空气潜孔锤钻进典型事故原因分析及处理措施

1、潜孔锤阻卡

1.1 落物阻卡潜孔锤原因及解决措施

1.1.1 原因分析

落物阻卡也是因入井钻具及地面管路不清洁、内壁有较大的粒径附着物（水泥固结时水泥块、岩屑等）、钻杆内落入其它大粒径杂物至潜孔锤上端卡在逆止阀部位，致逆止阀不能快速复位。

水泥块卡潜孔锤

1.1.2 解决措施

（1）认真检查、清洗入井钻具，确保钻具内壁无杂物。

（2）定期检查潜孔锤逆止阀密封性和弹簧复位性能，对易损部件及时更换。

（3）仔细检查潜孔锤各部件（磨损情况、配合间隙、有无变形、毛刺等）。

（4）采用专门注油器，保证潜孔锤工作时正常润滑。

（5）每次加接钻杆前必须充分排渣。

（6）对用于水泥固井的钻杆要严格清洗并进行标识，尽量不用此类钻杆，若要使用时采用严格的清洗检查措施，以保证施工顺利进行。

1.2 岩屑倒吸阻卡潜孔锤原因及解决措施

1.2.1 原因分析

岩屑倒吸阻卡潜孔锤是钻具内外压力不平衡，在内外压力差的作用下井底未彻底排净的岩屑进入潜孔锤内，将活塞、锤头花键卡死或排气通道堵塞。

岩屑倒吸阻卡潜孔锤示意

锤头花键卡塞

1.2.2 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，防止因操作不当致岩屑倒吸堵塞。

（4）采用合理的钻具组合，同样借用在钻具150～200m处加接浮阀接头的方法，解决岩屑倒吸。

（5）勤排屑，减少井底余屑。

2 泥环包裹

泥环包裹是岩粉（屑）粘附于钻具表面或井壁上形成泥环并包裹钻具。泥环形成后，环状空间变小岩屑排除不畅继续聚集泥环处形成泥包，严重时完全堵塞井眼，造成粘埋钻事故。

2.1 原因分析

地层因素：微涌水及潮湿地层，地层微小涌水在井壁形成液膜和使岩粉潮湿，井壁液膜与岩粉相互粘结成岩屑团，岩屑团不能完全被空气带出井筒时在井壁、锤头处粘附聚集形成泥环，而且泥团粘附聚集成泥环现象尤为严重。

井内泥环形成示意图

工艺因素：设备配置不足；钻具选择及组合不合理；钻进工艺不当；操作不当。

2.2 解决措施

（1）更换钻进工艺。钻遇地层潮湿、少量渗水，灰岩、白云岩等岩层采用雾化钻进（注水稀释）。

（2）勤排屑。每钻进0.5～1m，钻具提离井底进行排渣。

（3）增加空压机。增加供风量、提高上返风速，增强排砂效果。

（4）合理配置钻具。选用合理的钻铤、钻杆。

（5）短程起钻划井壁。防止井壁泥环形成及增厚。

雾化解井壁泥饼示意图

3 卡、埋钻

卡钻、埋钻事故是井壁掉块、垮塌卡埋潜孔锤，致其失去活动空间的现象。

3.1 原因分析

地层因素：地质构造、溶蚀、节理产生的裂隙及断层发育致岩体松散、胶结力弱，以及涌水致部分岩层吸水膨胀、崩解，井壁掉块、垮塌卡埋潜孔锤。工艺技术方面：钻进中高频震击破坏岩体整体结构、高速气流冲刷（剥离）破坏岩壁结构、循环介质无平衡护壁功能及涌水浸泡降低泥页岩结构力致掉块卡锤头、垮塌埋潜孔锤。

潜孔锤卡埋示意图

3.2 技术措施

（1）勤观察。

（2）勤活动钻具。

（3）及时停钻处理。

（4）窜动解阻。

（5）注泡沫剂强排屑解阻。

（6）短起钻探井壁。

（7）泡沫钻进。

（8）换工艺护壁钻进。

（9）注泥浆护壁。

（10）套铣解卡。

4 井眼弯曲

井眼弯曲即钻进过程井眼轨迹未按预计角度行走而发生异常变化，尤其在溶蚀裂隙带、岩层产状陡、软弱互层地层、软弱结构层，锤头在钻压作用下沿软弱面走斜，井眼轨迹发生偏移。

井眼沿软弱面走斜图

4.1 井眼弯曲的原因

（1）溶蚀裂隙带、软弱结构层，岩层软硬不均、岩石可钻性不一，钻进中锤头沿可钻性低的方向进尺快、井眼轨迹向软弱面走斜。

（2）钻具组合不合理，粗径钻具与井径级差大、粗径钻具（钻铤）刚度不足支撑钻进走斜的侧向力，井眼轨迹向软弱面走斜。

（3）操作不当，遇软弱结构面层钻进参数调整不及时或未调整，井眼轨迹向软弱面走斜。

4.2 解决措施

（1）及时调整钻进参数。

（2）调整钻具组合。

（3）扶正器的扶正翼片方向应与钻具方向一致，以减少排屑和上返气流的阻力。

扶正器导正