地質(zhì)鉆探孔內(nèi)被卡鉆柱的卡點(diǎn)測(cè)量與計(jì)算方法分析

王志剛, 吳紀(jì)修, 孫建華, 劉秀美

(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所，河北 廊坊 065000)

地質(zhì)鉆探孔內(nèi)被卡鉆柱的卡點(diǎn)測(cè)量與計(jì)算方法分析

王志剛, 吳紀(jì)修, 孫建華, 劉秀美

(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所，河北 廊坊 065000)

卡鉆事故是地質(zhì)鉆探孔內(nèi)事故中發(fā)生最頻繁、耗費(fèi)時(shí)間最長(zhǎng)、損失最大的事故之一。在處理卡鉆事故的過(guò)程中，卡點(diǎn)位置的確定是關(guān)鍵。目前地質(zhì)鉆探孔內(nèi)被卡鉆柱卡點(diǎn)的確定方法主要有注磁法測(cè)卡點(diǎn)、直接用磁性定位器測(cè)卡點(diǎn)、測(cè)卡儀測(cè)卡點(diǎn)和公式法計(jì)算卡點(diǎn)等。本文詳細(xì)介紹了卡點(diǎn)測(cè)量方法的工作原理和操作步驟，并對(duì)3種卡點(diǎn)測(cè)量方法進(jìn)行了對(duì)比分析。同時(shí)給出了單一、復(fù)合管柱的卡點(diǎn)計(jì)算公式和參數(shù)確定操作步驟，并對(duì)2種計(jì)算公式進(jìn)行了對(duì)比分析。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，測(cè)卡儀測(cè)卡點(diǎn)準(zhǔn)確度高，但是存在局限性，且費(fèi)時(shí)費(fèi)錢(qián)，而公式計(jì)算法簡(jiǎn)單容易，但是準(zhǔn)確性較低。因此建議在現(xiàn)場(chǎng)確定卡點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)將測(cè)卡儀測(cè)卡和公式計(jì)算卡點(diǎn)法結(jié)合起來(lái)，以期更快更準(zhǔn)確地確定卡點(diǎn)位置，并及時(shí)采取有效措施解卡，減少經(jīng)濟(jì)損失。

地質(zhì)鉆探；卡鉆；卡點(diǎn)

0 引言

地質(zhì)鉆探是獲取地下資料和礦產(chǎn)普查最有效最直接的技術(shù)手段，在資源礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)中占據(jù)重要的位置，備受人們的關(guān)注。2012年以前的十年中全國(guó)地質(zhì)鉆探工作量逐年上升，到2013年開(kāi)始出現(xiàn)下滑。與其他行業(yè)相比，地質(zhì)鉆探行業(yè)會(huì)受到國(guó)家發(fā)展規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的嚴(yán)重影響。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入緩慢發(fā)展的常態(tài)下，地質(zhì)鉆探行業(yè)怎么樣面對(duì)挑戰(zhàn)是當(dāng)前許多地質(zhì)鉆探人員都在思考的問(wèn)題。目前我國(guó)地勘單位共有兩千多家，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境非常嚴(yán)峻，在現(xiàn)階段怎樣才能提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并順利度過(guò)難關(guān)，是每一個(gè)地勘單位都亟待解決的一個(gè)難題。卡鉆事故是地質(zhì)鉆探孔內(nèi)事故當(dāng)中發(fā)生頻率最高，耗費(fèi)時(shí)間最長(zhǎng)、損失最大的事故之一，如果不能及時(shí)妥當(dāng)?shù)奶幚頃?huì)產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)損失。特別是許多施工隊(duì)伍管理和施工經(jīng)驗(yàn)薄弱，一旦發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)卡鉆事故，便不知所措，錯(cuò)過(guò)了處理事故的最佳時(shí)期。再加上最近幾年我國(guó)地質(zhì)鉆探工作量逐年降低，投入的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)也逐年減少，地質(zhì)鉆探每米價(jià)格的降低大大壓縮了施工單位的盈利空間，因此在發(fā)生卡鉆事故時(shí)能否及時(shí)有效地進(jìn)行處理則顯得尤為重要?？ㄣ@事故能夠得到有效處理的關(guān)鍵是要確定卡點(diǎn)的位置。快速有效地確定孔內(nèi)鉆柱的卡點(diǎn)位置，對(duì)于減少經(jīng)濟(jì)損失，加快鉆進(jìn)進(jìn)度具有重要意義。因此，筆者對(duì)地質(zhì)鉆探孔內(nèi)被卡鉆柱的卡點(diǎn)測(cè)量與計(jì)算方法進(jìn)行分析和研究，以期很好地為現(xiàn)場(chǎng)施工人員提供理論和技術(shù)指導(dǎo)，減少經(jīng)濟(jì)損失。

