钻具断落是钻井过程中经常碰到的事故[1]
钻具断落是钻井过程中经常碰到的事故[1]
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钻具断落是钻井过程中经常碰到的事故。
有的情况比较简单,处理起来比较容易,往往会一次成功。
有的处理起来就比较麻烦,•因为钻具断落之后,往往伴随着卡钻事故的发生。
如果处理不慎,还会带来新的事故。
如果造成事故摞事故的局面,那就很难收拾了。
因此我们必须慎重的研究这个问题。
第一节钻具事故发生的原因造成钻具断落事故的原因不外乎疲劳破坏、腐蚀破坏、机械破坏及事故破坏,但它们之间不是独立存在的，往往是互相关联互相促进的,但就某一具体事故来说,可能是一种或一种以上的原因造成的。
一.疲劳破坏:这是钢材破坏的最基本最主要的形式。
金属在足够大的交变应力作用下,会在局部区域产生热能,使金属结构的聚合力降低,•形成微观裂纹,这些微裂纹又沿着晶体平面滑动发展,逐渐连通成可见的裂纹。
一般来说,裂纹的方向与应力的方向垂直,故钻具疲劳破坏的断面是圆周方向的。
形成疲劳破坏的原因有:1.钻具在长期工作中承受拉伸、压缩、弯曲、剪切等复杂应力,•而且在某些区域还产生频繁的交变应力,如正常钻进中中和点附近的钻具、处理卡钻事故时的自由段钻具以及在弯曲井眼中运转的钻具,当这种应力达到足够的强度和足够的交变次数时,便产生疲劳破坏。
2.临界转速引起的振动破坏:钻柱旋转速度达到临界转速时,会使钻具产生振动,有纵向振动和横向摆动两种形式,同时在一定的井深这两种形式的振动还会重合在一起,这种振动会使钻具承受交变应力,促使钻具过早地疲劳。
各种钢质钻杆的临界转速及两种振动重合时的井深列于表2-1,作为参考。
表2-1 钢质钻杆的临界转速及两种振动重合时的井深钻杆直径,mm 60.3 73.0 88.9 101.6 114.3 127.0 139.7转盘转速,r/min 110 130 160 185 210 235 260两种振动重合时的井深,m 701 597 488 424 366 305 2992865 2438 2012 1707 1524 1372 12196400 5486 4511 3871 3414 3048 27439754 7925 6705 6005 5334 48463.钻进时的跳钻、别钻,•既使钻具产生纵向振动,又使钻具产生横向振动,对受压部分的钻具破坏极为严重,所以在砾石层中钻进,最容易发生钻铤事故。
钻具事故发生的原因及打捞
钻具事故发生的原因及打捞造成钻具断落事故的原因不外乎疲劳破坏、腐蚀破坏、机械破坏及事故破坏，但它们之间不是独立存在的，往往是互相关联互相促进的，但就某一具体事故来说，可能是一种或一种以上原因造成的。
一、疲劳破坏：这是钢材破坏最基本最主要的形式之一。
金属在足够大的交变应力作用下，会在局部区域产生热能，使金属结构的聚合力降低，形成微观裂纹，这些微裂纹又沿着晶体平面滑动发展，逐渐连通成可见的裂纹。
一般来说，裂纹的方向与应力的方向垂直，故钻具疲劳破坏的断面是圆周方向的。
形成疲劳破坏的原因有：1、钻具在长期工作中承受位伸、压缩、弯曲、剪切等复杂应力，在正常钻进中处在中和点附近的钻具、处理卡钻事故时的自由段钻具及在狗腿度大井眼处运转的钻具，当这种应力达到足够的强度和足够的交变次数时，便产生疲劳破坏。
2、临界转速引起的振动破坏。
钻柱旋转速度达到临界转速时，会使钻具产生振动，有纵向振动和横向摆动两种形式，同时在一定的井深这两种形式的振动还会重合在一起。
这种振动会使钻具承受交变应力，促使钻具过早地疲劳。
动，对受压部分的钻具破坏极为严重，所以在砾石层中钻进，最容易发生钻具事故。
4、钻具在弯曲的井眼中转动，必然以自身的轴线为中心进行旋转。
这部分钻杆靠井壁的一边受压力，离井壁的一边受拉力，每旋转一圈，拉、压力交变一次，如此形成频繁的交变应力，促使钻具早期破坏。
5、天车、转盘、井口不在一条中心上，转盘本身形成了一个拐点，井口附近的钻具就好像在弯曲井眼中转动一样，产生了交变应力。
6、将弯钻杆接在钻柱中间，弯钻杆本身和与其上下连接的钻杆都要产生弯曲应力。
如这段钻具和大狗腿井段相遇时，所产生的交变应力是巨大的。
二、腐蚀破坏：钻具在恶劣的环境中存放或工作，都会产生腐蚀，这也是钻具提前损坏的普遍原因之一。
有时几种腐蚀会同时发生，但是总是以某一种腐蚀形式为主要破坏原因。
由于腐蚀使管壁变薄，表面产生凹痕，甚至使钢材变质，降低了钢材的使用价值和使用寿命。
螺杆钻具断落事故处理与预防探讨
螺杆钻具断落事故处理与预防探讨摘要：随着我国油田开发规模的不断扩大，定向井、水平井和特种工艺井也越来越多，螺杆钻具在钻井过程中的应用也越来越广泛。
由于目前国内螺杆钻具制造技术的限制，井下钻具断裂、坠落等事故时有发生，影响钻井效率。
本文深入分析了螺杆钻具井下事故的类型和原因，提出了预防措施和处理方法，为防止类似钻井事故的发生提供了指导和借鉴。
关键词：螺杆钻具；断落事故；处理；预防1螺杆钻具断落事故原因1.1螺杆钻具外筒壳体脱扣螺杆钻具外壳体由旁通阀壳体、防掉壳体、马达壳体、万向节壳体及传动轴壳体组成，通过螺纹连接。
在定向钻井的过程中,转盘带动钻杆及螺杆钻具旋转,在钻井液的驱动下马达转子顺时针旋转，输出扭矩。
但定子外壳、钻铤及稳定器等钻具部位在与井壁接触的过程中所产生的顺时针摩擦力容易引发万向节壳体和传动轴壳体连接处发生脱扣，导致转子、万向节、传动轴落井。
螺杆钻具在150~180r/min的转速下比转盘转速大，所发生的反转运动及所承受的交变弯曲应力频率也更大。
但井下钻具滑动式滚动过程中还会出现跳离和击打井壁等现象，加剧螺纹的松动和螺杆钻具壳体的脱扣。
复合钻进过程中钻具外壳和井壁的摩擦能起到紧扣作用，但因可能的反转运动及跳离和击打井壁，会加剧脱扣。
螺杆钻具高速转动时发生砂卡、轴承损坏等，瞬间卡死产生的瞬时震荡力也会加剧螺杆钻具松扣脱扣。
1.2螺杆钻具外筒壳体断扣螺杆钻具外筒壳体断扣的原因有材料缺陷、加工工艺不当、应力集中、钻井参数选取不当、操作不平稳等。
