孔内内事故预防与处理课件.ppt

1、 井下复杂与事故多种多样，井下情况千变万化，处理方法、井下复杂与事故多种多样，井下情况千变万化，处理方法、处理工具多种多样。处理工具多种多样。“魔高一尺、道高一丈魔高一尺、道高一丈”。但总的原则是。但总的原则是将将“安全第一安全第一”的思想贯彻到事故处理全过程。从制订处理方的思想贯彻到事故处理全过程。从制订处理方案、处理技术措施、处理工具的选择以及人员组织等均应有周案、处理技术措施、处理工具的选择以及人员组织等均应有周密的策划。重大事故还应制订应急方案，如井喷、着火等。在密的策划。重大事故还应制订应急方案，如井喷、着火等。在处理井下复杂过程中，尤为小心，稍有不慎，就可能造成事故。处理井下复杂过

2、程中，尤为小心，稍有不慎，就可能造成事故。而在处理事故过程中的失误又可能使事故更加恶化。安全原则而在处理事故过程中的失误又可能使事故更加恶化。安全原则体现在对事故性质、井下情况准确分析和判断的基础上。在处体现在对事故性质、井下情况准确分析和判断的基础上。在处理中使事故严重程度逐渐减轻，不致加重。因此，入井工具、理中使事故严重程度逐渐减轻，不致加重。因此，入井工具、器材、药品，严格质量检验，下得去，能起出，用得上。操作器材、药品，严格质量检验，下得去，能起出，用得上。操作人员应熟知入井打捞工具的结构和正确使用方法。处理方案中人员应熟知入井打捞工具的结构和正确使用方法。处理方案中还应包括人员设备的

3、防护和环境保护等措施还应包括人员设备的防护和环境保护等措施 。复杂与事故随着时间的推移而恶化，尤其是卡钻事复杂与事故随着时间的推移而恶化，尤其是卡钻事故与井喷事故，要求在短期内进行处理，不能延误时间。故与井喷事故，要求在短期内进行处理，不能延误时间。快捷原则体现在迅速决策制订处理方案。甚至制订几套快捷原则体现在迅速决策制订处理方案。甚至制订几套处理方案，迅速组织处理工具与器材，加快处理作业进处理方案，迅速组织处理工具与器材，加快处理作业进度，协调工序衔接，减少组织停工。同时有几套处理方度，协调工序衔接，减少组织停工。同时有几套处理方案时应优选其中最有把握、最省时、风险最小的方案。案时应优选其中

4、最有把握、最省时、风险最小的方案。实施第一方案时，同时准备第二方案。要做到心中有数，实施第一方案时，同时准备第二方案。要做到心中有数，要有预见性，不能看一步，走一步，时间就是效益。旷要有预见性，不能看一步，走一步，时间就是效益。旷日持久、劳师无功，必然会影响信心，降低士气，精力日持久、劳师无功，必然会影响信心，降低士气，精力分 散，更 容 易 出 问 题。要 做 到 处 理 一分 散，更 容 易 出 问 题。要 做 到 处 理 一次，有一次收获，增加一份信心，提高一份士气次，有一次收获，增加一份信心，提高一份士气 。科学诊断原则就是还原复杂与事故的本来科学诊断原则就是还原复杂与事故的本来面貌。

5、这一原则应贯穿在处理的全过程中。要面貌。这一原则应贯穿在处理的全过程中。要认真收集现场（井下）第一手资料，特别是操认真收集现场（井下）第一手资料，特别是操作者提供的直接信息。科学的分析，去伪存真，作者提供的直接信息。科学的分析，去伪存真，准确地描绘井下情况，切忌主观臆断，或仅凭准确地描绘井下情况，切忌主观臆断，或仅凭以往的经验，武断做出结论。在处理过程中还以往的经验，武断做出结论。在处理过程中还应对井下情况进行必要的计算和草图绘制，以应对井下情况进行必要的计算和草图绘制，以及时纠正或补充处理方案，使处理方案尽可能及时纠正或补充处理方案，使处理方案尽可能切合实际，做到切合实际，做到“事半功倍事半

