塔里木盆地中4井钻具损伤分析

中4井是塔里木盆地卡塔克隆起卡4区块的一口重点预探直井，完钻井深7220m。该井钻井过程中钻具失效严重，失效形式主要有钻具断裂、钻杆二台阶、钻具腐蚀等。从钻具的材质、井下施工条件、地层流体等方面分析了钻具失效的原因：热处理不当造成钻杆接头横向材料冲击功较低，导致加重钻杆接头纵向开裂；蹩跳钻加快了钻具疲劳裂纹的萌生与扩展，扭矩过大致使钻杆在井下产生二次上扣现象，井底与地面的温差大，使原合适的扭矩变大，还有螺纹扣底部没有应力减轻槽，导致钻铤和钻杆断裂；地层流体矿化度高，存在较高质量浓度的Cl^-、SO4^2-，地层中存在CO2、H2S等腐蚀性气体，导致钻具严重腐蚀。对塔里木盆地以后超深井钻井时的钻具使用提出了建议。     

城2井基岩推覆体山前构造钻井技术探讨

属典型山前构造的城2井，在井深180．00～2219．40m钻遇基岩，基岩厚度迭2039．40m，全井共断、刺钻具40次，钻穿基岩的厚度和刺、断钻具的次数和频率属国内油田罕见。该井施工难度大，主要表现在机械钻速缓慢、易出现钻铤粘扣、断钻具，地层倾角大井斜上升问题突出，井身轨迹控制困难。面对上述困难，通过优选钻头和钻具组合，同时强化操作，极大地遏止了断钻具事故发生率，为山前构造推覆体的钻井技术积累了一定的经验。     

钻铤及转换接头的失效与预防

钻铤本体和转换接头体的刚性远远大于接头,所以失效大多发生在接头上。据1988年各油气田钻具失效调查,钻铤失效事故276起,转换接头失效事故16起,合计占钻具失效事故总数的54%;失效部位基本上都是连接螺纹;失效形式主要是断裂,其中钻铤占75.4%,转换接头占62.5%。钻铤和转换接头失效的主要原因有:材料韧性差,降低了疲劳强度,并使裂纹扩展速度加快,发生断裂也比较突然;忽略了API-RP-7G推荐作法中提出的钻铤接头螺纹连接弯曲强度比为3.20~1.90:1的要求,造成因弯曲强度比不够而产生的螺纹疲劳失效;加工时齿根留有刀痕,或成尖角过渡等缺陷,降低了疲劳强度;紧扣时无指示仪表和适当的工具,全凭各人的经验和感觉,使小尺寸钻铤上扣过紧,大尺寸钻铤上扣过松。根据失效原因的分析,作者从订货、加工、检验和使用等方面提出了一系列建议,以预防钻铤和转换接头的早期失效。     

城2井基岩推覆体山前构造钻井技术探讨

属典型山前构造的城2井,在井深180.00~2219.40m钻遇基岩,基岩厚度达2039.40m,全井共断、刺钻具40次,钻穿基岩的厚度和刺、断钻具的次数和频率属国内油田罕见。该井施工难度大,主要表现在机械钻速缓慢、易出现钻铤粘扣、断钻具,地层倾角大井斜上升问题突出,井身轨迹控制困难。面对上述困难,通过优选钻头和钻具组合,同时强化操作,极大地遏止了断钻具事故发生率,为山前构造推覆体的钻井技术积累了一定的经验。     

普光气田气体钻井钻具失效原因分析及预防措施

气体钻井技术虽然大幅度提高了普光气田上部陆相地层钻井速度，但屡次出现钻具失效事故，不仅影响钻井速度，而且威胁井下安全。分析了钻具失效规律，并通过宏观分析判断钻杆为疲劳和腐蚀疲劳断裂，钻铤为疲劳断裂。从气体钻井自身因素、钻柱运动（包括公转和纵向共振）、钻具腐蚀、钻井方式、钻铤弯曲强度比不足等方面分析钻具失效原因，提出使用空气锤钻井技术、加强钻具探伤、优化钻具组合和钻井参数、缓解钻具腐蚀、加强钻柱振动监测等预防措施。指出应加强气体钻井钻具失效的微观机理、钻柱运动与动力学、岩屑对钻具的冲蚀磨损、钻具腐蚀、消除钻柱公转等方面的研究以预防钻具失效。     

普光气田气体钻井钻具失效原因分析及预防措施

气体钻井技术虽然大幅度提高了普光气田上部陆相地层钻井速度，但屡次出现钻具失效事故，不仅影响钻井速度，而且威胁井下安全。分析了钻具失效规律，并通过宏观分析判断钻杆为疲劳和腐蚀疲劳断裂，钻铤为疲劳断裂。从气体钻井自身因素、钻柱运动（包括公转和纵向共振）、钻具腐蚀、钻井方式、钻铤弯曲强度比不足等方面分析钻具失效原因，提出使用空气锤钻井技术、加强钻具探伤、优化钻具组合和钻井参数、缓解钻具腐蚀、加强钻柱振动监测等预防措施。指出应加强气体钻井钻具失效的微观机理、钻柱运动与动力学、岩屑对钻具的冲蚀磨损、钻具腐蚀、消除钻柱公转等方面的研究以预防钻具失效。     

