断钻具故障原因分析与处理
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断钻具故障原因分析与处理
摘要:结合某井钻井施工过程中发生扶正器母扣根部断裂,分析了断钻具情
况与原因,对断钻具故障进行了处理,并从有效调整钻具组合结构,严禁在钻具
中出现大小头形成薄弱点,钻进时要控制好钻进参数,避免扭矩异常波动等方面
提出了针对性应对措施。
关键词:钻具断裂;故障原因分析;处理措施
1基本数据
①工程施工参数:钻井参数:钻压60-80KN;转速:60rpm+螺杆;排量66L/S;泵压19.5MPa。
②井身结构:一开:660.4mm×607m+508mm×606.8m;
二开:444.5mm×3057.91m;
③入井管串结构:Ф444.5mmPDC钻头+Ф286mm直螺杆+731*830+Ф279.4mm
钻铤*2根+Ф441mm扶正器+Ф279.4mm钻铤*1根+831*730+Ф241.3mm钻铤*3根
+731*630+Ф203mm钻铤*4根+Ф203mm随钻震击器+Ф203mm钻铤*2根
+631*520+Ф139.7mmHWDP 5*根+521*HT550+Ф139.7mm非标钻杆
④泥浆性能:密度1.19g/cm3,粘度44s,PV: 15mPa.s,YP:4.5Pa,Gel:
1.5/7Pa,PH9,失水7.8ml,泥饼0.5mm,HTHPml,坂含35kg/m3
⑤地层及岩性描述:吉迪克组,地层岩性为棕色泥岩。
2断钻具情况与分析
断裂扶正器为LX型整体式螺旋稳定器。
螺纹类型:8 5/8REG,本体外径
441mm、内径71.8mm、接头外径254mm。
该扶正器前期使用纯钻时间18小时,本
井纯钻时间113小时。
扶正器母扣根部断裂,见图1。
图1 扶正器母扣根部断裂图
2.1断钻具故障发生经过
断钻具故障发生经过:本井于2017年9月27日6:23钻进至井深3057.91m,泵冲由195↑203spm,立压由19.5↘17.5MPa,扭矩由11↘4KNm,悬重由
1530KN↘1460KN,其余参数无变化,9:00循环泥浆、打封闭浆,起钻,20:00起
钻完,发现扶正器母扣根部断裂,现场确认井内断钻具。
落鱼结构:
Ф444.5mmPDC钻头*0.49m +Ф286mm直螺杆*9.84m+731*830*0.87m+Ф279.4mm钻
铤*2根*18.22m+Ф441mm扶正器*2.07m。
确定落鱼长度31.49m,鱼顶位置
3026.42m。
断钻具录井抓图见图2.
图2 断钻具录井抓图
断钻具故障发生前、后的状况:故障发生前的状况主要指有无异常和违规、
是否发现和及时预防等情况,本井属于正常钻进,无违规操作。
故障发生后的状
况主要指组织、协调、处理情况,故障发生后,立即启动故障处理预案,按要求
向上级汇报,组织打捞工具。
2.2断钻具原因分析
本井使用的扶正器内螺纹接头外径257mm,比上部连接的279.4mm钻铤外径
小22.4mm,形成大小头造成扶正器内螺纹连接部位强度减弱,加速形成应力集中,根据断面分析为疲劳断裂。
该扶正器断裂位置为内螺纹根部第3-4扣,未发现旧
伤痕迹,断口平整,断面有裂纹萌发、扩展纹路,近二分之一有明显刺漏痕迹符
合疲劳断裂特征。
本井使用444.5mm大钻头及型号为7LZ286*7.0-VⅢSF的7头
螺杆,使用过程反扭矩较大,加速扶正器内螺纹的疲劳损伤。
3断钻具故障处理
故障处理:公锥打捞。
2017年9月28日4:00组织公锥打捞工具到井,14:40下打捞钻具至鱼顶位置,井深3026.42m,15:00顶通冲洗鱼头,排量19.2L/S,立压4MPa,钻具悬重130T,15:25公锥造扣打捞落鱼,逐渐增加造扣扭矩至15KNm进行造扣,累计造
扣5扣,15:35上提活动钻具,悬重由130↗144T,判断捞获落鱼,29日4:00起
钻完,捞获全部落鱼,PDC钻头完好,复杂解除,打捞成功。
入井公锥及起出落
鱼见图3、图4。
打捞钻具组合:GZØ65-Ø98 +411*630接头+631*630安全接头+Ø309mm扶正器
+Ф203mm随钻震击器+Ф203mm钻铤*3根+631*520+Ф139.7mmHWDP 5*根
+521*HT550+Ф139.7mm非标钻杆。
图3 入井公锥
图4 起出落鱼
4对策与建议
要有效调整钻具组合结构,严禁在钻具中出现大小头形成薄弱点;钻进时要控制好钻进参数,避免扭矩异常波动,导致应力集中,钻具薄弱点故障;要记录和对比好钻进参数,及时发现井下异常,并采取措施。
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