对禁止从钻具水眼内投入任何物件如测斜仪、憋压钢球等。

4. 裸眼井段井径不规则,?有多个壁阶存在,下钻时在此井段要慢速下放,以防某个牙轮接触壁阶受力过大而折落。因为壁阶遇阻和缩径遇阻不一样,缩径遇阻是三个牙轮同时受力,而壁阶遇阻只有一个牙轮受力,很容易发生顿落牙轮事故,?而且顿落的牙轮不是掉到井底,而是待在壁阶上,状态很不稳定,一旦下落,便会造成恶性卡钻。

5. 表层套管和技术套管的套管鞋必须与管体本身连接牢固,并且用粘结剂粘牢或用电焊焊死,套管鞋与井底的距离越小越好,?而且应坐在不易垮塌的砂岩井段,因为这部分的水泥石往往固结不好,很容易掉水泥块和套管鞋,给正常钻进带来麻烦。

6. 钻头的配合接头螺纹规范必须与钻头连接螺纹的规范一致,防止整个钻头脱扣入井。

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第四节 井下落物的处理

井下落物妨碍正常钻进,必须加以处理。但井下落物有大有小,形状各异,因此,处理井下

落物的方法也是多种多样。

一. 不规则细碎物件的打捞:

如牙轮、刮刀片、钳牙、卡瓦牙、小型手工具等可用打捞器进行打捞。常用的打捞器有以下几种:

(一) 一把抓

一把抓也叫指形打捞篮,?如图3-1所示,是最古老最简单的一种打捞工具。牙高与牙数根据管子的直径决定,一般牙高为管子直径的3/4,或等于管子直径,牙数以8～10个为宜。抓齿在入井前要做退火处理,以防扭断。一把抓接在打捞钻柱下边下入井内,?在距井底0.5～1m的位置,循环好钻井液,然后停泵慢转下放,把落物从井壁处拨向井眼中心,?使一把抓容易套着落物。在抓齿接触井底以后,慢慢加压,加一点压力,?转动一二圈,再加一点压力,再转动一二圈,使一把抓齿向内收拢,包住落物。最大压力以每英寸管子直径不超过10kN为宜,?转动总圈数以6～8圈为限。打捞过程不能循环钻井液,以免把落物冲向井壁。然后上提钻柱,?转动不同的方向试探井底,如各向方入一样,说明一把抓已经包好,即可起钻。如各向方入有高有低,说明落鱼未进入一把抓,?则找方入最多的方向再加压转动一次。

使用一把抓,下钻要慢要稳,因为一把抓齿在与壁阶接触时会提前收拢或变形而失去打捞的作用。

这种工具在浅井(1500m以内)?打捞效果较好,深井打捞就很少用它,因为一把抓齿往往会提前收拢而失效。

(二) 随钻打捞杯

随钻打捞杯是在钻进过程中用于打捞细碎落物如牙齿、滚柱、滚珠等小物件的工具,?在 磨铣井底落物的过程中,?也用于打捞铣碎的铁块,对于保持井底清洁,提高钻头使用寿命,减少或防止钻头意外损伤有重要作用。

如图3-2及图3-3所示,?随钻打捞杯是由芯轴、外筒、扶正块、下接头等组成,分G型打捞杯和H型打捞杯两种。G型打捞杯较短小,使用方便,但容量较小。H型打捞杯的外筒可卸下更换,也便于取出捞获的碎物,容量也较大,使用的效果比G型更

好。

随钻打捞杯的外筒外径较大,与井眼形成的环形间隙较小,而杯

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口处的芯轴直径较小,而与井眼形成的环形间隙较大。因此,钻井液上返时在杯口处流速突然

下降,?形成涡流,其携带能力也大大减弱,在钻井液中携带的较重碎物便落入杯中,在起钻时随钻具捞出。其打捞原理如图3-4所示。

随钻打捞杯,?可直接接在钻头上、磨鞋上或打捞篮上,在起钻前,改变排量冲洗井底,使形状大小不同的碎物在适应的排量下携带至杯口处,落入杯中。

打捞杯杯口处是平台肩,因此起钻至套管鞋处要特别注意,防止杯口挂住套管鞋,造成钻具事故。

随钻打捞杯的技术规格如表3-1所示

表3-1 随钻打捞杯技术规格

型号 LB-G-102 LB-H-102 LB-G-114 LB-H-114 LB-G-127 LB-H-127 LB-G-140 LB-H-140 LB-G-168 LB-H-168 LB-G-178 LB-H-178 LB-G-219 LB-H-219 LB-G-245 LB-H-245 LB-G-102 LB-G-102 井眼尺寸,mm 117.5～123.8 130.2～149.2 152.4～161.9 165.1～190.5 193.7～215.9 219.0～244.5 244.5～288.9 292.1～330.2 连接螺纹 2/8REG 3/2REG 3/2REG 3/2REG 4/2REG 4/2REG 6/8REG 6/8REG 55111117最大外径,mm 102 114 127 140 168 178 219 245 杯体内径,mm 92 106 116 124 151 160 202 217 接头外径,mm 95 108 108 108 140 140 197 197 水眼直径,mm 31.8 38.5 38.5 38.5 57 57 70 70 心轴外径,mm 66.7 79.0 82.6 82.6 114.3 114.3 146.0 146.0 注:代号LB为捞杯,G为固定式,H为可换式.

(三) 磁力打捞器

磁力打捞器是打捞井内可被磁化的金属碎物的一种工具,按磁铁类型分有永磁式和充磁式两种,按循环方式分有正循环式和反循环式两种。

正循环磁力打捞器的结构如图3-5所示,?由接头、外筒、橡皮垫、螺钉、压盖、绝缘筒、垫圈、磁铁、喷水头、铣鞋等组成。打捞器外筒由高导磁性材料制成,磁芯上端的磁力线通过接头和外壳传导,?组成磁力线通路,因此可以把外壳和引鞋看成是由磁性材料制成的磁铁外套,是磁

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铁的一个磁极;而永久磁芯的下端为另一个磁极。在引鞋与磁芯中间用非磁性材料(铜)隔开,

防止短路。打捞时,铁磁落物将两磁极搭通,使之牢固地吸附在磁力打捞器底部。

磁力打捞器技术规格如表3-2所示。

表3-2 磁力打捞器技术规格 公称直径, mm 86 100 125 140 176 190 200 225 255 290 接头螺纹 NC26(2/4IF) NC38(3/2IF) NC50(4/2IF) 1136/8REG 5适用井眼直径, mm 95～108 108～137 137～149 149～184 184～216 203～229 216～241 241～279 279～311 311～375 最大吸力,kN A型 3.5 5.5 9.5 11.0 18.0 21.0 23.0 28.0 38.0 42.0 B型 1.0 1.7 2.2 4.0 5.0 6.2 6.8 9.8 13.0 14.0 注：①适用温度：0～210℃;

②在0～210℃范围内，温度作用的衰减率为每度0.07%; ③振动对磁性物质的衰减率:A型为1%,B型为5%.

使用磁力打捞器,应注意以下几点:

(1)铣鞋的选定:如井下落物尺寸大、数量多、分布广,应选用平鞋,因为平鞋的底面与磁芯底面处于同一平面,与落物的接触面积大,距离近,易于打捞。但打捞时钻压不宜大于10kN,?在有压力的情况下不许转动,?因为那样做,容易损坏磁芯,甚至有可能使磁芯再掉入井中。

若估计落物在井底被泥饼粘住或陷入地层,?应选用拨鞋,它是高出磁芯并割有螺旋线切面的引鞋,可以拨动井底落物。当拨鞋接触井底落物时,?可以慢慢转动钻具,?拨动落物。当

磁芯接触落物时,禁止转动,以防损坏磁芯。 ???????

若井眼不规则或井底是锥形,?磁芯无法接触落物时,可选用铣鞋,它可以钻切井壁,修整井眼,使磁芯接触落物。操作时要特别注意转动下放的深度和施加的钻压,防止将落物压入地层,更不能把磁芯别坏。 ???????

(2)充磁式磁力打捞器,下井以前必须先给磁芯充磁,并注意充磁极性,不得接反。 (3)?下井前应检查磁芯吸力、外观、螺纹及水眼情况,?连接磁力打捞器时应将磁力打捞器放在木板上进行,不许把工具直接放在转盘上,更不许在搬运和连接过程中猛烈震击磁力打捞器,以防失磁。 ???????