通常情况下，钻铤连接的平衡度通过钻铤接头弯曲强度比进行评价，《钻具构件检验推荐操作规程》推荐的平衡连接弯曲强度比应为2.5:1.0，但实际中钻铤内弯曲强度比通常控制在3.2:1.0~2.0:1.0，螺杆钻具螺纹接头大部分为不平衡连接，降低了旁通阀壳体与马达壳体连接处螺纹的抗疲劳性能，尤其是管柱内受到冲蚀及管柱外径磨损后，不平衡性加剧，引发螺杆钻具断扣事故。
桩古9-斜3井大井眼段落鱼打捞技术
２ 事故 经过及 处理 过程
当桩 古 ９ 斜 ３井 钻 至 井 深 ３２ｍ 时 ， １７ 一 ９２ ２ｍｍ
加重钻杆中间加厚部分与下边的本体连接处断裂 ， 鱼头
第一作者简介 ： 李守众 （ ９３） 男（ １６ ～ ， 汉族 ） 山东阳谷人 ， ， 工程师 ， 事石油钻井工程技术工作 。 现从
域 卜 ；
２１ ００年第 １ 期 ｌ 西部 探 矿工 程 ５ ９
桩古 ９ 一斜 ３井大 井 眼段 落 鱼 打捞 技 术
李守众 ， 常 领 ， 高志强， 张吉平
（ 胜利石 油 管理 局渤 海钻 井 总公 司 ， 山东 东 营 ２ ７３ ） ５２ ７
３
乱
摘 要： 钻具断落是钻井过程 中经常碰到的事故。由于井下情况复杂 多变， 时往往鱼头不好找 ， 有 特 别是在 大 井眼处 ， 到 鱼头 的机 率 更 小， 捞 的难度 更 大 。介 绍 了在 桩 古 ９ 碰 打 一斜 ３井￣ｆ１ｍｍ 井眼 内 ３１ 打捞 工艺 ， 为大 井眼 内落鱼打捞提 供 了宝贵 经验 。 关键词 ： 打捞 ； 鱼 ； 井事故 落 钻 中图分 类号 ： ２ 文献标 识码 ： 文章 编号 ：Ｏ ４ ５１ （００ ｌ— ０５一 Ｏ ＴＥ ８ Ｂ １０— ７６ ２１） １ ０９ ２
失， 继续下探 ７ ０ ｍ 的距 离并在计 算鱼顶 处有 钻压 ０ｍ ２ｋ 证 明鱼 头不 仅进 了裙 筒而 且接 触到 了公锥 ， ０ Ｎ， 随按 造扣 程序造 扣并顺 利捞 获 。 ３ 事 故原 因分 析 桩 古 ９ 斜 ３井 地 质 条 件 恶 劣 ， 中生 界 就 长 达 一 仅 １７ｍ， 层 可 预见 性 差 ， 施 工过 程 中钻 遇 了邻 井 缺 ００ 地 在 失 的上 古生界 地层 （ 叠 和石 炭系 ） 二 。从 ３０ｍ 左 右钻 ８０ 时开始 变慢 ， 一般 都在 １０ １０ ｎ ｍ， 在 ３８ ｍ钻 ２ ￣ ７ｍｉ／ 并 ８１ 遇 了地层破碎带 ， 井眼垮塌掉块严重 ， 井眼扩大率变大 。 在超过弯曲钻压后情况下， 钻具在大井眼处的弯曲曲率 也大。钻具长期处于受压 、 扭、 弯、 剪应力 的状态下 ， 其 交 变复合 应力 大 ， 易 出现钻具 疲 劳 ； 容 机械 转速低 时 ， 钻 具长时间在同一位置转动， 在曲率变化较大的井段也容 易 出现钻 具疲 劳 。这 是本 次事故 发生 的客 观原 因。
钻井工程常见事故及其发生原因
试析钻井工程常见事故及其发生原因关键词：钻井工程常见事故成因处理方法钻井工程是油田开发中十分重要的工作，是决定石油开采水平高低的关键性技术。
在钻井施工过程中，容易受诸多因素的影响，风险系数高，常常导致事故频发，从而造成重大的经济损失和人员伤亡。
一、常见事故处理原则油田钻井工程参与的人员多、设备多，投入的成本高，如果发生事故，轻则造成一定的经济损失，重则就会导致井毁人亡。
因此，在钻井工程中，必须严格按照安全施工要求及操作规范进行，坚持预防为主、防治结合的原则，尽量降低事故发生率，健全应急处理机制，最大程度地减少事故带来的损失和伤害。
1.遵循安全第一原则安全是确保生产顺利进行的前提。
遵循安全第一原则是钻井施工的第一要务。
一是做好钻井前的安全预防分析。
在进行钻井施工前，必须准确、全面地分析井下情况，多层面、多角度考虑容易引发事故的各种问题及原因。
二是拟定安全施工方案。
根据情况分析，有针对性采取科学合理的措施，拟定安全施工方案，包括选用合适的钻井施工工艺，安排科学的操作流程，选择合适的工具，尽可能地做实做细安全防范工作，将钻井施工风险降到最低程度。
三是落实安全应急预案。
制定好安全应急预案，并做好应急事故处理演练。
一旦突发事故，立即启动应急预案，医疗救援组、现场处理组、联络组、后勤保障组等各个应急小组必须在规定的时间内就位，快速动作，按照安全第一的原则，做好伤员急救、现场控制等工作，并不断提高事故应急处理能力，健全应急处理机制。
2.遵循科学合理原则在进行事故处理时，所采取的方法是否科学合理，直接影响着事故处理的结果。
故此，钻井事故处理必须遵循科学合理的原则。
在处理时，必须根据钻井现场相关资料做好科学分析，快速判断井下情况，以便立即制定出科学合理的处理方案。
应急领导小组对井下救援应快速绘制草图，并讨论通过事故处理方案。
3.遵循快速便捷原则时间就是生命，险情就是命令！在事故发生的第一时间，必须立即启动应急预案，快速拟定事故处理方案，各事故处理小组立即就位，迅速处理事故，严防因为时间延误而错过最佳救援处理时间。
探讨钻井工程常见事故及发生原因
探讨钻井工程常见事故及发生原因【摘要】钻井工程具有特殊性，由于施工技术、施工条件、地质环境等因素的影响，钻井工程中的井喷、井漏、卡钻等事故时有发生。
本文立足于钻井工程常见事故影响因素的分析，阐述了钻井工程常见事故的成因及处理方法，旨在提高钻井工程的施工质量，并为钻井工作的深入开展提供一定的资料参考。
【关键词】钻井工程；事故原因；处理方法0.前言随着我国改革开放的不断深入，石油勘探等工程逐渐成为国家建设的重要内容。
而钻井是一项复杂而隐蔽的地下工程，本身就存在诸多的不确定因性和模糊性，属于一种风险性较高的作业。
钻井的作业环境比较复杂，在实际的钻井中，由于对岩层结构的认识不足或决策失误等，都会造成不同程度的钻井事故。
所以，钻井作业的安全、高效的开展，需要针对事故的可能诱发因素进行分析，并以此采取相应的处理措施，这样才能确保钻井作业的安全进行。
1.钻井工程常见事故的主要影响因素钻井工程具有特殊性，受到诸多方面的因素影响，其中源于地质因素的主观条件和工程因素的主观决策，是钻井工程常见事故的主要影响因素，并伴随着整个钻井工程的进行。