普光3井防斜打直技术

普光3井上部地层属于高陡构造,地层倾角大,极易发生井斜,地层可钻性差,蹩跳钻严重,上部地层防斜打直是施工的难点。该井在施工过程中应用了钟摆钻具组合、大直径钻铤组成的塔式钻具组合和螺杆钻具组合。应 用效果表明,钟摆钻具组合在表层钻进时,要防斜打直要求钻压很小,这样制约了钻井速度;大直径钻铤塔式钻具组合防斜效果较好,且匹配好合适的钻井参数并优选好钻头,能有效提高钻井速度;上螺杆扭方位钻具组合是一种较积极的防斜打直措施,有必要进一步探索。     

陕北探区钻具腐蚀及防护技术

陕北地区地层硫化物含量高，钻具易发生氢脆和点坑式腐蚀，引起钻杆本体刺穿，断钻铤，断钻杆等事故，为解决钻具严重腐蚀的问题，优选出了经济有效的最佳防腐配方：0．1％除硫剂＋0．2％缓蚀剂，钻井液加药后缓蚀效果明显，平均缓蚀率达87．7％，现场应用后，从井深2000m到3100m正常钻进，钻具腐蚀大为减缓，无刺穿，掉钻具现象发生。     

减少钻铤柱与地层及套管间磨损问题的探讨

本文简要地分析了钻铤柱与地层和钻铤柱与套管间产生磨损的原因,钻铤柱外径严重磨损后给钻井工程带来的危害,并提出了减少钻铤柱磨损的措施,供钻井工作者参考。     

空气锤钻具组合稳定性动力学因素分析及优化

空气锤钻井过程中由于活塞轴向冲击锤头进行破岩工作,钻柱会产生轴向振动,其中下部钻铤振动常发生以钻铤螺纹断裂为主的失效故障。文章以某井空气锤钻井钻具组合及钻井参数为例,通过有限元法,建立了空气锤钻井全井段钻柱动力学模型,从动力学出发研究下部钻具组合动力学特性,优化空气锤气体钻井钻具组合。研究结果表明：空气锤钻井主要影响下部300 m钻柱,在冲击振动弯扭共同作用下,钻铤螺纹容易产生疲劳失效,模拟结果与现场失效　情况相符。优化方案为KQC275空气锤钻井过程中上部接Ø279. 4 mm 钻铤,此时钻柱系统轴向振动最小,全井段钻柱动态钻进稳定性好,对现场空气锤钻井钻具组合方案进行了优化,预防了钻柱失效。该研究对空气锤钻井钻柱动力学行为有了明确认知以及提供了钻柱振动失效预防措施     

转盘钻稳斜钻具钻稠油水平井水平段

本文阐述了转盘钻倒装稳斜钻具钻浅层稠油水平井水平延伸段的理论依据和实际应用效果，用平衡曲率法原理分析了带稳定器稳斜钻具的稳斜性能，表明了钻铤刚度和稳定器位置两个主要因素对稳斜钻具的影响关系及使用倒装钻具的意义，并例举了在ＦＨＷ００１稠油水平井水平段中采用倒装稳斜钻具的实际应用情况。     

高抗扭双台肩钻铤在长庆天然气钻井的配套与应用

为了减少钻井施工中钻铤的早期失效,长庆管具公司研发、推广了具有自主知识产权的双台肩螺纹钻具;根据钻具在井下的受力状况和钻铤的弯曲比数据,通过给钻铤增加一个受力台阶减小了钻铤的弯曲应力,同时也降低了钻具在井下自动上扣对钻具螺纹造成的损伤;2008年长庆钻井在陕北气田靖中东、靖南区块、苏里格的7个钻井队推广了双台阶螺纹结构的钻铤,全年共钻井20口,进尺54539m,未发生一次钻具失效。从使用的效果证明,双台肩螺纹结构钻铤对降低钻铤的失效效果显著,有极高的推广价值。     

陕北富县探区钻具失效原因分析及对策研究

统计分析表明，陕北富县探区频繁发生钻具失效的主要原因是钻具在井下承受的交变应力较大，从钻具优选、钻压和转速匹配、钻井液性能等方面优选了适合该地区安全钻进的钻具组合与工艺技术，从而减少了钻具失效事故的发生。以两口井为例，介绍了钻具失效事故的处理与预防，对今后钻井施工有一定的借鉴作用。     