1 地質(zhì)鉆探孔內(nèi)被卡鉆柱的卡點(diǎn)測(cè)量方法

1.1 注磁法測(cè)卡點(diǎn)

鉆具本身是磁性體，但磁性有大有小，注磁法適用于磁性較小的鉆具。對(duì)鉆具注磁實(shí)際上就是將鐵芯線圈下入到鉆具內(nèi)某一部位，然后接通直流電，使線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的產(chǎn)生加密了鐵芯線圈附近鉆具的磁力線，這就在鉆具本體上留下了一個(gè)磁性異常信號(hào)。同時(shí)鉆具還是一個(gè)彈性體，在一定范圍之內(nèi)，在外力作用下會(huì)產(chǎn)生彈性形變，內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)和磁分子排列結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生改變，外力撤除后鉆具恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)和磁分子排列結(jié)構(gòu)也恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。這就是注磁消磁的原理。

采用注磁法測(cè)卡點(diǎn)時(shí)，先用電纜將注磁器下入鉆具內(nèi)，通過(guò)注磁面板，用電容充電、放電瞬間注磁的方式給鉆具定點(diǎn)注磁，記錄注磁曲線；在鉆具的允許拉力范圍內(nèi)，反復(fù)拉伸活動(dòng)鉆具即消磁，并記錄消磁曲線。把鉆具接箍曲線、注磁曲線、消磁曲線進(jìn)行對(duì)比，可確定鉆具卡點(diǎn)位置。

具體的操作步驟如下。

(1)注磁前，使大鉤懸重為零，這時(shí)由于鉆具本身質(zhì)量的存在，井內(nèi)被卡鉆具將會(huì)承受一定的壓力。

(2)將注磁器和磁性定位器用電纜送到鉆具內(nèi)，為了區(qū)別出接箍信號(hào)和充磁信號(hào)，在充磁前先測(cè)一條磁性定位器曲線。

(3)對(duì)井下鉆具進(jìn)行連續(xù)注磁，注磁電壓：直流50～100 V，在計(jì)算卡點(diǎn)附近，可加密充磁點(diǎn)，每10 m左右一個(gè)磁性記號(hào)；在距卡點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方，可隔30～50 m一點(diǎn)。位于下面的注磁器每注一個(gè)磁性記號(hào)，位于上面的磁性定位器都可以立即測(cè)出，這樣就可以邊注邊觀察所注的磁性記號(hào)是否符合要求，如發(fā)現(xiàn)注磁效果不夠理想，操作人員可隨時(shí)調(diào)整，注磁到鉆具底部為止。

(4)注磁結(jié)束后上起電纜，測(cè)注磁曲線。

(5)注磁曲線測(cè)完以后，把儀器取出，充分提拉鉆具，對(duì)井內(nèi)鉆具進(jìn)行消磁(上提鉆具至最大負(fù)荷，下放至零，來(lái)回約30次)。

(6)消磁結(jié)束后測(cè)消磁曲線，把大鉤懸重提到接近鉆具最大負(fù)荷，卡好卡瓦，以造成鉆具測(cè)注磁曲線時(shí)最大張力差。

(7)經(jīng)過(guò)以上幾個(gè)步驟，對(duì)測(cè)出的曲線進(jìn)行對(duì)比，即可解釋被卡鉆具卡點(diǎn)位置及深度。

1.2 直接用磁性定位器測(cè)卡點(diǎn)