所以，认真分析钻井工程的主要影响因素，特别是地质因素，是规避和处理事故的重要举措。
1.1地质因素在钻井工程的过程中，不同的地质条件带给钻不同的难题，例如钻井岩层的多样性和压力系统的复杂性，极易造成井下复杂情况的出现，以至于钻井作业停止，无法继续进行，延误施工进度；地质结构不同，造成钻井作业平台的不稳定性。
其实，对于井下复杂的地质因素，是人为无法改变的，是客观存在的。
但如果在实际的钻井作业过程中，对已存在的诸多客观因素进行全面的了解分析，是采取有效处理措施，规避钻井工程事故的最好方式。
1.2工程因素钻井工程本身具有复杂性，尤其是钻井作业的隐蔽性较强，强调了“安全第一”是钻井作业的主体思想。
基于某些利益的驱使，对于危险因素采取铤而走险或明知故犯的态度，以至于为钻井事故的发生和复杂情况的出现滋生了条件。
钻井施工过程中常见事故的预防及处理
钻井施工过程中常见事故的预防及处理钻井事故制约了钻井速度的发展，而且增加了钻井液对地层的浸泡时间，使井下更加复杂，若油层已钻开，则会加重对油层的污染，给国家和企业造成人力物力和财力重大损失，多年来，如何最大限度的减少钻井事故，缩短钻井周期，提高经济效益和社会效益是每一个钻井工作者为之奋斗的目标，下面简要讲一下钻井事故的预防及处理。
一：卡钻事故卡钻是指钻具在井下失去活动能力的事故。
它可分粘附卡钻、憋漏卡钻、沉砂卡钻、键槽卡钻、井塌卡钻、井下落物卡钻、干钻卡钻、缩径卡钻等。
卡钻事故是在钻井工程事故中发生机率最高、最常见的事故，发生的原因也是多方面的。
（—）泥饼粘附卡钻1、发生粘附卡钻的条件：泥饼是造成粘附卡钻的前提条件。
凡是使用水基钻井液和有固相钻井液时，钻井液中的自由水在液柱压力大于地层压力这个压差的作用下，渗入地层，而钻井液的固相部分难以渗入地层，则糊在井壁上形成了一层泥饼。
等钻具接触井壁时，在压差的作用下产生了一个推力，将钻具压向井壁并嵌入泥饼中。
如果钻具与井壁泥饼所产生的摩阻力加钻具在钻井液中的重量之和大于钻机安全提升拉力时，则发生卡钻。
通常称为泥饼粘附卡钻或压差卡钻。
凡是泥饼质量和井身质量差以及井内压差大时都容易发生粘卡。
造成粘卡的原因是多反面的，它与泥饼摩阻系数、钻井液密度及钻具与井壁的接触面积等因素有关。
钻井液因素：钻井液性能不好，失水量大，钻井液净化差，固相含量较高，加之地层渗透性好，便会在井壁上形成厚厚的泥饼。
若遇漏失层，钻井液中加入了堵漏材料，同样会提高泥饼的厚度和摩阻力。
钻井液受浸污：如果钻遇水层或石膏层，钻井液受到盐水或钙的浸污后性能变坏，失水和泥饼都会迅速增加，如果处理不及时就会造成卡钻的事故。
活动钻具不及时：因设备故障无法活动或钻具折断后靠在井壁上等原因，使钻具与泥饼接触的相对静止时间过长，都可能发生卡钻。
井身质量差：狗腿度过大，会使钻具的大部分贴在了井壁上，增加了粘卡的机会。
井下落物
井下落物井下落物是钻井施工中常见的复杂情况和事故，正确预防和处理关系到一口井的成败。
井下落物可分为以下几种情况：（1）钻具断落；（2）电缆断落；（3）仪器（包括光杆状工具）掉落；（4）不规则物体落井。
以下根据不同情况分述其产生的原因、预防措施及处理办法。
一.钻具（包括套管、油管）断落：（一）产生原因造成钻具断落事故的原因主要有疲劳破坏、腐蚀破坏、机械破坏及事故破坏,但它们之间不是独立存在的,往往是互相关联互相影响的。
1．疲劳破坏:这是钢材破坏的最基本最主要的形式。
钻具在长期工作中承受拉伸、压缩、弯曲、扭切等复杂应力,而且在某些区域还产生频繁的交变应力,•当这种应力达到一定的程度和足够的交变次数时,便产生疲劳破坏。
2．腐蚀破坏:氧气、二氧化碳、硫化氢、溶解盐类、酸类均可对钢材造成腐蚀和电化学腐蚀，各类腐蚀最终导致金属材料表面出现凹坑、本体变薄，引起应力集中，强度降低或造成疲劳破坏。
3．机械破坏（1）钻具制造中形成的缺陷如轧制过程形成的夹层;调制过程发生结晶组织变化;壁厚不匀以及公母螺纹强度配比不当等。
（2）处理卡钻事故时,不恰当地用大力活动,当应力超过其屈服强度时,就产生变形,当应力超过其破裂强度时,就会把钻杆拉断。
（3）•搬运或使用过程中造成了外伤,往往成为应力集中点,由此而向外扩展。
而且各种腐蚀也容易从这里开始,造成钻具的局部损坏。
（4）钻进时加压过大,或发生连续别钻,或在遇阻遇卡时强扭,把钻杆母螺纹胀大、胀裂,造成钻具脱落。
（5）在接头或钻杆加厚部分的内径突变处,流动的钻井液形成涡流,冲蚀管壁,甚至会把管壁剌薄剌穿,降低了钻杆的抗拉抗扭强度,使钻具容易从此处折断。
（6）把不同钢级、不同壁厚、不同等级的钻杆混合使用,强度最弱的钻杆总是首先遭到破坏的。
4．事故破坏（1）顶天车、单吊环起钻及其他原因顿钻原因使钻具折断.（2）•事故倒扣。
在处理卡钻事故中,为了套铣或侧钻,不得不将一部分钻具倒入井中。
煤矿井下定向钻孔常见孔内事故预防与处理
文章编号：2095－6835（2017）14－0021－04煤矿井下定向钻孔常见孔内事故预防与处理管强盛1，杨慧琳2（1.中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安710077；2.成都理工大学，四川成都610059）摘要：基于煤矿井下定向钻进事故处理理论知识与实践经验，介绍了煤矿井下定向钻进常见的孔内事故类型，根据事故发生特点及规律将常见的孔内事故归纳为卡钻、钻具断落等2大类7个亚类。
通过分析不同事故类型的事故成因、事故特点及施工特点，在本着“安全、快捷、科学、经济”原则的基础上提出了相应的预防与处理措施，包括强力活动钻具工艺、公锥打捞工艺、母锥打捞工艺和套铣打捞（全孔套铣打捞或局部套铣打捞）工艺等，旨在为更好地服务于煤矿井下定向钻进施工提供一定的依据。
