卡钻是钻井过程中常见的井下事故,所谓卡钻是指钻头或钻具在井眼内被卡住而不能上下活动和转动的现象。卡钻是如何引起的呢?钻井卡钻事故的原因是多方面的,引起卡钻的原因可以归结为地质因素和工程原因两类。地质因素主要包括地层破裂坍塌、蠕变缩颈、断层沉沙、裂缝、溶洞等;工程原因主要包括钻井液体系和性能不合适、设备故障、违章操作等。卡钻事故种类可以分为粘吸卡钻、坍塌卡钻、砂桥卡钻、缩颈卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、落物卡钻等。卡钻将导致钻井施工的停止,必须采取一定的处理措施,解除卡钻事故,方能正常钻进。
想要治病就得先找到病灶在哪里。如果想解决卡钻事故,首先需要确定在什么地方出现了卡钻,确定卡点位置的工具称为测卡仪。测卡仪的工作原理是利用虎克定律,由高灵敏度的电子仪器测量井下钻柱因为卡钻挤压而发生的微量变形,经过放大后,从地面仪表读出,从而判断出卡点位置。
如何解除卡钻事故?可以通过那些工具解决卡钻事故呢?解决卡钻事故的方法主要有强力活动钻具解卡、浸泡解卡剂解卡、震击解卡、爆炸松扣解卡、切割解卡、套铣解卡等,除强力活动钻具和浸泡解卡剂解卡方式外,其他解卡方式都需要相应的解卡工具。
震击解卡是通过震击工具对卡点以强烈震击冲击,而使卡点松动,解除卡钻现象,所需要的工具主要为震击器。除随钻震击器外,还有地面震击器和震击加速器。地面震击器也叫地面下击器,它不需要把井内的钻具倒开,只是把地面震击器接在井口钻具上,通过震击解除卡钻,震击力的大小可以在井口调节。震击加速器简称加速器,就如一个液压储能器,工作时能对其下方的钻铤和震击器芯轴起加速作用,使之对卡点产生更加强大的震击力,同时又能吸收部分弹性能,减少上部钻具的反弹震动。
爆炸松扣解卡是将爆炸装置下入井内,通过爆炸产生的强大震动冲击,使接头部分产生弹性变形,同时爆炸产生的热量使接头部位的螺纹油融化,使接头松动容易卸开,通过倒扣将上部钻柱取出,然后再套铣打捞剩余钻柱。所需工具为爆炸松扣工具,主要由电缆接头、过渡短节、加重杆、磁性定位器、导线接头、上接头、爆炸杆和引锥等组成。
切割解卡就是通过割铣方式将卡点以上未卡部分钻柱切断取出,然后通过套铣打捞剩余钻柱,或者通过在留在井下的钻柱顶上打水泥塞,进行侧钻钻进。所需工具为割刀,有内割刀和外割刀两种,根据驱动力的不同又有机械式割刀和水力式割刀两种。内割刀是从管柱内径向外切割的工具,外割刀是从管柱外径向内切割的工具。机械式割刀是利用弹簧力推动割刀切割管体的工具,液压式割刀是利用液压推动割刀切割管体的工具。
套铣解卡是将卡钻的环空堵塞物破碎清除以起到解卡目的,所需工具为套铣工具,主要有套铣筒和套铣鞋。套铣筒按结构形状可以分为冲洗型套铣筒、分离型套铣筒和整体型套铣筒。套铣筒由接头、筒体和铣鞋焊接而成,铣鞋底部切割成铣齿,并在底部加焊切割合金,用来破碎、清除环空堵塞物。套铣鞋与取心钻头相似,呈环形结构,上有螺纹和铣管连接,下有铣齿用来破碎、清除环空堵塞物。
键槽破坏器是解除键槽卡钻的专用工具,主要有螺旋式键槽破坏器和滑套式键槽破坏器两种。螺旋式键槽破坏器也叫螺旋扩孔器,类似于螺旋扶正器,只是在翼片上下两个斜肩上加焊硬质合金,使其具有更强的破坏地层的能力,从而达到破坏键槽,解除卡钻的目的。滑套式键槽破坏器是为了破坏键槽而专门设计的井下专用工具,能有效扩大键槽部位的井眼尺寸,以起到解卡作用。