鉆具磁性較大時(shí)注磁法測(cè)卡點(diǎn)法不太適宜，可以采用磁性定位器測(cè)卡點(diǎn)，鉆具的磁性主要集中在鉆具接頭部分，將磁性定位器下入井內(nèi)，停在鉆桿接頭處，活動(dòng)鉆具，測(cè)出磁性的變化，根據(jù)磁性變化的大小，可以確定卡點(diǎn)位置。

具體操作步驟如下。

(1)將磁性定位器下入井內(nèi)并停在鉆桿接頭處。

(2)提拉鉆具，拉力一致，測(cè)出磁性變化，逐點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，一般50 m左右一點(diǎn)。

(3)在卡點(diǎn)附近，每個(gè)接頭處必須測(cè)量，并且在卡點(diǎn)上下，測(cè)量點(diǎn)不得少于3個(gè)。

(4)根據(jù)測(cè)出的磁性變化曲線判斷卡點(diǎn)位置。

1.3 測(cè)卡儀測(cè)卡點(diǎn)

目前常用的測(cè)卡儀主要有2種固定方式，分別是吸附式和錨定式。兩種測(cè)卡儀僅在固定方式上不同，在井斜較小的情況下可以通用。

1.3.1 組成和結(jié)構(gòu)

測(cè)卡儀由地面設(shè)備和井下儀器組成。地面設(shè)備包括便攜式組合地面面板和測(cè)井絞車(chē)；井下儀器包括電纜頭、加重桿、伸縮桿、磁定位器、上錨定器(上磁鐵)、傳感器、下錨定器(下磁鐵)等部分。儀器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 測(cè)卡儀示意圖

1.3.2 測(cè)卡原理

鋼材屬于彈性體，在受到外力作用時(shí)會(huì)發(fā)生彈性形變。對(duì)于被卡管柱，在被施加外力以后，卡點(diǎn)以上的部分會(huì)因?yàn)橥饬Φ拇嬖诙l(fā)生形變，而卡點(diǎn)以下的部分因?yàn)橥饬o(wú)法傳遞而不能發(fā)生形變，卡點(diǎn)就位于這中間，測(cè)卡儀就是利用這一規(guī)律進(jìn)行測(cè)卡的。

測(cè)卡儀上有上下兩個(gè)錨定器(磁鐵)，用電纜將儀器下放到被卡鉆柱內(nèi)，打開(kāi)上下兩個(gè)錨定器(磁鐵)，將測(cè)卡儀固定在鉆柱內(nèi)部，鉆柱在沒(méi)有受到外力作用時(shí)處于自由狀態(tài)，兩個(gè)錨定器(磁鐵)之間不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，傳感器就不會(huì)有信號(hào)輸出，地面測(cè)卡儀指示表也不會(huì)有任何顯示。對(duì)鉆柱施加拉伸、扭轉(zhuǎn)等外力后，鉆柱會(huì)發(fā)生彈性形變，使得兩個(gè)錨定器(磁鐵)之間產(chǎn)生了相對(duì)位移，這個(gè)信號(hào)被傳感器傳輸?shù)搅说孛?，?jīng)過(guò)處理以后傳輸?shù)街甘颈砩?，指示表偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度則說(shuō)明該處以上部位沒(méi)有被卡。繼續(xù)下放測(cè)卡儀，當(dāng)鉆柱受到外力作用時(shí)，指示表沒(méi)有顯示，則說(shuō)明卡點(diǎn)位于測(cè)卡儀之上，應(yīng)上提測(cè)卡儀采取逐次逼近法進(jìn)行重復(fù)測(cè)卡，確定卡點(diǎn)位置。

1.3.3 測(cè)卡操作步驟

實(shí)際應(yīng)用測(cè)卡儀進(jìn)行卡點(diǎn)測(cè)量時(shí)主要依據(jù)扭矩測(cè)卡，而不采取拉伸測(cè)卡。盡管在理論上測(cè)卡儀可以測(cè)出管柱的伸縮微變形，但是由于井斜、鉆柱接箍及內(nèi)壁摩阻會(huì)使電纜產(chǎn)生縱向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)測(cè)卡儀不能真實(shí)反應(yīng)出被卡管柱的伸縮微變形，而通過(guò)旋轉(zhuǎn)則可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。