(4)?工具下至距落物2～3m时,开泵充分循环钻井液,并慢慢下放到井底,将井底积砂冲洗乾净。若用正循环法打捞,?可以直接开泵打捞或停泵打捞。若用反循环法打捞,?可上提钻具,停泵投球,再下放至距井底 0.3～0.5m循环钻井液,?边循环边下放打捞,然后上提 0.3～0.5m,?转动不同的方向,反复打捞几次。检查方入,如各方向方入一样,即可起钻。起钻时不许用转盘卸扣,以防将落物甩脱。

(四) 反循环打捞篮

反循环打捞篮是利用工具的特殊结构,?造成钻井液在井底的局部反循环作用将井底碎物冲入篮内而进行打捞的工具。如图3-6所示,它是由接头、筒体(包括外筒和内筒)、喇叭口、球座、篮框、篮爪、铣鞋等组成。筒体是双层结构,?上水眼向上倾斜45°,一般直径为20～25mm,数量4～6个。它使内筒空间与井眼环空连通,?但与内外筒之间的环形间隙隔开，反循环时,它是井底钻井液从内筒返出的通道。下水眼向下倾斜15°,直径一般为8～10mm,

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数量16～20个,它使内外筒之间的环形间隙与井眼环空相通,是使射流通向井底形成反循环

的通道。筒体下接铣鞋,铣鞋有各种型式,如内外出刃敷焊钨钢粉铣鞋,适用于较软地层；内外出刃、铺焊碳化钨块、耐磨性强的,可用于较硬地层；底部不出刃的平底型铣鞋,镶焊硬质合金,耐磨性更高,可用于磨铣井底落物,并可在硬地层中取心。使用时要根据井下情况进行选配。

1.反循环打捞篮的内部结构为:

(1) 喇叭口:用以引导钢球进入球座。

(2) 球座:?钢球投入后,坐于此处,断绝钻井液正循环的通路。 (3)篮框与篮爪:?像取心工具的岩心抓一样,是捞取落物的主要部件,它只允许落物进入而不允许落物退出。另外,打捞后还可以取一段岩心,把落物承托于岩心之上。篮框与篮爪和外筒之间有一定的间隙,?在工作中不随外筒转动,?以免落物或岩心别断篮爪。篮爪多为铜制,万一掉入几个,也不妨碍正常钻进。

2.反循环打捞篮的工作原理是:?

下钻到井底,充分循环钻井液,清洗井底。然后停泵,投入一钢球,待钢球坐于球座上后,堵塞了钻井液向下的通道,迫使钻井液流经双层筒的环形间隙由下水眼射向井底,?然后从井底通过铣鞋进入捞筒内部经上水眼返到井眼环空形成了局部的反循环,在钻井液反循环作用力的冲击和携带下,?被铣鞋拨动的碎物随钻井液一起进入篮框。当停止循环时,篮爪关闭,把落物集中在捞筒内而被捞出。

反循环打捞篮的使用方法如下: 1. 钻具配合:

(1)反循环打捞篮+钻铤2～3柱+钻杆

(2)反循环打捞篮+随钻打捞杯+钻铤2～3柱+钻杆 2. 反循环打捞篮结构的组合:要根据落物的形状、大小及地层硬软等因素来选配篮框及铣鞋,必须做到能使落物进入篮框。如果井下落物是牙轮,就应参考表3-4所给的尺寸,表中A为牙轮最大高度,B为牙轮最大外径。

反循环打捞篮的技术规格如表3-3所示

表3 -3 反循环打捞篮技术规格

型 号 mm LL-F89 LL-F97 LL-F110 LL-F121 LL-F130 LL-F140 LL-F156 LL-F178 LL-F200 LL-F232 LL-F257 LL-F279 LL-F295

适用井眼直径 mm 95～101.6 107.9～114.3 117.5～127.0 130.0～139.7 142.9～152.4 155.6～165.0 168.0～187.3 190.5～209.5 212.7～241.3 244.5～269.6 273.0～295.3 298.5～317.5 320.6～346.1 筒体外径 mm 89 97 110 121 130 140 156 178 200 232 257 279 295 可捞落物最大直径mm 60 64.5 78 90.5 95.5 112 121 132 154 179.5 195.5 211.5 221 钢球直径 mm 30 30 35 35 40 40 45 45 50 50 55 55 60 接头螺纹 NC26 NC26 NC26 2/8REG NC31 NC38 NC40 4/2REG NC46 NC50 NC56 5/2FH NC61 245

117246

LL-F330 LL-F381 349.3～406.4 406.4～444.5 330 381 251 282.6 60 60 NC70 NC77 表3-4 牙轮钻头的牙轮尺寸

钻头尺寸 mm 牙轮尺寸,mm A 50 牙轮尺寸,mm B 68.66

钻头尺寸 mm 266.70～292.10

298.45～317.50

320.68～333.38

342.90～362.00

368.30～381.00

406.40 431.80～444.50

470.00～479.40

508.00 558.80 609.60 660.40 牙轮尺寸。mm A 137.71 B 181.77 95.3～105.0 108.0～114.3 56 74.22 155.60 202.00 117.5～127.0 29.53 81.36 160.33 215.50 130.2～139.7 67.10 83.00 178.60 223.83 142.9～152.4 155.6～165.1 168.3～177.8 69.40 78.98 87.30 102.00 106.40 115.89 187.72 205.00 208.40 243.68 257.18 283.76 181.0～190.5 193.68～203.2 206.40～215.9 219.08～228.2 231.78～241.3 244.48～250.83 94.06 100.80 111.13 115.10 115.89 125.41 123.03 133.75 146.84 153.20 162.72 168.67 223.04 241.30 265.90 277.80 312.34 290.50 282.60 356.00 369.90 367.90 3 下井前的检查

(1) 钢球应能通过钻柱水眼并和球座坐合严密。 (2) 筒体上下水眼畅通。

(3) 篮框在外筒内转动自如,无阻卡,篮爪活动灵活。 4. 打捞步骤:

(1) 下钻完,开大泵量,充分循环,把筒内及井底沉砂冲洗乾净,并探井底记好方入。

(2) 投入钢球,开泵下送, 并根据泵量计算钢球到位时间,当泵压升高1～2MPa时,证明已坐入球座。

(3) 边循环边转动钻具下放,直至距井底0.1～0.2m,这时局部反循环作用最大,最容易捞上落物,应维持15～20分钟循环时间,?然后拨动或磨铣至井底。正常打捞时,原则上不加压,以免铣齿吃入地层后失去反循环作用。

(4)?如果井下落物较大较多,进不了铣鞋,可以加适当的压力(10～20kN)磨铣,使落物改变位置,或将落物磨碎,使其容易进入筒内。磨铣时以低转速(40～60转/分)为宜。磨铣开始时,可能有别跳现象,

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在落物未进入铣鞋前别跳是难免的,待落物进入铣鞋后,别跳现象将减轻甚至会消失。

(5)?如果认为打捞不可靠,?可以钻进取心,?取心长度视内筒长度和落物高度而定,但最少应取心0.3～0.5m,堵塞打捞筒底部,使落物没有脱落的可能。但起钻时不能用转盘卸扣。

(五) 反循环强磁打捞器

反循环强磁打捞器是反循环打捞篮和强磁打捞器相结合的产物,?具有两者的优点。如图3-7所示,它由吊环接头、上接头、筒体、磁头、平鞋、底板及附件引鞋、铣鞋等组成。磁头中心有水眼,供打捞前循环钻井液冲洗井底用,筒体周围均匀分布有很多小孔,?为反向循环钻井液的通道。磁头的顶部有很大的空腔,?供打捞不能磁化的金属小块用。其顶部车有钻杆接头母螺纹,?用于和钻具连接。下部有用螺纹与筒体连接的平鞋(引鞋或铣鞋)?。磁头与筒体形成一个封闭磁路,并将磁通量高度集中在打捞器的底部,?因此在打捞器的底部形成一个很强的磁场区,?在其它部位则不会有磁力传导出来。所以不管在裸眼内或套管内使用,都能称心如意。

