1、內(nèi)防噴工具使用經(jīng)驗(yàn)分享李 鋒塔里木油田分公司二一一年六月內(nèi)防噴工具使用經(jīng)驗(yàn)分享李 鋒塔里木油田分公內(nèi)防噴工具出現(xiàn)的問題內(nèi)防噴工具失效分析與技術(shù)改進(jìn)正確使用內(nèi)防噴工具內(nèi)防噴工具管理內(nèi)防噴工具出現(xiàn)的問題塔里木油田分公司吐孜1井井噴失控該井是一起嚴(yán)重的內(nèi)防噴工具使用不當(dāng)造成的井噴失控塔里木油田分公司該井是一起嚴(yán)重的內(nèi)防噴工具使用不當(dāng)造成的井噴吐孜1井是吐孜勒克構(gòu)造上的一口預(yù)探井，該井由第四勘探公司總包，60159隊承鉆。1999年11月22日用比重1.47鉆進(jìn)至井深2646.41米時，發(fā)生嚴(yán)重溢流；實(shí)施關(guān)井后，用比重1.50的泥漿壓井時發(fā)生井漏。本著“先治漏再壓井”的施工原則，采取正循環(huán)泵入堵漏泥漿

2、堵漏，受鉆頭水眼影響，堵漏材料的濃度和體積受到限制，正循環(huán)堵漏失?。蝗缓笈渲茲舛葹?0%的從環(huán)空堵漏漿反擠堵漏。反擠堵漏前，立壓1.5-6.5MPa,套管壓力6.2-6.5MPa，堵漏施工時，關(guān)閉方鉆桿下旋塞，施工中無法觀察立壓變化。一、發(fā)生經(jīng)過吐孜1井是吐孜勒克構(gòu)造上的一口預(yù)探井，該井由第四勘探公司總包29日反擠堵漏壓井后，開下旋塞，立壓9MPa，套壓4.3MPa10分鐘后立壓升至14MPa,搶關(guān)下旋塞未成功,立壓上升至24MPa將一號泵保險凡爾銷子蹩斷,強(qiáng)大的氣流沖出造成著火，焰高520m。一、發(fā)生經(jīng)過29日反擠堵漏壓井后，開下旋塞，立壓9MPa，套壓4.3MP事故直接原因：在不了解鉆桿內(nèi)

3、壓力的情況下，貿(mào)然打開方鉆桿下旋塞。在帶壓情況下，方鉆桿下旋塞又無法關(guān)閉。搶險經(jīng)過 ：1、關(guān)閉方鉆桿下旋塞，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)刺壞。2、關(guān)方鉆桿上旋塞，液壓扳手680kg.m的扭矩?zé)o法關(guān)閉。3、反循環(huán)壓井，由于無法控制鉆桿回壓失敗。4、采用剪切閘板剪斷5“鉆桿，然后注水泥封井。二、原因分析及搶險經(jīng)過事故直接原因：在不了解鉆桿內(nèi)壓力的情況下，貿(mào)然打開方鉆桿下旋 下旋塞編號：9709012，97年9月出廠產(chǎn)品圖中，該下旋塞開關(guān)內(nèi)六方孔呈明顯損傷痕跡，不能有效地傳遞扭矩。三、井噴時在用方鉆桿旋塞解剖分析 下旋塞編號：9709012，97年9月出廠產(chǎn)品圖中，該分析認(rèn)為，該下旋塞在吐孜1井發(fā)生鉆具內(nèi)井噴后，在開關(guān)

