優化作業現場鉆磨銑施工 杜絕卡鉆事故

摘要：在鉆磨銑現場施工中，由于作業小隊技術管理松懈、執行技術標準不力、崗位職責分工不明確、干部頂班沒有針對性、存在違章指揮和違章作業的現象，因此在鉆磨銑等施工中，卡鉆工程事故時有發生。文章針對這種情況，認真規范現場鉆磨銑施工的技術標準，認真指導作業隊避免和杜絕工程事故的發生。

關鍵詞：鉆水泥塞；磨銑；卡鉆；轉盤鉆塞；螺桿鉆鉆塞；磨屑；洗井液

中圖分類號：TE28 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）31-0070-03

1 鉆水泥塞施工

1.1 工具的選擇

目前常采用的鉆塞方法有轉盤鉆塞和螺桿鉆鉆塞兩種，經常選用的工具有尖鉆頭、刮刀鉆頭、三牙輪鉆頭、磨鞋、套銑頭等工具。

1.2 準備工作

認真解讀地質設計要求，了解好井史資料，并編寫工程施工設計，選好工具、用具、設備及施工所需的壓井液。

1.3 轉盤鉆塞

檢查所有施工工具和用具及設備完好；下鉆施工時，選擇合適的磨銑工具和測量工具（直徑小于套管內徑6～8mm），測量準確，繪出草圖；將工具連接在管柱底部，下鉆具至預計灰面以上20～30m；緩慢下放管柱探灰面，探灰面加壓10～15kN，連探3次，深度誤差小于0.5m，起出放入，做好鉆塞準備工作；開泵正循環洗井一周，低速轉5～10min正常后，加壓10～20kN鉆進，鉆壓的大小可根據鉆頭而定，轉速不低于80r/min。鉆完一單根時，不停泵上提下放劃眼3～5次，劃眼時速度不宜快，觀察懸重變化情況，正常后繼續循環，換好單根，再連好方鉆桿繼續鉆進，直至鉆塞完畢，充分循環洗井。

1.4 螺桿鉆鉆塞

在地面用水泥車檢查螺桿鉆具的工作情況，不符合要求嚴禁下井；鉆具組合自下而上為：鉆頭（磨鞋）、螺桿鉆具、加壓鉆柱、緩沖器、井下過濾器、提升短節、管柱；下鉆柱入井；油管過好標準規，防止油管內的雜物和垢皮等堵塞螺桿鉆；連接進、出口管線，在循環設備與井口之間連接地面過濾裝置；鉆頭（磨鞋）下至距水泥塞面上部5m處開泵循環，正常后慢慢下放鉆具，加壓5～10kN，環空液體上返速度不小于0.8m/s。

1.5 動力水龍頭鉆塞

加壓10～20kN鉆進，鉆壓的大小可根據鉆頭而定。鉆完一單根時，不停泵上提下放劃眼3～5次，劃眼時速度不宜快，觀察懸重變化情況，正常后繼續循環，換單根前洗井15min，接單根繼續鉆進，每鉆進5根循環洗井1.5周，直至鉆塞完畢，充分循環洗井。

將發動機油門控制手柄放置在怠速位置。將水龍頭旋轉控制手柄放置在中間位置。打開發動機啟動開關，ECM自檢結束后啟動發動機，怠速運轉5min后將發動機轉速調至800～1000r/min。檢查液壓油箱上方的過濾顯示器，如果吸力計顯示值大于5\"Hg時，應清洗或更換過濾器。檢查液壓泵附近的真空計，顯示值不應超過5\"Hg。將水龍頭旋轉控制手柄緩慢推向“FORWARD”正轉位置，然后將發動機油門控制手柄向前推動提高發動機轉速，以控制水龍頭的轉速。鉆具加壓后注意觀察發動機的轉速及聲音，如果發動機負荷超載應緩慢提高發動機的轉速。施工中注意液壓油溫度，不能長時間在190°F（≈88℃）以上作業。當施工作業需要改變旋轉方向時，應把發動機轉速降至怠速，旋轉控制手柄到“NEUTRAL”中間位置，水龍頭完全停止轉動后再將手柄移動至“REVERSE”反轉位置進行作業。施工中注意檢查發動機運傳情況，水溫應在120℉～200℉（49℃～93℃）范圍內，機油壓力0.3～0.6MPa。

