地?zé)峋┕ぶ秀@具脫落事故的處理

王 英

(山東省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)，山東 泰安 271000)

2017年1月，我單位在施工一口探采結(jié)合地?zé)峋畷r(shí)，出現(xiàn)鉆具脫落事故。該井設(shè)計(jì)深度2 500m，當(dāng)鉆探工程施工完成后，按甲方要求，在用鉆桿探測(cè)鉆井實(shí)際施工深度時(shí)，出現(xiàn)鉆具脫落事故，多路鉆具卡在孔內(nèi)，加之處理過程中對(duì)事故預(yù)判與實(shí)際情況有偏差，處理過程中又發(fā)生次生事故。事故發(fā)生后，經(jīng)過多次分析、試探以及打撈，62d后，將孔內(nèi)遺留鉆具全部取出，進(jìn)入下一工序的施工。

1 地?zé)峋厩闆r

0～30m為第四系松散層，主要由黃色黏土、砂質(zhì)黏土、亞黏土組成。

30～500m為侏羅系，主要由巖漿巖等組成。

500～1 000m為三疊系，主要由灰?guī)r，夾石英閃長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖等組成。其中青龍組為熱儲(chǔ)層：577～705m為灰黃色薄層泥巖夾泥灰?guī)r，灰色薄層狀粉晶灰?guī)r夾泥質(zhì)泥晶灰?guī)r及泥巖，局部夾礫屑微晶灰?guī)r；705～1000m為灰色薄-中層狀粉晶灰?guī)r與紫灰黃色泥晶瘤狀灰?guī)r互層；粉晶灰?guī)r夾蠕蟲狀灰?guī)r，局部夾白云質(zhì)灰?guī)r。

1 000～2 000m為二疊系，主要由頁(yè)巖，粉砂質(zhì)泥巖，粉砂巖，長(zhǎng)石石英砂巖夾煤、石英閃長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖等組成。

2 000～2 500m為二疊-石炭系，主要由灰?guī)r，夾石英閃長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖等所組成。

井身結(jié)構(gòu)見表1。

表1 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2 事故經(jīng)過及原因分析

2.1 事故主要經(jīng)過

2017年1月，該井鉆探工程施工完畢后，按甲方要求用鉆具丈量實(shí)際井深，考慮到本井鉆探部分已結(jié)束，將部分Φ89mm鉆具調(diào)往其他工地，不足部分用Φ73mm鉆具補(bǔ)齊。鉆具全部下至孔底時(shí)，鉆具組合為：Φ89mm鉆桿(1 450m)+Φ73mm鉆桿(1 048m)。

井深丈量完畢后提鉆過程中遇卡，上下竄動(dòng)無效后，當(dāng)班作業(yè)人員強(qiáng)力提拔，導(dǎo)致鉆具脫扣，井下鉆具甩脫，發(fā)生鉆具脫落事故。事故發(fā)生時(shí)，孔內(nèi)Φ89 mm鉆具約1 450m，Φ73鉆具30根約292m。共遺留鉆具1 742m。

2.2 事故原因分析

事故發(fā)生后，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員、機(jī)班長(zhǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員綜合分析后，可能有以下幾種原因所致：

①井內(nèi)部分層段地層破碎，在提鉆過程中對(duì)井壁造成擾動(dòng)，發(fā)生井壁掉塊，造成卡鉆事故。

②鉆井長(zhǎng)期施工過程中形成溝槽，在提鉆過程中，鉆具卡在溝槽內(nèi)，造成鉆具提拔困難。

③落物卡鉆，在提鉆過程中，由于作業(yè)人員的粗心，將鉆機(jī)上一些常用工具掉入孔內(nèi)，卡在井壁與鉆具之間，導(dǎo)致卡鉆。

④鉆具老化，絲扣磨損，在強(qiáng)力提拔的情況下造成脫扣。

2.3 事故判斷

事故發(fā)生后，經(jīng)過相關(guān)人員討論，下鉆試探“事故頭”，在758m左右并未找到事故鉆具，繼續(xù)下放鉆具，在深度為909.2m，探到“事故頭”，其深度大于井內(nèi)鉆具總長(zhǎng)，初步判斷，鉆具脫落后，鉆具下落時(shí)較強(qiáng)的沖擊力及與孔壁的碰撞導(dǎo)致鉆具甩脫，形成孔內(nèi)有二路以上甚至多路鉆具的多頭事故。

3 事故處理

3.1 第一階段

①首先下Φ89mm反絲鉆桿接Φ73～127mm公錐(帶導(dǎo)向罩)，下鉆后“吃住事故頭”后，上提鉆具，由于多路鉆具在套管內(nèi)發(fā)生擠夾，鉆具提拉不動(dòng)，鉆機(jī)反轉(zhuǎn)將鉆具倒開后提鉆，本次拔出鉆具10根約97m。