关键词：煤矿；公锥打捞；母锥打捞；套铣打捞中图分类号：TD822文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2017.14.021近年来，随着定向钻进技术在煤矿井下瓦斯抽采、探放水及顶底板注浆施工中的不断推广和应用，钻孔深度越来越深、钻遇的复杂地层越来越多，发生各种孔内事故的概率也越来越高，这些事故的发生不仅影响了施工进度，而且处理事故更是耗费了大量的人力和物力，有些孔内事故经过多次处理仍无法成功，导致经济损失严重。
因此，必须对此引起高度重视，积极预防，科学处理。
1常见孔内事故类型目前，实际施工中煤矿井下定向钻孔施工过程中常见的孔内事故类型主要分为卡钻和钻具断落事故，具体类型如表1所示。
表1煤矿井下定向钻孔常见孔内事故类型序号事故分类事故类型1卡钻沉渣卡钻坍塌卡钻缩径卡钻2钻具断落疲劳破坏型钻具断落腐蚀破坏型钻具断落机械破坏型钻具断落事故破坏型钻具断落2常见孔内事故预防与处理孔内事故的发生往往具有突然性和隐蔽性，在预防和处理的过程中，要明确不同事故类型的成因和发生规律，在“安全、快捷、科学、经济”原则的基础上提出相应的预防和处理措施。
常见钻井事故及预防措施
常见钻井事故及预防措施一、常见的钻井事故钻井过程中最容易发生的井下工程事故主要有：钻头事故(断刮刀片、掉牙轮和掉钻头等)、钻具事故钻具刺坏、断钻具等)、套管事故(卡套管、断套管等)、井下落物事故(小工具等落入井内)、卡钻事故(钻具在井内不能上下活动或转动)、测井事故(测井电缆遇卡、遇阻或测井仪器落井等)、注水泥事故(固井时水泥浆在钻具内未替出、水泥浆返高不够，或将水泥浆全部替出环形空间等)和井喷失控事故(不能人为控制的钻井井喷)等。
二、钻井事故发生的原因1）地质因素钻井的对象是地层，而地层结构有硬有软，压力系统有高有低，孔隙有大有小，如果对这些情况没有足够的了解，就难免要发生难以预料的问题。
首先我们应该了解设计井的地层孔隙压力、地层破裂压力、地层坍塌压力及一些特殊地层（盐膏、软泥岩）的蠕变应力，作为井身结构和钻井液设计的主要依据。
一般地说，在同一个裸眼井段内不能让喷、漏层同时存在，不能让蠕变层与漏层同时存在。
如果在井身结构上无法实现上述要求，而且高压层和蠕变层在漏层的下部，那就应对漏层进行预处理，不能盲目向深部钻进。
如果高压层或蠕变层下部有低压层或漏失层，那就只好把高压层或蠕变层用套管封掉。
其次，对一些特殊地层如在一定温度、压力下发生蠕变的盐岩层、膏盐层、富含水的软泥岩层、吸水膨胀的泥岩层、裂缝发育容易坍塌剥落的泥岩层、煤层及某些火成岩侵入层都应有较详细的了解，因为这些地层是造成井下复杂的主要原因。
同时对一些地质现象如断层、裂缝、溶洞、特高渗透层的位置及硫化氢、二氧化碳的存在和含量也应有所了解。
以上这些资料对打成一口井来说至关重要。
但地质部门所提供的比较详细的资料是油气层资料，而对工程上所需要的重要资料则提供不多，或不够详细，甚至有些数据与实际情况相距甚远，即使是已经开发的油田，由于注水开发的结果，地下的压力系统变化很大，也很难以邻井的资料作为主要依据。
这就使钻井过程往往不得不打遭遇战，因而复杂情且况屡屡发生。
常见钻井事故及处理措施
第九章
井队安全生产常识
• 第九 章 井队安全生产常识 • 一、安全用电知识 • 电流对人体的伤害有两种类型：即电击和电伤。 电击是电流通过人体内部所造成的伤害，主要 影响呼吸、心脏和神经系统，是人体内部组织 破坏，乃至死亡。电伤是指电流对人体外部造 成的局部伤害，包括电弧烧伤，熔化的金属微 粒渗入皮肤等。 • 机房、钻台和泵房用的工作灯一般采用安全电 压。安全电压是指对地电压低于40伏。我国通 常采用36伏、24伏、12伏为安全电压。 • 触电一般有四种类型：单相触电、两相触电、 跨步电压触电及接触电压触电。
• 1）粘卡的原因 • 与泥饼摩阻系数、钻井液密度及钻具与 井壁的接触面积和接触时间等因素有关。 • 2）粘卡的现象 • 钻具上提下放困难，且活动钻具的范围 随着时间的增加越来越小；不能转动； 能开泵循环且泵压正常稳定。
• 3）处理：粘卡初期，即还未彻底卡死的 情况下，应保持循环，在允许范围内活 动钻具，以下砸为主，反复数次，以求 解卡。若钻具已被卡死则采取浴井解卡。 浴井解卡是把解卡剂泵入井内，使其返 到卡点部位浸泡、减小滤饼摩阻系数， 边泡边活动钻具而解卡的有效方法。采 取浴井解卡时要准确计算卡点的位置、 计算解卡剂的用量，最后注解卡剂。若 浴井解卡不成功，可采取其它解卡方法， 如爆炸松扣、套铣、倒扣等。
– 2）键槽卡钻的现象 – 卡钻前钻杆接头偏磨厉害，下钻不遇阻，钻 进也正常，但起钻到井眼急弯处常遇卡，并 随井深增加而逐渐严重；能下放而不能上提； 能循环而泵压不升高，不憋泵。卡死后钻具 转不动，提放不动，但循环正常。 – 3）当井眼有键槽遇卡起不出钻具时，可稍 提拉力转动钻具，使钻柱产生扭转震动而跳 出键槽，或者采用倒划眼方法破坏键槽。若 已被卡死，可采取震击解卡、用扩大器破坏 键槽、套铣倒扣等方法处理。
钻井事故
1钻井事故：是指在钻进过程中，由于各种原因造成的钻具折断、井喷、卡钻、井下落物、井塌等事件。
2井下复杂情况：是指在钻井过程中由于地层、泥浆、井身质量等原因，造成井下井下遇阻、遇卡、憋跳、井漏、井涌等不能维持正常钻井和其他作业的现象。
3钻柱事故：是指由于钻柱井下所受的复杂情况，以及检查不严格、操作不当等原因，使井内钻柱出现扣被倒开，螺纹损坏脱扣、滑扣、断扣、本体刺坏，以至扭断等事件。
4井下落物：是指段落在井内的钻杆、钻挺、钻头等，妨碍生产和施工的物体。
5方入：是指打捞井下落物时所使用管柱上部的方钻杆进入转盘内的长度。
6卡钻：是指钻柱在井内不能自由活动的现象。
7卡点：是指被卡钻柱的最高点位置。
8井漏：是指在钻进过程中泥浆和水泥浆漏入地层的现象。
9井塌：是指在易吸水膨胀的泥岩、页岩层，地层胶结不好的，砾岩、砂岩层，地层破碎带，地应力过大，钻井液性能不好，操作不当，造成井壁垮塌的现象。
10处理井下事故与复杂情况应遵守的原则：①安全的原则。
②快速的原则。
③灵活的的原则。
④经济的原则。
11钻井复杂情况和事故处理的基本流程：①清楚，清楚井下事故的形状、位置、状态、大小、深度、性质、程度和时间等。