1.6 質量要求

下井工具尺寸準確，管柱組合清楚，有詳細的記錄和示意圖；管柱必須用標準內徑規通過，螺紋必須涂密封脂，緊扣符合要求；起下鉆具速度均勻、平穩；鉆水泥塞前保證水泥塞面干凈無落物，特別是使用螺桿鉆具時水泥塞面上的落物必須處理干凈再鉆塞；使用螺桿鉆具時，修井液必須清潔無雜質，滿足螺桿鉆進要求；每鉆進3～5m劃眼一次；修井液必須符合保護油層的要求；作業中不損傷套管；鉆穿水泥塞或到設計位置后，用通井規或刮削器通井至設計深度，清除井壁殘留水泥，并用1.5～2.0倍井筒容積的干凈修井液徹底洗井；螺桿鉆具下井之前必須在地面用水泥車檢查（并焊接結實）；螺桿鉆塞時嚴格控制鉆壓，管柱反轉說明加壓過大，應減少鉆壓鉆進。

1.7 安全要求

作業時井口要有專人指揮、協調工作；起下鉆時井口必須裝有井控裝置；鉆進無進尺時停止鉆進，提鉆分析原因，采取合適措施；所鉆水泥塞下面被封的射開井段為高壓層時，應有防噴措施；上水池與回水沉淀池要分開使用；加單根之前必須充分循環，防止鉆屑卡鉆；水龍帶及活動彎頭必須拴好保險繩并掛在游動滑車大鉤上；井口轉盤方補心務必用螺栓連接牢固，以防飛出傷人；接單根前，一定要大排量洗井10min以上；鉆塞完后徹底洗井。

2 磨銑施工

在井下作業施工中，常常遇到鉆灰塞、砂橋、鹽橋、魚頂破碎、形狀復雜、落物卡死或被埋等多種復雜情況，作為下一步處理的過渡工序或直接作為處理工藝，必須借助于鉆磨銑工具來進行處理。

2.1 工具選用

在鉆磨銑施工中，有大量的工具可以供選擇。在施工中，必須根據井下情況慎重地選擇工具，才能快速有效地達到施工目的。目前常選用的工具有尖鉆頭、刮刀鉆頭、領眼鉆頭、三牙輪鉆頭、平底磨鞋、凹面磨鞋、領眼磨鞋、套銑鞋、梨形磨鞋、梨形銑鞋等等。

2.2 鉆磨銑工藝技術

在井下各種不同落物磨銑時，除了對井下工具的結構、形狀、幾何尺寸等有一定的要求外，在磨銑施工中對井下磨銑情況的掌握與判斷、使用的工藝參數選擇以及各種技術措施的配合，也十分重要。為了能夠出色地完成磨銑施工，首先掌握以下工藝技術：

2.2.1 對磨屑的辨認。不同的磨銑物，井口返出的磨屑有片狀、絲狀、砂粒狀等幾種。例如鉆灰塞、砂橋時，井口返出片狀或砂粒狀灰渣或砂粒；鉆鹽橋時，井口返出鹽粒或不返出鹽粒；當井下落物為穩定落魚，材料含碳量較高時（如P110、N80、35CrMo、40Cr），其磨屑為長絲狀，最大厚度為0.5～0.8mm，長度達70mm左右。當出現磨屑呈頭發絲狀時，說明鉆壓小，應加大鉆壓。當磨銑含碳量較低的落魚時，出現的磨屑為長度較短的絲條狀，長度在30～50mm左右。有時由于局部擠壓研磨作用也出現長鱗片狀，如果出現大量鱗片或鐵末，說明參數不合理或磨鞋已大量磨損，需要更換新的磨鞋。更應注意的是在磨銑時，由于排量不足、環形空間流速低于或等于磨屑的沉降速度，則大量磨屑在井筒中懸浮，地面收集到的磨屑實際是假象，所以磨銑是必須根據排量等多種因素綜合判斷。當磨銑正常時，對各種磨屑的辨認可參考表1：

2.2.2 鉆壓的控制。在磨銑與鉆進過程中，應根據不同的磨銑工具、不同的對象、不同的井深，選用不同的鉆壓。平底、凹底、領眼磨鞋在磨銑穩定的落物時，可選用較大的鉆壓；錐形（梨形）磨鞋、柱形磨鞋、套銑鞋與裙邊銑鞋等由于承壓面積小，不能采用較高的鉆壓，選用尖鉆頭或刮刀鉆頭時鉆壓不應超過3kN，轉速不超過70r/min（指在51/2\"套管），使用磨鞋時，鉆壓的大小可參考表2：

