浅谈三牙轮钻头井下判断与处理

祝克兴，武志华

（中国石油青海油田监督监理公司，甘肃敦煌 736200）

浅谈三牙轮钻头井下判断与处理

祝克兴，武志华

（中国石油青海油田监督监理公司，甘肃敦煌 736200）

牙轮钻头在使用过程中主要是根据使用时间来分析判断钻头在井下工作情况，钻进时稍有疏忽会发生掉大量有镶齿、牙轮尖端和牙轮整体的事故。浅谈三牙轮钻头先期损坏的原因、三牙轮钻头工作异常的起因及三牙轮钻头井下工况判断，防止牙轮钻头事故的发生。

三牙轮钻头；元件磨损；使用时间；岩石可钻性

1 三牙轮钻头先期损坏的起因

1）牙轮钻头是在高钻压和钻井液的冲洗作用下进行钻进作业，钻头在井筒钻进时，井内所含的砂岩、粒岩和牙轮自身轴承元件等固体，在固体颗粒及元件的摩擦和切削作用下使轴承元件的表面被损坏。砂岩、粒岩直接划在轴承元件表面，形成坑或划成条痕，与岩屑颗粒接触时间长而导致变形，在地下长时间钻进时容易发生剥落，从而使牙轮轴承先期损坏。

2）三牙轮钻头在纵向动载下，引起牙轮与密封圈、牙轮轴承疲劳破坏磨损，促使牙轮轴承先期损坏。

3）三牙轮钻头超顶（复锥）引起的滑动下，引起牙轮与密封圈、牙轮轴承疲劳破坏磨损，促使牙轮轴承先期损坏。

4）三牙轮钻头牙轮在上述的情况下，牙轮与牙轮轴承的位移增大，导致牙轮镶齿与牙轮互相碰撞，引起钻头断齿、掉3号牙轮尖和掉牙轮事故发生。

2 带三牙轮钻头钻进时井下复杂、事故判断及处理

钻头如果在井筒内发生异常：

1）首先必须要停钻、停泵，对地层的岩性和软硬程度进行分析。

2）其次对地面设备进行检查是否出现问题。

3）再次对于以上问题如果正常，再用钻压10～20kN进行钻进，判断三牙轮钻头在井筒是不是工作正常，如果出现牙轮损坏则有以下5种情况

（1）当轴承损坏时会发现有蹩跳现象，钻压的大小出现的憋跳情况也不一样；钻速的快慢也会看出钻压有所变化；

（2）当牙轮卡死时转盘负荷增大，转盘链条跳动，停转盘出现打倒车现象；

（3）当掉牙轮时转盘负荷增大，蹩钻厉害；如果出现钻速下降或没有进尺的情况，上提钻具转转盘方向下探方入有变化，高差约为一牙轮高度；

（4）当牙齿磨光时转盘负荷减轻，钻速明显下降，甚至没有进尺；另外指重表平稳无摆动；泵压也无变化；

（5）当钻头泥包时增加转盘转速会有跳钻现象，还会出现钻速下降现象，上提钻具时有泵压上升，甚至憋泵的情况；

4）最后钻具结构、钻头因素引起转盘负荷增大，导致憋钻时具体操作方法如下：

（1）上提钻具使钻头离开井底3～5m，再启动转盘观察转盘是否出现蹩钻。

（2）控制速度下放钻具，观察转盘是否出现蹩钻。

（3）当钻具结构引起蹩钻时，可先进行短程起下钻作业，适当调节钻井液的性能，如密度、黏度、失水量、含砂量。如果是扶正器引起的蹩钻，应对该地层进行短程起下钻划眼作业，保证井壁的平滑。

3 三牙轮钻头钻进井下工况判断

3.1 钻具入井前的准备工作

（1）接方钻杆缓慢开泵增大排量，使旁通孔封闭，马达启动，驱动接头旋转，并记录该排量。

（2）用提升短节将钻具提起，用卡瓦使旁通阀位于转盘之上，装上安全卡瓦，卸去提升短节。

（3）停泵后，钻井液从旁通孔流出，钻具正常。

3.2 下完钻钻进时，记录钻井参数

（1）下钻后开泵使用螺杆钻具。

（2）开泵后逐步增加排量，记录泵压和排量。

（3）循环冲洗井底，然后加压，钻进过程逐步加大钻压钻井液循环两周后，记录下加钻压前后钻压、总泵压、排量和钻井液性能。

（4）每班交接班时，将记录的数据交接清楚。

3.3 三牙轮钻头、井下动力钻具异常处理

（1）当三牙轮钻头、井下动力钻具出现异常立即将钻具提离井底，对循环压力、钻井液的性能、立管压力表和地面设备进行检查记录。

（2）当泵压突然升高后将钻具提离井底，如果泵压恢复正常状态，逐步加钻压，压力表逐步升高，均正常，说明马达失速，传动轴卡死，钻头喷咀被堵。钻具提离井底，立管压力表读数仍很高，则起出钻具检查并查看钻头情况。

（3）当泵压升高后，如果是钻头水眼被堵，先将钻具提离井底再检查泵压，如果泵压仍然高于正常循环压耗，先改变循环排量，及时上、下活动钻具，如果没有效果则立即起钻检查。如果出现钻时较慢甚至无进尺，先继续观察钻时，如果持续慢钻时，判断为钻头磨损，起出钻具更换钻头，如果是地层原因，把钻具提离井底，压力与循环压力相同，可继续钻进。

（4）泵压下降循环压力损失变化，则检查泵排量、钻井液灌入量，如钻井液量减少则判断发生井漏，应先进行堵漏工作。

4 结束语

动力钻具与三牙轮钻头入井前、后基础数据要详细记录。旁通孔封闭排量、压力，钻进时，钻压、泵压、排量和钻井液性能。它是判断三牙轮钻头、井下动力钻具的重要依据。动力钻具与三牙轮钻头复合钻进时，钻进3～5根钻杆单根，应校核一次泵压、排量和钻井液性能。动力钻具与三牙轮钻头滑动钻井，每一小时应校核一次泵压、排量和钻井液性能。及时发现动力钻具与三牙轮钻头工作异常迹象，保证下步钻井工作顺利进行。

[1] 钻井手册（甲方）编写组.钻井手册[M].北京：石油工业出版社，1990.12.

[2] 塔里木石油勘探开发指挥部钻井监督办公室编.钻井监督指南[M].北京：石油工业出版社，1999.7.

Discussion on Downhole Judgment and Treatment of Three-cone Drill Bit

Zhu Ke-xing，Wu Zhi-hua

In the course of the use of the cone bit，the drill bit is used to analyze the working condition of the drill bit in the course of the use.The slightest deviation from the drill bit will occur.There will be a lot of accidents including the teeth，the tip of the cone and the whole of the cone.This paper discusses the causes of the early damage of the three cone bit，the cause of the abnormal work of the three cone bit and the judgment of the working condition of the three cone bit to prevent the occurrence of the cone bit.

three cone bit；component wear；use time；rock drillability

TE921.1

B

1003-6490（2017）12-0233-02

2017-10-31

祝克兴（1989—），男，青海海东人，助理工程师，主要从事钻井监督工作。