井下落物
井下落物是钻井施工中常见的复杂情况和事故，正确预防和处理关系到一口井的成败。井下落物可分为以下几种情况：（1）钻具断落；（2）电缆断落；（3）仪器（包括光杆状工具）掉落；（4）不规则物体落井。以下根据不同情况分述其产生的原因、预防措施及处理办法。
一.钻具（包括套管、油管）断落：
（一）产生原因
造成钻具断落事故的原因主要有疲劳破坏、腐蚀破坏、机械破坏及事故破坏,但它们之间不是独立存在的,往往是互相关联互相影响的。
1．疲劳破坏:这是钢材破坏的最基本最主要的形式。钻具在长期工作中承受拉伸、压缩、弯曲、扭切等复杂应力,而且在某些区域还产生频繁的交变应力,•当这种应力达到一定的程度和足够的交变次数时,便产生疲劳破坏。
2．腐蚀破坏:氧气、二氧化碳、硫化氢、溶解盐类、酸类均可对钢材造成腐蚀和电化学腐蚀，各类腐蚀最终导致金属材料表面出现凹坑、本体变薄，引起应力集中，强度降低或造成疲劳破坏。
3．机械破坏
（1）钻具制造中形成的缺陷如轧制过程形成的夹层;调制过程发生结晶组织变化;壁厚不匀以及公母螺纹强度配比不当等。
（2）处理卡钻事故时,不恰当地用大力活动,当应力超过其屈服强度时,就产生变形,当应力超过其破裂强度时,就会把钻杆拉断。
（3）•搬运或使用过程中造成了外伤,往往成为应力集中点,由此而向外扩展。而且各种腐蚀也容易从这里开始,造成钻具的局部损坏。
（4）钻进时加压过大,或发生连续别钻,或在遇阻遇卡时强扭,把钻杆母螺纹胀大、胀裂,造成钻具脱落。
（5）在接头或钻杆加厚部分的内径突变处,流动的钻井液形成涡流,冲蚀管壁,甚至会把管壁剌薄剌穿,降低了钻杆的抗拉抗扭强度,使钻具容易从此处折断。
（6）把不同钢级、不同壁厚、不同等级的钻杆混合使用,强度最弱的钻杆总是首先遭到破坏的。
4．事故破坏
（1）顶天车、单吊环起钻及其他原因顿钻原因使钻具折断.
（2）•事故倒扣。在处理卡钻事故中,为了套铣或侧钻,不得不将一部分钻具倒入井中。 （3）过失倒扣。由於操作者的失误,在高扭矩下不控制倒车，或者下反螺纹钻具时，用转盘上扣，将钻具倒开。
（二）钻具事故的预防：要想不发生或少发生钻具事故,就必须正确使用钻具,并做好日常工作中的维护与管理工作。
1．钻具应按钢级、壁厚、新旧程度分段连接。每根钻杆在适当部位打上钢模(包括钢级、壁厚、编号)•,并登记卡片。
2．钻具上下钻台,公、母螺纹必须戴好保护器,并且要平稳起下,不许碰撞钻杆两端的接头。
3．钻具连接前,要将公、母螺纹及肩面清洗干净,仔细检查,认为没有问题,即可涂好合格的螺纹脂,进行连接。
4．上、卸扣时,绝不允许大钳咬钻杆本体。
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5.当钻具悬重超过1100kN时,井口不许用短体卡瓦夹持钻具,以免挤伤钻杆。此时应改用长体卡瓦或用双吊卡进行起下钻和接单根等工作。
6.旋扣时,公、母接头必须对中。当有摇摆和阻卡现象时,不能快速旋扣。当发现有咬扣现象时,必须卸开重上。
7.旋扣时,必须用双钳按标准扭矩紧扣。
8.鼠洞接单根及井口接钻铤的提升短节时也必须用大钳紧扣。
9.要避免产生刻痕,特别是横向刻痕,这些刻痕大部分是由大钳、卡瓦和井下落物造成。 10.除处理事故外,•弯钻杆不许下井。
11.在任何情况下,都不允许超过钻具的屈服强度提拉、扭转。 12.使用高矿化度钻井液时,应加防腐剂,以保护钻具。
13.钻井液的pH值应维持在9.5以上,这样可以减少腐蚀和断裂。 14.钻遇硫化氢气体,应坚决压死。如非得在硫化环境中工作,应使用E级钢以下的钻杆。 15.进行井下测试时,钻杆在硫化氢环境中暴露的时间不得超过1小时。可以打入抑制缓冲液,在钻杆关闭后,可通过循环短节进行钻柱循环。
16.在井使用钻具要实行定期上下倒换制度,抽上加下,或抽下加上均可,目的是改变钻具的受力状态,使整套钻具的各个部分的受力趋于均匀。
17.执行错扣检查制度,如果是三个单根组成一个立柱的话,每起一趟钻,错一个单根扣,三趟钻即可错完。
18.要执行定期探伤制度。钻具的暗伤,特别是螺纹部分的暗伤,必须用超声波或磁粉进行探伤。钻铤和各种连接接头的螺纹,•每运转200～300小时应探伤一次。
19.在腐蚀性的作业环境中,最好使用有内涂层的钻杆。
20.各种连接接头必须定期卸开检查,•如有问题,应及时予以更换。 21.要经常用肉眼观察,钻具表面有无麻坑、横向刻痕和裂纹,接头肩面是否平整,宽度是否超过允许值,螺纹是否磨尖、磨平、变形及损伤,钻具是否弯曲,接头是否偏磨,发现以上情况,应将该钻具降级使用,或送管子站进行修理。
22.钻进时防止过多的跳钻、别钻及过大的扭矩。 23.下反扣钻具时，不许用转盘正转上扣。 24.处理事故时，不许强扭、强拉。
25.井下有别劲时，防止无控制的打倒车。 26.防止顿钻及单吊环起钻。 (三)钻具事故的处理
出了钻具事故，只好打捞。有各种打捞工具和辅助打捞工具，分述如下： 1.打捞工具 1）.公、母锥
公、母锥是常用的打捞工具。使用时应注意：
（1）公锥从内径打捞，一般用于壁厚较厚的部位，如接头、接箍、加厚部位等
（2）无论公锥还是母锥，造扣后应密封鱼头，准备循环钻井液或注解卡剂，因此，最好不要用带排屑槽的公、母锥。
（3）使用公锥时，虽然可以带安全接头，但最好不要把公锥扔到井下，堵塞内部通道，所以开始造扣时，不可造扣过多，以不超过3扣为限，便于解脱。解脱公锥时，上提100 kN以上的拉力，强转即可。
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（4）3/2以下的公锥易断，宜慎用。 2）、卡瓦打捞筒 3
卡瓦打捞筒是从落鱼外径抓捞落鱼的一种工具。由于它和落鱼的接触面积大,能经受强力提拉、扭转和震动。由于它设计有可靠的密封件,能密闭筒体与鱼顶之间的环空,可以实现憋泵与循环。由于每套工具可以配备数种不同尺寸的卡瓦,所以它打捞的适用范围较广,钻铤、钻杆本体、钻杆接头、套管、油管及其接箍均可打捞。卡瓦打捞筒抓捞和释放落鱼均较方便,而且内径大,不妨碍其它作业,所以在现场得到了较广泛的应用。
（1）.结构:参看图6-1和图6-2 ①上接头:为打捞钻具与打捞筒连接之用。
②筒体:为卡瓦打捞筒主体,篮状卡瓦打捞筒内装篮状卡瓦、控制环、•密封圈。螺旋卡瓦打捞筒内装螺旋卡瓦、控制卡和A型盘根。外筒中部车有节距较大的倒锯齿形左旋螺纹。•共有3～4圈,它与卡瓦外部的左旋螺纹相配合。在螺纹的最下部有一凹槽,其槽底与外筒壁平,此槽使卡瓦和控制环的凸键或控制
卡的卡健套合在一起,阻止卡瓦在筒体内转动。
③卡瓦:是打捞筒的核心部件,分为螺旋卡瓦和篮状卡瓦两种,每类卡瓦又有几种不同的尺寸。
螺旋卡瓦形如弹簧,外面为宽锯齿左旋螺纹,与筒体的内螺纹相配合,•螺距相同,但螺纹面较筒体的内螺纹面窄得多,因此可以上下移动一定距离。螺旋卡瓦内部有抓捞牙,为多头左旋锯齿形螺牙,节距5mm,牙高2mm,螺牙硬度为HRc58～62,渗碳深度为0.8～1.2mm。螺旋卡瓦下端焊有指形键,与控制卡配合,防止卡瓦在筒体内转动。
篮状卡瓦:•篮状卡瓦为园筒状,形如花篮,卡瓦外部为完整的宽锯齿左旋螺纹,与外筒的内螺纹相配合,螺距相同,但齿面要窄得多,可以在筒体内上下移动一定距离,内部抓捞牙亦为多头左旋锯齿螺纹,卡瓦下端开有键槽,与控制环上的凸键相配合,防止卡瓦在筒体内转动。卡瓦纵向上开有等分胀缩槽,•可以使卡瓦的内径胀大或缩小。有的卡瓦内孔上部有限位台肩,可防止鱼顶超出卡瓦,其结构如图6-3所示。