②第二次依然下Φ73～127mm公錐，“吃入”事故鉆具后未能提動(dòng)鉆具，鉆機(jī)反轉(zhuǎn)后鉆機(jī)未能在絲扣連接處倒開，將鉆桿反斷后提鉆。本次提鉆返上一根完整鉆桿，一根斷鉆桿，鉆桿斷頭扭曲變形。

③第三次下入機(jī)械式外割刀，將變形事故頭變形部分割平，提鉆。

④第四次下公錐，公錐未能“吃”進(jìn)事故鉆具，提鉆后下入母錐，事故鉆具吃入母錐后，鉆具依然提拉不動(dòng)，只能反轉(zhuǎn)鉆機(jī)倒開，結(jié)果鉆機(jī)反轉(zhuǎn)30圈后，鉆具依然未能倒開，受Φ89mm鉆桿所能承受的扭矩限制，不再斷續(xù)反轉(zhuǎn)倒扣，只能正轉(zhuǎn)鉆機(jī)，將鉆具從母錐以上部分倒開，公錐及以上3根Φ89mm反絲鉆具遺留孔內(nèi)，之后又有過幾次失敗的處理過程，不但未能將孔底遺留鉆具取出，反倒使孔內(nèi)鉆具越摞越多，事故越來越復(fù)雜。此時(shí)，孔底遺留一只母錐和三只公錐，以及錐子之間所夾正、反絲鉆桿，用現(xiàn)有鉆具已無法繼續(xù)處理，只能停鉆。

3.2 第二階段

隨后，單位主管領(lǐng)導(dǎo)與技術(shù)人員一道，研究制定下一步的事故處理方案：調(diào)Φ127 mm反絲鉆具及正絲鉆具進(jìn)場(chǎng)，先將母錐以上鉆具處理干凈，再進(jìn)行后續(xù)處理。

2017年2月18日，反絲鉆具進(jìn)場(chǎng)后，事故處理比較順利，至2月27日，已將所有公、母錐處理上來，井底僅遺留最初事故鉆具。

現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員及作業(yè)人員分析認(rèn)為，事故鉆具目前依然位于套管內(nèi)，且多路鉆具形成擠夾，若再下鉆具打撈事故鉆具，不采取其他措施，可能不會(huì)提上鉆具，反而可能使幾路鉆具越夾越緊，處理更加困難。接下來，通過下鉆對(duì)井下事鉆具進(jìn)行試探判斷，最后判定井下存在三路事故鉆具。隨后，下入公錐與距井口最近的“事故頭”連接，用打吊錘向下震擊鉆具，使擠夾鉆具松動(dòng)，然后將鉆具提起。此后，按照正常程序用公錐打撈鉆具，事故處理比較順利，至2017年3月5日，孔底遺留鉆具提出井外，事故處理完畢。

4 教訓(xùn)

①就本次事故來講，若下鉆時(shí)嚴(yán)格檢查絲扣，鉆具提鉆時(shí)可能不會(huì)脫扣。若下鉆時(shí)對(duì)鉆桿壁進(jìn)行探傷和壁厚的檢查，在用“反絲”處理事故時(shí)，孔底鉆桿不會(huì)從中間斷開。

②用反絲鉆具反鉆具時(shí)，應(yīng)用比原鉆具大一級(jí)的鉆具，以保證鉆具有足夠的扭矩和提拉力。本次事故中，由于對(duì)事故的難度及復(fù)雜程度估計(jì)不足，選用了Φ89mm反絲鉆桿事故處理，至使用母錐打撈井內(nèi)鉆具時(shí)所扭矩達(dá)不到，只能從母錐上部倒開，是造成次生事故的直接原因。若事故處理之初就選用Φ127mm反絲鉆具反取Φ89mm事故鉆具，應(yīng)不會(huì)出現(xiàn)后期的次生事故。本次事故處理次生事故的時(shí)間以及停鉆等待Φ127mm反絲鉆具入場(chǎng)的時(shí)間有將近一個(gè)月，由于時(shí)間的延長(zhǎng)，增加了人工、材料等費(fèi)用的支出，同時(shí)，鉆具長(zhǎng)期停在井內(nèi)，也有造成埋鉆、卡鉆等事故風(fēng)險(xiǎn)。

③當(dāng)提鉆遇卡時(shí)，不應(yīng)強(qiáng)力提拔鉆具，應(yīng)分析孔內(nèi)情況以后，采取進(jìn)一步應(yīng)對(duì)措施。

④作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備必要的事故處理工具，如公錐、母錐、套銑工具、切割工具等，并制訂好預(yù)案，確保事故發(fā)生時(shí)能得到及時(shí)的處理。事故處理應(yīng)留有余量，慎用母錐，因?yàn)槟稿F一旦處理不當(dāng)被遺留孔內(nèi)，下一步處理的選擇余地更小，給后續(xù)事故處理造成困難。

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