4、工具有磨損和鉆具內(nèi)存在較高流動壓力的條件下，進(jìn)行強(qiáng)行關(guān)閉，旋塞沒有關(guān)到位，造成高壓氣流刺壞下旋塞。三、井噴時在用方鉆桿旋塞解剖分析分析認(rèn)為，該下旋塞在吐孜1井發(fā)生鉆具內(nèi)井噴后，在開關(guān)工具有磨后來在搶險中盡管最后將旋塞完全關(guān)閉，但球體、上閥座等已先期刺壞，已不能起到密封作用。旋塞、球體、閥座三、井噴時在用方鉆桿旋塞解剖分析后來在搶險中盡管最后將旋塞完全關(guān)閉，但球體、上閥座等已先期刺上旋塞編號：9603017，是96年3月出廠產(chǎn)品。 三、井噴時在用方鉆桿旋塞解剖分析上旋塞編號：9603017，是96年3月出廠產(chǎn)品。 三、井噴圖中，干固泥漿充填內(nèi)腔，分析認(rèn)為，該上旋塞長期處于大半開位置使用，旋塞球腔

5、與鉆具內(nèi)泥漿竄通，泥漿中的固相沉積充填在球腔內(nèi)，使旋塞幾乎沒有旋轉(zhuǎn)空間，導(dǎo)致開關(guān)旋塞的摩擦阻力增大，在搶險過程中用680公斤米力矩關(guān)閉未成功，上旋塞開關(guān)的內(nèi)六方孔已變成圓形，失去傳遞扭力的功能。三、井噴時在用方鉆桿旋塞解剖分析圖中，干固泥漿充填內(nèi)腔，分析認(rèn)為，該上旋塞長期處于大半開位置迪那2-9溢流及地下井噴處理2006年9月16日迪那2-9溢流及地下井噴處理內(nèi)防噴工具經(jīng)驗(yàn)分享課件內(nèi)防噴工具經(jīng)驗(yàn)分享課件內(nèi)防噴工具經(jīng)驗(yàn)分享課件內(nèi)防噴工具經(jīng)驗(yàn)分享課件內(nèi)防噴工具經(jīng)驗(yàn)分享課件內(nèi)防噴工具經(jīng)驗(yàn)分享課件內(nèi)防噴工具經(jīng)驗(yàn)分享課件內(nèi)防噴工具經(jīng)驗(yàn)分享課件內(nèi)防噴工具經(jīng)驗(yàn)分享課件內(nèi)防噴工具經(jīng)驗(yàn)分享課件內(nèi)防噴工具經(jīng)驗(yàn)分享

6、課件內(nèi)防噴工具經(jīng)驗(yàn)分享課件迪那2-9井教訓(xùn)提前鉆開目的層的井控風(fēng)險地質(zhì)卡層預(yù)測不準(zhǔn)方鉆桿旋塞打不開帶來一系列問題由于旋塞打不開，造成被迫剪切鉆具，給復(fù)雜處理增加了難度，導(dǎo)致最后封井棄井迪那2-9井教訓(xùn)提前鉆開目的層的井控風(fēng)險 在對現(xiàn)場井控裝備檢查過程中發(fā)現(xiàn)，許多井隊對于內(nèi)防噴工具臺賬記錄混亂、班組活動保養(yǎng)維護(hù)記錄不清晰；備用內(nèi)防噴工具放置區(qū)離井口太近，以至于在起下鉆時泥漿會噴在內(nèi)防噴工具上，長時間不清理會造成泥漿凝固，會嚴(yán)重影響使用性能。 內(nèi)防噴工具使用中存在問題1、現(xiàn)場對內(nèi)防噴工具維護(hù)保養(yǎng)不到位內(nèi)腔嚴(yán)重銹蝕 在對現(xiàn)場井控裝備檢查過程中發(fā)現(xiàn) 塔里木油田內(nèi)防噴工具管理規(guī)定對于如何正確使用內(nèi)防噴工

7、具已有詳盡的說明，但現(xiàn)場依然存在不規(guī)范的動作：備用旋塞開關(guān)處于半開半關(guān)狀態(tài)，極易進(jìn)入泥漿凝固以至于備用旋塞活動不靈活；箭型回壓閥的頂開裝置未打開；頂開裝置的頂開桿倒裝。2、現(xiàn)場人員對內(nèi)防噴工具使用不正確干裂的泥漿顆粒 內(nèi)防噴工具使用中存在問題 塔里木油田內(nèi)防噴工具管理規(guī)定對于如何正確使 如果現(xiàn)場存在上述情況，則會造成整個井口震蕩幅度較大，鉆具擺幅增大，勢必會加大方鉆桿上部接頭處的承受力，過早引起上旋塞產(chǎn)生交變應(yīng)力疲勞發(fā)生刺漏。3、現(xiàn)場鉆機(jī)安裝不正，井口偏斜幅度大,增加了 旋塞本體承受的交變應(yīng)力交變應(yīng)力疲勞 內(nèi)防噴工具使用中存在問題 如果現(xiàn)場存在上述情況，則會造成整個井口震蕩 個別井隊鉆井參數(shù)與