②准确，依据掌握的井下事故情况，选择或设计适当的井下打捞或处理工具。
③设计，依据上述调查了解编写处理施工设计和技术安全措施。
④按照施工设计的要求备齐动力设备、处理工具、各种管材、物资、安全设施等。
⑤施工，严格按照施工设计精心施工。
12井漏的条件：①存在能使钻井液流动的漏失通道。
②井筒和地层之间存在能使钻井液流动的压差。
③地层中存在能容纳一定钻井液体积的空间。
13井漏的原因：①地质因素，a，渗透层易产生渗透性漏失。
b,天然裂缝、溶洞漏失。
②人为因素，a,油田注水开发后，地层孔隙压力的分布与原始状态完全不同。
b,注水之后地层破裂压力发生了变化。
③施工不当，造成漏失。
14井漏的现象：地面钻井液灌液面下降，钻井液进多出少或只进不返，泵压下降。
常见钻井事故及处理
学习情境四钻井打捞作业项目一钻具事故打捞作业子项目一、钻具事故打捞作业钻具事故是钻井中较常见的事故之一，特别在转盘钻井中，由于钻柱在井下受力非常复杂，若检查不严格或操作不当，就会发生折断、脱扣、胀扣、刺穿的事故。
发生钻具事故后，对落入井底的钻具要实施打捞作业，打捞钻具作业是一项细致的技术工作，如果处理不当或打捞作业时间过长，将会增加钻具事故的复杂性，使处理更加困难，甚至造成井的报废。
所以，对钻具事故要以预防为主，加强对钻具的科学管理，严格执行操作规范，尽量消除钻具事故。
任务一、钻具事故的原因与预防Ⅰ、教学目标1、掌握钻具失效的类型和原因、作用机理；2、掌握基本的钻具事故预防方法和措施；3、初步具有预防钻具事故操作、维护的动手能力。
Ⅱ、工作任务描述钻井事故中常遇的一类事故就是钻具事故，要减少钻具事故的发生，预防是第一重要的。
做好钻具事故的预防工作，必须知道钻具事故发生的来龙去脉，必须掌握基本的钻具事故的原因分析和判断技能，这样才能有针对性、有目的、有效率的做好钻具安全防护工作。
本工作任务就是在归纳了钻具事故的破坏类型、特征、原因的基础上，结合现场实际提出钻具事故预防的方法和措施，着重于工作过程的钻具安全防护工作的实施和确保钻具使用安全。
钻具安全防护涉及到金属管材性能、管材结构、管材受力、管材腐蚀、钻井液、地层等诸方面基础知识和专业知识，是一个系统工程。
因此钻具使用、操作人员，必须具备钻具安全防护的基本知识和基本操作技能。
Ⅲ、学习任务及知识点阐述学习和理解钻具事故的产生原因、破坏的机理、破坏特征等理论知识，是更好的掌握和实施钻具安全防护工作的基础。
通过对钻具事故发生过程的原因探讨，才能真正掌握钻具事故预防的方法和措施；才能做好钻具安全防护的工作。
学材钻具失效在世界各油田普遍存在，原因各不相同，失效机理也很复杂，但都与钻具结构，材料特性，地层情况，钻井工艺和使用水平有关。
我们知道石油钻具的受力状况和井下环境非常恶劣，长期处在内外充满钻井液的狭长井眼里工作，承受拉、压、弯、扭、液力等载荷作用，同时还伴随着各种复杂振动，使其成为钻井设备工具中的一个薄弱环节，在钻井过程中钻具任何部位失效都可能造成严重的后果，甚至使井报废。
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式钻具是石油钻采过程中最重要的工具之一，它承担着在井下复杂环境中进行钻井、完井和修井工作的任务。
钻具在使用过程中可能会出现各种不同的失效形式，这些失效形式对钻井作业的安全和效率都会造成严重影响。
对钻具常见的失效形式进行深入了解，并采取相应的预防和修复措施，对于保障钻井作业的顺利进行至关重要。
一、钻具断裂钻具断裂是指钻具在使用过程中由于受到超负荷的力或者外界环境的影响而发生了断裂。
钻具断裂主要包括两种情况：一种是在井下受到挤压或者拉力作用而断裂；另一种是在井口或者运输途中受到撞击或者损伤而断裂。
钻具断裂不仅会造成生产过程的中断和钻具设备的损坏，更严重的是可能会导致工人的伤亡事故。
预防钻具断裂成为了钻井作业中一项非常重要的任务。
预防钻具断裂的方法主要包括：一是在设计和制造钻具时，要充分考虑到井下复杂的工作环境和受力条件，合理选择材质和加强加工工艺，以提高钻具的受力强度和耐磨性；二是在使用前对钻具进行全面的检查和测试，及时发现和排除隐藏的缺陷，确保钻具的安全可靠；三是在作业过程中，严格按照操作规程进行，避免对钻具进行过大的冲击和挤压，以减少钻具断裂的风险。
二、钻具磨损钻具在钻井作业过程中，由于与井壁、岩石和砂砾等硬物的接触和切削作用，会导致钻具的磨损。
钻具磨损主要表现为刀具的磨损、钢管的磨损和接头的磨损。
刀具的磨损是指在切削过程中，刀具表面受到硬物的侵蚀和摩擦，导致刀具刃口变钝或者破损，降低了钻井的切削效率和质量。
钻具的磨损是指在钻井过程中，钻杆和钻头等钻井工具的表面受到硬物的磨损，导致钻具的直径和长度减小，影响了钻井的效率和深度。
接头的磨损是指在作业过程中，钻具的接头处由于受力不均或者受到振动和冲击，导致接头表面的变形、损坏或者腐蚀，影响了整体钻具的可靠性和密封性。
预防钻具磨损的方法主要包括：一是选择合适的材质和工艺，提高钻具的硬度和耐磨性，延长钻具的使用寿命；二是在选用刀具和钢管时，要根据井下地层的特点和井壁的性质，合理选择刀具的材质和结构，以提高刀具的抗磨损能力；三是对钻具的使用和维护进行规范管理，定期对刀具和钻头进行更换和修复，避免因磨损过大而影响钻井作业的进行。
浅谈大宝山钻探钻具折断、脱落、跑钻事故的预防与处理
浅谈大宝山钻探钻具折断、脱落、跑钻事故的预防与处理摘要：在大宝山生勘钻探中，由于种种原因，常常发生各种孔内故障而终断正常钻进，通常把这些故障统称为孔内故障。
而各种孔内事故中，钻具折断、脱落、跑钻事故是最容易发生的一种。
这种事故，如果孔壁稳定，孔内清洁，这种事故很容易处理。
但是，如果孔内情况复杂，处理方法不当，也很容易出现“事故套事故”的现象。
本文浅谈钻具折断、脱落、跑钻事故发生的原因，事故的征兆，事故的预防及事故的处理方法等几个方面，以作参考。
关键词：大宝山、孔内事故、钻具折断、脱落、跑钻事故一、钻具折断、脱落、跑钻事故发生的原因1.钻杆折断的原因钻杆柱在孔内工作时，工作条件比较恶劣，在孔内实质上形成一个长而细的弹性和柔软性非常好的“弹性线条”。