它的作用原理和反循环打捞篮一样,?所不同的是反循环打捞篮可以钻进取心,而反循环强磁打捞器绝不可钻进取心。

反循环强磁打捞器技术规格如表3-5所示

表3-5 反循环强磁打捞器技术规格 型 号 mm LC-F92 LC-F102 LC-F114 LC-F124 LC-F130 LC-F146 LC-F159 LC-F178 LC-F200 LC-F225 LC-F230 LC-F257 LC-F279 LC-F295 LC-F302 LC-F330 LC-F380 适用井眼直径mm 95.2～101.6 104.8～114.3 117.5～127.0 130.0～139.7 142.9～152.4 155.6～165.1 168.2～187.3 190.5～209.5 212.7～241.3 237.5～258.5 244.5～269.9 273.0～295.3 298.5～317.5 320.6～346.1 320.6～346.1 349.3～406.4 406.4～444.5 筒体外径mm 92 102 114 124 130 146 159 178 200 225 230 257 279 295 302 330 380 可捞落物最大直径,mm 57.2 63.5 77.8 90.5 95.3 111.1 120.7 130.2 154.0 176.0 179.4 195.3 211.1 220.7 220.7 249.2 279.4 钢球直接头螺纹 径,mm 30 30 35 35 40 40 45 45 50 50 50 55 55 60 60 60 60 NC26 NC26 NC26 2/8REG NC31 NC38 NC40 4/2REG NC46 NC50 NC50 NC56 5/2FH NC61 NC61 NC70 NC77 117磁芯 外径mm 45 52 65 77 81 97 104 110 132 150 153 165 180 190 190 218 245 理想吸力kg 1.24 1.59 2.65 3.72 4.12 5.91 6.79 7.60 10.94 14.13 14.70 17.10 20.35 22.68 22.68 29.86 38.64 引鞋外径mm 94 103 116 127 132 152 164 184 208 234 240 264 292 304 314 344 400 247

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（六）动磁式反循环打捞器

动磁式反循环打捞器主要由拨鞋、岩心抓、磁心、筒

体、球座、钢球、上接头等部件组成，见图3-8。上接头使筒体与管柱连接 ，筒体的上部设置有反循环出口，外筒的下部设置有喷嘴，经外筒下部的喷嘴喷出的射流能有效的将裸露的落物冲向中心，这时拨鞋内的磁心就能有效的吸附靠拢其下端的落物，随着打捞钻进的进行，落物和磁心将被岩芯托起并在筒体内向上滑动。扶正式岩芯抓具有良好的弹性，且可在拨鞋的内锥面上滑动，割芯时，能抱紧岩芯，并把已捞获的落物承托在内筒体里。磁心具有结构新颖、体积小、重量轻、吸附能力大、性能稳定等特点。磁心体与绝磁套组成一个封闭的回路，并将磁通量高度集中在磁心的底部，形成一个很强的磁场区，而在其它部位则不会有磁传导出来。因此，磁心能在内筒里面上、下滑动。拨鞋呈喇叭口状，外径比井径稍小，内径比新的单个牙轮大，即使是新牙轮落井，都能顺利通过。拨鞋的外表面镶有硬质合金，能有效的克服落物和地层阻力，保持外径尺寸。

当动磁式反循环打捞器下到落物附近时，进行正循环，钻井液通过内筒及磁心水眼进入井眼环空上返，可以清洗沉积在落物上的岩屑。调整好钻井液性能后，从钻杆内投入钢球，开泵使之下行，当钢球坐在球座上后，钻井液即经内外筒环隙从喷嘴喷出，进入打捞器下部的井眼环空，由于喷射作用，在工具内腔形成低压或直空，钻井液便从磁心水眼进入内筒，并从反循环口流出上返，形成了局部反循环，将井底落物冲向中间。此时，可慢慢转动着下放打捞工具，直至井底。并上、下活动数次以拨套井下落物和碎屑，可被磁化的落物就被磁心吸附。经转动无别劲，证明落物已进入捞筒后，可钻取一段岩芯，使落物和磁心被岩芯托起并沿内筒壁向上滑动，一般取芯0.3～0.5m,然后，上提一定拉力割断岩芯，起钻时不能用转盘卸扣。

(七) 反循环一把抓打捞篮

如果把反循环打捞篮的铣鞋换成一把抓,?便组成一个反循环一把抓打捞篮,?它的特点是双保险,第一道防线是篮爪,第二道防线是一把抓,当篮爪失去作用时,还可以用一把抓把落物捞出。

它和普通一把抓的不同点是增加了局部反循环功能,?使落物更容易进入捞筒。它和反循环打捞篮的不同点是不能铣进,只能在按反循环打捞篮的打捞步骤打捞之后,再按一把抓的打捞方法,?转动不同的方向,探测井底,找一个方入最多的位置,加压5～10kN,慢慢拨动下放,到井底后,逐渐增加钻压，最大钻压按管径每英寸5～10kN计算,?转动6～8圈,把一把抓包起来,就可以起钻。

(八) 喷射吸入式反循环打捞篮

这种工具和其它反循环打捞工具的作用原理基本相同,所不同的是没有钢球和球座,而是在上接头的下端安装一个喷嘴,在钻井液射流作用下,可形成局部负压,将内筒的钻井液抽入混合室,与泵入的钻井液混合，再流向井底,这样不但增加了反循环排量,而且使环

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空钻井液更容易流入内筒,提高了打捞效率。

它的结构如图3-9所示,?由上接头、喷嘴、混合室、回压球、上水眼、下水眼、内外筒、篮框和铣鞋等组成。

上接头内孔下端装有一个喷嘴,?喷嘴与混合室之间的间隙经滤板和三根管道与内筒下部相通。循环钻井液时,?喷嘴射出高速射流,使喷嘴与混合室之间产生负压,将内筒里的钻井液吸出并进入混合室与泵入的钻井液相混合。混合室与内外筒间的环隙及下水眼相通,进入混合室的钻井液由下水眼喷出,形成局部反循环,增加反循环的速度和力量。

上水眼内装有回压球,保证吸入混合室的钻井液是来自井底而不是来自环空。 吸入式反循环打捞篮的使用方法是:

(1) 选择适当的排量,使喷嘴射流速度保特在80～100m/s之间。

(2) 调整喷嘴与混合室之间的间隙,使射流能吸出最大的流量,例如,LC-F225mm捞筒的间隙为45～60mm。

(3) 工具下井前应仔细进行检查,各处螺纹上紧,水眼不能堵塞。 (4) 打捞操作步骤可参考反循环打捞篮的做法。

喷射吸入式反循环打捞篮的技术规格如表3-6所示

表3-6 喷射吸入式反循环打捞篮技术规格

型号 LC-F92 LC-F102 LC-F114 LC-F124 LC-F130 LC-F146 LC-F159 LC-F178 LC-F200 LC-F225 LC-F232 LC-F257 LC-F279 LC-F295 LC-F302 LC-F330 LC-F380 适用井眼直径 mm 95.2～101.6 104.8～114.3 117.5～127.0 130.0～139.7 142.9～152.4 155.6～165.1 168.2～187.3 190.5～209.5 212.7～241.3 237.5～258.5 244.5～269.9 273.0～295.3 298.5～317.5 320.6～346.1 320.6～346.1 349.3～406.4 406.4～444.5 筒体外径mm 92 102 114 124 130 146 159 178 200 225 232 257 279 295 302 330 380 最大打捞直径mm 57.2 63.5 77.8 90.5 95.3 111.1 120.7 132.3 154.0 176.0 179.4 195.3 211.1 220.7 220.7 249.2 179.4 喷嘴直径mm 10 11 12 14 14 15 16 18 19 19 21 21 23 23 23 25 连接螺纹 NC26 NC26 NC26 72/8REG NC31 NC38 NC40 14/2REG NC46 NC50 NC50 NC56 15/2FH NC61 NC61 NC70 NC77 适用排量l/s 8 10 12 15 18 20 20 25 30 35 35 45 45 50 50 50 60 (九)静水压力落物打捞器

静水压力落物打捞器是利用压差原理进行打捞的工具,?和井下测试钻柱的结构原理基本一样。由静水压力造成的反循环,不是局部反循环,而是整个井眼的反循环,反循环的冲击力量远比局部反循环大得多。

