第五章：深井超深井钻井事故预防与处理技术研究
第一节 库车山前构造带钻井事故原因分析
塔里木油田深井复杂井主要分布在库车山前八大构造：大北、克拉、东秋、西秋、迪那、依南、羊塔克、依拉克构造，常见的主要事故有：卡钻、断钻具、井下落物等，以上事故主要发生在上第三系、下第三系、白垩系、侏罗系，下面分别进行统计分析。
1.1 上第三系钻井事故原因分析
1-1-1：卡钻原因分析：
统计库车坳陷山前构造上第三系各类原因卡钻下损失的时间结果如表1-1-1和图1-1-1。
表1-1-1上第三系卡钻事故各类原因所占比例表
原因分类 各类原因损失时间 所占比例（%）
缩径卡钻 32.3
粘卡 27.3
沉物卡钻 30.1
其它 10.3
图1-1-1上第三系卡钻事故各类原因所占比例图
可以清楚地看出，上第三系发生卡钻的主要原因为缩径卡钻、粘卡和沉物卡钻，其中发生缩径卡钻主要在泥质膏岩和石膏岩层，如羊塔克4、迪那102井，
3gcm使用钻井液密度在1.27～1.55内；发生粘卡主要泥岩层，如东秋5，发生3gcm了3次，使用钻井液密度为1.30～2.03；其他原因主要为压差卡钻和井眼
轨迹变差，如大北2井，压差卡钻如野云2。
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1-1-2：断钻具发生原因
库车山前构造上第三系发生断钻具的主要原因为疲劳破坏。疲劳破坏主要由于钻具在长期工作中承受拉伸、压缩、弯曲、扭切等复杂应力和钻进时的跳钻、憋钻，使钻具产生纵向振动等，发生的井如大北1、大北2、依西1和库北1等。
1-1-3井下落物发生原因
塔里木盆地库车坳陷山前构造上第三系发生井下落物一般是掉钻头、掉牙轮和电测仪器落井等，发生的原因大致为：
1）产品质量有问题，如牙轮钻头在厂家规定的参数内运行时，仍然发生牙轮裂开；
2）产品过早的进入疲劳破坏
由上述原因产生的井下落物主要发生在迪纳2井、东秋6井、克拉202井、克拉204井和羊塔克6井。
1.2下第三系钻井事故分析
1-2-1：卡钻事故原因分析
统计库车坳陷山前构造上下三系各类原因卡钻下损失的时间结果如表1-2-1和图1-2-1所示：
表1-2-1下第三系卡钻事故各类原因所占比例表
原因分类 各类原因所占比例
（%）
缩径卡钻 36.67
粘卡 29.29
沉物卡钻 1.96
其它 32.08
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图1-2-1下第三系卡钻事故各类原因所占比例图
由表1-2-1及图1-2-1可知，下第三系卡钻事故中，粘卡和缩径卡钻事故较多，由统计数据可知，下第三系地层中，发生12次粘卡事故，损失1647.52小时，粘卡发生时的主要岩性是砂泥岩，最严重的一次粘卡发生在迪那22井，损失时间达820小时。缩径卡钻主要发生在西秋和大北构造，但损失时间很多，如却勒1井一次缩径卡钻事故损失了1278.45小时，却勒6井一次缩径卡钻损失784.4小时。大北2井在盐岩、盐质泥岩、石膏内缩径，损失64.5小时，却勒1井在局部复合盐层发生缩径，损失42.75小时，吐北1井在膏泥岩段发生缩径，损失3.25小时。其它原因造成的卡钻，如迪那203井因井下掉块造成卡钻，损失36小时，却勒1井也因井下掉块导致卡钻，损失788.2小时，吐北1井因掉附件造成卡钻，损失4.33小时。
1-2-2：断钻具事故原因分析
下第三系断钻具事故主要主要是由疲劳破坏引起的。其中，迪那203、克参1、库北1井均因疲劳破坏引发一次断钻具事故，事故主要发生在泥岩段，库北1井断钻具事故损失达1157.7小时。大北101和却勒4井因钻头或是钻铤疲劳破坏引起断钻具事故，发生事故的岩性均为膏泥岩段，两井共损失584.6小时。由其它原因引起的断钻具事故共损失112.5小时。
1-2-3：井下落物事故原因分析
通过对库车山前下第三系井下落物原因的统计分析，依据损失时间为标准，将各种原因的井下落物事故损失时间的比例如表1-2-3和图1-2-3所示：
表1-2-3下第三系断钻具事故各类原因所占比例表
原因分类
各类原因所占比例（%）
人为原因 44.5
质量问题 40.2
其它 15.3
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图1-2-3下第三系断钻具事故各类原因所占比例图
由以上分析，下第三系井下落物事故主要是由人为原因、钻具质量问题引起的。其中，迪那201、羊塔克4、克拉202、吐北1井的井下落物事故均由人为因素引起，共损失269.5小时。羊塔克4、克拉202、吐北1均因钻头质量问题引起井下落物，共计损失243.3小时。统计还发现，下第三系地层中，盐膏层段发生井下落物的事故次数最多。
1.3白垩系钻井事故分析
统计库车坳陷山前构造上白垩系在各类卡钻原因下损失的时间所占的比例如表1-3-1和图1-3-1所示：
表1-3-1白垩系卡钻事故各类原因所占比例表
原因分类 各类原因损失时间 所占比例（%）
粘卡
井眼轨迹变差导致卡
钻 37.4
其它
23.1 39.5
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图1-3-1白垩系卡钻事故各类原因所占比例图
通过上图我们可以清楚地看出，白垩系发生卡钻的主要原因为粘卡和井眼轨迹不规则产生卡钻。其中粘卡占整个地区该事故的23.1%。卡钻主要在砂岩、石
3gcm膏和膏质泥岩层段，使用钻井液密度为1.47～2.2其中粘卡主要发生在大
北、东秋、西秋、羊塔克和克拉地区，主要发生井分别为：大北2、大北101、东秋8、却勒1、羊塔克8、克拉2、克拉202和吐北1；由井眼轨迹不规则产生卡钻主要发生在克参1井，共损失时间79小时；在其它原因中由井壁跨塌产生卡钻在却勒1井，由砂桥卡钻主要在克参1井。
在对整个地区白垩系断钻具的统计过程中，我们发现该层系发生断钻具的频率低，共发生3次，发生井分别为大北101、却勒101和克参1井，具体情况为大北101井在5748.9m发生接头公扣破坏，却勒101井在5730m发生5 1/2″套管送入工具断，克参1井在5917.14m顶驱下保护接头从公扣中部断裂，其主要原因为钻具质量有问题，共计损失时间514.83小时。
1.4侏罗系钻井事故分析
统计库车坳陷山前构造上侏罗系在各类卡钻原因下损失的时间所占的比例如表1-4-1和图1-4-1所示：
表1-4-1侏罗系卡钻事故各类原因所占比例表
原因分类 各类原因损失时间 所占比例（%）
粘 卡 16.1
坍塌卡钻 57.2
其它 26.7
图1-4-1侏罗系卡钻事故各类原因所占比例图
可以清楚地看出，侏罗系发生卡钻的主要原因为坍塌卡钻和粘卡，坍塌卡钻
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主要发生地层岩性主要为砂岩、泥岩和煤，粘卡主要发生在砂岩层，如羊塔克4
3gcm和依深4，地层阿合组，使用钻井液密度在1.35～1.88内；其他卡钻主要
为键槽卡钻，主要发生在依深4，主要岩性泥岩，使用钻井液密度1.79～
3gcm1.87，共计损失时间281.58小时。
侏罗系地层发生断钻具事故主要集中在迪那和依南地区，其中主要发生的井为阳霞1、依南2、依南4、依深4和克孜1，主要发生岩性：泥岩和泥岩夹煤层，
3gcm钻井液密度主要在1.40～1.80，发生该事故的主要原因为钻具疲劳破坏，
包括依南4、阳霞1、依深4和克孜1井。
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第二节 复杂深井钻井事故预防和处理方案
2-1卡钻事故的预防和处理
（一）粘吸卡钻 1、粘吸卡钻的预防
（1）无论何种钻井液，要求有较好的润滑性、较小的滤失量、适当的黏度和切力。必要时要加入润滑剂、活性剂、塑料球等以减少滤饼的摩阻系数。同时应该搞好固控工作，把无用的固相尽量清除干净。
（2）只要没有高压层、坍塌层和蠕变层存在，没有特殊需要，保持该井段的钻井液密度最低，做到**衡压力钻进。根据经验，钻井液液柱压力超过地层压力3.5MPa以上时，卡钻的可能性增大。
（3）钻井液加重时，要用优质的加重材料，并要均匀加入，最好的办法是先在地面储备罐中加重，经充分搅拌水化后再混入井浆中。
（4）钻柱结构设计要合理，特别是下部钻柱结构。
（5）如果是直井而且钻头在井底，无法上提和转动，那就尽量将钻柱悬重的二分之一至三分之二压在钻头上，以求把下部钻柱压弯，减少钻柱与井壁滤饼的接触面积，减少总的粘附力。
（6）在测斜前最好短程起、下钻一次。在测斜时除必要停止的几分钟外，要使钻具一直处于活动状态中。
（7）在正常钻进时，如水龙头、水龙带发生故障，绝不能将方钻杆坐在井口进行维修，如果一旦发生卡钻，将失去下压和转动钻柱的可能。
（8）指重表、泵压表、扭矩表必须灵敏可靠，以防做出错误的判断。 （9）要保持良好的井身质量，因为在井斜或方位变化大的井段，钻柱由于其自重分力的作用紧紧靠向井壁一边，增加了粘吸卡钻的可能性。
（10）在钻柱中要带上随钻震击器，因为在粘卡发生的最初阶段，震击解卡是很有效的。