2.2.3 轉速。磨銑時一般應采用較高的轉速，以取得較高的磨銑速度，速度控制在100r/min左右，但應鉆壓大而轉速較高，則地面扭矩大，造成動力、鉆具和工具的損壞。具體可參考表2。

2.2.4 對井下不穩定落魚的磨銑方法。當磨銑處于不穩定的落魚時，在磨銑時由于落物的不穩定，隨鉆具一起在井底做圓周運動，大大降低了磨銑速度，因此應采取一定的措施，使落物暫時處于穩定狀態，以便磨銑。其具體方法是經常頓鉆，將其頓到井底，可按下列步驟進行：

確定鉆壓為零，也就是井下磨銑工具剛剛離開落魚的位置，在方鉆桿上做好記號。

以將方鉆桿上提1.2～1.8m（淺井1.8m，深井1.2m）為參考，具體應根據井深、鉆壓、壓井液情況進行設計。

向下溜鉆：當方鉆桿標記梨轉盤面0.4～0.5m時突然剎車，利用管柱的慣性伸長沖擊井底落物，將其壓實。頓鉆后轉動60°～90°，反復操作3～4次。

不要讓磨鞋長時間地停留在魚頂上磨銑，要不斷地將磨鞋提起，并且邊轉動邊下放到魚頂，來改變磨鞋與落魚的接觸位置，保證均勻磨銑。

在磨銑橋塞時，磨鞋直徑要比橋塞直徑小3～4mm。

2.2.5 對鉆具憋跳的處理。磨銑套管出現跳鉆，尤其是使用領眼磨鞋時，往往說明套管由于固定不牢而擺動，一般降低轉速可以克服。當產生跳鉆時，必須把轉速降低到50r/min左右，鉆壓降到10kN以下，1～2小時后再逐漸加壓鉆進。當鉆具產生憋卡，產生周期性突變時，鉆具突然快速轉動，并發出較大的聲響，說明磨鞋在井下有卡死現象。卡死原因一是落魚偏靠套管，二是落魚碎塊，三是鉆屑沉積。無論是什么原因，均應上提鉆具，排出磨鞋周圍的卡阻物或改變磨銑工具與落魚的相對位置，并加大排量洗井。若上提遇卡，可邊轉動邊上提解卡。

2.2.6 對各種膠皮的磨銑。落魚上附帶的膠皮在磨銑時會造成很大的麻煩，造成磨銑速度下降。遇到這種情況時，在判斷準確后可采取降低泵壓或完全停泵一段時間，并反復頓鉆，將膠皮頓成碎塊。如果無效，應起出另下工具處理。

2.3 磨銑中的注意事項

洗井液的上返速度不低于36m3/h（在51/2\"中排量超過18m3/h，7\"管中超過36m3/h），如果達不到36m3/h，應采用沉砂管或撈砂桶等輔助措施，以防磨屑卡鉆。用泥漿等磨銑時，應提高洗井液的粘度，不得低于25s。如用清水、鹽水時，應用雙泵循環。在磨銑時，底部工具既旋轉又擺動，為了使其順利地垂直穩定工作，不過多傷害套管，應在磨鞋上部加接一定長度的鉆挺或扶正器，保證平穩磨銑。不能震擊器配合使用，因配合后不能進行頓鉆和沖頓落物碎塊。鉆進中不能停止循環，尤其長時間夜間施工時，更應嚴格注意井口返出的洗井液。若鉆進中途泥漿泵出現故障，應立即將鉆具提升至少一個單根，以防止沉砂卡鉆。鉆頭水眼較小，應防止下鉆過程中沉砂堵死水眼。上水池與回水沉淀池要分開使用；加單根之前必須充分循環，防止鉆屑卡鉆；水龍帶及活動彎頭必須拴好保險繩并掛在游動滑車大鉤上；井口轉盤方補心務必用螺栓連接牢固，以防飛出傷人；接單根前，一定要大排量洗井15min以上。作業時井口要有專人指揮、協調工作；起下鉆時井口必須裝有井控裝置；鉆進無進尺時停止鉆進提鉆分析原因，采取合適措施。

3 結語

通過優化現場鉆磨銑施工，在2011年我大隊的卡鉆事故率比2010年降低了65%，取得了較好的效果，2012年的11個月以來，還沒有發生一起因鉆磨銑施工造成的工程事故，我們相信，通過我們努力一定會最大限度地避免和杜絕工程事故的發生。

（責任編輯：周加轉）