水井钻机钻井过程中发生卡钻怎么办
在水井钻机钻井过程中发生卡钻是比较复杂的情况,以下是一些常见的解决方法:
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地质因素导致的卡钻
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原因:
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遇到复杂的地质构造,如溶洞、裂缝发育的地层。当钻具进入溶洞时,可能会因为溶洞内填充物(如黏土、岩石碎块等)的影响而卡住。在裂缝发育的地层,钻具可能会楔入裂缝中。
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地层膨胀也是常见原因之一。例如在一些黏土含量较高的地层,遇水后黏土膨胀,挤压钻具导致卡钻。
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判断方法:
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通过观察钻进过程中的参数变化来判断。如果在钻进过程中,钻压突然变化、扭矩增大,同时泥浆循环出现异常(如返浆量减少或不返浆),可能是遇到了地质因素导致的卡钻。
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操作不当引起的卡钻
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原因:
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钻进速度过快是一个重要因素。当钻进速度超过地层允许的合理速度时,会产生大量的岩屑,而这些岩屑不能及时被泥浆携带出井口,就会在钻头周围堆积,导致卡钻。
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提下钻具时操作过猛也可能导致卡钻。例如,在提钻过程中,如果突然快速上提,可能会使钻具与井壁之间的摩擦力瞬间增大,造成卡钻。
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判断方法:
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查看钻进记录,若发现钻进速度明显高于该地层的推荐速度,且出现卡钻前泥浆泵压力正常、返浆情况良好,可能是钻进速度过快导致。如果是在提下钻具过程中发生卡钻,操作人员通常会有明显的操作不当感觉,如提钻时的突然阻力增大。
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泥浆性能不佳造成的卡钻
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原因:
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泥浆的黏度和密度不合适。如果泥浆黏度过低,其携带岩屑的能力就会不足,导致岩屑下沉堆积。若密度过低,则无法有效平衡地层压力,可能引起井壁坍塌,从而卡钻;而密度过高会增加泥浆对钻具的浮力,影响钻具的正常下放,也可能导致卡钻。
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泥浆失水过多也会引起问题。当泥浆失水过多时,会在井壁形成厚泥饼,厚泥饼会缩小井眼内径,挤压钻具造成卡钻。
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判断方法:
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检测泥浆性能参数,如发现黏度、密度不符合该地层钻进的要求,或者失水率过高,同时伴有卡钻现象,很可能是泥浆性能不佳导致的。
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活动钻具法
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操作方法:
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首先尝试上下小幅度活动钻具。在保证钻具安全的前提下,缓慢上提和下放钻具,上提的力要逐渐增加,每次上提的距离控制在较小范围(如几厘米到十几厘米),下放时也要缓慢平稳,观察钻具是否能够松动。这种方法适用于卡钻程度较轻的情况,例如由于钻具与井壁之间的摩擦力稍大或者有少量岩屑堆积导致的卡钻。
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注意事项:
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在活动钻具过程中,要密切关注钻具的受力情况,通过指重表等设备观察钻压的变化。避免使用过大的力量,防止钻具折断。同时,要保持泥浆循环,以更好地清理钻具周围可能存在的岩屑等障碍物。
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循环泥浆法
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操作方法:
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调整泥浆性能后进行循环。如果是因为泥浆性能不佳导致的卡钻,需要先改善泥浆性能。例如,若泥浆黏度过低,可以添加增黏剂来提高黏度;若失水过多,可以加入降失水剂。然后启动泥浆泵,以适当的泵压和排量循环泥浆,让泥浆冲刷钻具周围的岩屑和其他堵塞物。循环时间要根据具体情况而定,可能需要持续数小时甚至更长时间。
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注意事项:
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注意泥浆泵的压力变化,避免压力过高导致井壁破裂等其他问题。同时,要确保泥浆的性能调整合适,否则可能会加重卡钻情况。
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震击法
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操作方法:
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使用专门的震击工具,如液压震击器。将震击器连接到钻具上,通过操作震击器产生向上或向下的冲击力,使卡钻部位受到震动,从而松动钻具。震击力的大小和频率要根据卡钻的具体情况和钻具的强度来确定。
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注意事项:
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在使用震击器前,要对钻具的连接部位进行检查,确保连接牢固,防止在震击过程中出现钻具脱落等事故。同时,要根据钻具的材质和规格合理控制震击力,避免损坏钻具。
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倒扣套铣法(复杂情况下使用)
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操作方法:
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当其他方法无法解决卡钻问题时,可以考虑倒扣套铣法。首先进行倒扣操作,将钻具从卡钻部位以上倒开,然后使用套铣工具,如套铣筒,对卡钻部位的钻具进行套铣。套铣筒在旋转过程中会将钻具周围的障碍物(如岩屑、地层坍塌物等)切削掉,从而将卡钻的钻具解救出来。
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注意事项:
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倒扣操作需要精确计算倒扣扭矩,避免钻具在其他部位折断。套铣过程中,要控制好套铣筒的转速和进尺速度,并且要保证良好的泥浆循环,及时将套铣产生的碎屑带出井口。这是一种比较复杂和风险较高的方法,需要有经验的操作人员操作。