牙輪鉆頭軟打撈工具的研制與應用

張明 田軍武 袁鑫偉

摘? 要：該文針對牙輪鉆頭落在井內套管頭及以上井口裝置上，從井口可以觀察到落井牙輪鉆頭的狀態且公扣朝上的情況，結合案例，介紹一種現場牙輪鉆頭軟打撈工具的研制和鉆頭打撈方法。制作打撈工具的材料在鉆井現場可就地取材，工具加工要求技術簡單，軟打撈工藝簡單又便于操作，成功打撈落井鉆頭的概率大，不會對鉆頭造成任何的損壞。

關鍵詞：牙輪鉆頭落井;軟打撈工具;打撈方法;井口裝置;鉆頭噴咀

中圖分類號：P634? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

在油氣鉆井作業中，接、卸鉆頭操作是一項常規作業，如果違反操作規程，就會造成鉆頭的落井，或落入井底，或落在井口裝置上。對于落在井口裝置上的情況，傳統做法基本有2種：一是下入鉆具進行對扣打撈，由于鉆具本身具有一定的重量，下放對扣時井口操作人員無法準確掌握作用于鉆頭上的重量，下壓重量會造成下部的防護繩斷裂，導致鉆頭滑落至井底;如果鉆頭偏斜，對扣打撈會非常困難;對扣過程中旋轉鉆具產生的扭矩也會造成下部的防護繩斷裂，鉆頭落井風險大。二是通過拆掉落物上部的井口裝置把鉆頭拿出來，該方法工作量大，耗時長，在復雜井段井控問題突出。從操作中，如果打撈工具和打撈方法選擇不當就會造成鉆頭落入井底，造成打撈復雜化、鉆井周期延長、經濟損失巨大、甚至井眼報廢。作者就結合現場施工成功實踐案例，對牙輪鉆頭落在井口裝置上，在視線范圍內可以觀察到牙輪鉆頭的軟打撈方法進行介紹。

1 牙輪鉆頭軟打撈工具制作及使用說明

牙輪鉆頭落井事故發生后第一時間確認鉆頭的落入位置，是否在井口裝置上且公扣朝上，如果滿足這2個條件就可以進行牙輪鉆頭軟打撈工具的加工制作了，加工之前首先要確認落井鉆頭的通徑尺寸及牙輪鉆頭3個噴咀的直徑大小，以最大噴咀直徑作為制作工具的參考數據。

（1）準備一根長18 m～20 m的3/8``的鋼絲繩。

（2） 用一根小于鉆頭噴咀直徑的“人”字形工具，將分叉一端的兩根鋼筋焊接在一起并具備一定的強度，兩分叉外之間的距離要小于鉆頭噴咀直徑1 mm～2 mm。

在分叉的兩根鋼筋尾端焊接固定一個直徑3 mm～4 mm圓柱光滑的鋼筋作為軸A。

（3）在軸A的中間安裝一個可以繞軸A旋轉活動，兩邊等長的比落井鉆頭噴咀內徑大5 mm～6 mm，寬度小于噴咀直徑1 mm～2 mm的鋼筋作為擋桿B，在上提工具情況下檔桿B最好處于與垂直方向45°傾斜，便于工具在下放時順利進入鉆頭水眼和噴咀，上提能順利橫在噴咀的端面上。

（4）在“人”字形頂部連接固定一個直徑15 mm～20 mm的圓環，以便于穿過3/8``的鋼絲繩。

（5）工具做好后先在地面上模擬落井鉆頭情況，將工具從牙輪鉆頭的公扣水眼放下，反復上下活動打撈工具讓工具穿過鉆頭噴咀，在上提工具的過程中觀察分叉中擋桿B能否橫在噴咀下端面上，掛住后能否有足夠的強度提起鉆頭。通過反復試驗來改進制作打撈工具，使工具在井下能夠順利進入鉆頭水眼、通過鉆頭噴咀、上提能使擋桿B橫在水眼上。試驗好后在工具的另一端圓環上連接3/8``鋼絲繩。鋼絲繩的另一端就可以接在小絞車上了，便于打撈成功后上提鉆頭。

