中石化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:某钻井队一周内相继发生三起转换接头断裂的复杂情况。断裂接头均为631×410扣型(B型变径接头),断裂位置均为母扣根部。三起复杂情况发生后,均采用11-3/4″卡瓦打捞筒,配合使用8-1/8″篮状卡瓦,一次性打捞成功。
关键词:转换接头;断裂分析;处理措施
1第一次断转换接头与处理对策
1.1基础数据
设计井身结构:22″×1217′+16″×6167′+12 1/4″×8294′+8 1/2″×8944′+6 1/8″×10159设计套管程序:18 5/8″×1217′+13 3/8″×6167′+9 5/8″×8294′+7″×(8094-8944)′
钻具组合:
16″牙轮钻头×1.32ft + 浮阀×3.28ft+12″减震器×13.60ft + 16″扶正器×6.70ft + 9-1/2″钻铤1根×30.54ft + 16″扶正器×6.72ft + 9-1/2″钻铤3根×91.46ft + 转换接头(7-5/8″H90 Pin ×6-5/8″REG Box)×3.28ft + 8-1/4″钻铤12根×367.02ft + 9-1/2″随钻震击器×22.75ft + 8-1/4″钻铤2根×61.21ft + 转换接头(631×410)×2.61ft + 6-1/2″钻铤1根×30.69ft + 5″加重钻杆15根×462.38ft + 5″钻杆
1.2断转换接头发生经过
6月8日19:00,二开钻进至井深2788.63ft,大钩悬重由149klbs瞬间下降至102klbs,泵压由1588psi降至718psi,扭矩由7800ft·lbs降至0。立即停顶驱,上提钻具,发现井内钻具原悬重由187klbs降至102klbs,钻具悬重减少85klbs。初步判断为钻具断裂,循环、起钻。
1.3断转换接头处理措施
6月9日20:45起出落鱼以上钻具,631×410变扣接头从母扣根部断裂,落鱼长度610.08ft,鱼顶井深2178.55ft。
组下打捞钻具。6月9日3:30开始组下打捞钻具,钻具组合:11-3/4″卡瓦打捞筒(带8-1/8″篮状卡瓦)×4.18ft+7-3/4″伸缩短节×5.19ft+7-3/4″打捞震击器×7.86ft+8-1/4″钻铤3根×91.93ft+转换接头(631×410)×2.62ft+5″加重钻杆15根×462.38ft+5″钻杆。
打捞落鱼。6月9日5:30,带泵下放探得鱼头井深2177.55ft。循环冲洗鱼头一周后,轻拨缓慢下放钻具,鱼头进入卡瓦打捞筒引鞋后,泵压106psi上升272psi。停止转动后,下压悬重107klbs下降84klbs,下压吨位23kip。上提钻具至悬重195klbs后打捞震击器震击,继续上提悬重至197klbs,悬重稳定,井内钻具自由,判断打捞成功。6月9日8:30鱼头出井,11:00钻头出井(图中接头本体白色部分为磁粉探伤留下的磁粉),成功捞出全部落鱼。6月9日16:00下钻到底开始钻进,恢复生产。
2第二次断转换接头与处理对策
2.1基础数据
设计井身结构: 22″×273′+ 16″×4102′+ 12 1/4″×5180′
设计套管程序:18 5/8″×273′+13 3/8″×4102′+ 9 5/8″×5180′
钻具组合:16″牙轮钻头×1.5′+1.5°单弯螺杆×34.26′+ 浮阀×2.23′+ 14 1/2″钻柱扶正器×4.88′+ 731×630变扣接头×2.57′+ 8″定向短节×30.32′+8″定向悬挂×5.93′+ 8 1/4″钻铤×183.24′+ 9″随钻震击器×15.80′+8 1/4″钻铤×60.95′+ 631×410转换接头×2.62′+ 6 1/2″钻铤×30.68′+ 5″加重钻杆×463.38′+5″钻杆
钻井参数:
钻压:45klbs 转速:65r/min 排量:680GPM 立压:1320PSI 扭矩:8500-11000 ft·lbs
泥浆性能:ρ:8.8ppg; V:29s; FL:14; SD:0.1; PH:10.0; PV:12; YP:19
地层岩性:Rumaila地层,石膏岩,少量页岩夹层。
2.2断转换接头发生经过
6月12日5:00,二开16″井眼钻进至3977.34ft,泵压突然由1340psi下降至609psi,上提钻具,悬重由159.3KLBS降至117.8klbs,钻具悬重减少41.5 klbs。初步判断钻具断裂,起钻。
2.3断转换接头处理措施
6月12日8:30起出落鱼以上钻具,631×410变扣接头从母扣根部断裂,落鱼长度343.90ft,鱼顶井深3633.44ft。
组下打捞钻具。6月12日10:00开始组下打捞钻具,钻具组合:11 3/4″卡瓦打捞筒×6.76′(带8-1/8″篮状卡瓦)+7 3/4″伸缩短节×5.2′+7 3/4″打捞震击器×7.85′+8 1/4″钻铤×273.84′+转换接头×2.61′+6 5/8″加重钻杆×92.45′+转换接头×3.62′+5″加重钻杆×463.38′+5″钻杆×2920.56′。