(1)將地面儀表和井下儀器與電纜相連，通電檢查儀表和儀器是否正常；

(2)將測(cè)卡儀下入到測(cè)點(diǎn)位置，活動(dòng)鉆柱使測(cè)點(diǎn)處于中和點(diǎn)(自由)狀態(tài)；

(3)操作測(cè)卡儀，使測(cè)卡儀固定在鉆柱內(nèi)部，將電纜放松，然后旋轉(zhuǎn)鉆柱施加扭矩，上下活動(dòng)鉆柱以保證扭矩能夠傳到卡點(diǎn)位置；

(4)觀察儀表，若指針偏轉(zhuǎn)說(shuō)明測(cè)點(diǎn)為自由點(diǎn)，若指針不偏轉(zhuǎn)說(shuō)明測(cè)點(diǎn)為卡點(diǎn)以下；

(5)將測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的深度，上提拉力，施加的扭矩圈數(shù)以及指針偏移量都記錄下來(lái)，以便分析卡點(diǎn)位置；

(6)上提或者下放測(cè)卡儀重復(fù)(1)～(5)，采取逐次逼近法進(jìn)行重復(fù)測(cè)卡，直到確定卡點(diǎn)位置為止。

1.4 三種卡點(diǎn)測(cè)量方法的分析比較

3種測(cè)卡方式的對(duì)比分析見(jiàn)表1。

測(cè)卡儀測(cè)卡點(diǎn)是這3種卡點(diǎn)測(cè)量方式中準(zhǔn)確度最高的一種方式，但是該套設(shè)備價(jià)格昂貴，且操作和維修十分的復(fù)雜，因此在地質(zhì)鉆探中的應(yīng)用受到了限制。在地質(zhì)鉆探過(guò)程中如果發(fā)生卡鉆，應(yīng)該對(duì)卡鉆類(lèi)型及適用的測(cè)卡方法進(jìn)行綜合分析，選擇經(jīng)濟(jì)有效的方式進(jìn)行卡點(diǎn)測(cè)量。

表1 三種卡點(diǎn)測(cè)量方法的比較

2 地質(zhì)鉆探孔內(nèi)被卡鉆柱的卡點(diǎn)計(jì)算方法

2.1 單一管柱卡點(diǎn)計(jì)算

L=λEF/(105P)

(1)

式中:L——卡點(diǎn)深度，m；λ——管柱平均伸長(zhǎng)量，cm；E——鋼材的彈性系數(shù)，2.1×105MPa；F——被卡鉆具的截面積，m2；P——上提拉力，kN。

2.2 公式法計(jì)算卡點(diǎn)時(shí)的測(cè)卡操作

(1)檢查鉆機(jī)提升系統(tǒng)及指重表；

(2)上提管柱，當(dāng)上提拉力比井內(nèi)懸重稍大時(shí)，停止上提，使管柱保持靜止?fàn)顟B(tài)，記錄第一次上提拉力，記為P；

(3)在與井口平齊處的管柱上做第一個(gè)標(biāo)記，記為A點(diǎn)，此位置作為基準(zhǔn)位置；

(4)以A點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，在彈性伸長(zhǎng)允許的范圍內(nèi)，上提管柱到位置B點(diǎn)，上提拉力記為P1；

(5)量取基準(zhǔn)點(diǎn)到這個(gè)位置點(diǎn)的伸長(zhǎng)量，記為Δλ1；

(6)對(duì)應(yīng)記錄上提拉力增量ΔP1=P-P1；

(7)這時(shí)λ=Δλ1；

(8)這時(shí)公式中的P=ΔP1；

(9)計(jì)算出被卡鉆柱的截面積值，并將伸長(zhǎng)量和拉力帶入公式進(jìn)行計(jì)算，算出卡點(diǎn)位置。

2.3 復(fù)合管柱卡點(diǎn)計(jì)算

(1)通過(guò)大于鉆柱原懸重的實(shí)際拉力提拉被卡鉆柱，量出鉆柱總伸長(zhǎng)量ΔL(一般采用多次提拉算出平均值，使計(jì)算更加準(zhǔn)確)。

(2)計(jì)算該拉力下，每段鉆柱的絕對(duì)伸長(zhǎng)(假設(shè)有三段鉆柱)：

ΔL1=L1P×105/(EF1)

(2)