静水压力打捞器是由伸缩式捶拍凡尔、浮动单流凡尔(也可以不要)、落物打捞篮和铣鞋组成。伸缩式捶拍凡尔是钻杆内钻井液通道的开关机构,?浮动单流凡尔是控制钻井液流速的机构,打捞篮和岩心抓一样，是封闭筒口不使进入筒内的落物下落的机构,铣鞋是拨动落物使其集中于铣鞋内部的机构。在下钻过程中，捶拍凡尔一直是关闭的,井内的钻井液返不到捶拍凡尔以上。当打捞篮下到井底套住落物后,下放钻柱加压，打开捶拍凡尔,?由于环空液柱压力大于钻柱内液柱压力,钻井液在此压差作用下,迅速冲进捶拍凡尔以上钻杆内部的低压区内,?随即将落物带至打捞篮内。这时捶拍凡尔下位于罩帽内的浮动单流凡尔也被液流冲向凡尔座, 防止捶拍凡尔上下的压力过快的达到平衡,?这样在起钻前就可以进行多次冲流打

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捞。因为捶拍凡尔以上的流道面积很小,?能把液体流量限制得很小,在内外压力达到平衡之

前,有足够的时间来关闭捶拍凡尔,?所以不加浮动单流凡尔也可以。轻提钻柱，捶拍凡尔即可关闭,液流停止流动,单流凡尔也将回落至壳体底部。若要进行第二次打捞,再下放钻具加压,又可以打开捶拍凡尔,于是又产生反向液流,把第一次冲洗未带走的落物再次冲起并带至打捞篮内。这样的操作可以进行若干次。

使用这种工具必须注意以下几点:

(1)?要有适当的掏空深度:钻柱内掏空深度太少则形不成较大的压差,掏空深度太长,内外压差太大,有可能挤毁管柱。所以应在管柱内灌入适量的钻井液,形成一个缓冲垫,以此来控制钻柱内外压差。

(2) 这种工具只能在套管内使用,或在下有技术套管而裸眼不长的井段内使用。因为这种高速返流的方法虽然对打捞落物有利,但容易冲垮井壁,造成井塌,反而会酿成更严重的事故。

(3) 使用这种工具,不能循环钻井液,因此必须在井下情况正常、井底无积砂的情况下使用。

(4) 在打开捶拍凡尔的同时,必须给环空灌入钻井液,保持环空液面不降,液柱压力不降。这不仅有助于形成捶拍凡尔上下的压差,而且有助于井底压力的平衡,防止井涌、井喷等事故的发生。

(十)气举打捞器

气举打捞器主要由密封室和承接室两部分组成。密封室是长长的厚壁圆筒,下端有隔板,隔板上装有起爆器,整个密封室是密闭的。密封室下端有螺纹和承接室连接,承接室下部装有类似卡板式岩心抓的档片。用电缆将打捞器下到井底,?通电引爆起爆器,炸开隔板,由于隔板上下压差很大,在巨大的压差作用下,钻井液携带着井底落物冲入密封室。此时,档板向上翻转,允许落物通过;当钻井液冲速降低时,档板在弹簧力的作用下恢复到水平位置,?落物便被阻档在承接筒内。密封室和承接室的体积根据需要设计。筒体和隔板的抗压强度根据井底压力设计,必须防止提前挤毁。这种工具在套管内或比较乾净的裸眼内打捞效率是很高的。

(十一)取心打捞器

取心打捞器就是一个较短的机械加压式取心筒,如图3-10所示,它是由上接头、外六方心轴、内六方接头、销钉、外筒、内筒、爪式岩心抓、铣鞋等组成。它利用铣鞋划眼把落物套入内筒,然后加压,剪断销钉,钻压由外六方心轴传给内筒, 内筒下压爪式岩心抓,使岩心抓沿铣鞋内台肩斜坡向中心收缩,?捞获并承托落物。它的打捞作用类似一把抓,?但比一把抓优越,首先爪子受到外筒的保护,不会在下钻过程中收缩,?其次可以利用铣鞋拨动落物甚至还可以取心, 把井底打扫乾净。

使用此种工具时应注意:

(1)?井底落物的最大尺寸不得大于铣鞋的内径,?井底有两个以上牙轮时,很难进入内筒;

(2) 可以和打捞杯联合使用,?打捞杯捞小件,打捞器捞大件; (3) 下钻遇阻不得超过销钉的剪切力,?可以开泵循环划眼;

(4) 下钻距落物顶0.5m大排量循环钻井液,冲洗内筒,然后下放,冲净落物周围沉砂;

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(5) 停泵，上提1m左右,边转动边下放钻柱,将落物套入内

筒,直至落物底部;

(6) 开泵,?轻压慢转取岩心0.2～0.3m;

(7) 停泵,加压,剪断销钉,使爪式岩心抓收缩,即可起钻。

（十二）反循环井底清洁器

这是清除井底碎物的有效工具，它是反循环打捞篮和打捞杯的结合物，它能干净的清除井底碎物包括不能磁化的铝、铜等杂物。对延长钻头使用寿命特别是金刚石钻头和复合片聚晶金刚石钻头的使用寿命起关键作用。

如图3-11所示，它是由上接头、筒体、中心管、可换磨鞋体、过滤挡板、钢球等零件组成。

1.上接头:是正反循环钻井液的主体机构.上端母螺纹可与钻柱连接,下设两个钻井液流道,水眼部分设有球座.

2.筒体:上连接头,下连磨鞋,与中心管组成储物室.在筒体

上部开有若干个小孔,成为钻井液反循环时的出口.

3.中心管:做为正反循环时的流道,也是反循环时举升井底碎物的通道.其上部与过滤挡板连接,下部与磨鞋连接.中心管上端开有φ80mm孔两个.是落物的通道。

4.可换磨鞋体:用以将井底落物磨碎。

5.过滤挡板:钻有φ8mm圆孔24个,它允许钻井液流过,但不让落物通过,只能使落物经φ80mm圆孔而落入储物室.

6.钢球:一般为φ50mm圆球,当它坐入球座时,堵塞了正循环的通道,迫使钻井液从上接头斜侧孔流出，形成工具的局部反循环，便于打捞。

它的工作原理是：当工具下至井底后，可以开泵进行正循环，清洗井底。打捞时，投入钢球，待钢球坐入球座后，钻井液便流经上接头侧斜孔、中心管从外筒上部的圆孔上返，形成局部反循环，把井底碎物带到储物室内。如井底有较大落物，可以用磨鞋铣碎，再进行打捞。

（十三）双筒钢丝捞筒

该工具用于打捞井底较大落物如牙轮及牙轮带巴掌，其大小形状只要能进入内筒，即可打捞，其结构如图3-12所示，外筒下接铣鞋，如落物外形较大或不规则，可以先进行磨铣，待其铣碎或磨小后，即可进入内筒。内筒套合在外筒中，内部栽有许多钢丝，落物进入内筒后，即被钢丝卡住，但内筒不会随外筒旋转，不会破坏卡紧结构。所以落物就被稳稳地打捞上来。

（十四）井壁落物打捞工具

有些落物没有落到井底，而是镶嵌在井壁上，有随时掉下形成卡钻的危险。对于这种情况要根据落物的形状和大小来采取不同的措施。如果物体较大，只能用磨铣或用偏心偏水眼

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反刃尖钻头拨划的办法将落物拨到井底再进行处理，或者把它挤入软地层中，使它待得稳固

一些。以消除后患。如果落物较小，如井壁取心器等可以用刮壁器和捞杯相组合的工具进行打捞。该工具如图3-13所示,将捞杯接在刮壁器以下，用刮壁器拨划目的层段井壁上的镶嵌落物，待落物下行时，便落入捞杯中，将它捞出。

(十五)液力打捞器

1．结构：该打捞器由打捞篮弹簧叶片、储物腔、喷射泵、扩散室、平行通道、球座、钢球、接收室等组成。如图3-14 所示。以Φ１９５mm打捞器为例，外径 Φ１９５mm工具适用于Φ215,9mm井眼，喷嘴直径 Φ14mm，储物腔长度615 mm，工具全长1638mm，打捞器负荷5～10kN。