8、鄰井相差較大，在摸索階段中持續(xù)時間較長，對內(nèi)防噴工具使用方法沒有充分了解，間接的縮短了其使用壽命；鉆具組合對于浮閥起著至關(guān)重要的總用，如果安裝浮閥部位形成一個瓶頸段，在鉆進(jìn)過程中交變應(yīng)力就會集中在浮閥上，加快疲勞破壞 。4、鉆井參數(shù)或鉆井組合選擇不合理浮閥公接頭斷裂哈15-2井 浮閥 內(nèi)防噴工具使用中存在問題 個別井隊鉆井參數(shù)與鄰井相差較大，在摸索階段中持內(nèi)防噴工具出現(xiàn)的問題內(nèi)防噴工具失效分析與技術(shù)改進(jìn)正確使用內(nèi)防噴工具內(nèi)防噴工具管理內(nèi)防噴工具出現(xiàn)的問題內(nèi)防噴工具失效情況分析 2010年6月1日至12月10日內(nèi)防噴工具總共累計報廢48只，其中非正常報廢27只，占總報廢比例為56.3%：22只為

9、試壓不合格，5只為內(nèi)防噴工具部件損壞。1、失效綜述內(nèi)防噴工具失效情況分析 2010年6月2、失效匯總表名 稱規(guī)格型號 失效數(shù)量上旋塞 6 5/8-203mm-70MPa 6下旋塞 5 1/2-178mm-105MPa 05 1/4-178mm-70MPa 15-168mm-70MPa 13 1/2-135mm-105MPa 03 1/2-135mm-70MPa 6箭型止回閥5-168mm-70MPa 13 1/2-127mm-70MPa 4浮閥 5-168mm-70MPa 14 3/4-121mm-70MPa 13 1/2-127mm-70MPa 43 1/2-127mm-35MPa 2內(nèi)防噴

10、工具失效情況分析2、失效匯總表名 稱規(guī)格型號 失效數(shù)量上旋塞 6失效原因統(tǒng)計失效的分布情況非正常失效內(nèi)防噴工具主要為旋塞，占51.8%內(nèi)防噴工具非正常失效主要原因?yàn)?內(nèi)部部件被卡死，占41%失效原因旋鈕卡死 閥芯卡死 密封失效 閥蓋損壞 本體刺漏 試壓不合格 失效數(shù)量1165212內(nèi)防噴工具失效情況分析失效原因統(tǒng)計失效的分布情況非正常失效內(nèi)防噴工具主要為旋塞，占旋塞閥主要失效形式材質(zhì)及性能方面管理及操作問題保養(yǎng)及維護(hù)問題哈15-2旋塞刺漏DN2-9球閥刺壞，內(nèi)六方變形克深7井旋塞本體斷開旋塞閥主要失效形式材質(zhì)及性能方面哈15-2旋塞刺漏DN2-9旋塞閥技術(shù)改進(jìn)在本體位置加向內(nèi)球腔注油孔，減少泥

