一种新型随钻安全接头设计及其强度分析

在对钻井事故处理不断探索和总结的基础上，根据卡钻特点，提出了一种能很好地处理井下卡钻事故的新型随钻安全接头的设计方案，并对中轴的2种承载模型（上下滑键不对称和对称模型）进行了应力、塑性应变和变形分布分析。考察了2种承载模型的优劣情况，上下滑键对称模型的应力、塑性应变和位移分布均匀，协调性很好，建议设计中采用上下滑键对称结构。     

新型液压滑套式随钻安全接头的研制

海洋深水钻井具有高风险、高投资和高技术的特点,一旦发生井下钻井事故,则损失巨大,如何迅速解除卡钻事故,降低钻井风险和事故损失是当前钻井工作的当务之急。在对钻井事故处理不断探索和总结的基础上,针对现有倒扣式和剪断式安全接头结构上的局限性和缺陷,研制出了一种能很好地处理井下卡钻事故的新型随钻安全接头。其工作原理为：在正常钻井作业中,它连接在钻具易卡部分的上端,当遇卡钻事故时,停钻、停泵,拆下回压凡尔以上工具（钻具内水眼需畅通）向钻具内投入钢球,接上方钻杆,开泵憋压使钢球入座滑套上端;由于泵压的上升,推动中心滑套剪断定压定位螺钉,使中心滑套上月牙键脱离键槽;当泵压下降后停泵,然后正转钻具,使上下反扣接头处分开,提升、取出钻具;然后再进行下一步套铣、打捞工作。对该工具进行了详细的强度分析计算,室内试验和在渤中34-5油田的两口井中使用表明,该安全接头具有安全可靠、操作简单、处理事故快等特点。     

对“被卡钻柱的倒扣”方法的探讨

在处理卡钻等事故中,采用原钻具正扣倒正扣的处理方法。第一确定卡点深度,用扭转极限的80％正转、扭紧钻柱,使欲倒开的接头处于中和点;用向右扭紧钻杆时扭转圈数的60～80％,向左旋转倒扣。第二采用较大拉力、较小扭矩力进行被卡钻柱的倒扣。并介绍了使用该方法的计算和注意事项。     

川孝267井定向侧钻卡钻及事故处理

川孝267井为西南石油局第一口段铣式套管开窗定向侧钻井，在定向侧钻施工过程中发生了严重的卡钻事故，在分析卡钻事故原因的基础上，采取了多种手段对事故进行了处理，获得了一定的定向井卡钻事故处理的经验。     

随钻震击器接头断裂分析及改进措施

随钻震击器是一种重要的井下解卡工具,由于其工作环境恶劣、受力状态复杂,震击器接头容易发生断裂。为提高产品质量,延长接头的使用寿命,减少断裂事故的发生,需要对接头断裂原因进行分析并实施相应的改进。针对一起随钻震击器上接头的断裂事故,采用试验与理论相结合的方法进行断裂原因分析。对接头进行了宏观分析、尺寸测量、无损检测、材质理化性能检验（包括化学成分、力学性能和金相组织）。对钻具组合进行了重点分析,并对随钻震击器上接头和转换接头的弯曲强度比进行详细计算。结果表明随钻震击器上接头发生断裂的原因是由于钻具组合不合理以及随钻震击器上接头和转换接头的匹配不当导致的疲劳断裂,材料冲击韧性低进一步缩短了疲劳寿命,最后提出了改进措施并取得了较好的效果。     

钻柱过渡接头是预防键槽卡钻的有效工具

利用钻柱过渡接头预防钻柱键槽卡钻,可保证大斜度井或全角变化率严重超标升的安全钻升。文中分析了钻柱过渡接头的防卡机理、合理运用及优越性,并分析了其它破除键槽防卡法的利弊。     

试油套卡处理方案初探

在试油过程中经常会遇到不同的井下复杂情况，套管内卡钻现象就是其中之一。DST作业时油套环空有沉砂或落物、地层出砂等易发生卡钻现象，其危险性远大于钻井过程中发生的卡钻事故。出现这种套卡后，首先要分析清楚井下具体情况，查找出卡钻的真正原因所在，计算各种处理方案的所用时间、费用和风险成功率。然后采用最佳的方法进行处理。青海油田柴达木盆地西部沟6井就在试油过程中发生了类似事故，事故发生后对该井进行了打捞倒扣作业，对事故发生原因、处理方案进行了探讨，终因在修井作业中发现套管破裂，被迫放弃。     