相同外径的打捞筒,螺旋卡瓦和篮状卡瓦可以互换使用,螺旋卡瓦体积较小,可以打捞较大的落鱼。而篮状卡瓦体积较大,只能打捞较小的落鱼。
④控制机构:
控制卡:•由控制卡套和卡键组成,卡套为园环状零件,外园上带有凹口槽,槽内焊有卡键,它与螺旋卡瓦配套使用,固定筒体与卡瓦,使卡瓦在筒体内只能上下移动,而不能转动,并引导落鱼进入卡瓦。
控制环:为园环状,上端有凸键,和篮状卡瓦下端的键槽相配合,使其只能在筒体内上下移动,而不能转动。下端为光滑的喇叭口,用以引导鱼头进入卡瓦。如果把喇叭口改做成铣齿,就成为磨铣型控制环,用来磨铣鱼顶毛剌、飞边和破口。选配时,•卡瓦与控制环的规范必须一致。
⑤•密封机构:螺旋卡瓦用A型盘根密封,它是一个橡胶筒,内部有密封唇,•两端有压紧斜面,用以实现落鱼外径与筒体内壁之间的密封,使之能循环钻井液。选配时,A型盘根的尺寸必须与螺旋卡瓦的尺寸一致,否则不起作用。
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篮状卡瓦用R型、•E型、M型密封机构密封。在控制环外面有密封台肩,安装O型密封圈,其内表面有密封环槽,粘结R型密封圈,用以实现落鱼外径与筒体内壁之间的密封,•使之能循环钻井液。由于密封件的安装方法不同,可以分为R型、E型、M型三种:R型的内外密封圈可以在现场更换,使用起来比较方便,但密封的可靠性较差;E型的内密封件是模压的,外密封件可以在现场更换;M型的内外密封件都是模压的,在现场不能更换,但密封的可靠性最好。
⑥引鞋:为园筒体,下有螺旋形斜面,用以引导落鱼进入捞筒。 和卡瓦打捞筒配套的还有各种附件如加长筒、大引鞋、壁钩式引鞋、锁定环、内铣鞋等，可以根据不同的需要选用。
此外,每种卡瓦打捞筒都配有三种以上不同内径的卡瓦,每种卡瓦的打捞范围为3mm,•所以其总抓捞范围为9～12mm。卡瓦上都打有钢号,其打捞范围比钢号数字大0.8mm,小2.4mm。
（2）.工作原理
打捞筒的抓捞部件是卡瓦,•卡瓦的外锯齿左旋螺纹与筒体的内锯齿左旋螺纹相配合,但配合的间隙较大,能使卡瓦在筒体中一定的行程范围内胀大和缩小。所配卡瓦的内径一定要小于鱼头外径1～2mm,当鱼头被引入捞筒後,只要施加一轴向压力,鱼头便迫使卡瓦上行并将卡瓦胀大而进入卡瓦。卡瓦在弹性力的作用下,•紧紧抱住鱼头,当上提钻柱时,筒体与卡瓦配合之锯齿螺纹做相对运动,迫使卡瓦收缩,坚硬而锋利的卡瓦牙将鱼头死死咬住,拉力越大,卡得越牢。抓捞的全部力量被均匀地分布在筒体的螺旋面上,•所以虽然受力很大,也不致损坏筒体和鱼头。
释放卡瓦也比较容易。因为筒体和卡瓦的螺纹都是左旋螺纹,•并由控制环或控制卡约束了它们之间的相对旋转运动。所以当井内落鱼被卡需要释放时,可用钻柱下压或用震击器下 击，使筒体与卡瓦产生相对运动,锯齿螺纹斜面松开,然後右旋管柱,同时上提,每次上提1～ 2cm,使捞筒受拉力不大于10kN即可,直至捞筒脱离鱼头。 （3）卡瓦打捞筒的使用
首先要了解井眼情况和鱼顶情况,根据鱼头外径选择卡瓦尺寸,卡瓦内径应小于鱼头外径1～2mm,然後根据井径选择允许下入的最大的打捞筒外径,•在裸眼中打捞,•捞筒外径应小于井径20mm以上,•在套管中打捞,捞筒外径应小于最小套管内径6mm以上。这两个数字确定之後,选择合适的打捞筒及卡瓦,•并注意使控制件和密封件与卡瓦的尺寸相一致。
选好打捞筒及各部零件之後,再核查并丈量各部有关尺寸,依次安装,擦洗干净,并涂好黄油。算好引鞋方入、控制环(卡)方入、卡瓦顶部方入、A型盘根顶部方入几个关键数据,做为打捞时的参考。
如果打捞筒选配无误,•则鱼顶接触卡瓦时,会有一定阻力,此时不能转动,•可加一定压力使鱼头进入卡瓦。压力的多少视卡瓦与鱼头外径的差值而定,一般为30～50kN,但在深井及井下磨阻力较大的情况下,有时,•需要加100～150kN。对于螺旋卡瓦来说,鱼顶一定要进入A型盘根顶部。对于篮状卡瓦来说,•鱼顶一定要进入卡瓦顶部。此时上提钻具,若悬重增加,证明已捞住落鱼。
3)、卡瓦打捞矛
打捞矛和公锥一样,•是从落鱼内孔打捞落鱼的一种常用工具。它的用途比较广泛,•不仅可以打捞钻杆、钻铤,还可以打捞套管、油管,特别是在进行内切割作业时,它具有其它打捞工具无可替代的功能。
打捞矛是由高强度合金钢经机械加工和热处理而成,•芯轴硬度调质为HB285～327,•卡瓦两端薄壁部分硬度调质为HRc38～45,目的是要有一定的柔性,•防止脆裂。卡瓦外齿硬度
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调质为HRc58～62,使其大于落鱼钢材硬度,便于抓捞。
（1）结构
LM型卡瓦打捞矛的结构如图6-4所示。•它是由芯轴、卡瓦、释放环及引鞋等组成,•芯轴上车有宽锯齿左旋螺纹斜面,上小下大,与卡瓦的内锯齿左旋螺纹斜面相配合。卡瓦分组装式和整体式两种。卡瓦体是园筒状,纵向上开有等分胀缩槽,其内部车有锯齿形左旋螺纹斜面,•和芯轴的外螺纹斜面相配合。卡瓦外部抓牙亦为多头左旋锯齿螺纹。卡瓦下行时,外径胀大,可捞住落鱼。卡瓦上行时,•两斜面脱离接触,卸去外挤力,可以从鱼头退出。大直径捞矛多用组合式卡瓦,•小直径捞矛,因受空间限制,多用整体式卡瓦。
因为这种捞矛是多锥体式,•上下移动范围小,向外扩张的范围也小,每一种卡瓦的打捞范围也小,•一般的有效范围为3mm。超过此范围,则不起作用。•可按比落鱼实际内径大1～3mm的原则选配卡瓦。每只卡瓦上都打有卡瓦外径尺寸的模记,切不可弄错。
（2）使用
①检查捞矛,特别是芯轴必须完好,绝不允许有任何损伤和裂纹。 ②•计算好鱼顶方入、打捞方入。
③•下捞矛至鱼顶0.5～1m处,开泵循环钻井液,冲洗鱼顶积砂。 ④下放捞矛探鱼,•若在鱼顶方入位置遇阻(一般阻力5～20kN),遇阻
后阻力继续增加而捞矛不下行,说明捞矛未进入鱼顶,可用转盘慢慢转动一下,将捞矛引入鱼头,再下放打捞。若在鱼顶位置遇阻并在此阻力下继续下行,说明捞矛进入鱼头,到达预计打捞深度,即可上提钻具,若悬重增加,说明已捞住落鱼。若上提时只有挂卡现象而捞不住落鱼,可能有两种情况:一种是卡瓦外径选小了;一种是卡瓦已坐在释放环上了,卡瓦与芯轴之间已不可能产生上下相对运动,卡瓦胀不开了。在此种情况下,•应下放卡瓦至打捞位置,左转钻柱1～2圈,使卡瓦在芯轴上上移一段距离,•离开释放环,卡瓦就可以起作用了。若仍捞不住落鱼,只好起钻换打捞矛了。如果捞住落鱼之后,证明落鱼已经被卡,可以加大力量上提,或用震击器震击,但上提拉力不应超过芯轴抗拉屈服强度的80%。
⑤退出捞矛:退捞矛时,首先用钻具重量向下顿击,或用下击器下击,•松开卡瓦与矛杆宽锯齿螺纹的咬合,然后上提钻具,使其悬重大于捞矛以上钻具悬重5～10kN,•右旋钻具。右旋钻具时,卡瓦相对于矛杆而下移,当卡瓦下端与释放环接触时,卡瓦与矛杆之间再不会有相对运动,•卡瓦不会被胀开,因而可以从落鱼内孔起出。同时我们也注意到,卡瓦牙在周向上呈左旋螺纹分布,•正转时可以退扣,当拉力消失後,再上提5～10kN再转动,如此边提边转,直至捞矛脱离鱼顶为止。
2.辅助打捞工具