（11）无论是钻进还是起下钻过程，要详细记录与钻头或扶正器相对应的高扭矩大摩阻的井段，并分析所在地层的岩性，因为这些地层往往是容易卡钻的地层。
2、处理方案
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（1）强力活动
发现粘吸卡钻的最初阶段，就应在设备和钻柱的安全负荷以内用最大的力量进行活动，上提不超过薄弱环节的安全负荷极限，下压不受限制，可以把全部钻柱的重量压上，也可以在安全限度内进行适当的转动。
（2）震击解卡
①机械震击法：如果钻柱上带有随钻震击器，应立即启动上击器上击或启动下击器下击。如果未带随钻震击器，可先测卡点位置，用爆松倒扣法从卡点以上把钻具倒开，然后选择适当的震击器下钻对扣。调整钻井液性能，然后震击。
②爆炸震击解卡法：当井下炸弹在卡钻井段爆炸时使管柱产生振动，冲击波促使钻杆离开井壁或者脱离泥包。这种方法宜用在卡钻事故发生之后不太长的时间内，卡钻的井段不能太长或者在浸泡未见效之后，作为一种辅助手段。
（3）浸泡解卡剂解卡
震击不能解卡，可考虑注解卡液浸泡解卡，浸泡解卡剂是解除粘吸卡钻的最常用最重要的办法之一，如何选用解卡剂，要视各个地区的具体情况而定。低压井可以随意选用，高压井只能选用高密度解卡剂。
（二）井壁失稳与坍塌卡钻
1、井壁坍塌的预防 （1）采取适当的工艺措施
①设计合理的井身结构。
②要尽量减少套管鞋以下的口袋长度，一般1~2m为宜。 ③调整钻井液性能使其适应钻进地层。 ④保持钻井液液柱压力。 ⑤减少压力激动。
⑥要有意识地保护薄弱地层。 ⑦不可长时间停止循环。
⑧负压钻进时，尤其要注意液柱压力。
（2）使用具有防塌性能的钻井液
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具有防塌性能的钻井液主要有：油基钻井液、 油包水乳化钻井液、 硅酸盐钻井液、甲基钻井液、 低失水高矿化度钻井液、 含有各种堵塞剂的钻井液 、阳离子和部分水解聚丙烯酰胺钻井液和混合多元醇盐水钻井液。
2、坍塌卡钻的处理方案
坍塌卡钻以后，一般有两种情况：小排量循情况和失去循环情况。 小排量循环情况下，必须首先控制进口流量与出口流量的基本平衡，在循环稳定之后，逐渐提高钻井液的黏度和切力，以提高它的携砂能力，然后逐渐提高排量，争取把坍塌的岩块带到地面。但是有时会有这种情况，小排量可以循环，一增加排量就发生漏失，返出量不增加，停泵后，钻井液外吐不止，这时就应下决心倒扣了，不能再等待了。如果是石灰岩、白云岩坍塌形成的卡钻，同时拥塌井段不太长的话，可以考虑泵入抑制性盐酸来解卡。
失去循环情况下，只有一条路可走，就是套铣倒扣。对于套铣倒扣，在松软地层宜采用长筒套铣，或者采用带公锥或打捞矛的左旋螺纹长筒套铣，使套铣与倒扣一次完成，以加快进度。较硬地层，宜减少套铣筒氏度，尽量减少套铣过程中的失误。套铣至扶正器时，宜下震击器震击解卡，因为大量事实证明，扶正器以下很少有砂子堆积，没有必要去做磨铣扶正器的工作。如果要套铣扶正器，也不能全面套铣，应套铣扶正条根部，因为扶正器上的硬质合金，镶装在扶正条的表面，其根部并无硬质合金，是比较容易套铣的。剥离的扶正条仍在井内，待钻铤倒出后，再磨铣打捞。
（三）缩径卡钻
1、缩径卡钻的预防
塔里木油田山前复杂深井的缩径卡钻主要发生在盐膏层、软泥岩层，主要预防措施如下：
①合理的井身结构，技术套管应下至盐膏层顶部。裸眼段地层漏失压力必须大于钻开复合盐层时所需的钻井液液柱平衡压力。如承压能力不够，必须堵漏，不能降低钻井液密度。
②钻遇盐膏层之前，必须认真检查钻具，用螺旋钻铤，不加扶正器，并进行探伤。
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③钻遇盐岩层时必须提高钻井液密度，增大钻井液的液柱压力，以抗衡围岩的蠕动或塑流。
④钻进时送钻要均匀，要勤放少压，密切注意转盘扭矩、泵压和返出岩屑变化，发现钻时加快、扭矩增大，泵压上升，应立即上提钻具，尽可能避免停泵。每钻进0.3~0.5m上提2~3m划眼一次。每钻进2m上提6~8m划眼一次。钻完一个方钻杆，应提起平稳划眼，修整井壁。定期短起下钻具一次拉井壁，要起到盐膏层顶部以上。
⑤在复杂井段钻进，要简化钻具结构。如不接扶正器，缩小钻铤外径，减少钻铤数量等。
⑥对于易产生蠕变地层，可使用偏心PDC钻头，钻出较大的井眼，给地层蠕变留下一定的余地。
⑦接单根时，方钻杆提出后，停泵，下放通井一次，若无阻卡现象，方可接单根，若有阻卡现象，应重新划眼。直到上下畅通，方可接单根。接单根后，先开泵再下放划眼，恢复钻进。
⑧在盐膏层中钻进，应保持较大的排量和较高的返速，有利于清洗井底，冲刷井壁上吸附的虚假泥饼。在盐膏层中起下钻应控制速度，遇阻不能超过100kN，起钻遇阻以下放为主，放开后，倒划眼起出。下钻遇阻，以上提为主，减除阻卡后，然后划眼下放。
⑨可以在钻头以上的适当部位接扩眼器，距离以近钻头一点为好。 ⑩切实加强地层对比，卡准层位，防止井漏。加强设备管理，以地面保井下。钻开盐层后，钻井监督、平台经理、钻井工程师必须24小时值班，及时处理井下复杂情况，保证井下安全。
2、缩径卡钻的处理
（1）遇卡初期，应大力活动钻具，争取解卡。在下钻过程中遇卡，应在钻具和设备的安全负荷限度以内大力上提，但绝不能多压。在起钻过程中遇卡，应大力下压，甚至将全部钻具的重量压上去，但绝不能多提。在钻进过程中遇卡，只能多提或强扭，下压是没有意义的。
（2）用震击器震击解卡。如钻柱上带有随钻震击器，在起钻过程遇卡的时
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候，应启动下击器下击。在下钻过程遇卡或钻头在井底遇卡的时候，应启动上击器上击。
（3）如果发现是缩径与粘吸的复合式卡钻，那就应先浸泡解卡剂，然后再进行震击。
（4）如果缩径是盐层蠕动造成的，而且还能维持循环的话，可以泵入淡水或淡水钻井液至盐层缩径井段以溶化盐层，同时配合震击器震击。
（5）如果是泥页岩缩径造成的卡钻，可以泵入油类和清洗剂或润滑剂，并配合震击器进行震击。
（6）如果大力活动钻具与震击均无效，那就只好走爆松倒扣和套铣、倒扣的道路。
（7）如果经测算，套铣、倒扣在时间上经济上不合算，或者在套铣、倒扣过程中发生了其他问题，使套铣、倒扣工作无法继续进行，那就只有侧钻一条路可走了。
2-2：断钻具事故预防与处理：
1、预防断钻具的措施
库车山前构造带断钻具事故主要是疲劳破坏，根据疲劳折断原因的分析，采取以下措施来预防断钻具事故。
（1）消除疲劳源
疲劳源氏疲劳破坏的起始点，它可能是钻具的内部缺陷或是在应力集中部位产生的微细裂纹。要消除它，应采取下列措施：
1）加密对钻铤特别是配合接头的探伤检查。
2）保证钻具丝扣的加工精度,并按要求进行表面磷化和镀铜处理。 3）在内、外螺纹的应力集中处加工应力分散槽。
4）使用井口工具时要注意防止在钻具表面形成尖锐的伤痕。 （2）加强中性截面附近的钻具强度 1）尽量避免在中性截面附近加配合接头。 2）可以考虑在中性截面附近加内径较小的钻具。
3）在钻进过程中，要有计划的进行钻具倒换，避免使部分钻具长期处于易发生疲劳折断的位置。
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（3）减轻钻具纵向振动
1）在工艺许可的条件下，加大钻压，增加牙齿的吃入深度，减少振动。 2）在钻头上方加钻具减震器。 （4）其他措施
科学管理、使用钻具，特别是保证钻具的上扣力矩符合规定要求。注意观察综合录井仪记录的连续立管压力数据或应指定专人连续记录立管压力，一旦发现立管压力出现连续缓慢下降的趋势，应迅速查明原因，果断检查钻具。
2、断钻具事故的处理
（1）发现钻具断落，立即用原钻具探索鱼头，确定鱼头位置。
（2）下打捞工具打捞，常用打捞工具有公锥、母锥、卡瓦打捞筒、卡瓦打捞矛。
（3）为更有效安全的打捞落鱼，还需配合使用专用的辅助工具。如：安全接头、可变弯接头、弯钻杆、壁钩、铅模、磨鞋、铣鞋等。
2-3、井底落物事故的预防和处理
1、预防井内落物的措施 （1）防止从井口落入任何物件。
（2）钻头使用要根据井下实际情况掌握，若井下有异常情况如别钻、跳钻、扭矩增大、应仔细判断是什么原因造成，遇到这些情况，如果一时判断不清，虽然钻头使用时间不够，也要及早起钻，勿贪小利而酿大祸。
（3）井下情况不正常，如悬重下降、泵压下降、在地面查不出原因时，绝对禁止从钻具水眼内投入任何物件如测斜仪、憋压钢球等。
（4）裸眼井段井径不规则，有多个壁阶存在，下钻时在此井段要慢速下放，以防某个牙轮接触壁阶受力过大而折落。
（5）表层套管和技术套管的套管鞋必须与管体本身连接牢固，并且用粘结剂粘牢或用电焊焊死，套管鞋与井底的距离越小越好，而且应坐在不易垮塌的砂岩井段。
（6）钻头的配合接头螺纹规范必须与钻头连接螺纹的规范一致，防止整个钻头脱扣入井。
2、井下落物的处理
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（1）不规则细碎物件的打捞方法