２．工作原理：下钻后充分循环钻井液，清洗井底．然后投球，当钢球坐入球座后，堵塞了大通道，迫使液流经喷嘴喷出，经混合室吸入接收室中的液体后由扩散管和孔排到环空．进入环空的液体一部分在储物腔低压的作用下流向井底并经平行通道到接收室，形成反循环，在上升液量６～８L／s举升作用下，落物很容易被举升到捞筒中．进入捞筒的落物，由可转动９０°的弹簧叶片托住而被捞出．

３．使用方法：

（１）Φ１９５mm打捞器要求排量不少于20～

25L/s，投球入座后，排量提到24L/s以上，使筒内上升液量不少于6～8L/s。

（2）缓慢旋转下放，让引鞋拨动落物，并将落物集中到井眼中心，循环和拨动3～5分钟，借助反循环液流举升到储物腔而被捞出。本打捞器一次可捞出三个牙轮。

二. 光杆落物的打捞

有时有些光杆状的落物如测斜仪、电测仪、橇杠等落入井内,它既不能横卧于井底,又不能直立于井筒,而是斜靠于井壁。同时又没有可供抓捞的部位,?对于这种落物需要有特殊的工具进行打捞。

(一) 卡板式打捞筒

如图3-15所示,卡板式打捞筒由接头、筒体、两付卡板和引鞋组成。卡板只能向上活动不能向下活动，平常由于弹簧的作用,保持水平状态,因此它只能让落物进入而不允许落物脱出。引鞋是引导鱼头进入捞筒的工具,其基本型式有三种,如图3-16所示:(a)为加大引鞋,在井眼大捞筒小的情况下适用;(b)半圆式引鞋，即沿周向将管壁的二分之一削去0.3～0.4m,形成一个高差,这对于判明井下打捞情况十分有利,因为光杆落物斜倚于井壁,?能不能把它引入捞筒是打捞成败的关键。这种引鞋可以使我们对落鱼是否进入捞筒了如指掌,在现场多次使用,成功率极高;(c)壁钩式引鞋,它可以拨动鱼头,改变鱼头在井内所处的位置,有利于引入。

打捞筒的使用方法:

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（1）工具的检查与丈量:引鞋的外径以小于井径15～20mm为宜,引鞋太小,碰到的可能

是鱼身而不是鱼头,?给判断情况和实施打捞都带来困难。引鞋的高边与低边之差必须丈量清楚 ,?这是判断井下情况的主要依据。上卡板至引鞋端部的距离必须小于落物长度，否则,?上卡板将不起作用。铣鞋和捞筒内部不能有平台肩,?以免对落物的进入形成障碍。

(2)?打捞步骤;工具下入井中，充分循环钻井液,清洗井内积砂,保持井壁稳定,然后下放探鱼,遇阻时的压力不许超过5kN,只要有显示即可,?因为

压力过大有可能把鱼头挤入井壁,也有可能把鱼身压弯,这是打捞失败的主要原因。如果使用的是半圆式引鞋,其打捞步骤为:下放探鱼,遇阻之后,记一个方入,如图3-17(a)所示;提起钻柱,旋转180°?,再往下探,遇阻之后,再记一个方入,?如图3-17(b)所示;两个方入之差正好是引鞋的高差,?此时选择方入多的那个位置即引鞋低边接触鱼头的那个位置下探,遇阻后,稍微上提一点(约0.10～0.15m)?再旋转180°,其目的是让引鞋的高边把鱼头引入打捞筒,如图3-17（c）所示;再下放捞筒,?若引鞋低边不遇阻,说明落鱼已引入捞筒,可下放打捞,使落鱼进入两付卡板之间,如图3-17(d)所示，即可起钻。如果旋转180°之后,引鞋低边仍然遇阻,可能是打捞筒旋转角度不足或已超过,或者是鱼头挪动了位置,此时再转动180°,再下探,直至顺利把鱼头引入捞筒为止。不过,要注意,任何时候不能把引鞋高边提离鱼顶。

如果使用的是图3-16(c)?所示的壁钩式引鞋,其打捞方法和上述基本相同,不过,壁钩可以拨动鱼头,使其改变在井中所处的位置,具有更大的灵活性。

如果使用的是螺线型切口引鞋,?如图3-16(a)所示,没有截然明显地高低边,而且高差也小,只好在遇阻后,?向上稍提一点,采取边转边放的办法,把鱼头引入引鞋。但已确知落鱼进入捞筒之后,则不允许转动,因为此时如果转动,有可能掰掉卡板,使打捞失效。

(3)井底有积砂,可以循环钻井液冲洗,只要捞筒能下到井底,说明打捞是成功的。但有时落鱼并不在井底,?而在井筒中间,鱼头进入捞筒后,下放距离应以鱼头进入上卡板为限,然后上提数米,再下放试探,在原鱼头位置碰不到鱼头,可能有两种情况,一种情况是可能已打捞成功;另一种情况是落鱼经拨动之后解卡下行。如果掌握不准,可继续下钻试探,但下钻速度一定要慢,若有遇阻,可按前述方法进行打捞。探鱼时转动方向若有引鞋的高差存在,说明是碰到了落鱼,若无高差存在,说明不是落鱼,

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而是其它原因遇阻,就不必再探,而可以直接起钻了。在这种情况下,?只有半圆式引鞋才可以

看得清清楚楚 ,如用其它型式引鞋,就很难分辨清楚了。

(4)起钻时不许用转盘卸扣。

(二)卡簧式打捞筒

如图3-18所示,卡簧式打捞筒是用直径合适的套管制做的,在套管的适当位置沿圆周均匀分布割四个窗口,?其下端与管体相连,其余三面与套管本体割离，形成一个舌状钢板,?用火烤软,砸向管体中心,形成一个卡簧式打捞篮。上下两个打捞篮应错开45°割制，四个爪片形成的圆周直径，根据井下落物的直径确定，应比落物直径小20mm。上部大小头与钻柱连接,下部接引鞋(也可以直接割引鞋)引导鱼头入筒,筒体上有两排卡簧式抓捞篮,是为了可靠地将落物夹持住。其打捞方法和前者相同。

（三）三球打捞筒

如图6-19所示，三球打捞器是由上接头、球体、钢球、阻球短节、加大引鞋等几部分组成。上接头与打捞管柱相连，球体内均布三个等直径斜孔，，各装一个大小一致的钢球，与工具水眼相交汇，阻球短节上端面与球体相连，引鞋的尺寸要比井径小10mm左右。打捞器靠三个钢球在斜孔中的位置来改变公共内切圆直径的大小，从而实现落物的打捞。当光杆落物进入引鞋后，推动钢球沿斜孔上升，内切圆直径增大，当光杆通过球体进入上接头后，三个钢球依靠其自重沿斜孔回落，停靠在光杆本体上，内切圆直径减小，上提钻具，斜孔中的三个钢球在斜孔的作用下，给落物以径向夹紧力，从而抓紧落鱼。

（四）钢丝打捞筒：

如图3-20所示，它由上接头、筒体、钢丝环、背帽、引鞋等组成，上接头有螺纹与钻具及筒体连接，筒体内腔安装有钢丝环，各环上的径向方向穿有1～1.5mm钢丝若干做为卡取落物的工具。在筒体下端装有背帽，目的是压紧钢丝环，防止由于引鞋脱落后使钢丝环掉入井中，在背帽下部接引鞋，引鞋除有引导落物进入捞筒的功能外，尚有压紧背帽的作用。

三．铅模打捞器

下铅模打印时，由于加工工艺不当或操作不慎，致使铅模落井，打捞与磨铣都很困难。由于铅体很软，在磨铣或套铣时，均会铅包磨鞋或铣鞋，以致不能有效的磨铣。如华北马20井，下钻五趟，耗时十天，没有处理完一只φ150mm铅模。因此设计了如图3-21所示的套铣打捞工具，该工具的主要特点是：（1）牙

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齿加长，齿间隙加大，有助于防止铅包；（2）铣鞋加长，内径车制了很宽的倒锯齿螺纹，便

于打捞铅体；（3）铣齿内径大于锯齿螺纹内径，当铣齿铣过铅体后，未被铣切的铅体被压入锯齿螺纹内，可以打捞上来；本工具的着眼点主要是打捞而不是磨铣。（4）在铣鞋内表面和外表面各铣两道轴向水槽，便于循环钻井液，防止铅堵。本工具在使用时，要轻压快转，以适当的排量进行循环。当发现扭矩增大、无进尺时，则说明铅体已经捞获。

