孤掌难鸣-------捞螺杆

序言:

B井是一口整拖水平井,朝A井大门坡方向前拖5米。本井设计井深2862米,于201X年X月XX日一开,技套下深1451.04米。钻至2010.13米时螺杆断落,从整个发现异常至成功打捞起螺杆的过程中,一直都沿着“钻井逻辑”式的思想理论来指导每一步的施工,分析异常时排除人为的感情因素,以导致现象发生的因素概率来判断井下的状况,减少以往的赌博思想。

本次打捞总共下钻三次,第一次并没有一把捞获,第二次剪除影响的因素为第三次的捞获打下基础。虽然捞了三次,但是一次次下钻的目的是有逻辑衔接的。

对比每次遇到复杂、故障时,专业的处理人员与井队的人员在处理事件的态度与手法上,有很大的差别。井队人员在异常的发生时,没有有效、准确判断井下状况的手法,往往是眉毛胡子一把抓,反而恶化井下状况,在打捞的焦灼阶段,又存在赌一把的思想,究其根本原因还是来自于“快刀斩乱麻”的思想来避免钻井周期过长影响井队的效益。而专业的处理人员,总是将重点放在关键的细节上,针对主要影响因素执行“斩首行动”,同时为下一步留有余地。

在异常现象发生初始,若能将“以往的经验”这种感情因素放置脑后,而将“经验中总结出的科学手法”来作为准确判断井下状况的衡量标准,无疑是提高了发现异常的精准度,同时又不恶化事件,也为处理留下的很好施工环境。

正文:

一、故障发生经过

     由于A1度螺杆在本井的造斜起始段的造斜率低,平均仅在0.12度/米,在牙轮使用至尾期时果断下入以PDC与L1.25度螺杆组合的强增斜钻具。该钻具组合从1996.05米定向至2010.13米,施工中工具面很难稳住在一定范围内,当时的泥浆密度达1.35g/cm3,泥浆中影响机械钻速的微小固相含量较高,PDC在JSZ地层优势没有发挥出来。预计井底井斜12度左右,工具面在全增斜的方向上带点方位,又在小井斜的情况下,对轨迹方位的影响很大,而且水平井又是半径1米的矩形靶,方位上的跑偏量,施工后期需要大力气来纠回。此钻具组合全程定向8小时后,起钻更换以牙轮、210扶正器为主的定向钻具组合。

    3月25日13:00强增斜钻具起钻完后,下入定向组合钻具:φ215.9mmHJ517G+φ172mm立林1.25度螺杆+φ210mmSTB+6.2’’钻铤6+φ127mmHWDP×23+φ127mmDP×N

    18:30下钻到底后,跑合钻头30分钟。提上钻具等定向工具时,当班人员发现立管泵压由15MPa降至12MPa。彻底检查地面循环管线及泵压的各闸门无刺漏的情况下,初步判断为钻具刺漏及螺杆出现故障。

    当时钻至2010.13米时,裸眼段长达550米,从井眼规则度来说,不可能像套管内壁一样平滑,加之动力钻具造成泵压指针有一定的摆幅,这给读泵压表的值带来了1个MPa误差。后期下入同种钻具组合包括钻头水眼相同的情况下,实际正常循环的泵压值是16MPa。正因为各人读数的差异,使泵压的下降值对井下的状况产生了误导。在B井L的螺杆在试验记录上看,不带钻头带仪器,同样的泥浆性能的情况下是6.5MPa,如果带上钻头是7MPa,仪器一般造成1-1.5MPa的泵压,那么螺杆全部断落应丢失5MPa。

    在开泵循环来查找地面原因的同时,定向仪器一直有信号,由于定向仪器的信号是由钻具内的泥浆传递至立管上的压力传感器上,说明只可能是无磁钻铤下面的钻具出现问题或者是钻杆刺漏。钻杆刺漏一般会造成3-4MPa的泵压丢失,其确定方法只需卸开方钻杆丢入电光胶纸开泵计算迟到时间来判定。而螺杆的异常的判断,一般采取开泵下压钻具来观察钻具是否出现倒转,在排查的过程中,开泵下压钻具8吨,钻具无倒转现象,基本上已经能判断螺杆因故障不工作。在这些可能的因素下,井队认为无磁钻铤下的扶正器或者定直接头脱扣,停泵下压钻具16吨,正转钻盘对扣,上提钻具开泵泵压不到12MPa,起钻观察钻具(B井2000米通井钻具在密度1.35g/cm3,粘度150S的情况下13MPa)。

    3月26日1:00起出钻具,发现螺杆由旁通阀接头公扣处断落。

二、故障处理经过

    螺杆的旁通阀接头公扣处断开,造成落鱼7.87米。

图1 起出的螺杆的旁通阀

     针对井下的落鱼仅是螺杆旁通阀仪器的管体,决定第一趟钻下入短卡瓦捞筒(打捞筒整体长1.17米,内筒长0.77米,内筒内径180mm,引鞋长0.25米,大小头长0.34米)。