如牙轮、刮刀片、钳牙、卡瓦牙、小型手工具等可用打捞器进行打捞，主要打捞方法有：一把抓打捞方法、随钻打捞杯打捞法、磁力打捞器打捞方法和反循环打捞篮方法。
（2）光杆落物的打捞方法
有时有些光杆状的落物如测斜仪、电测仪、撬杠等落入井内，它既不能横卧于井底，又不能直立于井筒，而是斜靠于井壁，同时又没有可供抓捞的部位，对于这种落物需要有特殊的工具进行打捞，主要打捞方法有：卡板式打捞筒打捞方法、卡簧式打捞筒打捞方法、三球打捞筒打捞方法、钢丝打捞筒打捞方法。
（3）其他处理办法
①挤入井壁。如果落物所处的部位是松软地层，而打捞又有困难，则不必打捞，可用比井眼直径小一些的旧刮刀钻头或反刃尖钻头，下至落鱼处，旋转拨动，使刀翼像椰头一样敲击落物，久而久之，落物即可被挤入井壁。
②用公、母锥打捞整体落井的钻头。
2-4、测井事故的预防和处理
1、测井事故的预防
（1）打好完井基础，严格控制井身质量，做到井斜变化率小，井径扩大率小。
（2）搞好钻井液性能，测井前充分循环钻井液，使全井筒钻井液性能均匀稳定。
（3）如果钻井施工时间过长，应对套管采取保护措施，套管鞋应用套管接箍或厚壁管材制作，不能用套管螺纹保护器代替，下部必须车成45°坡口。
（4）测井前起钻，要控制起钻速度，防止抽吸，导致井壁不稳。对井底500m井段最好短程起下钻一次，确证畅通无阻，再进行测井。
（5）钻时要连续灌入钻井液，保持环空液面不降，液柱压力不降。在测井过程中上起电缆时也要灌入钻井液，不使松散地层垮塌。
（6）每次测井前，钻井队要向测井队交代清楚井下情况。连续测井时间不可过长，上提仪器遇阻，应耐心活动，上提拉力不应超过电缆极限拉力，绝不允
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许将电缆拉断。
（7）在靠近仪器的电缆上应有不少于两个非常明显的记号，仪器到井口附近时必须慢起，绞车司机要听井口工的指挥，防止拽断电缆。仪器与电缆的连接处应是一个弱点，上提到一定拉力时，应从此处脱节，而不应破坏电缆。
（8）做好地面的一切防范工作，测井队的绞车司机、井口工、仪器操作员必须严守岗位。
2、测井事故的处理 （1）完整电缆的解卡方法
①钻杆穿心解卡法是目前使用最普遍、效率最高、安全性最好的打捞方法。它能一次将仪器和电缆全部捞出，但他的最大缺点是需要从井口切断电缆。
②旁开式测井仪打捞筒是不需截断电缆而用钻具从电缆旁边下入打捞筒打捞被卡仪器的一 种工具。因为不截断电缆，可以随时监视仪器和电缆的解卡情况。捞住仪器后，也不必拉断电缆，可以保持电缆的完整性。
③绳套式打捞方法，即用一个钻杆短节，下部带一个圆弧形接头，以免切割电缆。
（2）电缆断落后的打捞方法
在套管内打捞：若断落的电缆头在套管以内，可以用电缆接捞绳器直接打捞，但下捞绳器时也不能一次下入过多，要下一段起一段，逐步深入，看电缆张力是否增加，如发现电缆张力增加，应立即上起。
在裸眼内打捞：电缆拽断后，起出的电缆可以丈量或估算，而井内的电缆肯定要下落一段距离，很难预测，此时可以电测井内液体的电阻值，只要仪器碰到电缆，电阻回零或变小，即可确定电缆头的位置。因此，下捞绳器入井，可以在测量点或估算深度以下50m开始打捞，转动捞绳器2～3圈后上提，如无任何显示，可再多下一个立柱，再转动2～3圈后上提一立柱的距离，如无任何显示，可再多下一个立柱，如此继续试探，但最多不许超过100m，不管有无显示，必须起钻。经第一次打捞，如捞上电缆，应丈量其长度，估算井下电缆头的深度。如未捞上电缆， 可以从第一次打捞的深度开始，每下一立柱，转动2～3圈，再上起一根立柱的距离，检查井下情况，最多下入深度不许超过四个立柱，必须起钻。
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第三节 钻井事故处理工具及使用操作技术
3-1 震击解卡工具
塔里木油田复杂深井采用的震击解卡工具主要有:全机械式随钻震击器、机械-液压式震击器、超级震击器、液压加速器、开式下击器、闭式下击器和地面震击器等。
3-1-1 规格及性能参数
1、全机械式随钻震击器
表3-1-1 规格系列及性能参数
型号 外径 mm 水眼 mm 总长 mm 上击行程 mm 下击行程 mm 接头螺纹 最大抗拉负荷 MN 最大工作扭矩kN·m 开泵面积 cm 上击最大吨位 kN 下击最大吨位 kN 24 /4〞 36 /4〞 18〞(7 /4〞) 3121 51.4 6343 198 205 NC35、310 1.4 13 60 489 266 159 57 6535 152 162 NC50、410 2.2 15 100 622 355 203（196.85） 71.4 7244 144.5 176.5 NC56、630 2.5 20 176 806 444 2、液压—机械式随钻震击器
表3-1-2 规格系列及性能参数
型 号 外径 mm 水眼 mm 总长 mm (锁紧位置) 上击行程 mm 下击行程 mm 接头螺纹 最大抗拉负荷M N 4 /4〞 36 /4〞 18〞 203 71.4 7244 144.5 176.5 NC56、630 3.6 121 51.4 6343 198 205 NC35、310 1.4 159 57 6535 152 162 NC50、410 2.2 10
最大工作扭矩kN·m 开泵面积 cm 213 60 15 100 20 176 3、超级震击器
表3－1-3 规格系列与性能参数
型号 CSJ441Ⅱ CSJ46Ⅱ 参数 外径 mm 内径 mm 井下最大提拉力 kN(tf) 拉开行程 mm 最高工作温度，C 井下工作扭矩 kN·m 总长 mm 接头扣型 重量 Kg 114 51 300 (30) 305 150 9 3882 NC31 300 121 51 400 (40.82) 305 150 9.8 3882 NC35 340 CSJ62Ⅱ 159 57 700 (71.43) 320 150 14.7 3977 4IF 420 CSJ70Ⅱ 178 60 900 (91.84) 320 150 14.7 4045 5 /2FH 480 lCSJ76Ⅱ 197 78 1200 (122.4) 330 150 19.8 4328 6 /8REG 560 5CSJ80Ⅱ 203 78 1200 (122.4) 330 150 19.8 4328 NC56 620 4、液压加速器
表3－1-4 规格系列及性能参数
型 号 外径 mm 水眼直径mm 拉开总长mm YJQ44 (YJQ114) 114 38 3638 YJQ46 (YJQ121) 121 38 3488 226～234 NC35 0.98 (100) 20 YJQ56 (YJQ146) 146 51 3972 330 NC40 1.3 (132) 20 YJQ62 (YJQ159) 159 57 4713 325～338 4IF 1.27 (130) 20 YJQ70 (YJQ178) 178 60 4039 311～320 5 /2FH 1.47 (150) 20 1YJQ80 (YJQ203) 203 78 4579 328～341 NC56 1.766 (180) 20 行 程mm 203～216 接头螺纹 井内最大抗拉 负荷MN(tf) 密封压力MPa NC31 0.78 (80) 20 10
拉开全行程力 MN(tf) 0.245～0.294 (25～30) 0.294～0.343 (30～35) 0.343～0.392 (35～40) 0.6076～0.6566 (62～67) 0.735～0.833 (75～85) 0.5096～0.588 (52～60) 5、开式下击器
表3－1-5 规格系列及性能参数
型号 外径㎜ 水眼㎜ 密封压力MPa (Kgf／c㎡) 最大抗拉负荷MN (tf) 接头螺纹 闭合时长度mm 重量kg KXJ44 114 38 15 (153) 1.10 (112) NC31 1500 105 KXJ46 121 38 15 (153) 1.20 (122) NC35 1986 147 KXJ62 159 5l 15 (153) 1.4 (143) 4IF 2627 29l KXJ70 178 70 15 (153) 1.5 (153) 4IF 2737 329 KXJ80 203 70 15 (153) 1.6 (163) 6 /8REG 2900 507 5 6、闭式下击器
表3－1-6 规格系列及性能参数
型 号 mm in BXJ36 (95) 95 3 /4 0.9 (91.7) 15 (153) 300 32 2 /8REG 2850 333BXJ40 ( 102 ) 102 4 1 (102) 15 (153) 300 32 2 /8REG 2850 BXJ42 (108) 108 4 /4 1 (102) 15 (153) 400 32 2 /8REG 2950 31BXJ44 (114) 114 4 /2 1.1 (112) 35 (153) 405 38 2 /8REG 2690 31BXJ46 (121) 121 4 3/4 1.1 (112) 15 (153) 405 38 NC35 2690 外径 尺寸 最大抗(MN) 拉负荷(吨) 密封（MP） 压力(kgf／c㎡) 行程(mm) 水眼直径(mm) 接头螺纹 打开时总长(mm) 续表3－1-6 规格系列及性能参数