11、漿進(jìn)入該腔，防止泥漿進(jìn)入該腔引起腐蝕及泥漿固化后旋塞無法打開在球閥和與本體間添加橡膠，占據(jù)泥漿位置，防止泥漿固化后無法打開密封面及彈簧采用進(jìn)口件，閥座密封面焊接特殊合金材料（HRC3740），球閥經(jīng)鍍鉻和熱處理（HRC4852）所有產(chǎn)品均在塔里木油田進(jìn)行氣密封檢測，達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)旋塞閥技術(shù)改進(jìn)在本體位置加向內(nèi)球腔注油孔，減少泥漿進(jìn)入該腔，板式浮閥主要失效形式彈簧材質(zhì)及性能問題閥芯橡膠密封問題哈7-4井彈簧失效大北5井盤根密封失效板式浮閥主要失效形式彈簧材質(zhì)及性能問題哈7-4井彈簧失效大北翻板式浮閥技術(shù)改進(jìn)采用加粗進(jìn)口不銹鋼彈簧絲，經(jīng)2萬多次開關(guān)試驗(yàn)，彈簧沒有出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象，其抗沖蝕和抗腐蝕能力也

12、有很大提高閥蓋上密封面焊鑲硬質(zhì)合金環(huán)，提高其抗沖蝕及抗腐蝕能力將閥體內(nèi)孔密封環(huán)骨架改成具有一定錐度，進(jìn)而改變泥漿噴射角度，防止泥漿沖蝕彈簧和支架，提高浮閥使用壽命1 閥芯體 2 密封圈 3 閥座 4 閥板 5 定位針，帶定位針復(fù)位彈簧6 減震圈 7 銷子 8 復(fù)位彈簧 翻板式浮閥技術(shù)改進(jìn)采用加粗進(jìn)口不銹鋼彈簧絲，經(jīng)2萬多次開關(guān)試箭型止回閥失效形式在高密度泥漿鉆井作業(yè)中，箭型閥接入鉆具使用，閥芯容易沖蝕刺壞，因此箭型閥一般是在起下鉆中發(fā)生溢流時使用而在氮?dú)馇菲胶忏@井作業(yè)中，箭型閥接入鉆具中使用，對于其密封性能提出更高要求箭型止回閥失效形式在高密度泥漿鉆井作業(yè)中，箭型閥接入鉆具使用密封面及閥座均鋪

13、焊特殊合金層1.5mm，硬度分別為：大于HRC55及HRC3740，確保較高的抗沖擊及抗腐蝕能力頂開裝置螺紋上方加密封圈，防止泥漿進(jìn)入螺紋，易于拆卸及保養(yǎng)維護(hù)所有密封圈均采用進(jìn)口件，提高了其使用壽命為滿足氮?dú)馇菲胶庾鳂I(yè)需要，產(chǎn)品均在塔里木油田進(jìn)行氣密封檢測，達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)箭型止回閥技術(shù)改進(jìn)密封面及閥座均鋪焊特殊合金層1.5mm，硬度分別為：大于HR改變頂開裝置的導(dǎo)流方向，提高箭型搶接時的安全性和可靠性老式箭型及頂開裝置新式箭型及頂開裝置箭型止回閥技術(shù)改進(jìn)改變頂開裝置的導(dǎo)流方向，提高箭型搶接時的安全性和可靠性老式箭外置通道旋塞閥 序號針閥狀態(tài)35MpPa旋鈕開關(guān)狀態(tài)平衡時間(mim)序號針閥狀態(tài)

14、70MPa旋鈕開關(guān)狀態(tài)平衡時間(min) 泵表壓(MPa)管線表壓(MPa)泵表壓(MPa)管線表壓(MPa)1關(guān)350打開1-21關(guān)700打不開開00開2824關(guān)3502關(guān)120打開1-2開61開732關(guān)350打開1-23關(guān)203打開1-2開73開12103關(guān)353打開14關(guān)3010打開1-2開1815開20175關(guān)4017打開1-2開28246關(guān)7024打開1-2開45407關(guān)7040打開1-2開55508關(guān)7550打開1-2開62569關(guān)8056打開1-2開706410關(guān)700打不開開2419試驗(yàn)結(jié)果 1）35MpPa外置通道旋塞閥進(jìn)行了三次試驗(yàn)，在各種壓差條件下均能順利打開。2）70M