四.井底落物破碎工具

有些落物,形状不规则,体积又较大,在井下难以打捞,可以先进行破碎,再进行打捞,或者澈底破碎成碎屑,让钻井液带至地面。破碎落物的工具有以下几种:

(一)井下聚能爆炸

图3-22所示,这种切割器中有一个聚能炸药包,可以用电缆或钻杆把炸药包送到井底落物之上。用电缆送入时,?要用带有弹簧扶正器的加重杆,使炸药包处于井眼中心。加重杆的重量一般为180～230kg,它的作用是使炸药包容易下入,在爆炸时又可以平衡其反作用力。因爆炸是定向聚能爆炸, 95%以上的力量是向下的,只有不足5%的力量是向上的,作用时间短,反作用力不大。最好是用钻杆送入,它可以更好的平衡爆炸时的反作用力,不使炸药离开井底,但对钻具不会造成伤害。

聚能炸药爆炸后,?所产生的高速气流将集中指向井底,而把落物炸碎,然后就可以利用以前所述的各种打捞工具进行打捞。

在少数情况下,爆炸力可能把落物碎屑挤入地层,这对牙轮钻头钻进来说,不会造成很大影响,钻进时在钻头以上接随钻打捞杯就可以解决问题。

井底聚能爆炸时应注意:

(1) 确保井下正常,落物上边无沉砂。

(2) 应选用方向向下的聚能弹,一般药量为0.5～1kg,太少的话，落物炸不碎,太多了又会把井径炸大。

(3)?如一次不能把落物炸碎,可以进行多次爆炸,但不能一次把药量增加很多。

(4) 聚能爆炸只适用于裸眼井段。

有时井下落物很硬，如PDC钻头的碳化钨胎体，采用磨铣方法收效甚微，又不好打捞，但它有性脆易碎的特点，可以先炸碎再打捞。为了有效的炸碎落鱼，设计了一个射孔枪枪尾，如图3-23所示。其外径比井径小10～15mm，尾腔内均布3～5个?60mm弹孔，弹孔要有一定的倾角，以能最大炸碎落物为原则。射孔弹装好后要严格密封，并根据现场情况选择相应强度的起爆销钉。

该工具用钻杆下入井中，钻具结构是：枪尾+射孔枪头+压力起爆装置+钻杆。要平稳下钻，速度控制在0.5m/s以内。要根据起爆销钉压力、井深及钻井液密度，控制钻柱内的灌浆深度，防止过早起爆。下完钻，当枪尾接触落鱼后，灌满钻井液，开泵缓慢憋压，当达到起爆压力（液柱压力+井口压

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力＞起爆销钉剪断压力）时，引爆射孔弹，爆炸工作完成。然后，用反循环打捞篮打捞已炸

碎的落物。

为了防止喷钻井液，可以在钻具中接一个旁通接头，但必须安全可靠。 大庆油田杏3-321-检33井，就用此法解决了PDC钻头打捞问题。

(二)磨鞋

利用磨鞋把落物在井底澈底磨碎,?让它随钻井液的上返而携带至地面,?或者挤入井壁,或者再用打捞工具打捞,这是现场使用最多的办法。

如图3-24所示,?磨鞋主要由上接头和镶有硬质合金齿或堆焊耐磨材料的磨鞋体组成。根据用途可以做成平底磨鞋、凹底磨鞋等不同型式,磨铣井底碎物主要用平底磨鞋,其技术规格见表3-7所示

使用磨鞋时应注意:

(1) 用于裸眼中的磨鞋,其外径应比井径小10%左右,而且在径向应装保径齿。使用于套管中的磨鞋,其外径应比套管内径小4～6mm,径向不能装保径齿,也不能敷焊硬质材料,以防磨坏套管。

(2) 用平底磨鞋或凹底磨鞋磨铣落井碎物时,开始时应反复划眼,把附着于井壁上的碎物完全赶到井底,集中在磨鞋以下,然后小钻压磨铣一段时间,?再根据井下情况,调整钻压。如井下别跳严重,应减轻钻压。如井下工作平稳,可适当增加钻压,最大钻压应根据磨鞋直径来确定,?但不应超过同尺寸牙轮钻头的正常钻压。磨铣时的排量应为正常排量的一半,?防止把碎铁冲离井底。磨铣时的转速以40～60r/min为宜。要随时注意

井下情况的变化,?遇有严重别钻,应立即停转,?并控制转盘倒车速度,防止猛烈倒车,把钻具倒开或把磨鞋倒入井下。

(3)?在磨铣过程中,每20～30分钟应提起磨鞋,划眼一次,在上提时要注意有无阻力,在无阻力的情况下,上提2m左右向下划眼。每磨铣2～3小时,应上提3～5m,停泵,上下活动钻具, 待被钻井液冲起的碎铁下沉到井底后,?再开泵循环,加压磨铣。???????

(4)较大落物如钻头整体,一只磨鞋磨不完, 可继续用多只磨鞋磨铣,最好的办法还是在磨碎之后,再用打捞工具打捞。

(5) 在磨铣过程中,最怕的是碎铁块翻到磨鞋上边,造成落物卡钻。所以每次上提钻具都要特别小心,如有阻力绝不可多提,应下放至无阻力时,?转动磨鞋,使落物改变位置或挤入井壁,然后上提。若磨铣时别钻严重,应在减除压力之后再转动磨鞋,直至转动无别劲时,方可上提钻具。

(6)在起钻前,应开大排量循环,洗井1～2周,将能携带至地面的碎铁全部排除在井筒之外。

表3-7 磨鞋技术规格 外径（ D） mm 270 248 220 200

中间水眼直径 （d1）mm 10 10 10 10 其它水眼直径和数目（d2×b） 30×4 24×3 24×3 20×2 连接螺纹 6/8FH 5/16FH NC50 NC50 95适用井眼直径 mm ＞311 269 244 215 256

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外径（ D） mm 190 153 120 98 70 50 中间水眼直径 （d1）mm 10 10 10 8 8 8 其它水眼直径和数目（d2×b） 18×2 16×2 14×2 12×2 10×2 8×2 连接螺纹 NC50 NC38 2/8IF 2/8REG 2/8REG 2/8REG 3337适用井眼直径 mm 210 161 139.7 101 五. 其它处理办法

1.挤入井壁:如果落物所处的部位是松软地层,而打捞又有困难,?则不必打捞,可用比井眼直径小一些的旧刮刀钻头(刀翼不能长,?呈锥形)或反刃尖钻头,下至落鱼处,旋转拨动,使刀翼像榔头一样敲击落物,久而久之,落物即可被挤入井壁。拨动时不能性急,只要有轻微别劲即可,因为我们需要的是横向敲击力,如果加压过多,钻具扭力过大,反而会造成钻具事故。挤入井壁的落物,很少有回落现象,不会给以后的钻进造成困难。

2. 追寻落物:落物所处的位置有三种状态,大多数落物会落到井底,?部分较大落物会横梗在井眼中间,妨碍下钻,但不会造成卡钻。而有些落物既不可能横梗在井眼中间,?又未能落到井底,而是待在大小井眼变化处的壁阶上,并不妨碍钻具通过。但在钻进过程中,由于井壁失稳、钻具搅动、钻井液冲涮等原因, 落物又从壁阶上落下,卡住钻具,这才是最大的危险。发生这种事故的特征是:(1)牙轮是从巴掌上折断,而不是从轴承上脱落; (2)?虽然掉了牙轮但钻进时井底没有不正常的感觉;(3)起出的旧钻头,?除已掉牙轮外,剩下的牙轮上没有落物敲击的伤痕;遇到这种情况,?再也不能盲目钻进了。应该用第一章落物卡钻一节中有关论述处理。

3. 用公、母锥打捞整体落井的钻头:?因倒扣或接头磨损而使整体钻头落井,鱼头为母螺纹者最好用公锥打捞,鱼头为公螺纹者最好用母锥打捞,?在公锥、母锥上部最好接一个与落井钻头直径相近的扶正器,?这样就可以准确无误的对正鱼头。因钻头长度很小,?如果不接扶正器,打捞工具很容易把钻头压斜,使之失去连接的可能,?许多钻头打捞失败都是这个原因造成的。人们都知道钻头难以打捞,不得不采取磨铣的办法,一只钻头需要四只磨鞋磨铣,?大概需耗六天时间,而一次打捞成功,仅需一天时间,其效益是显而易见的。