型 号 外径
BXJ56 (146) 146 BXJ62 ( 158 ) 158 10
BXJ70 (178) 178 BXJ80 (203) 203 mm
尺寸 in 5/4 1.3 (13.3) 15 (153) 460 51 NC40 3000 36 /4 1.4 (14.3) 15 (153) 460 57 4IF 3100 17 1.5 (15.3) 15 (153) 470 70 4IF 3420 8 1.6 (16.3) 15 (153) 470 70 5 /2FH 3300 1最大抗 (MN) 拉负荷 (吨) 密封（MP） 压力 (kgf／c㎡) 行程 (mm) 水眼直径 (mm) 接头螺纹 打开时总长 (mm) 7、地面震击器
表3－1-7 规格系列及性能参数
型 号 外径尺寸 mm(in) 最大震击力 kN(tf) 最大抗拉载荷 kN(tf) 密封压力 MPa 行 程 mm 水眼直径 mm 接头螺纹 闭合长度 mm 总体重量 kg DJ46 121(4 /4) 600±50(61±5) 1200 (122) 20 1000 32 NC38 2500 200 3DJ70 178 (7) 800±50(82±5) 1500(153) 20 1222～1226 61或50 5 /2FH 3030 525 1 3-1-2 结构和工作原理
1、结构
安纳随钻震击器的结构如图3-1-1所示。
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图3－1-1 安纳随钻震击器
2、上击工作原理
使震击器处于锁紧位置，上提钻柱，受下面一组弹性套作用，迫使钻柱储能、
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延时。当卡瓦下行，达到预定吨位后，解除锁紧状态，卡瓦中轴滑出，产生上击。重复上述过程，可使工具再次上击。 3、下击工作原理
使震击器处于锁紧位置，下压钻柱，受上面一组弹性套作用，迫使钻柱储能、延时。当卡瓦上行，达到预定吨位后，解除锁紧状态，卡瓦中轴滑出，产生下击。重复上述过程，可使工具再次下击。
3-1-3 使用操作技术
1、随钻震击器下井前，应对照《工具跟踪卡》检查，确认合格后方可投入使用。
2、送至现场的随钻震击器，是处在临界位置(即非上击也非下击的准备状态)。现场人员可根据需要调节上击和下击吨位。
3、检查调节螺钉和锁紧螺钉是否松动。 4、连接
（1）随钻震击器应连接在钻具平衡点以上的受拉部位，并承受最少50kN的拉力，推荐的钻柱组合如下： 2根钻铤（外径不小于震击器外径）+震击器（心轴端向下）+挠性接头+2根钻铤、加重钻杆（外径不大于震击器外径）。 （2）若因设计等原因，需要安装在受压部位时，应注意以下两点： —承受压力小于50kN；
—当钻头在井底工作时，泵压要保持恒定；
（3）随钻震击器心轴接头向下，把挠性接头接在随钻震击器和下部钻铤之间。 （4）在容易出现压差卡钻的地层，震击器应安装在井下钻柱组合相对靠上的位置，以防止震击器以上钻具发生卡钻。
（5）在容易出现机械卡钻的区域，震击器在井底钻柱组合中的安装位置可以相对靠下，以提高震击器的工作能力。
（6）震击器不能直接连接在扶正器上，至少在扶正器上有两根钻铤。震击器的连接应该避开钻柱中的变扣接头，应位于变扣接头上、下至少两个单根。震击器以上应该接入足够数量的钻铤、加重钻杆以提供足够的下击驱动力。 （7）震击器以上钻柱外径不得超过震击器的外径，避免震击器以上发生卡钻，
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震击器失去解卡作用。
5 、操作技术 （1) 向上震击
下放钻具直到指重表读数小于震击器以上钻具悬重3～5吨，使震击器回位（位于锁紧位置），如已为锁紧状态则不进行此步骤。进行本步骤操作时，也可在井口钻杆上划一刻线，下放一个上击行程也可确认震击器回到锁紧位置。
（2) 向下震击
震击器下击后，提升钻柱，使提升拉力大于震击器上部钻柱重量30～50kN，使震击器回位（位于锁紧状态），重复上述步骤可继续向下震击。
当下击产生时，上击自动回位，因此提升钻柱延续时间不能过长，提升力不应大于向上震击时的提升力，以免产生不必要的上击。
3-2 打捞工具
管柱打捞工具主要包括：公锥、母锥、可退式卡瓦打捞矛、滑块式卡瓦打捞矛、分瓣捞矛、可退式卡瓦打捞筒、防掉套铣工具、正扣安全接头等。
3-2-1 规格及性能参数
1、公锥
技术规格见表3-2-1、表3-2－2。
表3-2-1 打捞公锥技术规格 单位：mm
产品代号 3D d1 38 52 52 70 43 55 d2 60 70 70 83 70 82 d3 86 86 Ll L2 L3 L4 70 70 70 70 70 70 70 70 70 打捞孔 径范围 43～55 57～65 57～65 75～78 48～65 60～77 89～103 38～60 89～103 GZ—NC26(2 /8IF) —□() 13.5 GZ—NC26(2 /8IF)—□() GZ—NC3l(2 /8IF)—□() GZ—NC3l(2 /8IF)—□() GZ—NC3l(2 /8IF)—□() GZ—NC38(3 /2IF)—□() GZ—NC50(4 /2IF)—□() GZ—3 /2REG—□() GZ—5 /2FH—□() 11117773342 180 560 298 180 535 20 20 25 20 20 25 18 25 105 298 180 535 105 218 180 475 105 432 200 800 12l 432 200 800 86.5 108 156 344 200 800 33.7 65 108 500 200 800 83.5 108 178 392 200 900
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表3-2-2 大范围打捞公锥技术规格
规 格 in GZ80 (2 /8) GZ105 (3 /2) GZ155 (6 /4) GZl60 (6 /4) GZ203 (8) 1113接头螺纹 2 /8IF 3 /2IF 4 /2IF 4 /2IF 6/8REG 51117K2 in / / / 3ZG 3ZG L mm 844 1000 1450 850 680 L1 mm 156 200 230 230 200 Φ1 mm 80 105 155 160 203 Φ2 mm 79.4 95 130 160 200 Φ3 mm 9 20 30 80 80 Φ4 mm 36 45 65 打捞扣 8扣／英寸1:16 5扣／英寸1:16 5扣／英寸1:16 120 5扣／英寸1:16 185 8扣/英寸1:32 2、母锥
表3-2-3 打捞母锥技术规格 单位：mm
产品代号 MZ—NC26(2 /8IF)—□() MZ—NC26(2 /8IF)—□() MZ—2 /8REG—□（） MZ—NC3l(2 /8IF)—□() MZ—NC38(3 /2IF)—□() MZ—4 /2FH—□() MZ—NC50(4 /2IF)—□() MZ—5 /2FH—□() MZ—6 /8FH—□() MZ—6 /8FH—□ 5511117733D 52 68 80 95 D1 80 d 86 d1 L1 L2 L3 L4 推荐打捞 管柱外径 48 63.5 73 89 102 114 127 14l 168 178 86 100 175 300 15 100 86 105 100 300 600 15 110 95 115 180 300 600 60 110 105 115 180 300 600 60 108 138 12l 146 200 350 700 70 120 155 148 168 200 350 700 70 135 165 156 180 200 400 750 70 150 180 178 194 200 400 750 70 176 205 203 219 200 400 750 70 183 205 203 219 200 400 750 70
3、卡瓦打捞矛
表3-2-4 规格系列及性能参数
规格 LM-2 /8″ LM-2/8″ LM-3 /2″ LM-3 /2″
11 73卡瓦外径 mm(in) 52.5(2.07) 64(2.25) 63.5(2.50) 67(2.64) 70(2.76) 72(2.83) 落鱼水眼 mm(in) 50.5(1.99) 62(2.44) 61.97(2.44) 66.09(2.60) 68.26(2.69) 70.9(2.97) 10