塔深1井井斜控制技术

塔深1井设计井深为8 000 m，后加深至8 400 m，完钻井深为8 408 m，垂直钻井进尺为目前亚洲第一。该井在6 200 m钻遇裂缝性软硬交错地层，加之井下温度高、井眼小，井斜控制难度增大。为解决以上难题，提出采用优化钻井参数，实钻过程中采用塔式钻具、柔性钟摆钻具、井下动力钻具等进行井斜控制技术措施。并指出在深部小井眼裂缝性地层采用光钻铤配合高钻压不能实现纠斜；使用单稳钟摆钻具组合受钻铤尺寸的限制不能起到良好的纠斜效果；采用抗高温弯螺杆和MWD随钻监测技术，能取得明显的纠斜效果和较高的机械钻速。     

LET扣钻具在塔里木油田的应用

为了降低钻具接头螺纹齿根的应力集中,减少钻铤、稳定器、转换接头等失铲事故的发生,根据降低公扣大端啮合齿高度的设计思路开发了一种新型钻具螺纹ＬＥＴ扣,主要介绍了ＬＥＴ扣的设计、加工及现场试验情况。ＬＥＴ扣钻具的加工、现场使用结果表明,ＬＥＴ锃钻具加工,不影响修扣次数、上卸扣操作及其使用性能,能够显著提高钻具的疲劳寿命,具有一定的推广应用价值。而且ＬＥＴ扣钻具螺纹与ＡＰＩ标准螺纹具有互换性。     

气体钻井钻具失效预防技术研究与应用

气体钻井中钻具失效频率明显高于钻井液钻井。失效钻具检验与分析表明,钻具失效类型为疲劳或腐蚀疲劳,钻具腐蚀类型为氧腐蚀。钻具失效的主要原因是：氧腐蚀与冲蚀、钻具疲劳（由钻柱反转、钻柱纵向振动、井眼弯曲引起）、钻具带伤工作、钻铤螺纹连接弯曲强度比不足等。空气锤冲旋钻井技术、钻柱防共振技术、加强钻具探伤及使用新钻具等能够有效预防和减少钻具失效。特别是牙轮气体钻井中,利用钻柱振动分析软件优选钻具组合和转速来避免钻柱共振以及及时对钻具进行探伤非常重要。这些措施已经成功应用于普光及周边区块,与2006年相比,2007年度、2008年度钻具失效频率分别降低37．7％和57．5％。此外,建议加强钻杆管体探伤、空气螺杆复合钻井技术、防涡动稳定器、选用API螺纹钻铤、钻柱振动监测与钻井参数优选相结合等方面进行综合研究和实施来全面预防钻具失效。     

川渝东部地区钻具失效原因分析及预防措施探讨

通过对川渝东部地区钻具失效的统计分析,总结钻具失效的原因和影响因素,提出加强对钻具本身质量的控制、优化钻具螺纹结构设计、推广应用双台肩螺纹钻杆并加大钻铤双台肩螺纹的研究;合理选择钻压、转速等钻井参数,与地层、井眼轨迹等相匹配;在增、降斜及扭方位时,控制好井眼轨迹,优化钻井工艺措施,避免井眼轨迹突变;合理选择排量,抓好钻井液固控工作;优化钻具和井筒结构的匹配;定期对钻具的探伤检测和抓好钻具库内管理等等避免钻具失效的相应预防措施,对川渝东部地区科学使用钻具具有指导意义。     

MJ1井钻具断裂原因分析

对MJ1并发生的多起钻具断裂事故进行了调查研究,对钻井参数、钻具组合和地层岩性对钻具寿命的影响进行了分析,对钻柱转换接头材质进行了试验分析。认为钻具断裂为疲劳失效,蹩钻、卡钻严重,送钻不匀,加剧了钻具疲劳破坏。钻柱转换接头尺寸不符合APISPEC7标准,材料韧性不符合SY／T5200-2002标准,导致转换接头发生早期疲劳失效事故。钻具稳定器外螺纹接头断裂原因与结构尺寸不合理有很大关系。     

鄂尔多斯北区钻具失效的特点及预防

鄂尔多斯北区油气勘探开发进入了一个试验开发新阶段。在钻井实践中,发生了大量的钻具失效事故,极大地影响了钻井速度。通过对鄂尔多斯北区钻真失效事故的数据统计,对钻具失效形式进行分类,分析了钻具失效的主要机理;提出了预防和减少钻具失效的技术措施。现场应用后,大幅度减少了钻具失效事故,对今后在该地区钻井施工有一定的指导作用。     

φ139.7套管内侧钻水平井弯螺杆钻具通过能力分析

考虑φ139．7套管内侧钻水平井环空间隙小，基率大等因素，应用间隙元法对下部钻具组合进行非线性静力学分析，求得钻具的变形，应力，摩阻力的接触力，结合φ139．7套管内弯螺杆钻具的提放试验结果，建立了弯螺杆钻具组合通过能力的判定条件和计算公式，并在大庆油田侧钻水平井中得到应用和验证。