第五节 井下落物事故实例

例一 胜利油田 Y-1井

1. 基础资料

(1) 表层套管:Φ339.7mm,下深199.04m。 (2) 技术套管:Φ244.5mm,下深1958.15m。 (3) 裸眼:Φ215.9mm钻头,钻深2372.90m。

(4) 钻进参数:钻压140-160kN,转速75r/min,排量32l/s,泵压18MPa。

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(5) 钻井液性能:密度1.20g/cm,粘度23s,切力0/10mg/cm,滤失量8ml,含砂量0.2%,pH 12。

2. 事故发生经过

下入Φ215.9mmJ22三牙轮钻头,?装双加长喷嘴,?在孔二段砾岩层中钻进,钻头在井下工作五天半,进尺409.90m。在钻进后期,?有间断别钻现象,未引起注意,继续钻进四小时后,别钻严重,上提钻具遇卡,由原悬重800kN提至1200kN,起钻后,发现三个牙轮落井。

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3. 事故处理过程

(1) 下一把抓,捞出一个牙轮壳体。

(2) 下Φ200mm磨鞋磨铣,进尺0.2m,起出后,碳化钨齿全部磨光。

(3) 下Y-8120取心筒接单锥取心钻头,取心0.7m,取出岩心全为杂色砾岩,未发现碎铁。 (4) 恢复正常钻进。 4. 认识与建议

(1) J22加长喷嘴钻头不适宜在砾岩层中钻进,因为容易折断牙齿或别落加长喷嘴。 (2)?钻头使用后期有别钻现象,就是不好的兆头,可能是加长喷嘴别落,也可能是牙轮卡死,也可能是已经掉了一个牙轮,此时,绝不该再继续钻进四小时。

(3)?牙轮的脱落,不可能是三个一起脱落,总是先掉一个,另外的两个牙轮是先掉的牙轮别掉的,所以本井如在发现别钻现象时立即停钻,最多只能掉一个牙轮,那就好处理了。

(4)?三个牙轮一起落井,占据井底面积太大,下一把抓不太合适,因为一把抓内容不下三个平放的牙轮,反而容易把抓齿别掉。本井能捞出一个牙轮壳,算是不小的收获。

(5) 在三个牙轮落井的情况下,应该先下磨鞋,把落物磨碎,然后用打捞器打捞,比较稳妥。

(6)?下取心筒为的是取出碎铁,结果却取出了砾岩岩心,说明井下已经磨铣乾净。一只磨鞋能磨掉两只牙轮,效率是够高的了, 这可能和地层有关系,因为砾石层也在磨落物。

例二 青海油田 Y-16-5井

1. 基础资料

(1) 表层套管:Φ339.7mm,下深98.02m。 (2) 裸眼:Φ311.1mm钻头,钻深2007.54m。

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(3) 钻井液性能:密度1.17g/cm,粘度45s,滤失量10ml,滤饼1mm,含砂量0.4%。

(4) 钻具结构:Φ311.1mm钻头+Φ203mm钻铤52.88m+Φ177.8mm1钻铤79.97m+Φ127mm钻杆。

2. 事故发生经过

钻达井深2007.54m,?中途电测,准备下技术套管,电测仪器遇阻,井队决定用起下钻铤用的提升短节(外径127mm,长1832mm)作加重,在井深100m左右活动电缆时掉入井内。

3. 事故处理过程

(1) 在落鱼井段即井深120m以上打水泥塞,目的是把落鱼固定。 (2) 用平底磨鞋磨铣,水泥塞磨完也未碰到提升短节。

(3) 下钻探鱼至1349m,仍未碰到落鱼,起钻至731.54m突然遇阻,由原悬重350kN提至800kN,1100kN,下放到零,钻具卡死。

(4) 爆松倒扣:靠近钻头的第一根钻铤处爆松倒扣未成。

(5) 用原钻具直接倒扣成功,落鱼为:311,1mm钻头+203mm钻铤36.22M。 (6) 下Φ244.5mm套铣筒,套不进鱼顶。改变引鞋形状再套,仍套不进鱼顶。

(7) 下631×520接头+Φ177.8mm钻铤一根+Φ158.75mm安全接头对扣栽引子成功。 (8) 下Φ244.5mm套铣筒五根,套至钻头时,落鱼掉入井底。 (9) 下钻对扣,打捞成功。 4. 认识与建议

(1)?用提升短节做加重,真是闻所未闻的怪事,提升短节上下均有齐台肩,没有导引装置,遇阻时必然会被挂落。这样盲目蛮干,没有不出乱子的。本井的提升短节是被表层套管鞋挂落的。

(2) 在落鱼井段打水泥塞的目的是固定落鱼,但提升短节落在何处,不得而知,因为拔掉

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提升短节的地方,并不一定是提升短节可以待住的地方,?在这个井段打水泥塞毫无意义。何

不用电测仪找一找落鱼的准确位置呢?

(3) 探鱼就不应该下钻铤,因为明知山有虎,为什么不怕被虎咬住呢?只要不下钻铤,万一卡住,也好脱手。最好是钻头也不下，而下一个如图1-29所示的扩孔器,起钻遇卡时,可以倒划眼,不至于把钻具卡在井中。

(4) 明知井内有提升短节,起钻时应慢速上起,如有遇阻,绝不能多提,应下放转动,把提升短节送到井径大的地方,就可把钻具起出。

(5) 栽引子是个好办法,不过不应用钻铤去栽,用钻杆就可以了,而且钻杆弹性大,更容易引入套铣筒。

(6)?提升短节既未找到又未捞出,到那里去了,可能隐藏在大井径井段,危险依然存在。不过,本井可以用技术套管封隔,可保安全无虞。

例三 华北油田 JG-5井

1. 基础资料

(1) 表层套管:Φ339.7mm,下深420m。

(2) 裸眼:Φ244.5mm钻头,钻深3339.63m。 2. 事故发生经过

下Φ244.5mmJ22三牙轮钻头,?在井深844.93m处顿钻一次。?下到3300m处遇阻划眼,?泵压由15MPa降到12MPa。划眼到3304m时别钻严重,?毫无进尺。起钻后才发现钻头落井,630×620配合接头磨短65mm,形成锥形,母扣已经磨平。

3. 事故处理过程

(1) 下母锥打捞,无效。

(2) 下Φ220mm磨鞋磨铣,从3304m磨到3318.76m。 (3) 下Φ225mm强磁打捞器打捞,只捞获水眼弹簧一只。 (4) 下特制捞杯,未捞到东西。

(5) 连续下两只Φ220mm磨鞋磨钻头。 (6) 下特制捞杯打捞,捞获碎铁4.5kg。

(7) 下入Φ244.5mm三牙轮钻头试钻,不行。 (8) 又下Φ220mm磨鞋磨铣,

(9) 下特制捞杯打捞,捞获碎铁1.17kg。

(10) 下入Φ244.5mm三牙轮钻头试钻,恢复正常钻进。 4. 认识与建议

(1)?顿钻后就必须起钻,检查钻头和钻具有无损伤,顿钻后的钻头是不许继续使用的。该井在顿钻后继续下钻划眼,是造成事故的直接原因。

(2)?在3300m划眼时,泵压由15MPa降至12MPa,此时钻头已掉。但无论是钻头掉还是钻具剌,都应起钻检查,不可盲目划眼。

(3)钻头连接螺纹本来就很短,而且经长期磨损后,形状不清,尺寸不清,用母锥打捞难以奏效。

(4)钻头赶至3318.76m,未到井底,肯定磨不碎。只有边磨边赶,将钻头赶到井底,澈底磨碎,才能进行打捞,中间的许多做法都是徒劳无益的,只有良好的愿望而不按实际情况办事,只能是事倍功半。

例四 大港油田 W-29井

1. 基础资料

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(1) 表层套管:Φ339.7mm,下深102.53m。

(2) 技术套管:Φ244.5mm下深998.10m。 (3) 裸眼:Φ215.9mm钻头,钻深2980m。

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(4)?钻井液性能:密度1,25g/cm,粘度38s,滤失量5ml,滤饼0.5mm,切力10～15mg/cm,含砂量0.5%,pH 10。