许用拉力 引锥直径 KN(t) mm(in) 接头 扣型 3441(45) 47(1.85) 2 /8TBG 490(50) 59(2.32) 2 /8IF 588(60) 59(2.32) 3 /2IF NC35 588(60) 70 13
75.5(2.97) 77(3.03) 83(3.27) 86(3.39) LM-4 /2″ 173.5(2.89) 75(2.95) 79.37(3.12) 82.55(3.25) 85.73(3.38) 90(3.54) 93.7(3.69) 4 /2IF 980(100) 78(3.07) 4IF 189(3.50) 92(3.62) 95.5(3.76) 续表3-2－4 规格系列及性能参数
规格 卡瓦外径 mm(in) 111(4.37) LM-5″ 115(4.53) 117(4.61) 119(4.69) 121(4.76) 124(4.88) LM-5/2″ 1落鱼水眼 mm(in) 108.6(4.28) 112(4.41) 114.1(4.49) 115.8(4.56) 118.6(4.67) 121.4(4.78) 124.3(4.89) 125.7(4.95) 127.3(5.01) 150.37(5.92) 152.5(6.09) 154.79(6.09) 157.07(6.18) 159.41(6.28) 161.7(6.37) 163.98(6.46) 166.09(6.54) 198.8(7.83) 204(8.03) 1205.7(8.1) 210.6(8.29) 313.6(12.35) 315.3(12.41) 317.9(12.52) 320.4(12.61) 322.9(12.71) 许用拉力 KN(t) 引锥直径 mm(in) 接头扣型 14 /2IF 1470(150) 102(4.02) 4IF 127(5.00) 128.5(5.06) 130(5.12) 154(6.06) 156(6.14) 158.5(6.24) 160.5(6.32) 4 /2IF 1470(150) 102(4.02) 4IF 1LM-7″ 163(6.42) 165(6.50) 167.5(6.59) 169(6.65) 204.5(8.05) 208.5(8.21) 4 /2IF 2450(250) 144(5.67) 4IF 1LM-9 /8″ 5211.5(8.33) 216.5(8.52) 319(12.56) 320.5(12.62) NC56 5880(588) 185(7.28) 13 /2IF LM-13 /8″ 3323(12.72) 325.5(12.81) 327(12.87) 6000(600) 208(8.19) NC56 4IF
4、卡瓦打捞筒
表3-2-5 规格及其卡瓦尺寸
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型号 最大打捞尺寸mm(in) LT/S-T102A LT/S-T108A 14〞 4 /4〞 73 7（2/8） 77 13（3/32） 3LT-T143 55 /8〞 121 3(4 /4) 4/4″ 4/8″ 134/2″ 4/8″ 114/4″ 4/8″ 132.3 (135) 108 (4 1/4) 4″3/8″3/4″1313/16″3/2″1113/16″ 3/4″ 373/8″ 2/8″ 7351LT-T200 77 /8〞 159 1(6 /4) 1LT-T206 18/8〞 178 (7) 7螺732/8″2/4″ 13旋常用打捞尺3/32″3″532/8″2/8″5卡寸 (in) 2/8″ 92/16″ 瓦 抗拉屈服载76 98 荷10KN（t） （77） (100) 最大打捞尺寸mm(in) 2/8″ （60.3） 337″6/8″ 6/4″6/8″ 36/4″ 6″ 56/8″ 291.1 (297) 141 (5 9/16) 1187.2 (191) 162 (6 3/8) 2/8″ （60.3） 2/8″2/4″常用打捞尺12/8″2″ 篮寸mm(in) 71/8″ 状卡瓦 无59.8 台（61） 抗拉屈肩 服载荷有10KN（t） 台 肩 打捞筒外径mm (in) 连接内螺纹 总成重量kg 102 2 /8IF 56 3312/8″2/4″12/8″2″ 71/8″ 316/4″ 36/8″75″ 4/8″16/8″ 314/4″4/2″ 15/2″34/8″ 35/8″5″ 74/8″ 252.8 (258) 190.1 (194) 200 7(7 /8) NC50 4IF 142 177.4 (181) 137.2 (140) 206 1(8/8) NC50 4IF 114 59.8 （61） 114.1 (117) 82.3 (84) 143 5(5 /8) NC35 13 /2IF 59 108 2 /8IF 69 3续表3-2-5 规格及其卡瓦尺寸
型号 最大打捞尺螺寸mm(in) 旋常用打捞尺卡寸mm(in) 瓦 抗拉屈服载荷10KN（t） 最大打捞尺篮寸mm(in) 状卡常用打捞尺瓦 寸mm(in) LT-T213 38 /8〞 178 (7) 7LT-T219 58 /8〞 178 (7) 7LT-T245 59 /8〞 203 (8) 8″ 7/8″ 3 7/4″ 245 (250) 190.5 1(7 /2) 11775LT-T260 110 /4〞 219 5(8 /8) 8/8″8/2″18/8″ 292 (299) 200 7(7 /8) 7/8″7/8″ 17″6/4″ 51LT-T286 111/4〞 2445 5(9 /8) 9 /8″ 9″ 292 (298) 225.5 7(8 /8) 8″8/8″ 538/8″8/8″178/4″7/8″ 757″6/8″ 7″6/8″ 35356/4″6/8″ 6/4″6/8″ 76 （77） 162 3(6 /8) 111132.3 （135） 159 1(6/4) 17/2″7/4″7″6/4″5/2″ 6/4″5/2″ 316/4″6/4″ 775″4/8″ 5″4/8″ 116/2″5/2″ 10
抗拉屈服载荷有10KN（t） 台肩 打捞筒外径mm (in) 连接内螺纹 总成重量kg 无台肩 257.7 (263) 198.9 (203) 213 3(8 /8) NC50 (4 1/2IF) 118 241.1 (246) 181.3 (185) 219 5(8/8) NC50 (4 1/2IF) 120 226 (231) 187 (191) 245 5(9 /8) NC56 148 256.8 (262) 206.8 (211) 260 1(10 /4) 6 5/8REG 167 256.6 (252) 206.8 (211) 268 1(11 /4) NC56 292
5、倒扣接头（倒扣捞矛）
表3-2-6 倒扣捞矛规格系列参数 总水外上部联接长 眼 径 螺纹(LHmm mm mm －左旋) 670 12 121 NC38LH 下部联 接螺纹 适用倒扣 钻 具 3 /2″钻杆 5″钻铤 11代 号 名 称 3上提极限 载荷kN([f]) 350(35) ZDM46 4 /4″倒 扣捞矛 3NC35 4 /4″双正扣 ZDM46S 670 12 12l 倒扣捞矛 1NC38 NC35 13 /2″钻杆 350(35) ZDM62 6 /4″钻具倒 670 28 159 NC50LH 扣捞矛 1NC50 4 /2″、5″钻杆 500(50) 7″钻铤 4/2″、5″钻杆 500(50) 7″钻铤 5 /2″寸钻杆 11 16 /4″双正扣 ZDM62S 670 28 159 倒扣捞矛 ZDM70 1NC50 NC50 7″倒扣捞矛 700 32 178 5/2FHLH 5 /2FH 5 /2FH 11700(70) 7″双正扣倒扣 1700 32 178 5/2FH ZDM70S 捞矛 ZDM80 ZDM90 55 /2″钻杆 700(70) 8″钻具倒扣 6 /8REG 5750 32 203 6 /8REG 捞矛 （左、右） 9″倒扣 捞矛 6 /8REG 5750 32 229 7 /8REG （左、右） 58″钻铤 800(80) 9″钻铤 800(80)
3-2-2 结构和工作原理
1、结构
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公锥由高强度合金钢锻料车制，并经热处理制成，为了便于造扣，有的公锥开有排屑槽。如果打捞后需要开泵循环，可选用未开排屑槽的公锥。
公锥有钻井公锥、修井公锥和大范围(大头)打捞公锥几种，如图3-2-1、图3-2-2、图3-2-3所示。
（1）公锥打捞螺纹牙型如图3-2-4所示。 （2）带切削槽的公锥其切削尺寸如图3-2-5所示。
（3）标志槽和左旋螺纹识别槽的尺寸如图3-2-6所示。
图3-2-1 钻井 图3-2-2 修井公锥 图3-2-3 大范围打捞公锥 （4）技术要求
1) 产品须经无损探伤，不得有影响使用的裂纹、发纹、断扣等缺陷。 2) 产品热处理后，其机械性能应符合下列要求：