15、pPa外置通道旋塞閥進(jìn)行了十次試驗(yàn)，有八次能順利打開，有二次未能打開。3）未能打開的原因可能是：由于泥漿粘度大、流動性差、泥漿中的固相物質(zhì)容易沉淀，堵塞通道，不能有效的進(jìn)行壓力傳遞。說明外置通道旋塞閥的可靠性不穩(wěn)定，還需進(jìn)一步改進(jìn)。高壓氣井旋塞閥研究外置通道旋塞閥 序號針閥狀態(tài)35MpPa旋鈕開關(guān)狀態(tài)平衡時間測壓式旋塞閥 技術(shù)方案：在旋塞閥的下端加裝壓力計，通過壓力計準(zhǔn)確測量旋塞閥下端的壓力值，在旋塞閥上端施加等值壓力建立壓力平衡。在零壓差條件下，通過轉(zhuǎn)動軸調(diào)節(jié)球形閥芯，安全快速的打開旋塞閥。 測壓式方鉆桿旋塞閥結(jié)構(gòu)方案1閥體 2球形閥芯 3轉(zhuǎn)動軸 4壓力計高壓氣井旋塞閥研究測壓式旋塞閥 技術(shù)

16、方案：在旋塞閥的下端加裝壓力計，通過壓力計測壓式旋塞閥 本方案的關(guān)鍵是：方鉆桿旋塞閥用壓力傳感器?；疽螅簤毫鞲衅魍庑纬叽缤耆珴M足安裝在方鉆桿旋塞閥下端管壁上的要求。壓力傳感器的安裝方法完全滿足管內(nèi)高壓密封和管柱振動防脫的要求。壓力傳感器的結(jié)構(gòu)功能完全滿足壓力測量數(shù)據(jù)的傳輸要求。結(jié)構(gòu)合理，成本低廉，安裝方便，測量準(zhǔn)確。壓力傳感器結(jié)構(gòu)、安裝、實(shí)物高壓氣井旋塞閥研究測壓式旋塞閥 本方案的關(guān)鍵是：方鉆桿旋塞閥用壓力傳感器?；緝?nèi)防噴工具出現(xiàn)的問題內(nèi)防噴工具失效分析與技術(shù)改進(jìn)正確使用內(nèi)防噴工具內(nèi)防噴工具管理內(nèi)防噴工具出現(xiàn)的問題正確選用：降低井控風(fēng)險，保障安全作業(yè) 例如：對于利用泥漿鉆井，可以選用性

17、能穩(wěn)定的浮閥； 對于利用空氣鉆井，可以選用密封良好的箭型正確保養(yǎng)：提高內(nèi)防噴工具壽命，減少更換頻率、節(jié)約成本 例如：利用廢柴油潤滑閥腔，阻止泥漿顆粒凝固正確安裝：減少應(yīng)力集中，提高使用壽命 例如：在鉆柱瓶頸段盡量勿裝內(nèi)防噴工具，改善內(nèi)防噴工具工作環(huán)境 正確使用內(nèi)防噴工具正確選用：降低井控風(fēng)險，保障安全作業(yè) 正確使用內(nèi)防噴工具旋塞旋塞在送井前，必須經(jīng)過密封試壓和帶壓開關(guān)試驗(yàn)。旋塞到井后，應(yīng)進(jìn)行外觀檢查、開關(guān)試驗(yàn)和試壓檢查。帶壓條件下的打開作業(yè)最佳工況應(yīng)該是旋塞兩端壓力相等時打開旋塞，旋塞兩端壓力差越小，開啟旋塞所需力矩越小 ，因此，在帶壓情況下，必須先注平衡壓，再用旋塞扳手打開旋塞鉆具內(nèi)發(fā)生井噴