6、功倍”，少犯错误，加，少犯错误，加快处理进度，减少经济损失快处理进度，减少经济损失。根据事故性质、地质条件、工具、器材供应状况、技术根据事故性质、地质条件、工具、器材供应状况、技术手段等，全面分析、评估事故处理的时间与费用。根据处理手段等，全面分析、评估事故处理的时间与费用。根据处理方案对比，经济合算，则继续处理下去，若处理时间长，费方案对比，经济合算，则继续处理下去，若处理时间长，费用太高，则停止处理，另想其它办法，如条件许可，移井位用太高，则停止处理，另想其它办法，如条件许可，移井位重钻或原井眼填井侧钻等。重钻或原井眼填井侧钻等。事故处理费用包括：预计事故处理时间的钻机日费；事故处理费用包

7、括：预计事故处理时间的钻机日费；处理事故时井下工具、钻具的租赁费；处理事故消耗的处理事故时井下工具、钻具的租赁费；处理事故消耗的材料费；技术服务费或其它费用。材料费；技术服务费或其它费用。移井位费用预算：搬迁费；钻前工程费；钻达事移井位费用预算：搬迁费；钻前工程费；钻达事故井深的进尺费。故井深的进尺费。填井侧钻费用预算：技术服务费（打水泥塞费、测井填井侧钻费用预算：技术服务费（打水泥塞费、测井费、侧钻工具与人工费等）；材料费；钻达事故井深的费、侧钻工具与人工费等）；材料费；钻达事故井深的时间费用。时间费用。卡钻事故一般发生在钻进、卡钻事故一般发生在钻进、接单根、循环钻井液和起下钻接单根、循环钻

8、井液和起下钻过程中，钻柱落井也容易造成过程中，钻柱落井也容易造成卡钻。卡钻。键槽扩大器结构示意图键槽扩大器结构示意图 不同性质的卡钻事故，有不同的处理程序。不同性质的卡钻事故，有不同的处理程序。总结起来，多数卡钻事故的处理方法，总是遵总结起来，多数卡钻事故的处理方法，总是遵循以下循以下6 6个处理程序：个处理程序：一通，保持水眼畅通，恢复钻井液循环；一通，保持水眼畅通，恢复钻井液循环；二动，活动钻具，上下提拉或扭转，以提拉二动，活动钻具，上下提拉或扭转，以提拉为主；为主；三泡，注入解卡剂，对卡钻部位进行浸泡；三泡，注入解卡剂，对卡钻部位进行浸泡；四震，使用震击器震击（单独震击或泡后震四震，使用

9、震击器震击（单独震击或泡后震击）；击）；五倒，套铣、倒扣；五倒，套铣、倒扣；六侧钻，在鱼顶以上进行侧钻。六侧钻，在鱼顶以上进行侧钻。钻具断落事故是钻井作业中常见的事钻具断落事故是钻井作业中常见的事故之一。若井况正常，处理也容易，成功故之一。若井况正常，处理也容易，成功率较高。若井筒条件差，井况复杂，可伴率较高。若井筒条件差，井况复杂，可伴随卡钻事故发生，处理不慎，也会造成复随卡钻事故发生，处理不慎，也会造成复杂事故。杂事故。卡瓦打捞矛震击解卡工具震击解卡工具震击器的结构特点震击器的结构特点震击解卡工具的种类震击解卡工具的种类震击器的工作原理震击器的工作原理震击器的操作技术震击器的操作技术倒扣、

10、切割工具倒扣、切割工具套铣工具套铣工具打捞井内钻具断落工具打捞井内钻具断落工具井底落物打捞工具井底落物打捞工具震击解卡工具震击解卡工具 震击解卡工具主要用于钻柱被卡后提供撞击力，使震击解卡工具主要用于钻柱被卡后提供撞击力，使被卡钻柱松动而解卡。与上提下放活动钻具的区别在于被卡钻柱松动而解卡。与上提下放活动钻具的区别在于震击器提供了强大的动能，并将这种动能在极短的时间震击器提供了强大的动能，并将这种动能在极短的时间内转换成撞击力施加给卡点。内转换成撞击力施加给卡点。震击解卡工具是结构较为复杂的事故处理工具，根震击解卡工具是结构较为复杂的事故处理工具，根据作用原理不同基本上可分为液压和机械两种。以