抗拉强度 σb≥932MPa 屈服强度 σ0.2≥784MPa 断面收缩率 φ≥40％ 伸长率 δ5≥10％ 冲击韧性 AKv≥54J
图3-2-4 打捞螺纹牙型尺寸
10
3) 公锥接头螺纹的尺寸
和精度应符合GB9253.1的规定。
4) 公锥打捞螺纹表面硬度HRC60～65；表面粗糙度Ra≤3.2µm。
5) 公锥接头螺纹表面须经镀铜或磷化处理。
（5）自制大范围公锥打捞
螺纹扣型，每英寸8扣的为三角螺纹，每英寸5扣为锯齿螺纹。
2、工作原理
当公锥进入打捞落物内孔之后，加适当的钻压，并转动钻具，迫使打捞丝扣挤压吃入落鱼内壁进行造扣。当所造之扣能承受一定的拉力和扭矩时，可采取上提或倒扣的办法将落物全部或部分捞出。公锥排屑槽，对造扣后需要憋压的作业不利，因它只能承受10MPa以下的泵压。
图3-2-6 标志槽 图3-2-5 带切削槽的公锥其切削尺寸
3-2-3 使用操作技术
1、根据落鱼水眼尺寸选择公锥规格。检查打捞部位螺纹和接头螺纹是否完好无损。
2、测量各部位的尺寸，绘出工作草图，计算鱼顶深度和打捞方入。 3、用相当于落鱼硬度的金属物敲击非打捞部位螺纹的方法检验打捞螺纹的硬度和韧性。
4、公锥下井时一般应配接震击器和安全接头。
5、下钻到鱼顶深度以上1～2m开泵冲洗，然后以小排量循环并下探鱼顶。根据下放深度、泵压和悬重的变化判断公锥是否进入鱼顶。上提方钻杆有挂扣感觉、泵压增高、悬重下降，说明公锥已进入鱼顶。
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6、造扣。造扣时，落鱼尺寸不同，造扣压力也不同，落鱼尺寸大，造扣钻压也大。现以打捞127mm钻杆为例予以说明：造扣时先加压5～10kN，转动2圈(造两扣)，再逐渐增加压力造扣。新公锥最大造扣钻压不应超过40kN。1:16锥度每英寸8扣的公锥造8扣(指进扣圈数)就可以了。
7、打捞起钻前，应提起钻具，然后下放到距离井底2～3m处猛刹车，检查打捞是否可靠。起钻要求平稳操作，禁止转盘卸扣。
3-3 其他辅助工具
3-3-1 规格及性能参数 1、套铣管
表3-3-1 套铣管规格与主要参数
外径 mm 壁厚 mm 内径 mm 通径 mm 最大使mm 最大套mm 最大抗拉载荷 MN 拧紧 力矩N．m 5700 43000 35000 密封压力 连接螺纹 MPa 15 15 15 双级螺纹 双级螺纹 双级螺纹 规格 用井径 铣钻具 13 /8 339.73 10 /4 273.05 9 /8 53311.18 10.16 11.99 9.40 317.38 313.90 365.13 307.98 2.02 252.73 220.50 187.58 178.5 168.5 174.63 124.26 108.61 248 216.5 184.4 178.5 164 171 121.1 105.4 298.45 244.48 1.61 266.7 212.73 1.46 244.5 8 /8 1219.08 180.98 0.83 25000 15 双级螺纹 219.08 212.73 176.5 159 0.81 20100 19300 10000 8000 15 20 20 双级螺纹 双级螺纹 双级螺纹 206.38 11.9 7 /8 5 /2 5 1512.5 193.68 139.70 127 9.52 7.72 9.19 212.73 168.28 0.70 155.58 146 120.6 101.6 0.50 0.44 2、铣鞋
表3-3-2 铣鞋规格与主要参数
外径 mm 壁厚 mm 内径 mm 通径 mm 最大使mm 最大套mm 最大抗拉载荷 MN 拧紧 力矩N．m 密封压力 连接螺纹 MPa 规格 用井径 铣钻具 10
13/8 339.73 10/4 273.05 9 /8 53311.18 10.16 11.99 9.40 11.9 12.5 317.38 313.90 365.13 307.98 2.02 252.73 220.50 187.58 178.5 168.5 174.63 124.26 108.61 248 216.5 184.4 178.5 164 171 121.1 105.4 298.45 244.48 1.61 266.7 212.73 1.46 5700 43000 35000 15 15 15 双级螺纹 双级螺纹 双级螺纹 244.5 8 /8 206.38 219.08 212.73 176.5 159 1219.08 180.98 0.83 25000 15 双级螺纹 0.81 20100 15 双级螺纹 19300 10000 8000 20 20 双级螺纹 双级螺纹 7 /8 193.68 9.52 5 /2 139.70 5 127 15212.73 168.28 0.70 155.58 146 120.6 101.6 0.50 0.44 7.72 9.19
3、AC-J安全接头
表3-3-3 安全接头规格与主要参数
型号 AJ-178 AJ-159 AJ-121 外径 mm 178 159 121 扣型 520×521 411×410 310×311 水眼直径 mm 92 80 57 屈服拉力 kN 5080 4665 2275 屈服扭矩 kN·m 85.50 58.40 26.50 最大工 作拉力 kN 3885 3110 1515 最大工 作扭矩 kN·m 57 38.9 17.65
4、可弯肘节
表3-3-4 可弯肘节规格与主要参数
外径 型号 mm(in) KJ102 102(4) 1接头螺纹 上接头 NC3l NC3l NC3l NC38 NC50 5 /2FH 5 /2FH 5 /2FH 111下接头 NC3l NC3l NC3l NC38 NC50 NC50 NC50 NC50 抗拉 水眼 弯曲 屈服 直径 角度 载荷 ㎜ (°) kN 25 35 45 60 70 75 80 85 7 7 7 7 7 7 7 7 1198 1350 1690 2390 2910 3450 3600 3870 屈服 扭矩 kN·m 15.6 19.8 27.5 43.4 56.0 68.5 71.0 77.0 最大 工作 载荷 kN 798 900 1126 1593 1940 2300 2400 2580 最大 工作 扭矩 kN·m 10.4 13.2 18.3 28.9 37.3 45.6 47.3 5l.3 KJ108 108(4 /4) KJ120 120(4 /4) KJl46 146(5 /4) KJl65 165(6 /2) KJl84 184(7 /4) KJl90 190(7 /2) KJ200 200(7 /8) 711133 10
KJ210 210(8 /4) KJ222 222(8 /4) KJ244 244(9 /9) 5315 /2FH 5 /2FH 6 /8REG 511NC50 6 /8REG 7 /8REG 5590 100 110 7 7 7 4140 4480 5080 82.5 91.0 106.0 2760 2986 3386 55.0 60.6 70.6 5、铅印
表3-3-5 平底铅印规格
接 头 规格 外径mm 270 225 195 170 120 100 203 159 159 121 108 89 扣型 6 /8REG 4 /2IF 4 /2IF 3 /2IF 2 /8IF 2 /2ZG 171115铅模水眼 mm 40 40 30 30 20 20 铅模长度 mm 150 130 120 120 100 100 总长 mm 350 300 250 200 200 200
6、磨鞋、铣鞋
表3-3-6 标准平底磨鞋技术规格(SY／T6072—94)
型号 MP89 MP97 MP110 MP121 MP130 MP140 MP156 MP178 MP200 MP232 MP257 MP279 MP295 MP330 MP381 外径D (mm) 89 97 110 12l 130 140 156 178 200 232 257 279 295 330 381 6 /8REG 5长度上 (mm) 接头螺纹代号 3适用井眼直径 (mm) 95.2～101.6 107.9～114.3 117.5～127.0 130.0～139.7 142.9～152.4 155.6～165.1 2 /8REG 2 /8REG 73 /2REG 250 4 /2REG 11168.0～187.3 190.5～209.5 212.7～241.3 244.5～269.9 273.0～295.3 298.5～317.5 320.6～346.1 349.3～406.4 406.4～444.5 表3-3-7 磨鞋基本参数(SY9285—91)