ΔL2=L2P×105/(EF2)

(3)

ΔL3=L3P×105/(EF3)

(4)

(3)分析ΔL與ΔL1+ΔL2+ΔL3的關(guān)系：

若ΔL≥ΔL1+ΔL2+ΔL3，說(shuō)明卡點(diǎn)在鉆頭上；

若ΔL≥ΔL1+ΔL2，說(shuō)明卡點(diǎn)在第三段上；

若ΔL≥ΔL1，說(shuō)明卡點(diǎn)在第二段上；

若ΔL≤ΔL1，說(shuō)明卡點(diǎn)在第一段上。

(4)計(jì)算ΔL≥ΔL1+ΔL2的卡點(diǎn)位置：

①先求ΔL3，ΔL3=ΔL-ΔL1-ΔL2

②計(jì)算第三段鉆柱沒(méi)卡部分長(zhǎng)度L3′，L3′=ΔL3EF3/(105P)。

(5)計(jì)算卡點(diǎn)位置：L=L1+L2+L3′。

(6)由上述步驟也可以推導(dǎo)出ΔL≥ΔL1、ΔL≤ΔL1時(shí)卡點(diǎn)的位置。

式中：ΔL1、ΔL2、ΔL3——自上而下3種鉆柱的伸長(zhǎng)量，cm；ΔL——總伸長(zhǎng)量，cm；P——上提拉力，kN；L1、L2、L3——自上而下3種鉆柱的下井長(zhǎng)度，m；F1、F2、F3——自上而下3種鉆柱的截面積，cm2；E——鋼材彈性系數(shù)，2.1×105MPa；L3′——第三段鉆柱沒(méi)卡部分的長(zhǎng)度，m；L——卡點(diǎn)位置。

如果有3段以上不斷的鉆柱組合也可以采用上述計(jì)算分析的方法，確定卡點(diǎn)的位置。

2.4 兩種卡點(diǎn)計(jì)算公式的比較(參見(jiàn)表2)

表2 兩種卡點(diǎn)計(jì)算公式的比較

目前，鉆探施工所采用的鉆柱都是復(fù)合鉆柱，因此采用復(fù)合鉆柱的卡點(diǎn)計(jì)算公式準(zhǔn)確度較高，但是在采用該公式時(shí)首先要判斷卡點(diǎn)落在那一段鉆具上，然后代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，如果直接代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，則可能使事故更加復(fù)雜化。鑒于此，單一管柱卡點(diǎn)計(jì)算公式雖然準(zhǔn)確度較低，但是公式簡(jiǎn)單，容易計(jì)算，所以在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用較復(fù)合管柱卡點(diǎn)計(jì)算公式更頻繁。

3 對(duì)被卡鉆柱卡點(diǎn)測(cè)量與計(jì)算方法的認(rèn)識(shí)

卡鉆事故是地質(zhì)鉆探孔內(nèi)事故中發(fā)生頻率較大的事故之一。鉆探工程是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工程，由于地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜和地下不可預(yù)見(jiàn)的因素，泥漿性能與地層的不吻合，操作不當(dāng)，檢查不嚴(yán)等原因都有可能造成卡鉆事故的發(fā)生。實(shí)際上大多數(shù)卡鉆事故在發(fā)生時(shí)都會(huì)有征兆出現(xiàn)，如果能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)迅速并及時(shí)采取正確的措施進(jìn)行處理，就可以避免卡鉆事故的發(fā)生。就算是已經(jīng)發(fā)生了卡鉆事故，能夠快速正確地確定卡點(diǎn)位置，并采取有效的解卡措施進(jìn)行解卡，也能夠減少處理事故的時(shí)間，節(jié)約成本。