18、時的關(guān)閉作業(yè)隨著旋塞的關(guān)閉所需扭矩增加，應(yīng)采用專用工具實(shí)施強(qiáng)行關(guān)閉。如果無法完全關(guān)閉，應(yīng)迅速打開旋塞，防止旋塞刺壞 正確使用內(nèi)防噴工具旋塞 正確使用內(nèi)防噴工具旋塞準(zhǔn)確記錄使用時間及受力狀態(tài)，確定合理的使用時間使用中，防止旋塞處于半開和半關(guān)狀態(tài)浮閥每次起鉆后，對閥芯進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)損壞及時更換，浮閥本體壽命可達(dá)800h，而閥芯壽命只有300h左右，所以按1：3配套控壓鉆井時，旋塞+浮閥配套使用，安裝在起鉆至套管鞋相對位置處采用精細(xì)控壓鉆水平井時，在近鉆頭處使用雙芯結(jié)構(gòu)浮閥箭型下步鉆井中需要堵漏作業(yè)，不宜選用箭型止回閥在高密度鉆井液條件下使用之后，及時檢查密封性能 正確使用內(nèi)防噴工具旋塞 正確使用內(nèi)

19、防噴工具 正確使用內(nèi)防噴工具編寫內(nèi)防噴工作現(xiàn)場使用手冊方鉆桿旋塞閥維修使用手冊箭形止回閥維修使用手冊投入式止回閥維修使用手冊鉆具浮閥維修使用手冊 正確使用內(nèi)防噴工具編寫內(nèi)防噴工作現(xiàn)場使用手冊方鉆桿旋塞閥井控取證培訓(xùn)中，內(nèi)防噴工具的使用、維護(hù)、管理作為專項培訓(xùn)在井控裝備現(xiàn)場培訓(xùn)工作中，內(nèi)防噴工具領(lǐng)用、使用、維修、維護(hù)、管理作為重點(diǎn)培訓(xùn)內(nèi)容在油田舉辦的技能培訓(xùn)中，內(nèi)防噴工具的配套、拆裝、維護(hù)、保養(yǎng)作為重要考核內(nèi)容之一 正確使用內(nèi)防噴工具井控取證培訓(xùn)中，內(nèi)防噴工具的使用、維護(hù)、管理作為專項培訓(xùn) 正內(nèi)防噴工具出現(xiàn)的問題內(nèi)防噴工具失效分析與技術(shù)改進(jìn)正確使用內(nèi)防噴工具內(nèi)防噴工具管理內(nèi)防噴工具出現(xiàn)的問題內(nèi)防

20、噴工具的管理建立健全管理機(jī)制塔里木油田內(nèi)防噴工具管理組織機(jī)構(gòu)勘探開發(fā)部（行業(yè)管理部門）業(yè)主單位（需求方）勘探公司（使用方）工程技術(shù)部（檢驗(yàn)、管理）物資采辦事業(yè)部（采購方）內(nèi)防噴工具的管理建立健全管理機(jī)制塔里木油田內(nèi)防噴工具管理組織內(nèi)防噴工具的管理塔里木油田內(nèi)防噴工具管理流程購買（訂貨技術(shù)條件）驗(yàn)收（檢驗(yàn)規(guī)程）領(lǐng)用（ERP程序）使用（使用維護(hù)管理規(guī)定）淘汰（判廢條件）建立健全管理機(jī)制內(nèi)防噴工具的管理塔里木油田內(nèi)防噴工具管理流程購買驗(yàn)收領(lǐng)用使用內(nèi)防噴工具的管理建立健全管理機(jī)制塔里木油田內(nèi)防噴工具管理辦法的歷程1999版 吐孜1井發(fā)生井噴后，塔里木油田公司意識到內(nèi)防噴工具的關(guān)鍵性作用，由此塔里木油田公司初步建立了對內(nèi)防噴工具的統(tǒng)一管理辦法。 采取甲方統(tǒng)一采購，乙方隊伍從甲方購買的方式。2007版 迪那2-9井內(nèi)防工具事故后，發(fā)現(xiàn)了原有內(nèi)防噴工具的不足之處，由此油田公司完善了內(nèi)防噴工具訂貨技術(shù)要求、試壓檢驗(yàn)規(guī)程、現(xiàn)場使用及維護(hù)規(guī)范、判廢技術(shù)條件。 采取甲方指定供貨商，乙方自行購買的方式。2010版 大北202井控險情后，為了進(jìn)一步的提高內(nèi)防工具現(xiàn)場使用的可靠性。 規(guī)范供貨方式：甲方統(tǒng)一