断钻具故障原因分析与处理

断钻具故障原因分析与处理

卜范聪

胜利石油工程有限公司管具技术服务中心，山东 东营 257000

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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