11、其提据作用原理不同基本上可分为液压和机械两种。以其提供作用力的方向不同又可分为上击器与下击器。供作用力的方向不同又可分为上击器与下击器。震击器的结构特点震击器的结构特点 震击解卡工具的结构特点是：震击解卡工具的结构特点是：1.1.能提供循环钻井液的通道，满足事故处理工艺要求；能提供循环钻井液的通道，满足事故处理工艺要求；2.2.能传递扭矩、心轴与外筒之间不能有周向运动；能传递扭矩、心轴与外筒之间不能有周向运动；3.3.必须有寿命可靠的密封，保持持久的工作能力；必须有寿命可靠的密封，保持持久的工作能力；4.4.要有承受高压高温提供高速运动的储能机构；要有承受高压高温提供高速运动的储能机构；5.5

12、.要有强度极高的震击偶（撞击锤与震击垫）；要有强度极高的震击偶（撞击锤与震击垫）；6.6.具有调节动载的调节机构；具有调节动载的调节机构；7.7.工具两端具有与钻柱联接的螺纹。工具两端具有与钻柱联接的螺纹。震击器解卡工具的种类震击器解卡工具的种类 震击解卡工具的种类，根据用途分为解卡震击震击解卡工具的种类，根据用途分为解卡震击器与随钻震击器，根据加放位置不同分为地面震击器与随钻震击器，根据加放位置不同分为地面震击器与井下震击器，根据原理不同分为液压震击器与器与井下震击器，根据原理不同分为液压震击器与机械震击器，根据作用力方向不同分为上击器与下机械震击器，根据作用力方向不同分为上击器与下击器等。

13、击器等。震击器解卡工具的种类震击器解卡工具的种类 震击器解卡工具的种类震击器解卡工具的种类 震击器的工作原理震击器的工作原理 目前现场使用的上击器利用液压式的居多，目前现场使用的上击器利用液压式的居多，即利用液缸内活塞运动的阻尼将上部钻柱伸长，即利用液缸内活塞运动的阻尼将上部钻柱伸长，将变形能储存在液缸内（相当于阻尼弹簧）当活将变形能储存在液缸内（相当于阻尼弹簧）当活塞运移到一定距离后，解除阻尼，储存在液体内塞运移到一定距离后，解除阻尼，储存在液体内的能量被释放上部钻柱迅速收缩将弹性能转变成的能量被释放上部钻柱迅速收缩将弹性能转变成动能，向上撞击被卡钻具。动能，向上撞击被卡钻具。震击器的工作原

14、理震击器的工作原理随钻液压上击器工作原理示意图随钻液压上击器工作原理示意图 震击器的工作原理震击器的工作原理液压解卡上击器工作原理示意图液压解卡上击器工作原理示意图 震击器的工作原理震击器的工作原理a.复位复位活塞下行（钻具下放）下液腔的液体通过活塞旁活塞下行（钻具下放）下液腔的液体通过活塞旁通孔流至上液腔，此动作为无阻流动。通孔流至上液腔，此动作为无阻流动。b.拉伸拉伸向上提拉钻柱，活塞下滑，上液腔液体通过活塞向上提拉钻柱，活塞下滑，上液腔液体通过活塞下部的阻尼孔，缓慢流入下液腔，活塞缓慢上行，钻具被下部的阻尼孔，缓慢流入下液腔，活塞缓慢上行，钻具被拉变形伸长，上液腔压力增高。拉变形伸长，上

15、液腔压力增高。c.释放释放活塞上行至压力释放腔后，阻尼解除，被拉伸变活塞上行至压力释放腔后，阻尼解除，被拉伸变形的钻柱迅速收缩，活塞加速向上运动。形的钻柱迅速收缩，活塞加速向上运动。d.震击震击钻柱收缩释放储存的弹性能，迫使震击垫撞击承钻柱收缩释放储存的弹性能，迫使震击垫撞击承击体，产生强有力的上击作用，并将此动载传递给下部钻击体，产生强有力的上击作用，并将此动载传递给下部钻具的卡点。具的卡点。震击器的工作原理震击器的工作原理机械下击器是利用摩擦卡瓦副的变形储存能机械下击器是利用摩擦卡瓦副的变形储存能量，当卡瓦副释放时，将变形能转变成下击时的量，当卡瓦副释放时，将变形能转变成下击时的动能，传递