为了更有效更安全的打捞落鱼,•使我们的工作,进有进路,退有退路,•在被动中争取主动,在打捞作业中,还需要配合一些专用的辅助工具。下面介绍几种常用的辅助工具。
1）安全接头:安全接头有好几种,这里只举AJ型与AJF型安全接头,AJ型为右旋螺纹安全接头。•AJF型为左旋螺纹安全接头。除螺纹有左、右之分外,其余结构均相同。
（1）结构
参看图6-5,AJ型安全接头由上部的公接头与下部的母接头和两组O型密封圈组成。公接头下部是锯齿形粗牙公螺纹,•并有上下两道密封槽,用以安装O型密封圈。母接头中间为特种锯齿形粗牙母螺纹,上下两端为密封面。公、母接头的特种锯齿形螺纹由于配合得比较松,螺距也大,•因而可以快速连接或拆卸。其结合肩面处有三道等分的反向斜面,使特种螺纹配合面完全接触,并使之相互锁紧。安全接头可以承受正反扭矩,如不采用专门的解脱方法,
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接头既不松动,也不会脱开。公、母接头之间,配有两道O型密封圈,可以承受69MPa的内压力。
（2）使用方法
①•下井前检查:下井前要把安全接头卸开检查,要看公母锯齿螺纹及O型密封圈是否完好,•并且涂好润滑脂重新上好,首先用手将螺纹上完,•再用大钳扭紧。注意:短斜面应靠紧,而长斜面应有一定间隙。为了保险起见,可以再试卸一次,卸扣力矩应为上扣力矩的40～60%。
②•安全接头的装配位置:安全接头应直接接在打捞工具上面,这样在落鱼被卡需要退出安全接头时,•留在井下的工具最少。在井下情况允许时,在安全接头上再接一个下击器,便于解脱安全接头。 •••③井下退出安全接头:
首先给安全接头施加一反扭矩(约1.2圈/1000m),然後用下击器下击或用原钻具下顿,使安全接头解除自锁。
上提钻具,•使安全接头处保持5～10kN压力。注意:上提拉力不能超过钻具原悬重,否则,安全接头又被自锁。
反转退扣,•由于安全接头是宽锯齿螺纹,螺距大,退扣时钻具的上升速度是普通钻具螺纹的6～8倍,•可以很容易的判断是否已经松开。反转时悬重下降,应及时上提,一直保持5～10kN的压力,直至安全接头完全退开为止。
④•井下对安全接头:•公接头下到公、母螺纹对接面处,加压3～6kN,慢慢转动钻具上扣,压力要及时跟上,即可将安全接头啮合。
2）可变弯接头
凡是井下有大井径而且鱼顶正好位于大井径井段,•就有可能偏向一边,甚至藏在小、大井眼变化处的瓶颈以下,形成藏头鱼。用一般的方法很难找到,•而可变弯接头可以帮助我们解决这个问题。弯接头所产生的拐弯作用给打捞工具增加了斜向捞到落鱼的可能性,•可变弯接头可以和公锥、母锥、打捞筒、打捞矛等配合作用。同时由于它强度高,•能承受较大的拉、压、扭转力量,可以和震击器配合作用,也可以进行倒扣作业。
（1）结构特点和作用原理
参看图6-6,可变弯接头由上接头、外筒、活塞、凸轮、接箍、定向接头、转向销子、下球座、调节垫圈和下接头等组成。
上接头:用于和打捞钻柱连接。
活塞:可以在外筒内上下移动,与外筒之间有活塞环密封。活塞内孔的大小,可以根据打捞钻柱的水眼来确定,限流塞就座在活塞内部台肩上。
控制凸轮、凸轮座和凸轮定位销:它是一套组装件,装在外筒中的活塞下面。控制凸轮上部为平面,•承受来自活塞的压力,下部为曲面,用以驱动球杆摆动,凸轮可以围绕凸轮定位销做小范围的摆动。
外筒:•上连上接头,下连接箍,内部装有活塞、控制凸轮、凸轮座等。 上球座:•和球杆的球面相配合。 接箍:联结外筒与球座。
球杆:上部为凸轮曲面,承受来自控制凸轮的压力,中部为一球体,可以
围绕转向销子做小范围的摆动。
•••下球座:为承受球杆的转动和密封的主要部件。密封件为O型圈。 下接头:用于和打捞工具连接。下接头的母扣内有调节垫圈,用来调节打捞工具引鞋的缺口方向,或者壁钩的开口方向,使之与可变弯接头的弯曲方向一致,便于引入鱼头。
为了实现接头的可变功能,还有两个必不可少的辅助零件,就是限流塞和打捞器。
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限流塞:如图6-7(a)所示,限流塞是一个外面带有胶皮密封件的凡尔,•下端是锥形的,可以坐在可变弯接头的活塞内孔台肩上,密封件可以把活塞内孔和限流塞外径密封。限流塞上部有打捞头,•与打捞器相配合,•专为打捞之用。限流塞中心有一小水眼,以便循环钻井液,同时在活塞上面造成一个压力差,推动活塞下行。
打捞器:如图6-7(b)所示,就是一个小的卡瓦打捞筒。当打捞工作结束(无论成功与否),需要循环钻井液或起钻时,用钢丝绳将打捞器从钻柱水眼下入,把限流塞捞出,弯接头又变成直接头了。
可变弯接头的工作原理是这样的。如图6-8(b)•是一个未起偏斜作用的可变弯接头,相当于一个直接头,可以正常循环钻井液。图6-8(a)•是已起偏斜作用的可变弯接头。由于限流塞内孔很小,座入活塞内孔后,•改变了原来的流道面积,循环钻井液时,在活塞面上便产生一个压力差。这个压力差推动活塞下行,•活塞下端与
控制凸轮上端接触时,推动凸轮下行并围绕定位轴旋转一个角度,使凸轮下曲面摆向轴心。凸轮下曲面又推动球杆的上曲面向右偏移,•使球杆围绕转向销子旋转一个角度,•球杆下部向左摆,便形成一个偏斜7°的弯接头。如果不停的循环钻井液,活塞上一直保持这个压力,则活塞施加于球杆的摆动力永远存在,•球杆就不会回位。同时转向销子又把球座与球杆销在一起,•可以传递扭矩,所以转动钻具时,打捞工具可以指向不同的方向去寻找落鱼。
（2）使用方法 ①钻具组合
基本结构是:卡瓦打捞筒(或公锥、母锥)+可变弯接头+钻杆。但也可以配接其它辅助工具,如打捞筒下可以接壁钩,弯接头上可以接震击器。
②井口试验
根据钻具内径选择合适的活塞、限流塞和打捞器。将活塞装进
可变弯接头,放入限流塞,接方钻杆开泵,做循环试验,检查可变弯接头的活动情况,同时记录试验排量和泵压,以供井下操作时参考。
③打捞操作
(a) 下钻至距鱼顶0.5～1m,开泵循环,冲洗鱼顶积砂,并试探鱼头。 (b) 停泵,将预先选好的限流塞投入钻杆水眼,开泵送塞入座。但要注意,•限流塞入座後泵压会突然上升,所以在限流塞到位之前应减小排量。
(c) 以小排量循环,憋压打捞,转动不同的方向,探测鱼顶。如果只带打捞工具,•可在计算鱼顶以上1m至以下2m的范围内反复探测。如果带有壁钩和打捞工具,•则应使钩头超过鱼顶而打捞工具的底端不能超过鱼顶。
(d)捞住落鱼後,可将限流塞打捞出来,弯接头变成了直接头,可以开大泵量循环,•上下活动钻具。如落鱼被卡,可以浸泡解卡剂,也可以用震击器震击,力争解卡。
使用可变弯接头时还要注意以下几点:
(a)•因为可变弯接头只能向一个方向偏斜,和打捞工具接好后,可能和引鞋的缺口方向不一致,这时可以把下接头卸开,改变调节垫圈的厚度就可以改变引鞋的缺口方向。
(b) 因为限流塞是从打捞钻柱内孔投入的,所以必须根据钻柱的最小内径选择限流塞,•再根据限流塞的外径选择活塞内径。为了防止发生卡限流塞的现象,•在下钻时,最好用不小于限流塞外径的内径规,将全部入井钻具通径一次。
(c) 在投入限流塞时,一定要保证打捞头朝上,否则,是无法打捞的。
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(d) 如果活塞内径足够小的话,不用限流塞,循环钻井液时,也会产生压力差,迫使可变弯接头起作用。