卡點(diǎn)位置的判斷是確定卡鉆性質(zhì)以及制定解卡措施的重要依據(jù)。當(dāng)前確定卡點(diǎn)位置的方法主要有兩大類(lèi)：卡點(diǎn)測(cè)量方法和卡點(diǎn)計(jì)算方法。其中卡點(diǎn)測(cè)量方法包括注磁法測(cè)卡點(diǎn)，直接用磁性定位器測(cè)卡點(diǎn)和測(cè)卡儀測(cè)卡點(diǎn)。測(cè)卡儀靈敏度高，測(cè)卡準(zhǔn)確，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中得到了很好的評(píng)價(jià)。但是由于卡鉆事故的不確定性以及卡鉆事故的多樣性，再加上管柱的限制，測(cè)卡儀在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中具有一定的局限性，費(fèi)時(shí)費(fèi)錢(qián)?？c(diǎn)計(jì)算方法是現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最普遍的一種方法，公式由胡克定律推導(dǎo)而出，無(wú)論是單一管柱還是多段管柱都可采用提拉法算出卡點(diǎn)位置，省時(shí)省錢(qián)，但是由于孔內(nèi)情況的復(fù)雜，采用公式法計(jì)算得出的卡點(diǎn)位置與實(shí)際卡點(diǎn)位置存在較大的誤差。為了更好地確定卡點(diǎn)的位置，在現(xiàn)場(chǎng)如果有條件可以將測(cè)卡儀測(cè)卡和公式法計(jì)算卡點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，先用公式法計(jì)算出卡點(diǎn)的大致位置，然后下入測(cè)卡儀在計(jì)算出的卡點(diǎn)位置上下進(jìn)行加密測(cè)卡，以便盡早準(zhǔn)確地確定卡點(diǎn)位置，節(jié)約單純采用測(cè)卡儀時(shí)所需的測(cè)卡時(shí)間，避免單純采用公式計(jì)算的誤差。同時(shí)在充分考慮孔內(nèi)復(fù)雜情況和鉆柱本身影響的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的卡點(diǎn)計(jì)算公式進(jìn)行修正，減小計(jì)算誤差。

地質(zhì)鉆探與石油天然氣鉆井行業(yè)有所不同。一直以來(lái)地質(zhì)鉆探主要以小直徑繩索取心為主，孔型多為直孔。隨著我國(guó)地質(zhì)鉆探事業(yè)的不斷發(fā)展，特別是鉆探領(lǐng)域的拓展和延伸，定向孔鉆探也逐漸成為地質(zhì)鉆探經(jīng)常遇到的類(lèi)型，定向孔與直孔相比孔內(nèi)情況更加復(fù)雜，直孔卡點(diǎn)計(jì)算公式，以及征兆、預(yù)防和處理方式已經(jīng)不能夠完全適用于定向孔鉆探中，因此應(yīng)加強(qiáng)定向孔卡點(diǎn)位置計(jì)算、卡鉆事故處理方式的研究，從而更好的指導(dǎo)定向孔鉆探。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)在地質(zhì)鉆探各類(lèi)孔內(nèi)事故中，卡鉆事故是發(fā)生頻率最高，耗時(shí)最多，損失最大的事故之一。降低卡鉆處理事故的時(shí)間，減少經(jīng)濟(jì)損失的關(guān)鍵是確定孔內(nèi)鉆柱的卡點(diǎn)位置并判斷卡鉆類(lèi)型，只有這樣才能采取合理有效的解卡措施進(jìn)行快速解卡。

(2)確定卡點(diǎn)位置的主要方法有：注磁法測(cè)卡點(diǎn)、直接用磁性定位器測(cè)卡點(diǎn)、測(cè)卡儀測(cè)卡點(diǎn)和公式法計(jì)算卡點(diǎn)。測(cè)卡儀測(cè)卡點(diǎn)和公式法計(jì)算卡點(diǎn)位置是現(xiàn)場(chǎng)比較常用的兩種確定卡點(diǎn)位置的方法，這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)可以結(jié)合使用。

(3)定向孔與直孔相比孔內(nèi)情況更加復(fù)雜，直孔卡點(diǎn)計(jì)算公式，以及征兆、預(yù)防和處理方式不能夠完全適用于定向孔鉆探中，因此應(yīng)加強(qiáng)定向孔卡點(diǎn)計(jì)算、卡鉆事故處理方式的研究，從而更好地指導(dǎo)定向孔鉆探。

[1] 王達(dá),李藝,周紅軍，等.我國(guó)地質(zhì)鉆探現(xiàn)狀和發(fā)展前景分析[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2016,43(4):1-9.