粘吸卡钻处理方法

粘吸卡钻是钻井工程中经常发生的一种井下事故。为了提高处理这类事故的效率,本文通过对粘吸卡钻发生机理的分析,介绍了国内外处理粘吸卡钻的几种方法。其中,有的已经被广泛应用于现场,有的还处于研究阶段。文中还给出了浸泡液解卡法的计算公式,可用于指导现场施工。     

井眼修正随钻接头在大斜度井钻井中的应用

为了解决大斜度井钻井中的键槽、沉砂和缩径问题，研制了一种新型的井眼修整随钻接头，它是对破键器加以改进，增加了清砂和划眼功能，性能更加完善。在钻具上适当加接井眼随钻接头，可有效地改善井眼质量，减少起下钻次数，提高钻井时效。这种接头已经在钻井中得到了广泛的应用，取得了很好的效果。     

H203H井传输测井复杂卡钻处理

H203H井是一口深水平井,在传输测井过程中发生了卡钻事故。由于井内有被卡钻具、电测仪器串和电缆,给处理工作带来了困难:既要保证能成功解除卡钻事故,同时又要保证井下电测仪器—尤其是中子源的安全,并能成功取出中子源。考虑钻遇层的地层岩性、钻具组合,采用浸泡解卡剂、卡点测量、大幅度活动钻具等作业手段,未成功解卡,分析了失败原因,主要是由于电缆旁通接头及配合接头的存在限制了钻具活动范围,解卡剂顶替效果差,同钻井液稠化,不利于解卡。针对这些问题制定了泡酸解卡方案并成功实施,保证了后续工作顺利进行,节约了钻井成本。     

渤海油田浅层沉砂卡钻处理新技术

为防止渤海油田因井漏而造成的沉砂卡钻钻井事故再次发生,以垦利10-4A10井为例,介绍了该井的基本情况,并对该井因漏致卡过程进行了详细描述。经过分析讨可知:大量岩屑堆积在339.7 mm(133/8英寸)套管鞋附近和井壁坍塌掉块两者共同作用,造成钻具因沉砂而卡钻。提出“微扩孔工具+随钻堵漏工具”扩孔解卡新工艺,并成功解卡被卡钻具,保证了海上油气田钻井安全和钻井时效。该工艺在国内首次成功应用,为解决沉砂卡钻事故提供了新思路。     

酸化解卡方法解除伊朗TBK-8井卡钻事故

伊朗19 2项目TBK-8井在二开空气钻进过程中,由于水层和强水敏性页岩地层在同一井段相遇,使页岩钻屑在雾化环境下粘结成团,无法带出,瞬间沉积在钻头上,形成一个环状堆积。当试图通过活动解卡时,堆积物越挤越死,形成一个圆柱,卡死钻具。现场先后采用了浸泡柴油和解卡剂的解卡措施,都没有取得效果。当发现卡钻位置在灰岩地层时,仅注入15%的盐酸5.5m3,就顺利解卡。因此,对于粘附卡钻以外的卡钻事故,当卡钻位置在碳酸盐岩井段,且酸液能注到卡点以下时,可采用酸化方法解卡。     

西部新区准噶尔盆地深井钻井技术

总结了庄1井、沙1井、庄103井等几口井的钻井经验，指出目前准噶尔盆地深井钻井存在的主要问题是：起下钻困难，卡钻事故频繁；完井电测不顺利；钻具事故时有发生；4000m以深井段机械钻速低等。详细介绍了该地区深井钻井的主要技术措施以及所应用的钻井新技术，提出应进一步推广应用“PDC钻头＋螺杆”复合钻进技术及高钙盐钻井液，并优化钻头选型，以进一步提高机械钻速。     

加压解卡工艺在XS1井的应用

常规解卡工艺一般用于压差黏附卡钻事故的处理,实践中暴露出解卡操作时间长的缺陷并存在解卡成功率低的风险。为满足提速提效要求,有效解除黏附卡钻事故,探索了采用关井加压浸泡解卡剂工艺。,分析了黏附卡钻发生条件和机理,介绍了加压解卡的原理：将解卡剂替至准确卡钻位置后,采用下压钻具、关井,然后用小排量注入钻井液对环空加压,加速解卡剂向钻具与井壁之间的泥饼渗透,对泥饼产生破坏、分解作用,减少钻具和泥饼接触面积,从而能够有效、快速解卡。该工艺在四川盆地XS1井首次使用并获得成功,证明了该方法能降低事故处理时间和提高解卡成功率,有效减少事故损失。     