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型 号 MP90 MP92 MP94 MP96 MP100 MP102 MP104 MP106 MP108 MP110 MP112 MP114 MP116 MP118 MP120 MP138 MP140 MP142 MP144 MP146 MP148 MP150 MP152 MP154 MP156 MA9 MA9 MA9 MA9 MA100 MA102 MA104 MA106 MA108 MA110 MA112 MA114 MA116 MA118 MA120 MA138 MA140 MA142 MA143 MA146 MA148 MA150 MA152 MA154 MA156 最大直径mm 90 92 94 96 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 138 140 142 144 146 148 150 152 154 156 接头螺纹代号 堆焊合金 厚度mm 水跟直径mm NC26(2 /8IF) 312 2 /8REG 715 14 NC31(2 /8IF) 1NC38(3 /2IF) 7NC31(2 /8IF) 1NC38(3 /2IF) 30 NC38(3 /2IF) 13 /2REG 17 14 16 注：水眼个数为2。
3-3-2 结构和工作原理
1、结构
套铣管柱结构见图3-3-1。
套铣管选用的材料为高强度、高冲击韧性材料，联接形式采用双级螺纹联接，双级螺纹具有以下特点：
（1）套铣管采用的双级偏梯形短齿同步螺纹(FJWP)和双级正矩形短齿同步螺纹(TSWP)螺纹，两种双级同步螺纹的牙型尺寸见图3-3-2。
（2）级螺纹的第一级和第二级的起端应一致，轴向允许误差不大于0.05mm，
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联接强度高。
（3）金属台肩密封，上、卸扣方便，使用寿命长。
（4）螺纹联接部位，内、外径一致，无台阶，外径相对较小，通径相对较大。
图3-3-1 套铣管柱 图3-3-2 套铣管柱牙型尺寸
3-3-3 使用操作技术
1、套铣前准备
（1）首先应根据井径、落鱼尺寸以及井下情况选用合适的套铣管，然后再根据地层的软硬及被磨铣物体的材料、形状选用切削型铣鞋（磨鞋）或磨削型铣鞋（磨鞋）。
（2）配齐与铣管相配的附件，其附件有大小头、铣鞋、专用吊卡、提环、多片卡瓦、安全卡瓦及护丝等
（3）套铣管入井前，必须保证设备完好，仪表准确灵敏。
（4）与钻进同尺寸的钻头通井，保证井眼畅通无阻时方可进行套铣作业。 （5）套铣时钻井液性能必须达到设计要求。有条件时可加入防卡剂，以利于施工安全。
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（6）井漏较严重时，必须先堵漏后套铣。对于井漏发生的垮塌卡钻，要准备好性能符合要求、数量足够的备用钻井液，制定相应的防漏、防塌和防喷措施。 （7）套铣管入井前要测量外径、内径和长度尺寸，并认真做好记录。。 （8）套铣管及螺纹均须严格探伤、检查合格后，方可下井使用，有下列问题之一时不得入井。
1) 螺纹碰扁； 2) 密封台肩损坏；
3) 管体咬伤深度>2mm，长度>50mm； 4) 套铣管单根长度的平直度>5mm； 5) 管体不圆度>2mm。
（9）套铣管卸车要用吊车。上下钻台用游车及大门绷绳，并戴好护丝。 2、使用
（1）把选定的套铣钻柱按规定的拧紧力矩连接好。
（2）把套铣钻柱下入井内，当套铣井深较深时，下套铣管要分段循环钻井液，不能一次下到鱼顶位置，以免开泵困难，憋漏地层和卡套铣管。
（3）下套铣管要控制下钻速度，有专人观察环空钻井液上返情况。发现井漏环空不返出钻井液时，应立即起钻3～5柱，并边起钻边灌钻井液。然后慢慢开泵循环钻井液，确认井下无漏失时，才能继续下钻。
（4）套铣管入井后要连续作业。当不进行套铣作业时，要将套铣管起出或起至技术套管内，尽量减少在井下停留的时间。套铣鞋没有离开套铣位置时不能停泵。
（5）套铣作业中若套不进鱼时，应起钻详细观察铣鞋的磨损情况，并认真进行井下情况分析、采取相应的措施。不能采取硬铣的方法，造成鱼顶破坏或铣鞋损坏。
（6）套铣过程中严重蹩钻，无进尺，或泵压下降时，应立即起钻分析原因。套铣过程中发现泵压升高或憋泵，应立即上提钻具，分析原因(是否套铣速度过快，排量过大或过小)，待找出原因，泵压恢复正常后再进行套铣。 （7）应以蹩跳小、钻速快、井下安全为原则选择套铣参数。
（8）套铣时，在钻井液出口槽内放置一块磁铁，以便观察砂样和铁屑情况。
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（9）每套铣3～5m，上提套铣管活动一次，但不要提出鱼项。 （10）当套铣管连续套铣作业20～30h，应上下倒换。
（11）在井下情况正常时，每套铣300～400m，须用钻头通井划眼一次。原则需提前通井划眼。
（12）连续套铣作业时，每次套铣深度须超过预松扣位置1～2m，便于松扣后下次套铣时容易引入。
（13） 套铣管每使用30～50小时(旋转)则进行螺纹探伤，使用时间超过100小时(旋转)，一般需按报废处理。 （14）套铣结束，应立即起钻。
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第四节 解卡液配制操作技术
解卡液分为油基解卡液和水基解卡液。现场多采用油基解卡液，在某些特殊情况下也采用油类、酸类或碱类作为解卡液。油基解卡液的基本组成：一般由柴油、氧化沥青、熟石灰、油酸、环烷酸、乳化剂、有机土、表面活性剂及加重材料等组成。
1、解卡剂的配方
美国OBL公司推出一种代号为SFT的黑色粉末解卡剂，用它配成的油基解卡剂，注入后，一般6~8h可以解卡，成功率在80%以上。
我国各个油田也研制了多种油基解卡剂和水基解卡剂，使用效果都不错，如表5-1所示。浸泡油基解卡剂有如下优点：
有良好的流变性能，其黏度、切力、屈服值可以随意调节；有良好的悬浮性，可以加重到所需要的密度。
由于和钻井液密度相近，注入井内时所需泵压小，而且有利于巩固井壁，有助于长期浸泡，不会发生井涌、井喷等事故；
材 料 名 称 柴油 原油 氧化沥青 石灰 油酸 有机土 快T PIPE-JAX AS 烷基苯磺酸钠
配方比例，% 功 用 分解介质 00 方方方方一 二 三 四 100 100 0 10 规 格 0号，-10号 优质 细度80目，软化点大于150°C 细度120目 酸价190~205，磷价60~100 胶体率90%，细度80~100目 渗透力为标准品的（100±5）% 备注 7体积比 3体积比 3 2 5 5 重 量 比 分解介质，提高黏度 提高黏度，切力，142降低滤失量 2 .5 0 皂化油酸 乳化剂，润滑剂 .8 提高黏度，切力，悬浮加重剂 润湿，渗透，乳化 .6 解卡剂 洗涤剂 乳化剂 .7 .4 2 4 1.6 12.4 51.6 13 1.2 3 64 2 10
SPAN-80 清水 重晶石 淡水，盐水均可 密度4.0，细度200目以上 乳化剂 分散相 加重剂 按需 .6 5 按需 2.5 按需 05 按需 5 表4-1 油基解卡剂配方
由于和井内的钻井液密度相近，在替人过程和浸泡过程都很少窜槽，也不会因密度不同而自动上下置换。配方四用料最简单，性能很稳定，能够抗温180℃以上。
2、解卡液的配制方法
①先在室内配制基础解卡液，并对钻井液泥饼和钻屑做地面浸泡试验，以确定解卡液的配制比例和井下浸泡时间。深井、高温井需配制高温解卡剂，并对其进行试验。
②准备干净的泥浆罐或容器配制解卡液。
③按比例确定的柴油中加入解卡剂，充分搅拌后再加入淡水搅拌，最后加入加重料，搅拌均匀达到设计性能要求。
3、注解卡液的前期准备工作
①调整好钻井液性能，在保证井下安全的情况下，以大于钻进时的排量充分循环，把井眼清洗干净。
②循环时根据泵压和迟到时间确定钻具是否短路。对可能发生井涌或井漏的井，要按要求密度储备足量的钻井液。
③认真检查并控装置、消防设施，以便发生意外情况时控制井口或灭火。认真检查钻井泵、高压管汇和动力设备，确保注解卡液连续施工。
4、浸泡解卡剂的施工步骤
（1）测求卡点位置。最准确的办法是利用测卡仪测量。但现场常用的办法是根据钻柱在一定的拉力下的弹性伸长来计算。依胡克定律可知，自由钻柱的伸长和拉力成正比，和自由钻柱的长度成正比，和钻柱的横截面积成反比，和钢材的弹性系数成反比，于是就成立下式：
lLF ES移项后得： LESlF
10
（4-1）
式中：L─自由钻柱的长度，m；
F─自由钻柱所受的超过其自身悬重的拉力，kN； S─自由钻柱的横截面积，cm2； l─自由钻柱在F力作用下的伸长，cm； E─钢材的弹性系数，2.1105MPa。
因为，一定的钻柱，其横截面积A为定值，钢材的弹性系数E也是定值，可以把式(5-1)改写为下式：
LKlF
（4-2）
式中KES，称为计算系数，为了使用方便，将常用的钻杆、钻铤的计算系数K值列于表4-2和4-3中
外径 mm 60.3 m 4.826 7.112 8.00 73.0 5.512 7.000 9.000 9.195 88.9 6.452 8.000 9.