（6）鉆頭打撈出來以后，放松起吊的鋼絲繩后將檔桿B轉動方向，向上穿過水眼，取出打撈工具，不會對鉆頭造成任何損傷。

（7）打撈工具如圖1 所示。

2 成功的案例說明

某井431.8 mm牙輪鉆頭卸扣后在調離井口的過程中，由于沒有按操作規程使用鉆頭提絲從鉆頭盒子里面起吊已卸扣的牙輪鉆頭，而直接使用鋼絲繩套在鉆頭盒兩側的提環上起吊。在起吊過程中由于鉆頭盒4只定位銷軸與轉盤銷孔阻卡，起吊不平穩，在受力不均衡情況下牙輪鉆頭盒子發生翻轉，鉆頭脫離鉆頭盒子落井。落井后井隊第一時間檢查鉆頭的停留位置，發現鉆頭卡在了鉆臺面以下15 m的套管頭處，鉆頭公扣偏在一邊，觀察可以放入工具。

由于鉆頭外徑小于井眼直徑，一旦鉆頭受到外力就會滑落入井。為了安全起見，井隊先將套管頭對稱的兩側旁通閥拆除，穿入鋼絲繩并固定，從而避免了鉆頭落入井底的風險。

按落井的431.8 mm牙輪鉆頭的公扣通徑、噴咀內徑30 mm等參數，利用現場結構相似的物件按上述要求加工軟打撈工具，并在地面準備了一個相同牙輪鉆頭進行了地面模擬測試，打撈工具都能進入傾斜的鉆頭水眼，順著水眼內構造下滑通過鉆頭噴咀，一次上提工具，檔桿A就掛住了噴咀的水眼上，試驗效果良好。一切準備好后手動將鋼絲繩連接的打撈工具送入井下，通過人力擺動對中，工具順利進入鉆頭水眼，一切如預想一樣，工具掛住了鉆頭水眼，經過反復人力上提驗證后，使用小絞車順利將鉆頭提出井口。

3 心得

通過牙輪鉆頭軟打撈工具的加工制作和在鉆井現場的實際應用，認真分析打撈過程中的每個細節，做好以下工作就能夠提高工具的可操作性和打撈的成功率。

（1）發生牙輪鉆頭落井后首先觀察井下鉆頭的狀態是否具備該套方法打撈的條件，再決定下步施工方案，如果具備該方法打撈條件就可以進行下步施工了。

（2）拆卸套管頭兩側的旁通閥，穿入鋼絲繩并固定，這樣就在鉆頭下方增加了一道安全的屏障，確保鉆頭不再下落。

（3）牙輪軟打撈工具加工好后，在地面進行測試是必不可少的一個環節，可以根據測試情況進行改進，以提高打撈的成功率。

（4）由于不同尺寸牙輪鉆頭的重量、鉆頭通徑尺寸及安裝的鉆頭噴嘴直徑都不相同，所以加工打撈工具各部分尺寸要以落井鉆頭數據來進行工具的制作加工。

（5）由于落物在受壓情況下會容易滑入井眼，所以使用鋼絲繩手動送入的方式是避免復雜事故化的有效手段。

（6）使用鋼絲繩送入打撈工具的方式，即便鉆頭公扣偏斜，工具都能有效地進入鉆頭水眼。

（7）該工具的加工制作充分利用了鉆頭的結構特性，打撈過程中不會對鉆頭造成任何損傷。

4 結論

該牙輪鉆頭的打撈工具通過現場的實際應用，成功地打撈出了落井牙輪鉆頭，與常規下鉆具對扣或拆開落物上部井口裝置取出鉆頭的打撈方法相比，該打撈方法3小時內就打撈出落井鉆頭，不光節省了打撈時間，還節約了拆、裝井口的人力、物力，是打撈視線范圍內落井牙輪鉆頭不可多得的打撈方法。

參考文獻

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