(e) 在打捞筒上装上适当的铣鞋,还可以利用可变弯接头进行少量的扩眼,以便除去鱼顶以上的薄台肩。
(f)利用可变弯接头打捞成功後,如果落鱼被卡,活动不出来,也不要轻易退出打捞工具,•应用爆松倒扣的办法,捞出一部分未卡落鱼,以便改变鱼顶的位置,使以后的打捞工作易于进行。
(g)•在可变弯接头上不得接安全接头,任何情况下,我们都不希望把可变弯接头扔在井下。因为可变弯接头在自由状态下或在受压状态下都会自然弯曲,使井下落鱼变成弯头鱼,以后就不好打捞了。
3）弯钻杆
当井径太大,鱼头紧靠井壁一边,下钻头也碰不到鱼顶,而井口又不可能下入更大的工具,此时只有借助于可变弯接头和弯钻杆了。弯钻杆既灵活又多变,•弯曲角度小而偏移值大,由于它有弹性,只要井口能下去,在裸眼中便可畅通无阻。
弯钻杆没有一定的规范,根据需要在现场制作,弯曲度可以在现场改变,所以在打捞作业中往往扮演着重要的角色。
弯钻杆最好从母接头端弯曲。因为它弯曲角度小,偏移距离大,又有很好的弹性,•多年来在现场使用的效果也很好。
4）壁钩
壁钩也无一定规范,•根据需要而做,大致说来有两种:一种是配合打捞工具使用的,其长度较短;一种是专门用来拨动鱼头的,其长度在3～7m之间。
(1)结构:如图6-9所示,壁钩是由高强度厚壁管或钻铤切割、锻制而成,上部为母接头,和钻柱连接,下部为螺旋形钩头,其内径要比落鱼外径大一些。但是绝不允许用钻杆或套管来锻制壁钩,•因为在壁钩上是不允许出现任何问题的。如果壁钩落入落鱼旁边，将无法打捞。
(2)•使用方法:壁钩可以直接接在钻柱上,也可以接在打捞工具下面,也可以接在可变弯接头或弯钻杆下面,下钻时钻柱螺纹必须上紧。下入深
度视壁钩长度而定,若带有打捞工具,•不能使打捞工具下端超过鱼头,然後转动钻具,观察转动情况,若没有别劲,说明钩头未碰到鱼身,若有别劲,则说明钩头已钩到鱼身,应在保持别劲的情况下锁住转盘,下放打捞工具对鱼。别劲的大小以每千米钻具旋转1～2圈为宜。若下入的是长壁钩,未带打捞工具,则下入深度可以超过鱼顶多一点,•但不能超过鱼顶下部的第一个钻杆接头,•在转动钻具有别劲时,可以在保持别劲的情况下上提钻柱,别劲消失时的那个井深,就是鱼顶所在位置。可再下放壁钩,重复上述动作,我们的目的就是拨动鱼头,让它改变位置。若上提时发现别劲减小,可再转1～2圈,•此时最好不要脱离鱼顶,就在鱼顶以下上下活动,若果发现别劲的方向有变化,•表明鱼头可能已被拨动,即可起钻换打捞工具,进行打捞。
5）铅模
当井下落物情况不明或鱼头变形情况不明时,•无法决定下何种打捞工具,此时就需要用铅模来探测落鱼形状、尺寸和位置。
(1)结构
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铅模是由接头体和铅模两部分组成。接头体下部浇铸铅模的部位车有多个环形槽,•以便固定铅模。铅模中心有孔,可以循环钻井液。如图6-10(a)为平底铅模,用于探测平面形状。图6-10(b)•为锥形铅模,用于探测径向变形。
(2)使用方法
①根据井眼直径和探测目标,•选择铅模的形状和尺寸,一般的要求,其直径应小于井径10%。
②下井前,•应将铅模的表面(包括底面及周围)整理平整,尽量不留残余印痕,对无法清除的印痕应做好记录,以免混淆。
③井眼必须畅通无阻。下铅模时不允许遇阻，如有遇阻,•不许用转动铅模的办法消除阻力,•应立即起钻。因为一旦遇阻就会打上不是鱼顶的印痕,容易引起人们的错误判断,而且还容易把铅模别落于井下。
④下至鱼顶附近0.5～1m左右,开泵循环钻井液,将鱼头冲洗干净,在冲洗干净之前,绝不允许铅模接触鱼头。
⑤下放打印,打印压力根据鱼顶情况及铅模与鱼顶接触面积大小来决定,如鱼头断面为尖茬,打印压力应小一些,一般为每英寸直径1～2kN,如鱼顶较为平整,可适当增加打印压力,一般为每英寸直径5～8kN。总之,既要求把铅印打好,又不许把铅模压掉。
⑥一般情况下,铅模一接触鱼顶就必须打印,而且只能打印一次。如果认为第一次打印不理想,可以提起铅模,旋转180°,再打印一次。两次打印的压力应有区别,便于起钻后进行分析。
⑦锥形铅模打套管损坏部位时,深度必须准确,遇阻不能硬压。
⑧铅模起出井口,应先清洗干净,分析印痕,然後再从钻柱上卸下,在卸下铅模时,•要保护印痕部位不受外力擦损。卸下的铅模应底部朝上放置,便于观察分析。
6）套筒铣鞋
如果落鱼的鱼头不规则,如变形、破裂、弯曲、或鱼顶不齐,妨碍打捞工具进入或无法造扣,就需要修整鱼顶,使其符合打捞工具的抓捞要求,以便打捞。在这里我们必须郑重警告:绝对禁止用平底磨鞋或锅底磨鞋去修整鱼顶,因为那样做的结果,只能把事情弄得更糟。
常用的修整鱼顶的工具是套筒磨鞋,•因为它面积大,容易套住鱼头,可以防止鱼顶偏磨。它的结构如图6-11所示,就是在普通平底磨鞋外围加焊套筒,•套筒要用强度高且有相当厚度的管子制作,并要焊接牢固。下部割有引鞋,以便引入鱼头。
使用套筒磨鞋时,必须注意:
(1)根据井径及鱼顶外径选择合适的套筒磨鞋,套筒外径应小于井径6%以上,套筒内径应大于鱼头外径10mm以上。
(2)转动时不能有别劲,因为鱼头进入套筒后,一般不会发生别钻,如有别钻现象发生,•则可能是套筒骑在鱼头上,很易使套筒变形,以后再也很难套入。
(3)套铣时加压不可过多,每英寸直径保持2～5kN即可。因加压力过多,•在鱼顶部位产生弯曲,磨鞋与鱼顶不可能平面接触,而鱼头又极易触及套筒,•把套筒磨穿。另外也容易形成向落鱼内径方向突入的毛刺。
(4)磨铣到预定深度後,减压至1～5kN,再研磨0.5～1小时,消除可能产生的毛刺。 (5)套筒磨铣的缺点是铁屑容易进入落鱼水眼,如进入的铁屑较多,有可能堵塞钻头水眼,而导致打捞落鱼后的循环失灵。
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7）领眼磨鞋
如鱼顶胀裂,或环形空间太小,不便下入套筒磨鞋时,可以下入领眼磨鞋,修整鱼顶。领眼磨鞋的结构如图6-12所示,它是由平底磨鞋和导向杆组成。导向杆的直径应根据鱼头内径来决定,应比鱼头内径小10mm。长度以150-200mm为宜。顶部做成锥形或笔尖状,•使它容易进入鱼头。导向杆可以是实心钢杆也可以是空心钢杆,•实心钢杆的优点是耐磨,不容易发生掉导向杆的事故,空心钢杆的优点是可以通过导向杆循环钻井液,落鱼水眼内不可能掉入铁屑。导向杆与磨鞋体之间一定要用正螺纹连接,然后再用电焊焊牢.
使用领眼磨鞋时应注意:
(1)•导向杆必须有足够的强度,如用空心杆做导向杆,其壁厚不能小于12mm。磨鞋直径不能太大,因磨鞋直径越大,导向杆越不容易进入鱼头水眼。
(2)•磨铣时如鱼顶不平，可能有别钻现象产生,应轻压慢转，不可操之过急。
(3)•磨铣时加压不可过多,每英寸直径保持2～5kN即可,如加压过多,在鱼顶部位产生弯曲,容易把导向杆别断。
(4)•容易产生外伸的毛刺,如果准备从外径打捞的话,应在起钻前减压研磨0.5～1小时,以消除可能产生的毛刺。
8）扩孔铣锥
有些落鱼,从外径打捞,环形间隙太小,母锥、打捞筒等无法下入,只能从内径打捞。但内径又太小,能够下入的工具强度也小,很容易断入水眼,使打捞失效。为了解决这个矛盾,唯一的办法就是把落鱼水眼扩大,以便下入强度较大的打捞工具,进行打捞.