16、给卡点。地面下击器和随钻下击器属动能，传递给卡点。地面下击器和随钻下击器属于机械下击器。机械下击器（摩擦卡瓦副）的工于机械下击器。机械下击器（摩擦卡瓦副）的工作原理见右图。作原理见右图。a.a.卡瓦接触受力，卡瓦心轴带动卡瓦移至限位卡瓦接触受力，卡瓦心轴带动卡瓦移至限位点（可调节震击吨位）。点（可调节震击吨位）。b.b.摩擦卡瓦棱带接触，心轴继续移动，钻柱变摩擦卡瓦棱带接触，心轴继续移动，钻柱变形（拉伸或压缩）提供了摩擦卡瓦变形的摩擦力，形（拉伸或压缩）提供了摩擦卡瓦变形的摩擦力，储存能量迫使卡瓦棱带胀大。储存能量迫使卡瓦棱带胀大。c.c.变形能释放，当心轴的棱带通过卡瓦棱带后变形能释放，当心

17、轴的棱带通过卡瓦棱带后（滑脱）钻柱突然收缩，向下或向上撞击，将震（滑脱）钻柱突然收缩，向下或向上撞击，将震击力传递给卡点。击力传递给卡点。摩擦卡瓦副工作原理示意图 震击器的操作技术震击器的操作技术a.a.联结在钻柱中和点以上，震击器以下钻铤在钻井液中的重量应大于设计联结在钻柱中和点以上，震击器以下钻铤在钻井液中的重量应大于设计钻压，使上击器处于拉伸状态，下击器处于拉开状态，并在上击器以上钻压，使上击器处于拉伸状态，下击器处于拉开状态，并在上击器以上至少联接至少联接3 3根钻铤。根钻铤。b.b.直井眼中钻进，上下震击器可直接连接在一起，上震击器在下震击器之直井眼中钻进，上下震击器可直接连接在一起

18、，上震击器在下震击器之上，在定向井和弯曲井眼中，在上下震击器之间应联接上，在定向井和弯曲井眼中，在上下震击器之间应联接1-31-3根加重钻杆，根加重钻杆，以减小刚度。以减小刚度。c.c.震击器以上的钻铤和工具接头的外径不应大于震击器的外径，震击器的震击器以上的钻铤和工具接头的外径不应大于震击器的外径，震击器的外径应小于或等于下部钻铤的外径，以防止震击器以上的钻柱被卡。外径应小于或等于下部钻铤的外径，以防止震击器以上的钻柱被卡。d.d.正常钻进中，上下震击器均应处在被拉状态，送钻必须均匀，防止溜钻正常钻进中，上下震击器均应处在被拉状态，送钻必须均匀，防止溜钻与顿钻，否则会损坏工具。与顿钻，否则会

19、损坏工具。e.e.需上击时，下放钻柱，活塞下行回位（应计算好震击器以上钻具重量，需上击时，下放钻柱，活塞下行回位（应计算好震击器以上钻具重量，下放量在井口做好标记）。然后上提钻柱至设计吨位，刹车等候震击，下放量在井口做好标记）。然后上提钻柱至设计吨位，刹车等候震击，震击后下放钻柱，使活塞回位，在开始第二次震击操作。震击后下放钻柱，使活塞回位，在开始第二次震击操作。f.f.需下震时，先提钻柱使其复位，然后下放钻具，使其震击，震击后再上需下震时，先提钻柱使其复位，然后下放钻具，使其震击，震击后再上提钻柱复位，再开始第二次下震。提钻柱复位，再开始第二次下震。g.g.震击器起出地面时，呈拉开状态，应清

20、洗干净，装好心轴卡箍。震击器起出地面时，呈拉开状态，应清洗干净，装好心轴卡箍。震击器的操作技术震击器的操作技术a.a.解卡液压上击器，应尽可能靠近卡点安装，解卡液压上击器，应尽可能靠近卡点安装，震击器下连接安全接头，震击器上部连接钻震击器下连接安全接头，震击器上部连接钻铤铤3636根后连接液压加速器，上部再连接钻根后连接液压加速器，上部再连接钻铤和加重钻杆。铤和加重钻杆。b.b.震击器操作过程同随钻上击器。震击器操作过程同随钻上击器。震击器的操作技术震击器的操作技术 机械上击器与地面下击器都机械上击器与地面下击器都是利用摩擦卡瓦副的挠性变形，是利用摩擦卡瓦副的挠性变形，提供钻柱的变形能，对卡点