(5)钻进参数:钻压150kN,转速65r/min,排量30l/s,泵压11MPa。 2. 事故发生经过

下Φ215.9mmJ22三牙轮钻头钻进,?别钻跳钻严重,起钻后,发现牙齿全部掉光。接着又下J22钻头试钻,从2923m钻至2980m,进尺57m,纯钻进57小时,别跳钻严重,起钻后,发现又掉牙轮两只。

3. 事故处理过程

(1) 下Φ200mm磨鞋,磨铣20小时。

(2) 下Φ200mm反循环打捞篮,捞获牙轮两只,碎铁和牙齿4kg。 (3) 恢复正常钻进。 4. 认识与建议

(1) 第一只钻头钻进时别跳严重,说明井下已有落物,不应该坚持钻进,以致把牙齿打光。

(2) 发现第一只钻头牙齿打光,井下有落物是完全可以肯定的了,就应该打捞或磨铣,绝不应下钻头试钻。

(3) 两只牙轮落井,可以直接下反循环打捞篮或强磁打捞器打捞,不过,经磨铣后再打捞更有把握。

例五 华北油田 JG-2-4井

1 基础资料

(1) 表层套管:Φ339.7mm,下深200m。 (2) 裸眼:Φ311.1mm钻头,钻深478.50m。 2. 事故发生经过

这是二次开钻下入的第一只牙轮钻头,钻进后期,发生别钻,加不上压力,又凑合钻进4小时20分,因别钻严重,?把转盘链条传动箱别坏,被迫起钻。钻头进尺273.58m,使用时间11小时10分钟。起钻后,发现掉三只牙轮和一个牙轮巴掌。

3. 事故处理过程

(1) 下Φ250mm强磁打捞器,在230m遇阻。 (2) 下Φ311.1mm钻头通井,循环钻井液到底。 (3) 下Φ280mm强磁打捞器,在270m遇阻。

(4) 下Φ280mm磨鞋,在270m遇阻,划眼到井底,起出后磨鞋完好无损。 (5) 又下Φ280mm强磁打捞器打捞,无收获。

(6) 下Φ311.1mm钻头试钻,别劲大,不能工作,起出钻头。 (7) 下一把抓打捞,未获。

(8) 下钻头试钻,别劲大,起钻。

(9) 下Φ280mm磨鞋,磨铣4小时40分钟。 (10) 下一把抓打捞,未获。 (11) 下钻头试钻,恢复钻进。 4. 认识与建议

(1)?这只钻头使用时间不长,进尺不多,按常理是不应该出问题的。但不知该井表层套管

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的阻流环和套管引鞋是怎么处理的,如果用牙轮钻头去钻阻流环和套管引鞋,就难免不出问

题了。

(2)?钻进后期,发现别钻,加不上压力,肯定井下已有落物,就不该勉强钻进,如果不是发生机械故障,还要继续钻下去,可见操作者思想之麻痹与技术水平之低劣了。

(3) 三只牙轮和一个巴掌落井,任何打捞工具都不好套入,最好的办法是直接下磨鞋把它磨碎,然后挤入井壁或用打捞器打捞。本井三次下强磁打捞器,二次下一把抓,两次下钻头试钻,都是徒劳无益的工作,浪费了不少时间。

(4) 井深只有四百多米,钻井液性能肯定不好,事故发生后应首先通井划眼,处理钻井液,保持井壁稳定。井眼畅通无阻之后,才能处理井下事故。

(4) 磨鞋磨了四个多小时,又是在软地层中,不可能把落物全部磨掉,很可能是把落物挤入井壁中去了。

例六 胜利油田 B4-26井

1. 基础资料

(1)表层套管:Φ339.7mm,下深95.38m。 (2)裸眼:Φ220mm钻头,钻深931m。

(3)钻具结构:Φ220mm钻头+Φ177.8mm钻铤(带三个Φ218mm扶正器)4柱+Φ127mm钻杆。

(4)钻进参数:钻压180kN,转数190r/min,排量40l/s,泵压15MPa。 2. 事故发生经过

用Φ220mm三刮刀钻头钻至井深931m时,泵压由15MPa降至8MPa,但下放钻具,泵压升高,转动转盘无负荷,上提钻具悬重不变,起钻后,发现钻头从连接螺纹处脱落。

3. 事故处理过程

因刮刀钻头接头较长,有抓捞的可能,所以用Φ114.3mm公锥削去端部400mm,打捞接头内径,一次成功。

4. 认识与建议

(1)?刮刀钻头从接头处脱落,有两种可能:一是遇有别钻时处理不当,倒车控制不好或未加控制,将钻头倒开。二是在负荷很大时,强行转动,把钻头母螺纹胀大,造成滑扣。

(2)根据当时现象判断,是钻头落井无疑,及时起钻,为顺利处理事故争得了时间,创造了条件。

(3)?打捞钻头(特别是牙轮钻头),最好是在打捞工具上面接一个与钻头直径相近的扶正器,这样便于对中。如果不接扶正器,因为落鱼太短,很容易被打捞工具弄歪,反而失去了抓捞的可能。

例七 胜利油田 GD7-25井

1. 基础资料

本井设计井深1395m,一开用Φ444.5mm钻头钻到井深169m,起钻完,准备下表层套管。 2. 事故发生经过

当第一根Φ339.7mm套管与套管引鞋紧扣时,?吊卡耳柄转到转盘方口的对角线方向,掉入井中。吊卡尺寸为:长870mm,宽490mm,高250mm。

3. 事故处理过程

(1)?用自制捞矛打捞,在井深19.50m处碰到吊卡.反复打捞无效。由于打捞矛的拨动,吊卡下行,下钻到底,没有碰到吊卡。

(2) 下弯钻杆带Φ220mm刮刀钻头探测,下到井底,没有碰到吊卡。

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(3) 下Φ444.5mm钻头探测,在井深110m处探到吊卡,经拨动,吊卡下行至150m处。

(4) 下弯钻杆接Φ220mm刮刀钻头,在150m处开始循环钻井液,拨动吊卡,将吊卡挤入井壁。

(5) 下Φ400mm刮刀钻头,从150m开始划眼、拨动,直到井底,未遇到吊卡。钻至井深200m起钻。

(6) 顺利下入Φ339.7mm表层套管198.21m,固井。 4. 认识与建议

(1)这么大的吊卡掉入井内,确属少见。凡吊卡落井,能够打捞出来的几乎没有先例,因为它形状特殊而且和井壁靠得很死,用特制捞矛打捞纯属无用之举。

(2)最好的办法是把它挤入井壁,本井的这种处理办法是合适的。如果挤不进去,那也只好把它磨碎,然后再挤入井壁。渤海湾地区上部地层松软,可以藏龙卧虎,本井就是很好的例证。

例八 江汉油田 H-26井

1. 基础资料

(1) 表层套管:Φ339.7mm,下深82m。

(2) 裸眼:Φ215.9mm钻头,钻深1847.21m。

(3) 钻具结构:Φ215.9mm钻头+Φ177.8mm钻铤4柱+Φ139.7mm钻杆。

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(4) 钻井液性能:密度1.24g/cm,粘度29s,滤失量12ml,滤饼1mm,切力5/10mg/cm,pH 11。

2 .事故发生经过

钻至井深1847.21m,起钻,测斜,把虹吸测斜仪投入钻具水眼。待起完钻后,才发现钻头和测斜仪都落入井下。

3. 事故处理过程

(1)?下入如图3-17所示的卡簧式打捞筒,配如图3-15(b)所示半圆式引鞋,按图3-16所示操作步骤打捞一次将测斜仪捞出。

(2)用了三只Φ200mm磨鞋磨牙轮钻头,进尺4.76m,把钻头磨光,恢复正常钻进。 4. 认识与建议

(1) 从钻具水眼投入任何东西,必须在确保钻头未掉、钻具未断的情况下才能投入。该井在起钻前悬重不可能有变化,但泵压肯定有变化,没有注意这些事,造成了不应有的损失。

(2) 处理方法正确,所以能很快解除事故。这种打捞细长杆的方法,在多口井上使用,都是一次成功。切忌不能在鱼顶加压,如果把鱼顶压弯或挤入井壁,则很难打捞,只好把它磨碎了。

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