同时，钻杆柱在孔内工作时，承受拉、压、扭转，冲击转动等荷载，处于比较复杂的应力状态。
因此，一旦某一断面上的合成应力超过了它的强度极限，就会发生钻杆折断。
钻杆折断的主要原因有：（1）钻杆在钻进和提升时，所受压力、扭力、拉力过大；如钻孔弯曲，孔底不清洁，加压过猛等，均能引起钻杆折断。
（2）钻进中发生掉块卡钻、钢粒夹钻、烧钻、埋钻等事故时，钻具回转阻力增大，可能造成钻具折断。
（3）处理事故时，往往因强力起拔，造成钻具折断。
（4）钻杆在孔内工作条件不正常如钻杆本身不直，回转阻力很大；钻孔严重弯曲，钻杆回转蹩劲；钻杆直径与孔径相差悬殊，特别是严重超径孔段（大宝山地区的空区钻进），都会造成钻杆折断。
（5）钻杆维护保养不好，造成弯曲、丝扣损坏或其它暗伤，以及使用中严重磨损或有裂纹等缺陷，在使用时检查不严，没有及时更换，一旦钻进中遇到较大回转阻力，就很容易在薄弱处扭断。
（6）钻杆加工质量不合要求如锁接头与钻杆丝扣锥度不一致；钻杆和岩心管同心度偏差过大造成过于弯曲；车丝扣退刀槽过深；接头中心镗孔过大；钻杆墩粗不合格和热处理不当等，都会降低钻杆强度，使用时容易发生折断，脱扣等事故。
题库.试卷—--钻井事故与处理题库.试卷
题库.试卷—--钻井事故与处理题库.试卷在石油和天然气的勘探与开发过程中，钻井是至关重要的环节。
然而，钻井作业并非一帆风顺，时常会遭遇各种事故。
为了提高钻井人员的应对能力和安全意识，一套全面的钻井事故与处理题库及试卷应运而生。
钻井事故的类型多种多样，从井下复杂情况到严重的工程事故，每一种都可能给钻井作业带来巨大的损失。
常见的钻井事故包括井塌、井漏、卡钻、钻具折断等等。
井塌是指井壁岩石失去稳定性而坍塌，这可能导致井径缩小、钻具遇阻甚至卡钻。
井漏则是钻井液大量流失到地层中，不仅影响钻井进度，还可能引发井下压力失衡。
卡钻是钻井过程中常见的难题，可能由砂桥、泥包、缩径等原因引起，处理不当会导致钻具卡死，甚至造成井眼报废。
钻具折断则可能使钻具落入井内，给后续的处理带来极大的困难。
面对这些复杂的钻井事故，及时准确的判断和有效的处理措施至关重要。
例如，在处理井塌事故时，首先要调整钻井液性能，增加其护壁能力，同时降低钻井速度，给井壁足够的稳定时间。
对于井漏，需要根据漏失的程度和地层特性，选择合适的堵漏材料和方法。
卡钻事故发生后，要分析卡钻的原因，采取相应的解卡措施，如泡油、震击等。
而钻具折断时，则要尽快制定打捞方案，尝试将断落的钻具捞出。
在设计钻井事故与处理的题库时，应涵盖各种事故类型、发生原因、判断方法和处理措施等方面的内容。
题目形式可以包括选择题、判断题、简答题和案例分析题等。
选择题可以考查对基本概念和知识点的掌握，例如：“以下哪种情况可能导致井塌？（A 钻井液密度过高 B 钻井液密度过低 C 钻井速度过快 D 钻井速度过慢）”判断题可以用于检验对一些关键原则的理解，如：“井漏发生时，应立即提高钻井液密度。
（对/错）”简答题可以要求考生阐述某种事故的处理步骤或原理，比如：“简述卡钻事故的处理原则。
”案例分析题则更能综合考查考生对知识的运用能力，例如：“给出一个具体的钻井事故案例，包括事故发生的经过、现象和相关数据，要求考生分析事故原因并提出处理方案。
钻具事故原因处理及预防措施
钻具事故原因处理及预防措施1、概念：是指钻杆、钻铤及其它入井工具、辅助工具在井下发生的各种事故的总称。
发生钻具事故后，遗留在井内的钻具叫“落鱼”，“落鱼”的顶端叫“鱼顶”或“鱼头”。
2、常见的钻具事故及发生的原因（1）钻具折断：（1）钻杆本体折断：由于钻杆质量或管壁变薄、卡瓦牙刻痕或其它外伤、各种腐蚀痕迹等，使钻杆强度减小。
钻杆在井内受到较大拉力及扭矩作用力时（如卡钻或蹩、跳钻、强拉、硬转）而折断。
一般发生在距离母扣端1.2m以内。
（2）钻铤粗扣折断：由于钻铤刚度大，而粗扣处则小得多。
当钻铤在井内工作时要受到压、扭、弯等复合负荷作用力时，丝扣加工质量或操作不当都会造成折断。
一般常发生在钻铤母扣根部退刀槽余扣处或公扣根部的应力集中部位。
（2）钻具脱扣：脱扣是指丝扣未损坏，钻具各种原因（蹩、反转或打倒车）将丝扣倒开脱扣。
（3）钻具滑扣：是指丝扣受力后拉脱滑开。
主要原因是由于丝扣上卸扣次数过多，丝扣磨损、上扣不紧、钻井液冲刺磨损、扣型不合标准等造成滑扣。
3、钻具事故的处理钻具事故发生后，应该依据事故的性质及时处理。
如果是钻具脱扣或滑扣，则应尽快采取井下对扣打捞“落鱼”。
若对扣失败，则应按照钻具折断进行处理。
钻具折断后，要依据起出钻具的断口形状、水眼尺寸及外径，判断“鱼顶”形状和选择适当的打捞工具。
除常用的工具外，还可以进行特殊设计。
（1）钻具事故处理常用工具卡瓦打捞筒、打捞矛、公锥、母锥、安全接头、印模、壁钩、倒扣接头、磁铁打捞器等。
公锥母锥磁铁打捞器1接头2 体部3上磁极4衬筒5磁芯6下磁极7引鞋篮式卡瓦打捞筒结构螺旋卡瓦打捞筒结构平底磨鞋卡瓦打捞矛（1心轴2卡瓦3释放环4引鞋）2、常用打捞工具的用途（1）公锥：是从落鱼内孔打捞的一种常用工具，宜在管壁较厚的部位使用，通常用于钻铤、钻杆接头、钻杆加厚部分打捞，而对钻杆及套管本体不宜使用。
（2）母锥：母锥是从落鱼外部打捞的一种工具，它不受管壁厚薄的限制，但却要受井眼直径的限制，一般要求母锥最大外径10~20mm。
钻井井下工程事故大体知识
钻井井下工程事故常识一、卡钻事故一、在钻井中常见的井下工程事故有哪几种？答：有如下七种工程事故：（1）、卡钻事故；（2）、钻具事故；（3）、钻头事故；（4）、落物事故；（5）、井喷及井喷失控事故；（6）、顿钻事故；（7）、卡电缆、卡仪器事故。
二、什么是卡钻事故？答：钻柱在井内停止时刻太久或其它缘故造成不能上提、下放或转动，有时乃至不能循环，如此的事故统称为卡钻事故。