如图6-13所示,•扩孔铣锥由三部分组成。上部为连接螺纹,可以和打捞钻柱连接。中部为铣锥,其外径根据需要设计,由碳化钨块镶嵌于钢体制成,其长度应不小于打捞工具的需要量。下部为导向杆,其外径应小于落鱼内径5～10mm,•中心有循环孔,用以循环钻井液。整个工具要有较好的同心度和垂直度。
使用扩孔铣锥时应注意:
(1)使用扩孔铣锥的特定环境是两小,即落鱼水眼小,环形空间小,因此铣
锥本身的强度有限。所以在扩孔时必须轻压•(10～20kN)•慢转(40～60转/分),不停的循环钻井液、保护铣锥不受意外的伤害。
(2)•进尺必须测量准确,要在相同压力下进行测量。 (3)起出铣锥后,丈量铣锥外径。而实际扩孔内径应比铣锥外径大1～1.5mm左右,以此作为选择打捞工具的参考。
二.电缆和仪器落井
测井中的复杂问题，另有专章论述，本节只讨论电缆及仪器落井问题。一般来说，测井仪器或电缆遇卡，采用穿心打捞方法是可以解除的，但由于种种原因，电缆与仪器断落于井中的事也是常有的，就使事故更加复杂化，这就需要设法打捞。
电缆落井比钻具落井更难处理,因为不知道鱼顶的确切位置,也无法依据地面仪表进行判断,•工具下浅了捞不住,工具下深了,有可能被盘绕的电缆咬住,•脱不了钩,反而把钻具又
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卡在井内。同时电缆很轻，不可能用钻井指重表进行判断，下钻遇阻或上提遇阻都是电缆堆集成团的显示，因此对电缆的打捞绝不可掉以轻心。
（一）测井事故发生的原因
测井仪器下得去而起不出,•电缆的极限拉力有限,在上起遇阻时,拉少了不解决问题,•拉多了会把电缆拽断,使问题更为复杂,这是一个非常棘手的问题。仪器遇卡的原因主要有:
1.由于长期起下钻的磨损,•会把套管鞋磨破,形成纵向破口,仪器上起至破口时被卡。 2.裸眼井段的井径不规则,大小井径相差悬殊,形成许多壁阶。在井斜较大壁阶较突出的井段,仪器上下运行均可能遇阻。
3.井壁坍塌:井壁坍塌现象是经常发生的,只不过有大小之分而已,如果在电测进行期间,适逢井壁大量坍塌,则仪器很可能被塌块所阻。
4.钻井液性能不好,•特别是切力太小,钻屑和塌块携带不干净,也不能均匀地分散在井筒内的钻井液中,而容易沉降堆集在一起,形成砂桥,阻碍了仪器的运行。另外,钻井液的固相含量大、滤失量大、形成的井壁滤饼厚,也容易把电缆粘附在井壁上。
5.地面操作失误:如转盘转动将电缆绞断;绞车工操作失误把仪器从井口拽断;天、地滑轮固定不好,使电缆从井口折断等也是常有的事。
6.仪器下行遇阻时,未及时发现,电揽下入过多,盘结成团,则上起遇阻甚至起不出来。 7.在测井过程,•发生井涌、井喷,来不及起出测井仪器,只好把电缆剁断,扔入井中,进行紧急关井。
（二）测井事故的预防
1.钻井一开始就要为完井做准备,要严格控制井身质量,力争做到井斜变化率小,井径扩大率小,为顺利测井与固井创造条件。
2.搞好钻井液性能,•使其与地层特性配伍,减少垮塌，并具有良好的携砂能力,能把钻屑与垮块排到井筒以外。在测井以前,要充分循环钻井液,把积砂冲洗乾净,使全井筒钻井液性能均匀稳定。
3.如果钻井施工时间过长,应对套管采取保护措施,如在钻杆上装胶皮护箍或防磨接头,减少对套管的磨损。套管鞋应用套管接箍制作,不能用套管护箍代替,下部必须车成45°斜坡。管鞋与套管连接后,必须用电焊段焊,以防脱落。
4.测井前起钻,•要控制起钻速度,防止抽吸,导致井壁不稳。对井底五百米井段最好短程起下钻一次,确证畅通无阻,而且井下稳定，再进行测井。
5.起钻时要连续灌入钻井液,•保持环空液面不降,液柱压力不降,在测井过程中上起电缆时也要灌入钻井液,不使松散地层垮塌。
6.每次测井前,钻井队要向测井队详细交明井下情况,如井深、井径、套管鞋深度、起下钻遇阻遇卡位置、井内落物、钻井液性能及其它异常显示,作为测井队的参考。
7.连续测井时间不可过长,如在24小时内测不完所有项目,应在通井循环钻井液后再测。
8.上提仪器遇阻,•应耐心活动,上提拉力不应超过电缆极限拉力,绝不允许将电缆拉断。 9.在靠近仪器的电缆上应有不少于两个非常明显的记号,•仪器到井口附近时必须慢起,绞车司机要听井口工的指挥,防止拽断电缆。
10.仪器与电缆的连结处应是一个弱点,•上提到一定拉力时,应从此处脱节,而不应破坏电缆。
11.有些井段,•下行时遇阻,上行时并不遇阻,可以多次试下,甚至改变仪器结构再下。有些井段下行遇阻,上行也遇阻,这就应引起足够的警惕,最好是通井循环划眼后再测,不要在不安全的环境下进行测井工作。
12.要作好地面的一切防范工作,•如天、地滑轮固定要牢靠,转盘一定要锁死,在测井期
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间,钻台上不许进行有碍测井的工作。
13.测井队的绞车司机、•井口工、仪器操作员必须严守岗位。钻井队在钻台上也必须有专人值守,以便随时与测井队配合。
（三）落井电缆与仪器的处理 1落井电缆的打捞 1）工具
（1）内钩捞绳器
如图6-14所示,•内钩捞绳器也叫内捞矛,是把厚壁钢管割开,内壁上焊上挂钩制成,•挂钩顺时针方向倾斜,电缆被挂钩挂住之後,在转动扭矩的作用下,钩体向内收缩,使打捞更为可靠。
（2）外钩捞绳器
如图6-15所示,外钩捞绳器也叫外捞矛,是由接头、挡绳帽、本体和捞钩组成。本体的锥体部分焊有直径为φ15mm的捞钩,•捞钩与本体轴线呈正旋方向倾角,•挡绳帽的外径应比钻头直径小8～10mm,园周可以开6～8个水槽,挡绳帽的用途是不让电缆挤过
挡绳帽而造成卡钻。这种工具也可以在现场用废公锥自行制造。
2）。打捞方法
①工具选择:根据套管内径或钻头直径选择工具,使用内钩捞绳器时,其外径与套管内径或井眼直径的间隙不得大于电缆直径,使用外钩捞绳器时,•档绳帽的外径与套管内径或井眼直径的间隙不得大于电缆直径。
②钻具结构:捞绳器+一根钻杆+安全接头+钻杆
下安全接头的目的是在万一遇卡时可从安全接头处倒开,•起出上部钻具,•然后，下铣筒套铣电缆解卡。在安全接头以下接一根钻杆比较有利,这样既便于套铣筒套入,也便于打捞落井的捞绳器。
③初次打捞，电缆头的位置，可以用测电阻率的方法进行确定。
④如果捞绳器上焊有挡绳帽，可以多下入一些，但只要有遇阻现象，就应打捞起钻，打捞的方法就是转动几圈（3～5圈），即可起钻。
⑤如果不带挡绳帽，也可以多下，但不一定遇阻。这要采取分解矛盾的办法，即捞矛可能已超过电缆头很多，若打捞后直接起钻，捞矛上的电缆可能越集越多，最终形成活塞，卡死钻具，而且也失去循环。因此，在这种情况下，就要多转，让不同部位的电缆缠在不同部位的钻杆上，这样，在起钻的时候，电缆就不会集中在一起。看似危险，实际上最无危险，反而大大地提高了打捞效率。要知道，一米长的电缆在φ127mm钻杆上要缠三圈，1000m长的电缆要缠3000圈，用60r/min的速度转动，要转50分钟。不过起钻时要慢起，要注意遇阻。若发现遇阻，绝不可硬拔，应放松电缆，然后再转，要多转，转的目的，是把电缆缠得更紧，把电缆盘的外径缩小，就可以起出来了。如果还起不出来，只要不拔死，可继续转动，可以把电缆磨碎，自然可以起出来了。
如果说卡死了，也不要紧，可从安全接头处倒开，下铣筒铣电缆，那是很容易的事。
2．落井仪器的打捞 1）工具
(1)卡瓦打捞筒
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一般用螺旋卡瓦打捞筒,和钻具卡瓦打捞筒的结构和作用原理一样,•只是卡瓦内径要根据仪器外径来选定。如果采用穿心打捞方法，顺藤摸瓜，这种工具是很有效的，如果说在大井眼中打捞落井仪器，不好对正鱼头，其效果较差。
(2)卡板打捞筒
如图6-16示,是专门用来打捞光杆状落物的工具,而且对相关尺寸的要求没有卡瓦打捞筒那么严格,只要落物一进卡板就能捞着。
(3)卡簧打捞筒
如图6-17所示,卡簧打捞筒是用套管
割制的,制作和使用都十分方便,•在现场没有更好的工具时,可以用它来打捞。注意:为了循环钻井液,磨铣砂桥或电缆,可以把几个窗口堵死。
（4）三球打捞筒
如图6-18所示，三球打捞器是由上接头、球体、钢球、阻球短节、加大引鞋等几部分组成。上接头与打捞管柱相连，球体内均布三个等直径斜孔，，各装一个大小一致的钢球，与工具水眼相交汇，阻球短节上端面与球体相连，引鞋的尺寸要比井径小10mm左右。打捞器靠三个钢球在斜孔中的位置来改变公共内切园直径的大小，从而实现落物的打捞。当光杆落物进入引鞋后，推动钢球沿斜孔上升，内切园直径增大，当光杆通过球体进入上接头后，三个钢球依靠其自重沿斜孔回落，停靠在光杆本体上，内切园直径减小，上提钻具，斜孔中的三个钢球在斜孔的作用下，给落物以径向夹紧力，从而抓紧落鱼。