21、产生提供钻柱的变形能，对卡点产生撞击力。但是不同的是地面震击撞击力。但是不同的是地面震击器在卡瓦滑脱后利用下部钻具的器在卡瓦滑脱后利用下部钻具的重量进行下击，工具本身没有震重量进行下击，工具本身没有震击偶。而机械上击器是利用上部击偶。而机械上击器是利用上部钻柱的弹性能进行上击，在卡瓦钻柱的弹性能进行上击，在卡瓦滑脱后，上部钻柱迅速回缩，撞滑脱后，上部钻柱迅速回缩，撞击震击垫，给卡点强有力的上击击震击垫，给卡点强有力的上击力。另一个区别是地面震击器的力。另一个区别是地面震击器的调节震击力在地面执行，而机械调节震击力在地面执行，而机械上击器调节震击力在井口转动钻上击器调节震击力在井口转动钻具（每次

22、具（每次1/31/3圈，考虑钻柱与井圈，考虑钻柱与井壁的摩擦力每千米转动一圈）。壁的摩擦力每千米转动一圈）。机械上击器机械上击器 地面下击器地面下击器 震击器的操作技术震击器的操作技术a.a.地面下击器调节震击吨位时，不能超过卡点以上的地面下击器调节震击吨位时，不能超过卡点以上的钻柱重量，当下部钻柱重量超过震击器允许震击吨钻柱重量，当下部钻柱重量超过震击器允许震击吨位时，拉力不能超过震击器允许的吨位。位时，拉力不能超过震击器允许的吨位。b.b.自由段钻柱上提后的伸长量，不得超过工具的工作自由段钻柱上提后的伸长量，不得超过工具的工作行程。行程。c.c.地面震击器在浅井中使用效果较差，在操作中防止

23、地面震击器在浅井中使用效果较差，在操作中防止大绳跳槽，或大钩、吊环震脱。大绳跳槽，或大钩、吊环震脱。d.d.使用机械上击器与地面下击器，均不能给工具施加使用机械上击器与地面下击器，均不能给工具施加扭矩。扭矩。倒扣、切割工具倒扣、切割工具倒扣或切割是在浸泡、震击之后仍不能解除卡钻的条件倒扣或切割是在浸泡、震击之后仍不能解除卡钻的条件下进行的下一步处理事故程序。外切割和倒扣一般用于被卡下进行的下一步处理事故程序。外切割和倒扣一般用于被卡的钻柱或钻铤，而内切割一般用于管径较大的被卡管柱，如的钻柱或钻铤，而内切割一般用于管径较大的被卡管柱，如套管等。套管等。自由段管柱的倒出一般采用原管柱转盘倒扣或测卡

24、点后自由段管柱的倒出一般采用原管柱转盘倒扣或测卡点后爆炸松扣。后一种方法能将卡点以上的自由段管柱尽可能多爆炸松扣。后一种方法能将卡点以上的自由段管柱尽可能多的倒出来。的倒出来。对被卡管柱只能采用正扣钻杆套铣，使用反扣钻杆带反对被卡管柱只能采用正扣钻杆套铣，使用反扣钻杆带反扣公锥倒扣。常用于倒扣与落鱼切割的井下打捞工具见下面扣公锥倒扣。常用于倒扣与落鱼切割的井下打捞工具见下面的表。的表。倒扣工具有测卡仪、爆炸松扣、反扣钻杆、倒扣接头、倒扣工具有测卡仪、爆炸松扣、反扣钻杆、倒扣接头、倒扣捞矛与倒扣打捞筒等，其结构、原理、使用方法，详见倒扣捞矛与倒扣打捞筒等，其结构、原理、使用方法，详见参考书钻井事

25、故与复杂问题第一章第十一节。参考书钻井事故与复杂问题第一章第十一节。倒扣、切割工具倒扣、切割工具倒扣、切割工具倒扣、切割工具套铣工具套铣工具 常见的套铣工具有铣鞋，铣管，防掉接头，套常见的套铣工具有铣鞋，铣管，防掉接头，套铣倒扣器和套铣防掉矛。其结构特点与使用方法见铣倒扣器和套铣防掉矛。其结构特点与使用方法见下面的表。下面的表。套铣工具套铣工具套铣工具套铣工具打捞井内钻具断落工具打捞井内钻具断落工具 井内钻具折断、脱扣、滑扣、以及钻具倒扣作用。井内打捞工具最常用的是公锥、母锥，卡瓦打捞筒、卡瓦打捞矛等打捞工具，其用途与使用方法见下面的表。打捞井内钻具断落工具打捞井内钻具断落工具 井底落物打捞工

