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                    鄭州華晶金剛石股份有限公司

                    檔案解密:塔里木油田鉆具失效率的調查

                    關鍵詞 塔里木油田 , 鉆具 , 失效率|2014-08-14 09:20:17|來源 中國超硬材料網
                    摘要 事2009年9月5日、10月19日大北301井出現兩次鉆鋌公扣斷裂。因井下復雜工況交織,軟硬地層交錯,鉆壓超過鉆具疲勞極限。補技術人員從鉆具疲勞失效教訓中總結制定了15條抗疲勞措施...
                      

                      2009年9月5日、10月19日大北301井出現兩次鉆鋌公扣斷裂。

                      

                      井下復雜工況交織,軟硬地層交錯,鉆壓超過鉆具疲勞極限。

                      

                      技術人員從鉆具疲勞失效教訓中總結制定了15條抗疲勞措施。

                      

                      萬米進尺鉆具失效率由2009年的0.52下降到目前的0.23。

                      “15條抗疲勞措施都是從鉆具失效中分析總結來的,是用教訓換來的,所以對預防鉆具失效很管用、實效性強。”8月11日,塔里木油田工程技術部技術管理科謝居良說。

                      2009年9月5日,大北301井五開鉆進7085.6米時發生鉆鋌公扣螺紋斷裂,落魚卡死,打撈不起。10月19日,這口井側鉆時再次發生鉆鋌公扣斷裂。大北301井出現的兩次鉆具失效,成為塔里木油田降低鉆具失效率的分水嶺。這之后,技術人員通過不斷查找原因,總結經驗,使鉆井進尺從2009年的51.92萬米增加到2013年的154.71萬米,萬米進尺失效率由0.52下降到目前的0.23。

                      查找癥結 痛定思痛

                      隨著塔里木盆地資源勘探開發的深入,90%以上的井是深井或超深井,其中7000米以上的超深井占我國超深井總量的78%。地質條件復雜,鉆具使用環境惡劣。特別是山前礫石層段硬如金剛石,鹽膏層軟似橡皮糖,軟硬交錯,變化頻繁。

                      看似堅硬的鉆桿到了7000米地下軟得就像煮熟的面條。完鉆一口井,鉆具相當于跑一場馬拉松。超深井、超高溫、超高壓、高含硫等井下復雜工況,都是影響鉆具使用壽命的因素。

                      大北301井兩次失效疊加,延誤鉆井周期2257個小時,相當于在臺盆區少打一口6000米的井,鉆具的確“失”不起。究其原因,是井下復雜工況交織,軟硬地層交錯,鉆壓超過鉆具的疲勞極限。

                      痛定思痛。塔里木人達成共識:難以改變地質的復雜,那就提升鉆具的抗失效性能。

                      塔里木油田鉆具疲勞失效由來已久,早在會戰之初,一批批鉆井工程技術人員就開始對鉆具疲勞損傷失效機理展開研究,苦于當時技術條件所限,收效甚微。

                      解剖分析 制定措施

                      2009年,塔里木油田建立鉆具失效樣品庫,積累不同形式的鉆具失效案例。工程技術人員堅持把每一次失效作為尋求轉機的機會。尤其從大北301井兩次鉆具失效后,技術人員從歷年的失效鉆具解剖分析中,總結制定了15條抗疲勞措施。

                      鉆具疲勞是斷裂失效的主要誘因。15條抗疲勞措施對不同型號、不同地層的鉆桿鉆具純鉆時間都有嚴格規定。例如,7-3/4鉆挺純鉆時間超過800個小時必須全部更換。

                      為不讓鉆具過度疲勞,防止鉆具帶病入井,工程技術部為每一個鉆具建立“健康檔案”,何人、何地、何時使用,有無“病史”,對鉆具質量和使用情況進行有效控制,并對鉆具全壽命周期實行單根管理。

                      精細探傷 “加鋅補鈣”

                      鉆具是否出現疲勞,疲勞程度如何?現場探傷是重要手段,也是增強失效敏感性的關鍵。

                      塔中62-5H井鉆進過程中,離設計井深還剩兩天工作量時,工程技術部督促井隊立即起鉆探傷,井隊怕耽誤時間,堅持打完目的層再起鉆,結果導致鉆具斷裂落井。之后,在起鉆探傷時,技術人員又發現一根鉆桿出現疲勞裂紋。

                      為此,工程技術部根據鉆井工況和在用鉆具級別,量身定做鉆具“體檢”計劃,縮短排查周期,增加探傷頻次。比如,對哈拉哈塘和中古區塊長裸眼井,除正常探傷頻次外,還在鉆具進入5000米及6500米地層時,增加一次探傷。

                      “在螺紋修復中,我們對螺紋緊密距誤差控制到0.127毫米,以頭發絲的精度來控制螺紋修復質量。”車工王智學說。

                      在對不同工況下鉆具失效原因進行分析后,塔里木油田同國內各大科研院所進行合作,開展科研攻關,推廣應用新技術、新工藝,為鉆具“加鋅補鈣”,讓鉆桿“腰桿”硬起來。

                      如今,高壽命鉆具穩定器已全面推廣應用,鉆具使用壽命提高30%。擁有自主知識產權的127毫米(5英寸)塔標鉆桿已在國內推廣使用,鉆具疲勞壽命提高40%以上,鉆井水馬力提高約20%,在深井、超深井鉆井中挑起了大梁。
                     

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