打捞落鱼。6月12日14:00下钻至井深3600′,循环洗井一周。15:00带泵下放探得鱼头井深3634′,鱼头进入卡瓦打捞筒引鞋,泵压由400psi上升530psi,下压悬重178klbs下降156klbs,上提钻具至悬重240klbs,上提高度10ft,悬重未变,判断打捞成功。 6月12日21:00鱼头出井,23:30钻头出井,成功捞出全部落鱼。6月13日7:30下钻到底,恢复钻进。
3第三次断转换接头与处理对策
3.1基础数据
设计井身结构:22″×1217′+16″×6167′+12 1/4″×8294′+8 1/2″×8944′+6 1/8″×10159′
设计套管程序:18 5/8″×1217′+13 3/8″×6167′+9 5/8″×8294′+7″×(8094-8944)′
钻具组合:
16″牙轮钻头×1.32ft+浮阀×3.28ft+12″减震器×13.60ft+16″扶正器×6.70ft+9-1/2″钻铤1根×30.54ft+16″扶正器×6.72ft+9-1/2″钻铤3根×91.46ft+转换接头(7-5/8″H90 Pin ×6-5/8″REG Box)×3.28ft+8-1/4″钻铤12根×367.02ft+9-1/2″随钻震击器×22.75ft+8-1/4″钻铤2根×61.21ft+转换接头(631×410)×2.61ft+6-1/2″钻铤1根×30.68ft+5″加重钻杆15根×462.38ft+5″钻杆
钻井参数:
钻压:50-65klbs 转速:80-90r/min 排量:600GPM 立压:1520PSI 扭矩:5000-9000ft·lbs泥浆性能:ρ:9.4ppg; V:45s; SD:0.1; PH:10.0; PV:12; YP:21
地层岩性:HARTHA地层,石灰石,少量页岩夹层。
3.2断转换接头发生经过
6月13日19:00,二开钻进至井深5328.36ft,大钩悬重由165klbs瞬间下降至150klbs,泵压由1520psi降至780psi,扭矩由7600ft·lbs降至0。立即停止顶驱,上提钻具,发现井内钻具原悬重由230klbs降至150klbs,钻具悬重减少80klbs。初步判断为钻具断裂,循环、起钻。
3.3处理措施
6月14日1:40起出落鱼以上钻具,631×410变扣接头从母扣根部断裂,落鱼长度610.05ft,鱼顶井深4718.31ft。
组下打捞钻具。6月14日3:15下打捞钻具,钻具组合:11-3/4″卡瓦打捞筒(8-1/8″篮式卡瓦)×6.86ft+7-3/4″伸缩短节×5.20ft+7-3/4″打捞震击器×7.88ft+8-1/4″钻铤3根×91.93ft+转换接头(631×410)×2.62ft+5″加重钻杆15根×462.38ft+5″钻杆
打捞落鱼。6月14日6:30,带泵下放探得鱼头井深4720.23ft。循环冲洗鱼头一周后,小排量缓慢下放钻具,鱼头进入卡瓦打捞筒引鞋后,泵压50psi上升100psi,下压悬重161klbs下降138klbs。上提钻具,悬重138klbs上升253klbs打捞震击器震击,继续上提悬重稳定在243klbs,井内钻具自由,判断打捞成功,开始起钻作业。6月14日13:00鱼头出井,15:00钻头出井,成功打捞出全部落鱼。6月14日21:00下钻到底,恢复钻进。
4断转换接头预防对策
停止使用本生产批次的所有接头。转换接头一律采用A型设计,即本体不加工变径过度带,以提高母扣端强度。严格按照规范进行钻具探伤,探伤时井队必须派专人配合探伤,确保探伤人员认真探伤。新钻具入井前,需要再次进行探伤复核。探伤不合格或者没有探伤的钻具,不能入井。钻进过程中,每15分钟专人负责记录钻井参数一次,特别是悬重、扭矩、泵压和泵冲,钻进期间密切注意VDX参数记录仪的各种参数变化,发现泵压下降和扭矩异常,一定要认真查明原因后,方可进行下步作业。起下钻作业时加强出入井钻具检查。钻头与双母联结处,容易出现内刺且难于发现,要认真检查。钻铤卸扣后,如果丝扣油出现干结现象,容易造成粘扣,必要时铺上麻丝。丝扣出现磨圆或出现尖锐毛刺现象,及时更换钻铤入井。钻进时出现高扭矩、憋跳严重,或者钻进时间很长,钻铤需进行错扣起钻,便于检查丝扣,重新涂抹丝扣油。起下钻时,内外钳工必须清洁钻具丝扣和台肩,认真检查钻具台肩、丝扣刺漏和磨损情况。
严格进行入井钻具的检查与数据测量:①入井的钻铤必须逐根测量内外径,认真检查钻铤丝扣、台肩和弯曲度,检查钻铤内水眼是否通畅,认真测量吊卡台肩椭圆度和磨损情况,至少每口井要测量一次。②入井的钻杆,采取抽样测量方式,要求测量接头和本体内外径和接头长度,认真检查钻杆丝扣、台肩、弯曲度,至少每口井要测量一次。③入井的配合接头、扶正器、震击器、减震器等工具,必须画草图并拍照,明确标识出各种变径部位的内外径和该处长度数据。④要求测量数据准确和齐全,手写记录和电脑数据都必须妥善保存。尽快储备常用钻杆、钻铤和井下工具的打捞筒卡瓦,避免因打捞工具配备不齐,而错失最佳打捞时机。
参考文献:
[1]冉玲,孙承才,尹治力. 石油钻杆转换接头脆性断裂失效分析[J]. 大型铸锻件,2015(4):17-19.