3、常见的卡钻事故有哪几种？答：有如下八种卡钻事故：（1）、粘吸卡钻；（2）、落物卡钻；（3）、井塌卡钻事故；（4）、键槽卡钻事故；（5）、短路循环、干钻卡钻事故；（6）、沉砂卡钻事故；（7）、泥包卡钻事故；（8）、缩径卡钻事故；4、什么是粘吸卡钻？答：钻柱在钻井液液柱压力与地层压力之差的作用下，紧贴在井壁上造成的卡钻，称粘吸卡钻（也称压差卡钻或粘附卡钻）。
五、粘吸卡钻何特点？答：（1）、循环钻井液正常。
（2）、随时刻的延长，卡钻面积不断增加，粘卡越严峻，且卡点深度上移。
六、钻井液性能不行，失水量大，对粘吸卡钻有何阻碍？答：钻井液性能不行，失水量大，在渗透性地层井壁上形成的泥饼越厚，泥饼越虚，易发生粘吸卡钻。
7、钻井液中固相含量多，对发生粘吸卡钻有何阻碍？答：钻井液中固相含量多，泥饼的粘滞系数越大，越容易发生粘吸卡钻。
八、发生粘吸卡钻的要紧缘故是什么？答：（1）、钻具在井内静止时刻长，活动钻具不及时或活动钻具的方式不妥。
（2）、泥浆性能不符合设计要求（注：此话不周密，有前途），泥浆液柱压力和地层孔隙压力的差值较大。
（此句改成；泥浆液柱压力比地层孔隙压力大的较多）。
(3 )、泥浆的失水大，泥饼厚，固控设备配备不齐或由于固控设备坏利用少，造成固相含量急剧增加。
（4）、深井、定向井和复杂井等在钻井液中加入的润滑剂含量少，泥饼摩组较大。
九、如何预防粘吸卡钻？答：（1）、停钻时按规定及时活动钻具，上提下放活动的幅度要大。
（2）、钻井液性能符合设计要求（不周密）。
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钻具断落是钻井过程中经常碰到的事故。
有的情况比较简单,处理起来比较容易,往往会一次成功。
有的处理起来就比较麻烦,•因为钻具断落之后,往往伴随着卡钻事故的发生。
如果处理不慎,还会带来新的事故。
如果造成事故摞事故的局面,那就很难收拾了。
因此我们必须慎重的研究这个问题。
第一节钻具事故发生的原因造成钻具断落事故的原因不外乎疲劳破坏、腐蚀破坏、机械破坏及事故破坏,但它们之间不是独立存在的，往往是互相关联互相促进的,但就某一具体事故来说,可能是一种或一种以上的原因造成的。
一.疲劳破坏:这是钢材破坏的最基本最主要的形式。
金属在足够大的交变应力作用下,会在局部区域产生热能,使金属结构的聚合力降低,•形成微观裂纹,这些微裂纹又沿着晶体平面滑动发展,逐渐连通成可见的裂纹。
一般来说,裂纹的方向与应力的方向垂直,故钻具疲劳破坏的断面是圆周方向的。
形成疲劳破坏的原因有:1.钻具在长期工作中承受拉伸、压缩、弯曲、剪切等复杂应力,•而且在某些区域还产生频繁的交变应力,如正常钻进中中和点附近的钻具、处理卡钻事故时的自由段钻具以及在弯曲井眼中运转的钻具,当这种应力达到足够的强度和足够的交变次数时,便产生疲劳破坏。
2.临界转速引起的振动破坏:钻柱旋转速度达到临界转速时,会使钻具产生振动,有纵向振动和横向摆动两种形式,同时在一定的井深这两种形式的振动还会重合在一起,这种振动会使钻具承受交变应力,促使钻具过早地疲劳。
各种钢质钻杆的临界转速及两种振动重合时的井深列于表2-1,作为参考。
表2-1 钢质钻杆的临界转速及两种振动重合时的井深钻杆直径,mm 60.3 73.0 88.9 101.6 114.3 127.0 139.7转盘转速,r/min 110 130 160 185 210 235 260两种振动重合时的井深,m 701 597 488 424 366 305 2992865 2438 2012 1707 1524 1372 12196400 5486 4511 3871 3414 3048 27439754 7925 6705 6005 5334 48463.钻进时的跳钻、别钻,•既使钻具产生纵向振动,又使钻具产生横向振动,对受压部分的钻具破坏极为严重,所以在砾石层中钻进,最容易发生钻铤事故。
4.钻具在弯曲的井眼中转动,•必然以自身的轴线为中心进行旋转,这部分钻杆靠井壁的一边受压力,离井壁的一边受拉力,每旋转一圈,拉、压应力交变一次,如此形成频繁的交变应力,促使钻具早期破坏。
5.天车、转盘、井口不在一条中心上,转盘本身形成了一个拐点,井口附近的钻具就好像在弯曲井眼中转动一样,产生了交变应力。
6.将弯钻杆接入钻柱中间,•弯钻杆本身和与其上下相连接的钻杆都要产生弯曲应力。
如这段钻具和狗腿井段相遇时,所产生的交变应力将是相当大的。
二.腐蚀破坏:钻具在恶劣的环境中储存或工作,都会产生腐蚀,这是钻具提前损坏的普遍原因。
有时几种腐蚀会同时发生,但是总是以某一种腐蚀形式为主要破坏原因。
由于腐蚀使管壁变薄,表面产生凹痕,甚至使钢材变质,降低了钢材的使用价值和使用寿命。
造成钢材腐蚀的因素有:1.氧气的腐蚀:氧气可以说是无处不在,它存在于空气中,也存在于水中和钻井液中,钻具无论存放或使用,都要接触氧气,它是最常见的腐蚀剂。
在很低的浓度(<1ppm)下,就能产生严重的腐蚀。
如果水中含有二氧化碳或硫化氢时,其腐蚀性急剧增加。
氧的腐蚀机理可写成阳极反应Fe→Fe+2＋2e阴极反应O2+2H2O+4e→4OH-4Fe+6H2O+3O2→4Fe(OH)3↓由以上反应式可以看出,•铁在阳极释放电子,生成二价铁离子,氧在阴极接受电子与水反应生成氢氧离子,以后二价铁离子被氧化成三价铁离子(即又被氧夺去一个电子)与氢氧离子反应生成氢氧化铁,从溶液中沉淀出来,这就是经常可以看到的铁锈。
氧的浓度越大,反应越快,腐蚀就越历害。
氧的腐蚀首先是坑蚀,然后由点到面发展,覆盖整个钻具表面。
2.二氧化碳的腐蚀:二氧化碳可能由地层产生,也可能由钻井液处理剂的分解而产生。
二氧化碳与水反应后形成一种弱酸即碳酸,也会在钻具表面造成蚀疤。
它的反应式如下: ••• CO2+H2O→H2CO3如果钻井液中或水中溶有重碳酸盐,•在较低的pH值下,碳酸氢根与氢离子结合也可生成碳酸.它的反应式如下:••••HCO3+H+→H2CO3如果溶液的pH值较高,•没有过多的氢离子参与碳酸氢根的反应,•则不会生成碳酸,腐蚀性就会降低。
3.硫化氢的腐蚀:硫化氢主要由地层产生,但也可以由含硫有机处理剂的热分解而产生。