壁厚 mm² 8.41 11.89 13.10 11.69 14.50 18.00 18.43 16.74 20.30 21176 2490 2740 2455 3050 3800 3870 3509 4250 4中、10
前苏联 139.7 API API 中、前苏联 前苏联 127.0 API 中国 API API 114.3 截面积 cK 备注 外径 mm m 9.474 10.000 10.922 11.000 7.518 9.000 9.196 11.000 9.000 932.80 35.47 35.70 28.22 33.36 34.02 40.09 36.95 37.631.5 6552 6720 7449 7470 5926 7010 7150 8420 7770 79API 中国 中国 API 中国 API 中国 API 前苏联 API 厚 m壁截面积 cm² K 备注
000 9.347 11.000 11.405 101.6 6.655 8.382 9.000 11.000 114.3 6.883 8.000 8.560 9.000 2.50 23.36 26.80 27.77 19.85 24.55 26.18 31.31 23.23 26.70 28.43 29.70 750 4905 5660 5830 4169 5155 5520 6600 4878 5710 5970 6230 前苏联 API 中、前苏联 API API API 中国 168.27 中国 141.3 .169 11.000 8.000 9.000 10.000 11.000 8.000 8.382 0 42.77 33.50 37.50 41.10 45.00 40.50 42.11 45.00 49.60 54.20 00 8980 7160 7980 8780 9570 8610 8822 9620 10610 11570 前苏联 前苏联 前苏联 API 前苏联 前苏联 前苏联 前苏联 前苏联 API API 前苏联 API 中、前苏联 9.000 10.000 11.000
表4-2 常用钻杆计算系数K值
外径 内径 截面积 mm 88.9
mm
cm2
K
备注
mm
API 苏制
171.5
50.00 67.00 14070
105.0
50.80 65.95 13850
108.0 38.00 80.22 16846
55.00 91.20 19152
121.0
57.15 88.16 18619
131.0 60.00 106.50 22365 146.0 57.15 141.84 29986
API 中国 API
80.00 197.99 41578
184.0 71.44 226.26 47514 197.0 71.44 264.10 55462
苏制 API API
API 苏制
177.8
中国
75.00 204.60 42966
中国
69.90 209.92 44083 71.44 208.21 43724
罗制 API
中国
71.44 190.80 40066
法国
mm
外径 内径 截面积
cm2
K
备注 中国 法国
38.10 50.67 10640 165.0 75.00 169.60 35616
57.15 205.20 43096
95.0 32.00 62.81 13190
10
70.00 128.90 27069 71.44 127.45 26795 75.00 123.17 25865 57.15 156.75 32917
152.4
71.44 142.30 29883 57.15 172.28 36179
159.0 71.44 157.85 33149
75.00 154.40 32424 57.15 188.00 39495
165.0
71.44 174.00 36540
中国 API 苏制 API API API 法国 中国
222.0
API API
76.20 258.58 54302 90.00 241.20 50562 71.44 284.21 59684 75.00 280.09 58819
203.0 76.20 278.69 58525
88.90 262.22 55066 100.00 245.79 51616 71.44 347.97 73073 76.20 342.45 71915
228.6 76.20 364.82 76614
API 苏制 API 中国 API 罗制 苏制 法国 法国 API
表4-3常用钻铤的计算系数K值
如果井内用的是复合钻柱(图4-1)，则需根据钻具的外径和壁厚的不同，自上而下把钻柱分为若干段，每段的长度分别为L1、L2、L3，在一定的拉力F (两次拉力之差)的作用下，每段自由管柱都有自己的伸长值l1、l2、l3。把式(5-2)稍加变换，即可成为求l1、l2、l3值的公式：
lLF （4-3） K利用式（4-3）分别求出自井口开始的第一段钻具的伸长l1，第二段钻具的伸长l2，第三段钻具的伸长l3。
①若实测值l小于计算值l1，则卡点在第一段钻具上，可直接用式（4-2）求卡点，此时的K值是第一段钻具的K值。
②若实测值l大于计算值l1，小于l1l2，则卡点在第二段钻具上，卡点位置用下式计算。
LL1K2(ll1) （4-4） F③若实测值l大于l1l2，小于l1l2l3，则卡点在第三段钻具上，卡点位置用下式计算。
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LL1L2K3(ll1l2) （4-5） F若有更多的分段，则依此类推。
图4-1 复合钻柱图
这里必须说明，表4-2、表4-3所列数据都是新管子的数据，其中的计算系数K也未考虑接头及加厚部分的影响。就以钻杆为例，钻杆接头占钻杆总长的4.5%~5.6%，加厚不分占钻杆总长的0.8%~1.0%，计算的结果肯定会有误差。如127mm×9.19mm的钻杆考虑接头与加厚不分的影响与不考虑其影响，两者计算的结果，每千米相差49m。也就是说，我们平常计算的卡点位置比实际卡点位置要深许多。所以有时就会发生计算卡点位置超过钻头的现象，这也不奇怪。另外，我们如果使用的是二级、三级钻杆，由于腐蚀和正常磨损的关系，壁厚减薄到原壁厚的80%~62.5%，利用表5-2计算的结果，误差就更大了。另外还要考虑指重表读数是否准确？钻柱伸长的丈量是否准确？考虑的因素多一些，所得的结果就会更准确一些。
（2）计算解卡剂用量。解卡剂总用量等于预计要浸泡的环空容量和钻柱内容量两部分。
环空容量为钻头至卡点位置的环空容量，还要增加一定的附加量，这是因为：
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①计算的卡点位置不一定准确；②计算环空容积时，往往不知道井径的实际数据，而以钻头直径作为计算的依据，实际井径往往比钻头直径大10%~20%。以216mm钻头为例，井径扩大15%，容积要增加32%；③解卡剂与钻井液之间往往发生窜泪现象，窜混的解卡剂很难起到解卡的作用，我们希望把这一部分替到卡点以上，窜混程度的大小，取决于解卡剂在环空的流态、流速和流程的长短以及和井浆密度的差别，所以计算的浸泡液面应高于卡点；④我们希望解卡剂能把卡钻井段的钻井液全部顶替干净，但事实上不可能，井径越大，井段越长，滞留的井浆越多，它占据了一定的环空容积，从这方面来看，可以减少解卡剂的用量。所以解卡剂的附加值究竟以多大为合适，要视具体情况而定，一般以20%为宜。
钻柱内容量的计算要考虑以下三个问题：①若解卡剂密度小于钻井液密度，为了保证钻柱内外压力平衡，钻柱内的解卡剂液面不能低于环空的解卡剂液面，否则，管内解卡剂会自动外流；②为了防止钻头水眼或环空砂堵，必须定期(一般为0.5-1.0h)活动管内外液体，每次要顶入钻井液0.3-0.5 m3，按浸泡6~8h计，管内须多留解卡剂3.6~4.8 m3；③如果解卡剂与井浆密度相近，则不考虑压差问题，管内留足顶替时所需要的解卡剂即可。
因此，解卡剂总用量可用下式计算：
2QQ1Q2Q30.785(D2d12)HK0.785d2HQ3 (4-6)
式中 Q─解卡剂总用量，cm3； Q1─粘卡段环空容量，cm3； Q2─粘卡段管内容量，cm3； Q3─预留顶替量，cm3； K─附加系数，一般取1.2； H─粘卡段钻柱长度，m； D─钻头直径，m； d1─钻铤或钻杆外径，m；
d2─钻铤或钻杆内径，m。
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如果使用的是复合钻柱，阶梯式井眼，则应按不同的井径和不同的管柱内外径分段进行计算，累加后即可得总用量。
（3）计算注入井内时的最高泵压。
计算注入井内时的最高泵压。如果解卡剂密度与井浆相近，泵压不会有大的变化，可不必计算。如果解卡剂密度低于井浆密度，在顶替时会有压差存在，最高泵压即为循环泵压与管内外液柱压差之和。如解卡剂总用量小于钻柱内容积，则解卡剂完全泵入钻柱时即达最高泵压。若解卡剂总用量大于钻柱内容积，则解卡剂到达钻头时即达最高泵压。最高泵压可用下式求得；
pp1p2p10.01(12)h （4-7）
式中 p─最高泵压，MPa； p1─循环泵压，MPa；
p2─解卡剂与钻井液的液柱压差，MPa； 1─井浆密度，gcm3； 2─解卡剂密度，gcm3；
h─解卡剂在钻柱内的液柱高度，m。 （4）安全校核。
如果使用的是与井浆密度相近的解卡剂，或者确信井下没有较高压力层及浅气层存在，则不必进行安全校核。如果井下有较高压力层及浅气层存在，而使用的又是低密度的解卡剂(如原油、柴油、煤油、清水、酸液、碱液)，则必须进行安全校核。因为低密度解卡剂完全替人环空后，环空液柱压力降低，而且随着解卡剂液柱的上移，对不同压力的层位会有不同的影响，所以应对各压力层特别是浅气层要进行压力平衡校核，以策安全，避免因浸泡解卡剂而诱发井涌、井喷等事故。
5、解卡液的注替作业方法
（1）根据井下情况，选择隔离液种类，注入适量的隔离液。
（2）以不小于钻进时的排量将解卡液一次泵送到卡钻井段，中途不得停泵，替完钻井和隔离液后，管内解卡液的液面应高于环空解卡液的液面，保证有足够
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的顶替量。
（3）浸泡期间或解卡液返出钻头后，要按要求活动钻具，并注意卡点位置的变化情况。
（4）浸泡期间，活动钻具后，应将钻具的不分或全部重量压入井内，以利解卡。
（5）浸泡期间，刹把、井口、循环系统、泵房有关入员应坚守岗位，按时小排量顶替钻井液。
（6）浸泡期间的长短以井下具体情况确定。在施工的全过程中应做好各项施工记录。
（7）在顶替和浸泡期间，如发现压力异常或者井口外溢时可提前恢复循环。 （8）注替和浸泡解卡液期间，应遵守防火的有关规定。 （9）如使用有腐蚀性的解卡液时，应有防护措施。 （10）在冬季施工中，应注意防冻保温。 （11）浸泡解卡后，替出解卡液时应有安全措施。
（12）解卡后解卡液替出回收，亦可按井下具体情况混入井内钻井液中，经浮化处理后使用（指油基解卡液）。
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