26、具井底落物打捞工具 打捞井底落伍工具常见的有一把抓，打捞杯，打捞篮，打捞井底落伍工具常见的有一把抓，打捞杯，打捞篮，打捞筒等其工作原理与使用方法见下面的表。结构详见打捞筒等其工作原理与使用方法见下面的表。结构详见钻井事故与复杂问题第三章、第四节。钻井事故与复杂问题第三章、第四节。井底落物打捞工具井底落物打捞工具探鱼顶探鱼顶井内安全问题井内安全问题处理事故中的有关计算处理事故中的有关计算卡点位置计算卡点位置计算压差卡钻程度的计算压差卡钻程度的计算上击器震击动载计算上击器震击动载计算下击器震击动载计算下击器震击动载计算钻柱在井筒内自由降落时的速度与对井底冲击力计算钻柱在井筒内自由降落时的速度与对井

27、底冲击力计算处理井下事故常用的钻柱结构处理井下事故常用的钻柱结构探鱼顶探鱼顶 钻具折断或掉落井内，探鱼顶时，往往与计算鱼顶钻具折断或掉落井内，探鱼顶时，往往与计算鱼顶有很大误差，不仔细分析，可能会得出错误结论，延误有很大误差，不仔细分析，可能会得出错误结论，延误事故处理时机。事故处理时机。引起鱼顶误差主要原因有两方面：引起鱼顶误差主要原因有两方面：一是打捞钻柱与原钻柱结构不同，自重变形量不一一是打捞钻柱与原钻柱结构不同，自重变形量不一致。更主要的是折断后的钻柱在井内的受力状态变化。致。更主要的是折断后的钻柱在井内的受力状态变化。断落点以上的钻柱，由于下部钻柱重量卸载、变形量减断落点以上的钻柱，

28、由于下部钻柱重量卸载、变形量减少、钻柱收缩、断点上移。而下部落鱼自重失稳产生弯少、钻柱收缩、断点上移。而下部落鱼自重失稳产生弯曲和压缩变形、断点下移。井越深断点越靠近井口，鱼曲和压缩变形、断点下移。井越深断点越靠近井口，鱼顶误差越大，断点靠近钻头误差最小。具体情况应具体顶误差越大，断点靠近钻头误差最小。具体情况应具体分析。不能误判。分析。不能误判。井内安全问题井内安全问题 在制定事故处理方案时，对井下安全应考虑周全。在制定事故处理方案时，对井下安全应考虑周全。入井钻具要下得去，能起出，不能事故上再加事故。所有打捞工入井钻具要下得去，能起出，不能事故上再加事故。所有打捞工具均应连接在安全接头之下

29、。具均应连接在安全接头之下。入井工具全部检查并绘图（外形尺寸与打捞尺寸）。入井工具全部检查并绘图（外形尺寸与打捞尺寸）。在打捞钻柱中一律不许加入稳定器。在打捞钻柱中一律不许加入稳定器。大钻具尽可能少用。大钻具尽可能少用。螺纹连接必须紧固，起钻时不能用转盘卸扣。螺纹连接必须紧固，起钻时不能用转盘卸扣。处理卡钻前（提拉、扭转）一定要严格检查绞车、滚筒、钢丝绳、处理卡钻前（提拉、扭转）一定要严格检查绞车、滚筒、钢丝绳、刹车、传动系统、指重表、扭矩表等记录仪表。刹车、传动系统、指重表、扭矩表等记录仪表。保护好井口，起钻后盖好，高压井应有专人观察井口。保护好井口，起钻后盖好，高压井应有专人观察井口。使用