承压堵漏技术在定向大斜度深井中的应用

四川盆地地质构造复杂,在定向大斜度深井的钻井过程中,往往出现阻、卡、漏、喷等多种复杂情况,特别是在压差作用下钻井液在低渗透层或漏失层所形成的虚厚滤饼,容易造成井眼缩小,泥包钻头,频繁阻卡、托压甚至卡钻等,严重影响钻井安全。针对在定向大斜度井的裸眼复杂井段中出现的这类情况,在总结前期承压堵漏施工的基础上,提出了“间歇关挤承压堵漏技术”。该技术的关键是：使用各种颗粒刚柔级配的堵漏剂;采用高承压大于等于9 MPa的间歇关挤方式;稳压8 h以上。通过在河飞203、大邑301等井的现场应用表明,该技术不仅彻底堵住漏层,提高了裸眼复杂井段地层承压能力,而且消除了井下阻卡、托压、泥包钻头等安全隐患,实现了负压钻井,为治理定向大斜度深井中出现的多种复杂事故隐患提供了安全快捷的可借鉴的实用技术。     

早期溢流及漏失的新型及时高精度监测计量系统

溢流和漏失是影响油气钻井施工安全的最为严重的两种复杂情况,常用的溢流和漏失监测方法存在着监测不及时、溢流漏失总量计量精度低的缺陷,有可能因为发现不及时或者处理不当而造成井塌、卡钻、井喷等复杂事故。为此,在对比分析钻井现场常用的几种溢流和漏失监测方法的基础上,设计出了一种具备早期监测报警、溢流漏失速度和漏失总量计量以及自动灌浆功能的新型溢流漏失监测计量系统,并通过室内实验验证了该系统的可靠性。研究结果表明:(1)该系统的监测罐被分割为主、副两个腔室,井筒返出钻井液一部分通过主腔室返回振动筛,另一部分溢流进入副腔室;(2)副腔室内部横截面积小,大大提高了液位变化反应的灵敏度,能够更加及时地发现溢流和漏失;(3)主腔室出口管线水头保持不变,出口流量稳定,通过副腔室内液位的变化可以定量地计算溢流漏失速度和溢流漏失总量,溢流漏失速度监测误差小于8%;(4)起钻过程中,监测罐内钻井液在自重作用下进入井筒,可以始终保持井筒满液位,消除了灌浆不及时和灌浆不满的不良现象。结论认为,新型溢流漏失监测系统可以有效地发挥地面测量优势,报警及时准确且经济实用。     

碳酸盐岩井眼酸化解卡液技术研究

四川盆地元坝地区的超深水平井在钻井过程中卡钻大多发生在利用酸与泥饼中碳酸盐岩岩屑反应生成了可溶性盐类CaCl₂、MgCl₂,溶蚀破坏卡住钻具的泥饼结构。碳酸盐岩井段,提高该类地区浸泡解卡液解卡的成功率意义重大。为此,研究了酸基解卡液在高温条件下的解卡机理,优选出缓释剂、铁离子稳定剂等酸化解卡液的主要处理剂,形成了抗高温酸化解卡液体系,并对其酸化效果、酸化最佳时间、与隔离液配伍性、对钻具强度的影响等方面进行了评价。在高温、保证现场安全和保护储层的前提下,酸化解卡液对碳酸盐岩屑及含岩屑水基钻井液泥饼酸溶率达到40%,在元坝地区阆中2井配合工程解卡中取得了明显效果。同时,研究并率先评价了酸基解卡液对钻具强度的影响、浸泡作用的最佳时间,对浸泡酸化解卡的安全性及有效性给出了具体结论,具有参考意义。     

液压滑套式安全接头

针对现有倒扣式和剪断式安全接头结构上的局限性和缺陷 ,设计了液压滑套式安全接头。这种接头由上接头、滑套、密封圈、剪断销钉和下接头组成。正常工作时 ,安全接头可传递拉、压载荷和正、反扭矩 ,当遇卡需脱开时 ,从地面向管柱内投球 ,加压到一定压力时 ,滑套将剪断销钉剪断 ,上接管柱即可实现脱开。该安全接头在胜利油田现河采油厂 2 0余口井的现场应用都取得了很好的解卡效果 ,具有安装方便 ,操作简单 ,安全可靠等特点。