[2] 李繼文,王平,張志強(qiáng)，等.鉆探工作中常見(jiàn)孔內(nèi)事故的預(yù)防和處理[J].吉林地質(zhì),2010,29(4):129-231.

[3] 趙春波.影響卡鉆因素的系統(tǒng)分析[J].新疆石油科技,1998,8(2):1-8.

[4] 李粵南.深部孔段卡、埋鉆事故防治對(duì)策的探討[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2011,38(9):2-5.

[5] 張林強(qiáng).井下卡鉆分析及處理[J].海洋石油,2007,27(3):112-115.

[6] 黃河福,吳德麟,王少英，等.測(cè)卡松口系統(tǒng)在處理卡鉆事故中的應(yīng)用[J].石油鉆探技術(shù),1997,25(3):48-51.

[7] 張景良,魏群濤,吳思瓊.CQY-Ⅰ型測(cè)卡松扣儀研制及應(yīng)用[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械,2007,36(10):82-84.

[8] 宋德軍.管柱卡點(diǎn)計(jì)算[J].油氣井測(cè)試,2008,17(1):15-18.

[9] 冉津津,李長(zhǎng)健,唐義祥,等.油水井測(cè)卡點(diǎn)技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)),35(5):134-137.

[10] 況雨春,熊威,張立民,等.大斜度井修井作業(yè)卡點(diǎn)預(yù)測(cè)數(shù)值模擬方法[J].石油機(jī)械(油氣田開(kāi)發(fā)工程),2014,42(4):57-62.

[11] 趙金洲,張桂林.鉆井工程技術(shù)手冊(cè)(第二版)[M].北京：中國(guó)石化出版社,2014:113-120.

[12] 劉東明.井下被卡管柱的卡點(diǎn)公式計(jì)算法優(yōu)化探討[J].中國(guó)海上油氣,2004,16(1):47-50.

[13] 孫連忠,臧艷彬,高德利,等.復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆柱解卡參數(shù)分析[J].石油機(jī)械,2014,42(3):19-23.

[14] 郭鳳,劉合,張勁.卡點(diǎn)計(jì)算的有限元分析[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2007,43(1):158-163.

[15] 周勁輝,高德利,宇新.鉆柱卡點(diǎn)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)[J].實(shí)驗(yàn)力學(xué),2010,25(5):575-579.

AnalysisonMeasuringandCalculatingMethodsforStickingPointofStuckDrillStringinGeologicalDrillingHole/

WANGZhi-gang,WUJi-xiu,SUNJian-hua,LIUXiu-mei

(The Institute of Exploration Techniques, CAGS, Langfang Hebei 065000, China)

Sticking is one of the most frequent, time-consuming and the biggest loss accident in the geological hole drilling. In the sticking accident handling process, the location determination of sticking points is the key. At present, the determining methods of the sticking points of the drilling string in the geological drilling holes mainly are magnetic injection, direct use of magnetic locator, point measuring instrument and the formula calculation. This paper introduces the working principle and operation steps of the sticking point measuring method in detail, and compares and analyzes three measuring methods of the card points. This paper introduces the working principles and the operation steps of the sticking points measuring methods and makes analysis and comparison of these 3 methods. At the same time, the calculation formulas and operation steps of parameters determining for the single and compound pipe columns are given. It is found that the measuring instrument has high accuracy but with limitation as well as time-consuming and costly; the formula calculation is simple and easy but with low accuracy. Therefore, the measuring instrument and formula calculation should be combined in the field to determine the location of sticking point more quickly and accurately in order to reduce economic loss by effective measures.

geological drilling; drill string sticking; sticking points

P634

：A

：1672-7428(2017)08-0029-04

2017-01-05；

：2017-05-16

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目“陸域凍土區(qū)天然氣水合物鉆采技術(shù)方法集成”(編號(hào)：DD20160225)、地質(zhì)調(diào)查子項(xiàng)目“鉆探工程孔內(nèi)事故處理技術(shù)規(guī)程制定”(編號(hào)：121201108000150012-09)

王志剛，男，漢族，1987年生，油氣井工程專(zhuān)業(yè)，碩士，從事石油及天然氣水合物鉆井工藝技術(shù)研究工作，河北省廊坊市金光道77號(hào)，1036821833@qq.com。