30、震击解卡工具，应严格遵守操作规程，根据井内钻具现有质使用震击解卡工具，应严格遵守操作规程，根据井内钻具现有质量，确定提拉或下放吨位。及时调节工具的震击吨位。切忌强扭量，确定提拉或下放吨位。及时调节工具的震击吨位。切忌强扭硬拉，一定要保证在钻柱的强度范围内。硬拉，一定要保证在钻柱的强度范围内。处理事故中的有关计算处理事故中的有关计算 在处理事故中，钻井工程技术人员为了更准确在处理事故中，钻井工程技术人员为了更准确判断井下情况，合理使用打捞工具，分析或估计打判断井下情况，合理使用打捞工具，分析或估计打捞效果，须进行必要的计算，必须做到心中有数。捞效果，须进行必要的计算，必须做到心中有数。在计算时这

31、些公式或模式都是理论上的或理想化的，在计算时这些公式或模式都是理论上的或理想化的，只能做参考，因井下情况复杂，某些影响因素无法只能做参考，因井下情况复杂，某些影响因素无法准确考虑。但计算是必要的，不能因存在误差而否准确考虑。但计算是必要的，不能因存在误差而否定必要的计算。定必要的计算。处理事故中的有关计算处理事故中的有关计算卡点深度（自由段钻柱长度）卡点深度（自由段钻柱长度）PlAEL310 计算出来的卡点位置在现场有时存在较大误差，其原因是：计算出来的卡点位置在现场有时存在较大误差，其原因是：钻柱的横截面积钻柱的横截面积A A是不确定的，磨损后管的内外径都有变化，而且每是不确定的，磨损后管的

32、内外径都有变化，而且每根管壁厚度都不一样；根管壁厚度都不一样；未考虑钻杆接头的影响，钻杆接头部分为加厚管，约占钻杆长度的未考虑钻杆接头的影响，钻杆接头部分为加厚管，约占钻杆长度的0.81.0%0.81.0%，影响计算精度；，影响计算精度；指重表误差，井壁摩擦力等影响拉力值的精确度。指重表误差，井壁摩擦力等影响拉力值的精确度。实际上，现场将井内被卡钻柱认定为钻铤部位，即浸泡时注入量以大实际上，现场将井内被卡钻柱认定为钻铤部位，即浸泡时注入量以大钻柱为目标。钻柱为目标。处理事故中的有关计算处理事故中的有关计算)(1.0dmppAF滤饼性质影响卡钻程度，其影响主要表现在三方面：一是虑饼的摩滤饼性质影

33、响卡钻程度，其影响主要表现在三方面：一是虑饼的摩阻系数阻系数，二是虑饼的厚度，影响钻柱的接触面积，三是虑饼的渗透性，二是虑饼的厚度，影响钻柱的接触面积，三是虑饼的渗透性，影响压力传递；影响压力传递；接触面积接触面积A A与井眼尺寸、钻柱外径有关，相同井眼尺寸内，钻柱外与井眼尺寸、钻柱外径有关，相同井眼尺寸内，钻柱外径越大，接触面积越多，井斜角大，钻柱与井壁接触几率也越大，卡钻径越大，接触面积越多，井斜角大，钻柱与井壁接触几率也越大，卡钻也容易发生；也容易发生；压差压差 ，压差越大，卡钻程度越严重，加重钻井液容易造，压差越大，卡钻程度越严重，加重钻井液容易造成卡钻的原因是在压差的作用下容易将钻柱

34、推向井壁，造成卡钻。成卡钻的原因是在压差的作用下容易将钻柱推向井壁，造成卡钻。dmppp处理事故中的有关计算处理事故中的有关计算)(1.0dmppAF 按公式中的表述，当压差按公式中的表述，当压差pmpm-pdpd=0=0时，不存在卡钻，因时，不存在卡钻，因F F=0=0。浸泡。浸泡卡钻原理，除降低（滤饼的）摩阻系数卡钻原理，除降低（滤饼的）摩阻系数 外，也可降低压差减少卡钻程度。因外，也可降低压差减少卡钻程度。因此，此公式很有指导意义。但是在某些条件下，压差不大或负压时，也发生井此，此公式很有指导意义。但是在某些条件下，压差不大或负压时，也发生井壁卡钻，原因在哪里？壁卡钻，原因在哪里？将井壁