来。
（5）钢丝环打捞筒：如图6-18所示，它是由上接头、筒体、钢丝环、背帽、引鞋等组成，上接头有螺纹与钻具及筒体相连，筒体内部装有钢丝环，各环上的径向方向穿有1-1.5mm钢丝若干,作为卡取落物之用。在筒体下端装有背帽，其作用是压紧钢丝环，防止由于引鞋脱落后钢丝环掉入井中，在背帽下部用引鞋与筒体相连，引鞋除有引导落物进入打捞筒内的功能外，尚有压紧背帽的作用。
如果没有现成的钢丝环打捞筒，现场也可以自己制造，即根据井径选用合适的套管。在本体上割孔，插入钢丝焊牢，即可下井使用。
2）打捞方法
(1)仪器遇卡的深度,一定要算准确。下钻打捞时,提前一个立柱,慢慢下放,•探测鱼顶。一般情况下,仪器遇卡时应该是直立的,它的态势对打捞有利。但一旦遇阻,•加压过多,会把鱼顶压弯,使其斜靠于井壁,•这样就不容易把仪器引入捞筒。企图用加压的办法把仪器推到井底,是不可能的,而且是十分有害的。
(2)电测仪器落井时,仪器顶部往往带有一截电缆,妨碍仪器进入捞筒,但用捞绳器打捞 的话,电缆又太短,捞钩起不了作用,此时只好在捞筒下面接铣鞋,把电缆铣碎,然后才有可能打捞仪器。但在磨铣电缆时,•仪器可能解卡下落,所以在不遇阻的情况下,可以继续向下追
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寻。遇阻时,切不可多压,应慢慢拨动将仪器引入捞筒。
(3)如仪器被砂子掩埋,•需要先行套铣,然後打捞。套铣时,仪器有可能下落,应继续向下追赶。直至不动为止,应记清确切的深度,便于下次打捞。
光杆物体既不能直立，又不能平卧，而是斜立于井中，没有明确地可供打捞的部位，指重表上也没有任何显示，是否打捞成功难以判断，这里介绍一种半圆式引鞋,可以帮助我们进行判断。如图6-19所示，将一圆筒沿周向割去管壁的二分之一，长度0.3～0.4m,•形成一个高差, 当引鞋遇阻之後,记一个方入,如图6-20(a)所示;提起钻柱,旋转180°,再往下探,遇阻之後,再记一个方入,•如图6-20(b)所示;两个方入之差正好是引鞋的高差,此时选择方入多的那个位置即引鞋低边接触鱼头的那个位置下探,遇阻后稍微上提一点(约0.10～0.15m)•再旋转180°,其
目的是让引鞋的高边把鱼头引入
打捞筒,如图6-20(c)所示;再下放捞筒,若引鞋低边不遇阻,•说明落鱼已引入捞筒,可下放打捞,使落鱼进入两付卡板之间,•如图6-20(d)所示,即可起钻。如果旋转180°之後,引鞋低边仍然遇阻,可能是打捞筒旋转角度不足或已超过,或者是鱼头挪动了位置,•此时应再提起一点,再转动180°,再下探,直至顺利把鱼头引入捞筒为止。不过,要注意,任何时候不能把引鞋高边提离鱼顶。
三.不规则落物的处理
不规则落物指钻头、牙轮、刀片、卡瓦牙，钳牙及从井口落入的各种手工具等，因为它体积小、又无抓捞部位，所以必须用特殊的办法进行处理。
（一）落物发生的原因
1.产品质量有问题:•如牙轮钻头、刮刀钻头在厂家规定的参数内运行时,•仍然发生整体掉落或部分掉落事故,除某些外界因素影响外,主要是产品质量上存在某种缺陷而引起的。
2.使用参数不当:•过高的钻压,过高的转速,使钻头过早地产生疲劳现象。送钻不均,•使钻头产生冲击负荷。溜钻、顿钻、又使钻头在短期内承受超过其设计能力的巨额载荷。这些都足以造成钻头事故。
无论是牙轮钻头的牙轮还是刮刀钻头的刀片,•都不可能在同时间内全部落井,•总是先有一个或半个落井,而操作者不查,在井下已有别钻、跳钻或进尺锐减的情况下,•仍不甘心起钻,而要反复试探,这样就把第二个第三个牙轮或刮刀片别入井下,使事故更加恶化。
3.超时使用:•任何钻头在一定的钻进方式下都有一个可供参考的使用寿命,但不是固定不变的,它和钻遇的地层条件、钻进参数、钻井液性能、井底温度、井底清洁程度都有密切关系;•而且同一个厂家生产的钻头,其质量也非整齐划一,工作寿命也是有区别的。所以我们应根据钻头在井下的实际工作情况分析判断,•决定起钻时间。发现异象如进尺减慢、扭矩增大、转速不匀、别钻、跳钻等应结合地层情况进行分析,如果停钻及时,绝不会发生问题。
4.钻头与接头连接螺纹的规范不一致,•或者是在大扭矩下将母螺纹胀大,或者不加控制的打倒车造成整个钻头落井。
5.顿钻造成钻头事故。 6.从井口落入物件。在起下钻、接单根及其它作业过程中,•井口工具及其另件落入井中的机会较多,大者如卡瓦、吊卡、小者如榔头、橇杠、卡瓦牙、吊钳牙,形形色色,•不一而足。
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还有,在钻具断落的情况下,仍盲目地投入测斜仪及憋压钢球等,这些物件往往落入环空。
（二）预防井内落物的措施
1.防止从井口落入任何物件:首先对井口常用的专用工具如吊卡、卡瓦、安全卡、吊钳等进行仔细地检查,•每一个螺钉、轴销、穿销、都要紧固齐全。一般情况下,井口不许使用撬杠、榔头等手工具,不得已而用时,要采取防掉措施,如盖好井口、拴保险绳等。上卸钻头必须使用钻头盒。双吊卡起下钻要用小补心。总之,•要堵塞一切可能落物的漏洞。
2.钻头使用要根据井下实际情况掌握,若井下有异常情况如别钻、跳钻、扭矩增大、应仔细判断是什么原因造成,一般的说有三种情况:(1)井下有落物,调整钻压、转数不起作用,进尺锐减或无进尺;(2)钻遇特殊地层,•如钻遇砾石层就会跳钻,钻遇某些泥页岩层也会别钻,但有进尺,•且钻速基本均匀,调整钻压转数後会见到明显效果;(3)钻头早期磨损如轴承旷动、牙轮互咬、牙轮卡死、都会发生别钻、跳钻现象,•但有进尺而钻速降低。遇到这些情况,如果一时判断不清,虽然钻头使用时间不够,也要及早起钻。
3.井下情况不正常,•如悬重下降、泵压下降、在地面查不出原因时,绝对禁止从钻具水眼内投入任何物件如测斜仪、憋压钢球等。
4.表层套管和技术套管的套管鞋必须与管体本身连接牢固,•并且用粘结剂粘牢或用电焊焊死,套管鞋与井底的距离越小越好,而且应坐在不易垮塌的砂岩井段,因为这部分的水泥石往往固结不好,很容易掉水泥块和套管鞋,给正常钻进带来麻烦。
5.钻头的配合接头螺纹规范必须与钻头连接螺纹的规范一致,•防止整个钻头脱扣入井。 6.刮刀钻头在井下所受扭力较大,其连接螺纹应适当加强。 （三）落物的处理
1.整体钻头落井：虽然螺纹已经损坏，不可能用接头对扣打捞，但只要有抓捞的部位，就应该用公、母锥进计打捞。（1）在打捞工具上面接一个与钻头直径相近的扶正器，因钻头体短易斜，是打捞失败的主因，有了扶正器，可防止钻头偏斜。（2）打捞尺寸短，打捞工具螺纹直径与落物打捞部位直径的配合要十分精细。
如果螺纹断裂，没有打捞的可能，就只好用磨鞋磨碎，用打捞器打捞。 (5)起钻时不许用转盘卸扣。 2.不规则碎物的处理 1)打捞
如牙轮、刮刀片、钳牙、卡瓦牙、小型手工具等可用打捞器进行打捞。常用的打捞器有以下几种:
（1）随钻打捞杯
随钻打捞杯是在钻进过程中用于打捞细碎落物如牙齿、滚柱、滚珠等小物件的工具,在磨铣井底落物的过程中,也用于打捞铣碎的铁块,对于保持井底清洁,提高钻头使用寿命,减少或防止钻头意外损伤有重要作用。
如图6-21所示,•随钻打捞杯是由芯轴、外筒、扶正块、下接头等组成。
随钻打捞杯的外筒外径较大,与井眼形成的环形间隙较小,而杯口处的芯轴直径较小,而与井眼形成的环形间隙较大。因此,钻井液上返时在杯口处流速突然下降,•形成涡流,其携带能力也大大减弱,在钻井液中携带的较重碎物便落入杯中,•在起钻时随钻具捞出。
随钻打捞杯,•可直接接在钻头上、磨鞋上或打捞篮上,在起钻前,改变排量冲洗井底,•使形状大小不同的碎物在适应的排量下携带至杯口处,落入杯中。
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打捞杯杯口处是平台肩,因此起钻至套管鞋处要特别注意,防止杯口挂住套管鞋,造成钻具事故。
（2）磁力打捞器
磁力打捞器是打捞井内可被磁化的金属碎物的一种工具,•按磁铁类型分有永磁式和充磁式两种,•按循环方式分有正循环式和反循环式两种。
磁力打捞器的结构如图6-22所示,•由接头、外筒、橡皮垫、螺钉、压盖、绝缘筒、垫圈、磁铁、喷水头、铣鞋等组成。
打捞器外筒由高导磁性材料制成,磁芯上端的磁力线通过接头和外壳传导,组成磁力线通路,因此可以把外壳和引鞋看成是由磁性材料制成的磁铁外套,•是磁铁的一个磁极;而永久磁芯的下端为另一个磁极。在引鞋与磁芯中间用非磁性材料(铜)隔开,防止短路。打捞时,铁磁落物将两磁极搭通,使之牢固地吸附在磁力打捞器底部。
使用磁力打捞器,应注意以下几点:
①铣鞋的选定:如井下落物尺寸大、数量多、分布广,应选用平鞋,因与落物的接触面积大,•距离近,•易于打捞。但打捞时钻压不宜大于10kN,在有压力的情况下不许转动。若估计落物在井底被泥饼粘住或陷入地层,应选用拨鞋,可以拨动井底落物。当拨鞋接触井底落物时,可以慢慢转动钻具,拨动落物。当磁芯接触落物时,禁止转动,以防损坏磁芯。
若井眼不规则或井底是锥形,•磁芯无法接触落物时,可选用铣鞋,它可以钻切井壁,修整井眼,使磁芯接触落物。操作时要特别注意转动下放的深度和施加的钻压,防止将落物压入地层,更不能把磁芯别坏。
②•充磁式磁力打捞器,下井以前必须先给磁芯充磁,并注意充磁极性,不得接反。
③下井前应检查磁芯吸力、外观、螺纹及水眼情况,连接磁力打捞器时应将磁力打捞器放在木板上进行,不许把工具直接放在转盘上,更不许在搬运和连接过程中猛烈震击磁力打捞器,以防失磁。
④工具下至距落物2～3m时,开泵充分循环钻井液,并慢慢下放到井底,将井底积砂冲洗乾净。可以直接开泵打捞或停泵打捞。然後上提0.3～0.5m,转动不同的方向,•反复打捞几次。检查方入,如各方向方入一样,即可起钻。起钻时不许用转盘卸扣,以防将落物甩脱。
（4）反循环打捞篮
反循环打捞篮是利用工具的特殊结构,•造成钻井液在井底的局部反循环作用将井底碎物冲入篮内而进行打捞的工具。如图6-23所示,•它是由接头、筒体(包括外筒和内筒)、喇叭口、球座、篮框、篮爪、铣鞋等组成。筒体是双层结构,上水眼向上倾斜45°,一般直径为20～25mm,数量4～6个。它使内筒空间与井眼环空连通,但与内外筒之间的环形间隙隔开,反循环时,它是井底钻井液从内筒返出的通道。下水眼向下倾斜15°,直径一般为8～10mm,数量16～20个,它使内外筒之间的环形间隙与井眼环空相通,是使射流通向井底形成反循环的通道。筒体下接铣鞋。
反循环打捞篮的内部结构为: 喇叭口:用以引导钢球进入球座。
球座:钢球投入后,座于此处,断绝钻井液正循环的通路。
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篮框与篮爪:•像取心工具的岩心抓一样,是捞取落物的主要部件,它只允许落物进入而不允许落物退出。另外,•打捞后还可以取一段岩心,把落物承托于岩心之上。篮框与篮爪和外筒之间有一定的间隙,在工作中不随外筒转动,•以免落物或岩心别断篮爪。
反循环打捞篮的工作原理是:下钻到井底,充分循环钻井液,清洗井底。然后停泵,投入一钢球,•待钢球坐于球座上後,堵塞了钻井液向下的通道,迫使钻井液流经双层筒的环形间隙由下水眼射向井底,•然后从井底通过铣鞋进入捞筒内部经上水眼返到井眼环空,形成了局部的反循环,在钻井液反循环作用力的冲击和携带下,•被铣鞋拨动的碎物随钻井液一起进入篮框。当停止循环时,篮爪关闭,把落物集中在捞筒内而被捞出。
反循环打捞篮的使用方法如下:
①反循环打捞篮结构的组合:要根据落物的形状、大小及地层硬软等因素来选配篮框及铣鞋,•必须做到能使落物进入篮框。
②下井前的检查
a.钢球应能通过钻柱水眼并和球座坐合严密。 b.筒体上下水眼畅通。
c.篮框在外筒内转动自如,无阻卡,篮爪活动灵活。 ③打捞步骤:
a.下钻完,开大泵量,充分循环,把筒内及井底沉砂冲洗乾净,并探井底记好方入。
b.投入钢球,开泵下送,并根据泵量计算钢球到位时间,当泵压升高1～2MPa时,证明已坐入球座。
c.边循环边转动钻具下放,直至距井底0.1～0.2m,这时局部反循环作用最大,•最容易捞上落物,应维持15～20分钟循环时间,然后拨动或磨铣至井底。正常打捞时,原则上不加压,以免铣齿吃入地层後失去反循环作用。
d.如果井下落物较大较多,进不了铣鞋,可以加适当的压力(10～20kN)磨铣,使落物改变位置,或将落物磨碎,使其容易进入筒内。磨铣时以低转速(40～60转/分)为宜。磨铣开始时,可能有别、跳现象,在落物未进入铣鞋前别、跳是难免的,待落物进入铣鞋后,别、跳现象将减轻甚至会消失。
e.如果认为打捞不可靠,可以钻进取心,取心长度视内筒长度和落物高度而定,但最少应取心0.3～0.5m,堵塞打捞筒底部,使落物没有脱落的可能。但起钻时不能用转盘卸扣。
(5)喷射吸入式反循环打捞篮
这种工具和其它反循环打捞工具的作用原理基本相同,所不同的是没有钢球和球座,而是在上接头的下端安装一个喷嘴,在钻井液射流作用下,可形成局部负压,将内筒的钻井液抽入混合室,与泵入的钻井液混合，再流向井底,这样不但增加了反循环排量,而且使环空钻井液更容易流入内筒,提高了打捞效率。
它的结构如图6-24所示,•由上接头、喷嘴、混合室、回压球、上水眼、下水眼、内外筒、篮框和铣鞋等组成。
上接头内孔下端装有一个喷嘴,•喷嘴与混合室之间的间隙经滤板和三根管道与内筒下部相通。循环钻井液时,•喷嘴射出高速射流,使喷嘴与混合室之间产生负压,将内筒里的钻井液吸出并进入混合室与泵入的钻井液相混合。混合室与内外筒间的环隙及下水眼相通,进入混合室的钻井液由下水眼喷出,形成局部反循环,增加反循环的速度和力量。
上水眼内装有回压球,保证吸入混合室的钻井液是来自井底而不是来自环空。
吸入式反循环打捞篮的使用方法是:
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① 选择适当的排量,使喷嘴射流速度保特在80～100m/s之间。
② 调整喷嘴与混合室之间的间隙,使射流能吸出最大的流量,例如,LC-F225mm捞筒的间隙为45～60mm。
③ 工具下井前应仔细进行检查,各处螺纹上紧,水眼不能堵塞。 ④ 打捞操作步骤可参考反循环打捞篮的做法。
(6)反循环强磁打捞器
反循环强磁打捞器是反循环打捞篮和强磁打捞器相结合的产物,具有两者的优点。如图6-25所示,•它是把反循环打捞篮的篮框取出,装入磁芯,便把反循环打捞篮变成反循环强磁打捞器了。
它的作用原理和反循环打捞篮一样,•所不同的是反循环打捞篮可以钻进取心,而反循环强磁打捞器绝不可钻进取心。
（7）动磁式反循环打捞器
动磁式反循环打捞器主要由拨鞋、岩心抓、磁心、筒体、球座、钢球、上接头等部件组成，见图6-26。上接头使筒体与管柱连接，筒体的上部设置有反循环出口，外筒的下部设置有喷嘴，经外筒下部的喷嘴喷出的射流能有效的将裸露的落物冲向中心，这时拨鞋内的磁心就能有效的吸附靠拢其下端的落物，随着打捞钻进的进行，落物和磁心将被岩芯托起并在筒体内向上滑动。扶正式岩芯抓具有良好的弹性，且可在拨鞋的内锥面上滑动，割芯时，能抱紧岩芯，并把已捞获的落物承托在内筒体里。磁心具有结构新颖、体积
小、重量轻、吸附能力大、性能稳定等特点。磁心体与绝磁套组成一个封闭的回路，并将磁通量高度集中在磁心的底部，形成一个很强的磁场区，而在其它部位则不会有磁传导出来。因此，磁心能在内筒里面上、下滑动。拨鞋呈喇叭口状，外径比井径稍小，内径比新的单个
牙轮大，即使是新牙轮落井，都能顺利通过。拨鞋的外表面镶有硬质合金，能有效的克服落物和地层阻力，保持外径尺寸。
当动磁式反循环打捞器下到落物附近时，进行正循环，钻井液通过内筒及磁心水眼进入井眼环空上返，可以清洗沉积在落物上的岩屑。调整好钻井液性能后，从钻杆内投入钢球，开泵使之下行，当钢球坐在球座上后，钻井液即经内外筒环隙从喷嘴喷出，进入打捞器下部的井眼环空，由于喷射作用，在工具内腔形成低压或真空，钻井液便从磁心水眼进入内筒，并从反循环口流出上返，形成了局部反循环，将井底落物冲向中间。此时，可慢慢转动着下放打捞工具，直至井底。并上、下活动数次以拨套井下落物和碎屑，可被磁化的落物就被磁心吸附。经转动无别劲，证明落物已进入捞筒后，可钻取一段岩芯，使落物和磁心被岩芯托起并沿内筒壁向上滑动，一般取芯0.3～0.5m,然后，上提一定拉力割断岩芯，起钻时不能用转盘卸扣。
（8）取心打捞器
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心打捞器就是一个较短的机械加压式取心筒，如图6-27所示，它是由上接头、外六方心轴、内六方接头、销钉、外筒、内筒、爪式岩心抓、铣鞋等组成。它利用铣鞋划眼，把落物套入内筒，然后加压，剪断销钉，钻压由外六方轴传给内筒，内筒下压爪式岩心抓，使岩心抓沿铣鞋内台肩斜坡向中心收缩，捞获并承托落物。它的打捞作用类似一把抓，但比一把抓优越，首先爪子受到外筒的保护，不会在下钻过程中收缩，其次可以利用铣鞋拨动落物，甚至还可以取心，把井底打扫乾净。使用此种工具时应注意：①井底落物的最大尺寸不
得大于铣鞋的内径。②可以和打捞杯联合使用。③下钻遇阻不得超过销钉的剪切力，可以开泵循环划眼。④下钻距落物顶0.5m时大排量循环钻井液,冲洗内筒,然后下放,冲净落物周围沉砂。⑤停泵，上提1m左右，边转动边下放钻具，将落物套入内筒，直至底部。⑥开泵，轻压慢转取岩心0.2～0.3m.⑦停泵,加压,剪断销钉,使爪式岩心抓收缩,即可起钻.
