钻头损坏常见事故及其事故分析

2020-12-01 11:07:52 admin 118

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空气潜孔锤钻进主要以高频冲击破碎方式为主,往往能达到常规钻进方式10倍以上的钻进速度,但应用时受操作工艺、地层复杂等因素影响容易产生各类事故。空气潜孔锤钻进常见事故主要包括锤头断裂、合金齿崩断、堵塞、阻卡、泥环包裹、卡埋钻等,针对以下典型事故形成的系统技术措施,可操作性强,具有推广价值。

 

☉ 锤头断裂


 锤头断裂位置多发生在锤头花键上端变径处。引发锤头断裂常见原因为:

(1)锤头体本身质量不佳、应力集中、耐疲劳性、抗剪强度较低。

(2)钻压过大导致钻具弯曲及振动大,或地层软硬不均导致锤头工作不平稳,锤头所受扭矩持续的高频率变化,在多次交变冲击力和交变剪切应力的作用下锤头产生疲劳破坏而断裂。

 

预防和处理措施

(1)选用质量好的生产厂家,以减少因锤头质量而发生孔内事故。对锤头质量严格检查,严防有损伤的锤头入井。

(2)进入松散、溶蚀裂隙带、破碎带及软硬不均地层,提前调整钻进参数。

(3)地层情况不明时,先用小钻压钻进,然后再缓慢加压,使得钻进均匀平稳,避免用大钻压和高转速钻进。

(4)钻遇较软岩层时,应降低钻压,以防硬质合金齿吃入岩层过深,导致锤头所受扭矩瞬间增大。

(5)尽可能选用带防脱套的潜孔锤,以防锤头断裂时掉入井内。

(6)如若锤头断裂落入井底,应及时进行打捞。


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锤齿折断


空气潜孔锤正常钻进过程中锤头齿磨损较小,大部分锤头齿损坏是因异常崩断,尤其位于锤头最外缘的齿最易崩断。



☉ 锤齿崩断

 

造成锤头柱齿异常崩断的主要原因大致分为地层、钻进技术参数和操作方法3个方面。

 

技术措施

(1)提前调整钻进技术参数。

(2)小钻压试钻。

(3)小钻压、低转速。

(4)均匀给压。

(5)选择适宜锤头。

 

孔锤堵塞

落物堵塞是由于入井钻具及地面管路不清洁、内壁有附着物,尤其新钻杆内壁的铁锈、微小杂物,在压缩空气作用下脱落至潜孔锤上端堵塞风道,致送风不畅或不过风。

 

解决措施

(1)对地面空气管路清理,尤其对闸阀及管路弯头难以清洗处尽可能拆开清理。

(2)在下钻前对孔内钻具内壁进行彻底清洗,使钻具内壁保证干净入井。

 

岩粉倒吸堵塞潜孔锤原因及解决措施

倒吸堵塞潜孔锤一般发生在井内余屑较多、特别呈“稠糊状”条件时,由于操作不当、下钻时插入“稠糊状”,当潜孔锤逆止阀密封不好、循环通道内外压差大,井底岩粉从潜孔锤配合间隙倒吸而为。


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岩粉倒吸堵塞潜孔锤


解决措施

(1)下钻前仔细检查潜孔锤逆止阀、更换已损坏零件。

(2)认真检查活塞和内(外)缸、活塞和配气阀的间隙及密封性能是否完好、更换已损坏零件。

(3)严格执行操作规程,避免因操作不当致岩粉倒吸堵塞。

(4)采用合理的钻具组合,可在钻具150~200m处加接浮阀接头,以克服循环通道压差作用下产生的岩粉倒吸。

(5)在送风不畅时,立即上下大幅度活动钻具,无效后应立即起钻检查。


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