硫化氢溶解于水形成一种弱酸,对钻具有腐蚀作用。
但它的主要作用不在于腐蚀,而在于使钢材发生氢脆破坏。
氢原子有个特性,在有硫化物的环境中以原子形式存在,在其它的环境中以分子形式存在。
氢原子是所有原子中最小的原子,•它能渗入钢材或其它金属材料并扩散到材料内部,而且最容易集中到材料受力最大的区域,但当氢原子脱离了硫化物的环境后,•很快结合成氢分子,氢分子的体积要比氢原子大许多倍,它能破坏钢材的组织结构,降低钢材的韧性,产生各种微小的裂纹。
氢原子又继续聚积到裂纹尖端,并使裂纹发展,直至钢材不能承受外界负荷时,会突然发生断裂,这种现象称为脆化。
对氢脆的敏感性由下列因素决定:(1) 钢材的屈服强度:屈服强度低于630MPa 的普通碳素钢一般不会发生氢脆断裂,强度越高,产生破坏的时间越短。
(2)•钢材的硬度:合金钢的硬度大于Rc22时容易遭到破坏。
(3) 硫化氢的浓度:硫化氢浓度越高,氢脆破坏的时间越短。
(4)溶液的pH值:随着pH值的降低,氢脆断裂的趋势增长,如果pH值维持在9.0以上,则氢脆破坏可显著减少。
(5) 温度:温度超过83℃,氢脆断裂的敏感性降低。
(6) 应力:外载施于钢材的应力越大,氢脆断裂的时间越短。
4.溶解盐类的腐蚀:氯化物、碳酸盐、硫酸盐都对钢材有腐蚀作用,它们的腐蚀过程都有显著地电化学作用,由于它增强了钻井液的导电性,促使其它形式的腐蚀作用增强。
溶解盐类的腐蚀有如下规律:(1)和钻井液的pH值有关,pH值越低腐蚀作用越强。
(2)和温度有关.温度越高,分子活动能力越强,腐蚀速度加快。
(3)和溶解盐浓度有关.溶解盐浓度越大,腐蚀速度越快。
(4)•和钻井液的流速有关,流速越大,腐蚀越快。
所以钻具内壁的腐蚀要比外壁的腐蚀快。
而这一点往往是人们注意不到的。
5.各种酸类的腐蚀:•酸类的腐蚀作用是由于它降低了钻井液的pH值和损害了管材的保护膜,同时也加强了钻井液的导电性,使电化学腐蚀作用增强,并且还会产生氢原子,如果有硫化物同时存在的话,会产生氢脆作用。
溶解于钻井液中的氧气,也会显著的加强酸类的腐蚀作用。
6.电化学腐蚀:钻具在钻井液中类似于电极在电解液中,也可以产生导电反应,不同金属之间,不同的钢材化学成份之间就会产生导电现象。
如铜和钢连在一起放入水中,则铜为阴极,钢为阳极,产生电流,钢被腐蚀。
但钢与易反应的金属如铝和镁等连在一起放入水中,则钢为阴极,铝镁成为阳极,产生电流,铝镁被腐蚀,而钢得到了保护。
新钻杆与旧钻杆连接在一起,则新钻杆起阳极作用,旧钻杆起阴极作用,新钻杆先被腐蚀。
钻具的氧化皮与钢材本身之间的差异,也会产生电流,使钢本身进一步遭到腐蚀。
受应力的金属对不受应力的金属呈负电位,•也可形成电池效应。
当电流流过钢材时,会带走微量的金属分子,并沉积于电流的另一端,这样就会形成伤疤,引起应力集中或造成疲劳破坏。
三.机械破坏1.钻具制造中形成的缺陷如:(1)轧制过程形成的夹层;(2)调制过程发生结晶组织变化;(3)公母螺纹连接螺纹的临界断面模数配比不合理,•不是母强公弱,就是公强母弱;(4)钻杆加厚过渡带几何形状设计不合理,因为这里是最容易造成应力集中的地方;(5)钻铤公螺纹未车应力减轻槽;这些先天不足,往往会导致钻具早期损坏。
2 钻具在长期使用中的腐蚀与磨损,•某些区域管壁变薄或存在微细裂纹,强度大为减弱,在外力的作用下,•钻杆最容易从最薄弱的地方被拉断或扭断。
3.处理卡钻事故时,不恰当地用大力活动,当应力超过其屈服极限时,就产生变形,把钻杆拉细拉长。
当应力超过其强度极限时,就会把钻杆拉断。
4.搬运或使用过程中造成了外伤,如卡瓦牙痕,井下落物(钻头牙齿、钳牙、卡瓦牙等)造成的横向刻痕以及撞伤、砸伤等,往往成为应力集中点,由此而向外扩展,而且各种腐蚀也容易从这里开始,造成钻具的局部损坏。
5.上扣不紧,•不按规定扭矩上扣,接头台肩靠不紧,一方面台肩失去密封作用,螺纹容易被钻井液剌坏,另一方面,由于失去台肩的支撑力,公母螺纹产生频繁地交变应力,会使螺纹疲劳折断。
6.钻进时加压过大,或发生连续别钻,或在遇阻遇卡时强扭,把钻杆母螺纹胀大、胀裂,造成钻具脱落。
7.对各种连接螺纹特别是配合接头的连接螺纹长期使用而不定期卸开检查,•以致螺纹磨损造成钻具脱落。
要知道,连接着的螺纹也经常处于变化之中,不可不查。
8.在接头或钻杆加厚部分的内径突变处,流动的钻井液形成涡流,冲蚀管壁,甚至会把管壁剌穿,降低了钻杆的抗拉抗扭强度。
9.将连接螺纹的规范搞错,把尺寸相近而又不是同一规范的公母螺纹连接在一起,因为它们咬合不紧,在运转过程中容易磨损而造成钻具脱落。
10.中途测试挤坏钻杆:为了进行地层测试,测试工具要用钻杆连接下到测试层位,在测试阀打开之前,钻杆内是空的,底部钻杆处于钻井液的静压下,如超过了钻杆的抗挤强度,就会把钻杆挤坏。
下面把各种钻杆的最小抗挤压力列于表2-2和表2-3中,以做参考。
四事故破坏1.把不同钢级、不同壁厚、不同等级的钻杆混同使用,强度最弱的钻杆总是首先遭到破坏的。
2.顿钻造成钻具折断,•如因顶天车、刹车失灵、井口工具失效、单吊环提钻、井口上部钻具倒扣、都有可能把钻具顿入井中,这种事故是非常恶性的事故,它有可能把钻具顿弯,有可能把钻头顿掉,也有可能把钻具顿成几截,处理起来是比较困难的。
3.事故倒扣:在处理卡钻事故中,为了套铣或侧钻,不得不将一部分钻具倒入井中。
4.过失倒扣.由于操作者的失误,在下列三种情况下有可能将钻具倒入井中:(1)在下左旋螺纹工具的过程中,用转盘正转的办法给左旋螺纹钻杆上扣,把转盘以下的左旋螺纹钻具倒入井中;(2)在钻进或划眼时,钻头遇阻遇卡,上面的钻具继续旋转,储存了很大的能量,一旦摘开转盘离合器而不加控制,整个钻柱要飞速的倒转,在惯性力的作用下,把下部钻具倒开,在这种时候,越是靠近钻头的地方,所受的反扭矩的冲击力越大,所以最容易把钻头倒掉;(3)在钻进或划眼时,钻头遇阻遇卡,上面的钻具继续旋转,储存了很大能量,一旦阻力被克服,整个钻柱要飞速正转,但转盘的转速不可能与钻柱的转速同步,反而起到了制动作用,在惯性力的作用下,把上部的钻具倒开。