图2 卡瓦打捞筒体分解图

      在下此卡瓦打捞筒前,取出螺旋卡瓦对螺杆残体进行试验。使用螺旋卡瓦来卡旁通阀本体。螺旋卡瓦是有弹性的,在旁通阀上下压螺旋卡瓦,卡瓦弹性胀大后,死卡管体,需用榔头敲击振出,从测试效果上看,应能轻松捞获落鱼。

图3 卡瓦部件图与试卡螺杆残体

组装好短筒的卡瓦打捞筒后(螺旋卡瓦反旋入内筒,正旋为松扣),考虑到井底井斜12度左右,下入简易打捞钻具组合:φ206mm短卡瓦打捞筒+φ127mmHWDP×22根+φ127mmDP×N

3月26日7:30下打捞筒至鱼顶约1米处,循环冲洗鱼顶约30分钟(F-1300宝鸡泵160缸套约3凡尔循环9MPa)。停泵拆1号泵为双凡尔(循环5MPa),2号泵为单凡尔(循环2MPa)。开1号泵下探鱼顶,观察悬重变化,做好鱼头标记后,停泵间断拨动转盘,同时慢慢下放钻具,将鱼头套入引鞋,即可停止转动转盘。若发现在卡瓦处遇阻,应加压(其压力视卡瓦与落鱼尺寸差值而定,一般在5-50KN的范围内),使鱼头进入卡瓦。由于断落的螺杆重量轻,无法从悬重上判断是否捞获,采取瞬间多次挂合1号泵,观察泵压是否超过5MPa(约在7MPa左右),上提开泵泵压又恢复至5MPa,多次尝试,现象依然。再次下入鱼顶位置,下砸钻具一定行程,开1号泵约7MPa,而上提钻具后开泵泵压恢复至5MPa。从整个打捞过程中的现象上看,视乎有什么东西顶住打捞筒,不让鱼头进入打捞筒,即使是使用引鞋拨也无法套住螺杆管体,再次尝试无效的情况下起钻。从卡瓦打捞筒的现场使用经验上看,如果鱼头进入了引鞋后,再进入螺旋卡瓦处才会有钻压,而现场是一碰鱼顶就有钻压,也可以佐证有物件挡住卡瓦打捞筒。

    在整个打捞筒套落鱼的过程中,之所以不能开动转盘下放钻具套落鱼,是因为卡瓦打捞筒套引入鱼头后,下压钻具使落鱼越压套住越紧,而此时开动转盘,却使卡瓦松开落鱼,再上提钻具则卡瓦退出落鱼。

    为了还原井下状况,将井场上L1.5度螺杆的旁通阀用液压大钳卸开,仿造1.25度螺杆旁通阀残体丝扣断裂处切割开新的螺杆旁通阀接头,来观察螺杆中各阀件的状态,与此同时,考虑到井下螺杆旁通阀阀件散落,下入多功能打捞器一边探明井下情况,一边吸取散落的阀部件。

图4 正常旁通阀分解图

     卸散起出的短卡瓦打捞筒,观察内筒及大小头顶端是否有金属划痕来判断落鱼是否曾进入过打捞筒。测量切割好的旁通阀阀芯、弹簧、阀座整体的长度为20cm,而短打捞筒引鞋加内筒长达1m,若是井底的阀芯、阀座、弹簧如上图所示,则打捞筒是可以捞获落鱼。

    而结合井队在判断井下异常的操作和第一下卡瓦打捞筒遇阻现象来看,阀芯、弹簧、阀座的正常状态已被毁坏,尝试阀芯、弹簧、阀座散落的状态,可以判定它们都在鱼顶处。

    首先本井三开井眼215.9mm,及时弯螺杆复合钻存在扩径现象,也不会太大,历史上荆沙组地层稳定,不会因为循环而形成大肚子的现象。螺杆旁通阀外径172mm,阀芯是长10cm直径10cm的三角锥形的物件,阀座是长12cm直径10cm的圆柱体,而弹簧是长为10cm与直径10cm的柱状体。多种组合形成的直径大于井眼直径很多,只有出现一种结果,散件无法落入井底,只可能存在于鱼顶。

5 井底各阀件的散落状态预想图

     20:30多功能打捞器下至鱼顶0.5米处循环30分钟(循环10MPa),停泵缓慢下探,间断波动转盘,下至鱼顶处,拨动转盘蹩劲很大,有遇阻现象。上提至鱼顶0.5米,间断开泵下探,至鱼顶下行不超过强磁体部分,拨动转盘,蹩劲减轻,多次换方向尝试后起钻。