35、卡钻的主因归结为压差，称为压差卡钻。将井壁卡钻的主因归结将井壁卡钻的主因归结为压差，称为压差卡钻。将井壁卡钻的主因归结为虑饼性质，称为粘吸卡钻。所谓粘吸卡钻，就是由水基钻井液中负电分散体为虑饼性质，称为粘吸卡钻。所谓粘吸卡钻，就是由水基钻井液中负电分散体系（粘土以及处理剂的负电水化效应）与钻柱表面游离的铁离子正电荷的相互系（粘土以及处理剂的负电水化效应）与钻柱表面游离的铁离子正电荷的相互吸引而产生的粘吸卡钻。压差是条件，根本原因是粘吸，如改变钻井液体系，吸引而产生的粘吸卡钻。压差是条件，根本原因是粘吸，如改变钻井液体系，即使存在压差，井壁卡钻的几率也将大大减小。即使存在压差，井壁卡钻的几率也将

36、大大减小。公式中接触面积公式中接触面积A A，若，若A A=0=0，则，则F F=0=0，即钻柱不与井壁接触，虽然接，即钻柱不与井壁接触，虽然接触，不给相对静止接触的时间（转动），卡钻的可能性也减少。这就告诉我们，触，不给相对静止接触的时间（转动），卡钻的可能性也减少。这就告诉我们，在钻进中减少卡钻的条件是：不给钻柱静止停留在井筒内的时间。而且静止时在钻进中减少卡钻的条件是：不给钻柱静止停留在井筒内的时间。而且静止时间越长卡钻越严重。间越长卡钻越严重。处理事故中的有关计算处理事故中的有关计算Q上)2()()(1212212hLKhhLKChLKC 震击器的结构参数震击器的结构参数h h一定时（

37、设计确定）震击动载一定时（设计确定）震击动载QQ上上与与C2C2成正比，而成正比，而C2C2与与L2L2成反比，与成反比，与F2F2成正比，即震成正比，即震击器越靠近卡点（击器越靠近卡点（L L越短），下部钻具直径越大，则动越短），下部钻具直径越大，则动载越大；载越大；Q Q上与上与L1L1成抛物线关系，当成抛物线关系，当L1L1的值超过的值超过h h的一半后的一半后Q Q增加很快，当增加很快，当L1L1值增加到一定程度后，动载值增加到一定程度后，动载Q Q增加增加缓慢，而缓慢，而L1L1与上提力与上提力p p成正比，因此上提力成正比，因此上提力p p的大小的大小确定动载大小；确定动载大小；当

38、当L h/2L h/2时，时，Q Q上上=0=0，即上提力太小，是变形量，即上提力太小，是变形量LL等于或小于自由形成的一半时，震击器空击。等于或小于自由形成的一半时，震击器空击。上击器震击模型上击器震击模型 处理事故中的有关计算处理事故中的有关计算 Q下hWKKKKKK121223232)(动载动载QQT T与震击器自由行程与震击器自由行程h h的平方根成的平方根成正比，当正比，当h h一定时，与震击器上部钻柱重一定时，与震击器上部钻柱重量成正比。量成正比。下击器震击模型下击器震击模型 处理事故中的有关计算处理事故中的有关计算 落鱼的长度落鱼的长度L L与直径越大，井眼与钻与直径越大，井眼与

39、钻柱的间隙越宽，井斜角越小时，下落速度柱的间隙越宽，井斜角越小时，下落速度越快。钻井液动力粘滞系数、滤饼的摩擦越快。钻井液动力粘滞系数、滤饼的摩擦系数越大，会减缓钻柱的下降速度。系数越大，会减缓钻柱的下降速度。08.12DCvBvAv落鱼在井筒内降落时受力状态落鱼在井筒内降落时受力状态 处理事故中的有关计算处理事故中的有关计算 mv=FT T T钻柱与井底岩石碰撞接触时间与岩石的刚度钻柱与井底岩石碰撞接触时间与岩石的刚度（硬度）有关，硬地层时间短，塑性地层碰撞时有塑（硬度）有关，硬地层时间短，塑性地层碰撞时有塑性变形，接触时间长。钻柱降落距离越大，速度性变形，接触时间长。钻柱降落距离越大，速度v v越越大，钻柱重量越大，地层越硬，对井底的碰撞力越大大，钻柱重量越大，地层越硬，对井底的碰撞力越大（接触时间（接触时间T T短）将会对钻头钻具造成极大破坏。短）将会对钻头钻具造成极大破坏。处理井下事故处理井下事故常用的钻柱结构常用的钻柱结构