（9）双筒钢丝捞筒
该工具用于打捞井底较大落物如牙轮及牙轮带巴掌，其大小形状只要能进入内筒，即可打捞，其结构如图6-28所示，外筒下接铣鞋，如落物外形较大或不规则，可以先进行磨铣，待其铣碎或磨小后，即可进入内筒。内筒是套合在外筒中，内部栽有许多钢丝，落物进入内筒后，即被钢丝卡住，但内筒不会随外筒旋转，不会破坏卡紧结构。所以落物就被稳稳地打捞上来。
2)其它方法 （1）普通平底磨铣：如钻头落井、三只牙轮同时落井、铣鞋落井、套管鞋落井,都是不好处理的。应澈底磨铣掉，或铣碎后再进行打捞。常用的磨铣工具是铣鞋。如图6-29所示,•磨鞋主要由上接头和锒有硬质合金齿或堆焊耐磨材料的磨鞋体组成。根据用途可以做成平底磨鞋、凹底磨鞋等不同型式。
使用磨鞋时应注意:
①用于裸眼中的磨鞋,其外径应比井径小10%左右,而且在径向应装保径齿。使用于套管中的磨鞋,其外径应比套管内径小4～6mm,径向不能装保径齿,也不能敷焊硬质材料,以防磨坏套管。
②•用平底磨鞋或凹底磨鞋磨铣落井碎物时,开始时应反复划眼,把附着于井壁上的碎物完全赶到井底,集中在磨鞋以下,然後小钻压磨铣一段时间,•再根据井下情况,调整钻压。如井下别、跳严重,应减轻
钻压。如井下工作平稳,可适当增加钻压,最大钻压应根据磨鞋直径来确定,但不应超过同尺寸牙轮钻头的正常钻压。磨铣时的排量应为正常排量的一半,防止把碎铁冲离井底。磨铣时的转速以40～60转/分为宜。要随时注意井下情况的变化,•遇有严重别钻,应立即停转,并控制转盘倒车速度,防止猛烈倒车,把钻具倒开或把磨鞋倒入井下。
③•在磨铣过程中,每20～30分钟应提起磨鞋划眼一次,在上提时要注意有无阻力,•在无阻力的情况下,上提2m左右向下划眼。每磨铣2～3小时,•应上提3～5m,停泵,上下活动钻具,待被钻井液冲起的碎铁下沉到井底後,再开泵循环,加压磨铣。
④•较大落物如钻头整体,一只磨鞋磨不完,可继续用多个磨鞋磨铣,最好的办法还是在
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磨碎之後,再用打捞工具打捞。
⑤在磨铣过程中,最怕的是碎铁块翻到磨鞋上边,造成落物卡钻。所以每次上提钻具都要特别小心,如有阻力绝不可多提,应下放至无阻力时,•转动磨鞋,使落物改变位置或挤入井壁,然後上提。若磨铣时别钻严重,•应在减除压力之後再转动磨鞋,直至转动无别劲时,方可上提钻具。
⑥在起钻前,应开大排量循环,洗井1～2周,将能携带至地面的碎铁全部排除在井筒之外。
（2）水力变径平底磨鞋 有时会发生这样的情况，钻杆或油管被水泥固结在套管中，内外孔都不通，甚至鱼顶不规则，无法打捞，只有磨铣一法。但钻杆或油管往往和外层套管紧靠在一起，磨鞋大了下不去，磨鞋小了磨不澈底。因此，设计了一种水力变径磨鞋，下钻时外径小于套管内径，磨铣时扩开后的外径可以达到需要的尺寸，使磨鞋的外径与外层套管之间不留间隙，这样可解决落物靠边磨不到的问题。变径水力平底磨鞋结构见图6-33所示。
上接头使工具筒体与管柱连接，筒体可固定刀片、活塞和限位体，阻流嘴节流可形成压差，活塞可推动刀片扩开增大直径，弹簧可使活塞复位，限位套起限制活塞位移的作用，支承块承载刀片负荷，刀片进行磨铣，限位体可控制磨鞋扩开外径的尺寸，另外还有密封圈、固定螺栓、刀片销等。
在循环时，阻流嘴节流形成压差，推动活塞下移，活塞下端推动刀片内
斜面使刀片扩开，达到设计的外径。限位体可限制刀片不使其过量扩开，以免损坏套管。转动管柱并加压，刀片即可磨铣落物。刀片上镶有高硬度合金块，并采用了特殊的焊接工艺，使磨铣速度有较大的提高。但又不能横向磨铣套管。
使用该工具时应注意：（1）地面检查各部件是否完整、灵活，每次使用后，一定要更换密封圈。限位体限制刀片扩开后的外径一定要与磨铣井段的套管内径相符。（2）磨鞋上部应装打捞杯，可打捞一部分碎屑。打捞杯上再接4～6根钻铤，（3）钻压按磨鞋直径（mm）的1/10kN考虑，转速30～40r/min,排量应尽可能开大。
（3）井下聚能爆炸
图6-31所示,这种切割器中有一个聚能炸药包,可以用电缆或钻杆把炸药包送到井底落物之上。用电缆送入时,•要用带有弹簧扶正器的加重杆,使炸药包处于井眼中心。加重杆的重量一般为180～230kg,它的作用是使炸药包容易下入,在爆炸时又可以平衡其反作用力。因爆炸是定向聚能爆炸,95%以上的力量是向下的,只有不足5%的力量是向上的,作用时间短,反作用力不大。最好是用钻杆送入,它可以更好的平衡爆炸时的反作用力,不使炸药离开井底,但对钻具不会造成伤害。
聚能炸药爆炸後,•所产生的高速气流将集中指向井底,而把落物炸碎,然後就可以利用以前所述的各种打捞工具进行打捞。
在少数情况下,爆炸力可能把落物碎屑挤入地层,这对牙轮钻头钻进来说,不会造成很大影响,钻进时在钻头以上接随钻打捞杯就可以解决问题。
井底聚能爆炸时应注意:
(1)确保井下正常,落物上边无沉砂。
(2)应选用方向向下的聚能弹,一般药量为0.5～1kg,太少的话，落物炸不碎,太多了又会把井径炸大。
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(3)•如一次不能把落物炸碎,可以进行多次爆炸,但不能一次把药量增加很多。 (4)聚能爆炸只适用于裸眼井段。
有时井下落物很硬，如PDC钻头的碳化钨胎体，采用磨铣方法收效甚微，又不好打捞，但它有性脆易碎的特点，可以先炸碎再打捞。为了有效的炸碎落鱼，设计了一个射孔枪枪尾，如图6-32所示。其外径比井径小10～15mm，尾腔内均布3～5个60mm弹孔，弹孔要有一定的倾角，以能最大炸碎落物为原则。射孔弹装好后要严格密封，并根据现场情况选择相应强度的起爆销钉。
该工具用钻杆下入井中，钻具结构是：枪尾+射孔枪头+压力起爆装置+钻杆。要平稳下钻，速度控制在0.5m/s以内。要根据起爆销钉压力、井
深及钻井液密度，控制钻柱内的灌浆深度，防止过早起爆。下完钻，当枪尾接触落鱼后，灌满钻井液，开泵缓慢憋压，当达到起爆压力（液柱压力+井口压力＞起爆销钉剪断压力）时，引爆射孔弹，爆炸工作完成。
然后，用反循环打捞篮打捞已炸碎的落物。
为了防止喷钻井液，可以在钻具中接一个旁通接头，但必须安全可靠。 大庆油田杏3-321-检33井，就用此法解决了PDC钻头打捞问题。
（4）挤入软地层
如果落物所处的部位是松软地层,•而打捞又有困难,则不必打捞,可用比井眼直径小一些的旧刮刀钻头(刀翼不能长,•呈锥形)或反刃尖钻头,•下至落鱼处,旋转拨动,使刀翼像榔头一样敲击落物,久而久之,落物即可被挤入井壁。拨动时不能性急,只要有轻微别劲即可,因为我们需要的是横向敲击力,•如果加压过多,钻具扭力过大,反而会造成钻具事故。挤入井壁的落物,很少有回落现象,不会给以后的钻进造成困难。
井下落物多种多样，打捞工具也要随机应变，最重要的是吃透情况，才能得心应手。有些工具还可以自己创造。往往土工具也能解决大问题。这是一个广阔的天地，希望你发挥自己的聪明才智。
起草人：蒋希文 2004-07-19
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