图6 强磁多功能打捞器

    3月27日2:00强磁多功能打捞器捞起阀芯、弹簧、阀座。

图7 捞获起的阀芯、弹簧、阀座

     在清理鱼顶的散件后,决定再次下入短筒卡瓦打捞筒,考虑到近2天的打捞,落鱼部分存在有沉砂埋落鱼的情况,此趟打捞钻具带入震击器。

3月27日7:00打捞筒下至鱼顶,开泵循环30分钟后,停泵下探鱼头,轻拨钻盘缓慢放下引鞋的深度,下压钻具。双凡尔开泵由5MPa增至12MPa,上提钻具后再次开泵仍为12MPa。上提快速下放钻具,再次开泵泵压仍为12MPa,可以判定卡瓦打捞筒卡死落鱼后起钻。

图8 卡瓦打捞筒捞获旁通阀以下螺杆

    13:00成功捞起剩余部份的螺杆残体,20:00下钻恢复钻进。

本次故障是由于L螺杆断旁通阀丝扣造成,此螺杆在陵66-P8井使用约X小时,陵66-P6井使用约8小时后,再次入井跑合钻头后,循环出定向工具面时断落。共计使用时间X小时。此次故障由3月25日19:30发现异常至3月27日20:00恢复定向钻进,共损失47小时30分钟。

原因分析与总结

略。。。。

补充知识:

     卡瓦打捞筒:是一种可退式卡瓦打捞工具,用来抓捞井内光滑外径落鱼最有效的工具,如钻杆、钻铤、接头、接箍、随钻工具和测试仪器等,能承受大载荷,设计有落鱼密封结构,能高泵压循环,也可以在井内释放落鱼。带有铣鞋,用于修正落鱼的飞边破口,使落鱼顺利进入捞筒。根据不同的用途配有加长节、壁钩、加大引鞋等附件。

每套卡瓦打捞筒的最大抓捞直径个螺旋卡瓦,如钻铤、接头、接箍、随钻工具等,通常有三种尺寸。篮状卡瓦是抓捞管身或小一级的钻具用的,有数种抓捞尺寸,因落鱼直径减小之后再用螺旋卡瓦则使卡瓦剖面增厚,形成刚度太大,影响胀缩效果。抓捞时选用与落鱼外径相适合的一级卡瓦装入打捞筒。用螺旋卡瓦时配用螺旋卡键和A行盘根。上接头时筒体和捞柱的中间连接件,若打捞部位距鱼顶较远时,在筒体和上接头之间连接加长节。筒体的下部和引鞋连接。

筒体带有特殊宽锯齿内螺纹,它和卡瓦地锯齿形外螺纹配合,并约束卡瓦的胀大缩小,每种卡瓦打捞筒的筒体都能换装数种打捞尺寸的卡瓦。

螺旋卡瓦形似一个圆柱弹簧,锯齿形外螺纹与筒体配合,虽然螺距一致,但和筒体螺纹接触的工作面窄得多,内孔为多头锯齿形螺纹捞牙。无论是螺旋卡瓦还是篮状卡瓦,受轴向压力后直径增大,受拉力后直径减小,它们的内外锯齿形螺纹均为左旋,顺时针旋转是卸扣,这样就可以释放落鱼,卡瓦的胀大和缩小,是使落鱼能进入卡瓦并抱紧。

使用:

1、A型盘根必须装平到位,否则会形成上接头筒体的连接螺纹拧不到位,发生不密封或更严重的事故。

2、当卡瓦、控制环(或螺旋卡键)、引鞋等和筒体组装好后,必须检查卡瓦在筒体内的行程,要求上下运动十分灵活。

3、打捞落鱼时,首先是旋转捞柱,使落鱼进入筒体,待落鱼和抓捞卡瓦接触应施加一定压力,强迫落鱼进入卡瓦,然后上提捞柱,落鱼即被抓住。

4、抓住落鱼后,应上提捞柱离开井底0.5-0.8M,猛刹车2-3次,检查落鱼是否抓捞,这样也能使落鱼抓得更紧,起钻时建议不要用转盘卸扣。

5、井内释放落鱼时,应下放捞柱并施加一定压力,使卡瓦处于筒体的宽锯齿形螺纹大锥端,这样卡瓦和筒体就产生了间隙而松动,正转捞柱,井内落鱼即可释放。

6、在地面退出已捞住的落鱼时,应从井内起出落鱼后留一单根在捞筒上,在钻台上墩落鱼,允许时可将落鱼插入钻盘用大钳退出落鱼,亦可在钻台下用大链钳退出落鱼,若退出落鱼困难时,也可以送维修站用液压拆装工作台退出落鱼。

posted on 2013-07-25 21:23  一盘散沙  阅读(931)  评论(0编辑  收藏  举报

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