张明 田军武 袁鑫伟

摘  要：该文针对牙轮钻头落在井内套管头及以上井口装置上，从井口可以观察到落井牙轮钻头的状态且公扣朝上的情况，结合案例，介绍一种现场牙轮钻头软打捞工具的研制和钻头打捞方法。制作打捞工具的材料在钻井现场可就地取材，工具加工要求技术简单，软打捞工艺简单又便于操作，成功打捞落井钻头的概率大，不会对钻头造成任何的损坏。

关键词：牙轮钻头落井;软打捞工具;打捞方法;井口装置;钻头喷咀

中图分类号：P634              文献标志码：A

在油气钻井作业中，接、卸钻头操作是一项常规作业，如果违反操作规程，就会造成钻头的落井，或落入井底，或落在井口装置上。对于落在井口装置上的情况，传统做法基本有2种：一是下入钻具进行对扣打捞，由于钻具本身具有一定的重量，下放对扣时井口操作人员无法准确掌握作用于钻头上的重量，下压重量会造成下部的防护绳断裂，导致钻头滑落至井底;如果钻头偏斜，对扣打捞会非常困难;对扣过程中旋转钻具产生的扭矩也会造成下部的防护绳断裂，钻头落井风险大。二是通过拆掉落物上部的井口装置把钻头拿出来，该方法工作量大，耗时长，在复杂井段井控问题突出。从操作中，如果打捞工具和打捞方法选择不当就会造成钻头落入井底，造成打捞复杂化、钻井周期延长、经济损失巨大、甚至井眼报废。作者就结合现场施工成功实践案例，对牙轮钻头落在井口装置上，在视线范围内可以观察到牙轮钻头的软打捞方法进行介绍。

1 牙轮钻头软打捞工具制作及使用说明

牙轮钻头落井事故发生后第一时间确认钻头的落入位置，是否在井口装置上且公扣朝上，如果满足这2个条件就可以进行牙轮钻头软打捞工具的加工制作了，加工之前首先要确认落井钻头的通径尺寸及牙轮钻头3个喷咀的直径大小，以最大喷咀直径作为制作工具的参考数据。

（1）准备一根长18 m～20 m的3/8``的钢丝绳。

（2） 用一根小于钻头喷咀直径的“人”字形工具，将分叉一端的两根钢筋焊接在一起并具备一定的强度，两分叉外之间的距离要小于钻头喷咀直径1 mm～2 mm。

在分叉的两根钢筋尾端焊接固定一个直径3 mm～4 mm圆柱光滑的钢筋作为轴A。

（3）在轴A的中间安装一个可以绕轴A旋转活动，两边等长的比落井钻头喷咀内径大5 mm～6 mm，宽度小于喷咀直径1 mm～2 mm的钢筋作为挡杆B，在上提工具情况下档杆B最好处于与垂直方向45°倾斜，便于工具在下放时顺利进入钻头水眼和喷咀，上提能顺利横在喷咀的端面上。

（4）在“人”字形顶部连接固定一个直径15 mm～20 mm的圆环，以便于穿过3/8``的钢丝绳。

（5）工具做好后先在地面上模拟落井钻头情况，将工具从牙轮钻头的公扣水眼放下，反复上下活动打捞工具让工具穿过钻头喷咀，在上提工具的过程中观察分叉中挡杆B能否横在喷咀下端面上，挂住后能否有足够的强度提起钻头。通过反复试验来改进制作打捞工具，使工具在井下能够顺利进入钻头水眼、通过钻头喷咀、上提能使挡杆B横在水眼上。试验好后在工具的另一端圆环上连接3/8``钢丝绳。钢丝绳的另一端就可以接在小绞车上了，便于打捞成功后上提钻头。

（6）钻头打捞出来以后，放松起吊的钢丝绳后将档杆B转动方向，向上穿过水眼，取出打捞工具，不会对钻头造成任何损伤。

（7）打捞工具如图1 所示。

2 成功的案例说明

某井431.8 mm牙轮钻头卸扣后在调离井口的过程中，由于没有按操作规程使用钻头提丝从钻头盒子里面起吊已卸扣的牙轮钻头，而直接使用钢丝绳套在钻头盒两侧的提环上起吊。在起吊过程中由于钻头盒4只定位销轴与转盘销孔阻卡，起吊不平稳，在受力不均衡情况下牙轮钻头盒子发生翻转，钻头脱离钻头盒子落井。落井后井队第一时间检查钻头的停留位置，发现鉆头卡在了钻台面以下15 m的套管头处，钻头公扣偏在一边，观察可以放入工具。

由于钻头外径小于井眼直径，一旦钻头受到外力就会滑落入井。为了安全起见，井队先将套管头对称的两侧旁通阀拆除，穿入钢丝绳并固定，从而避免了钻头落入井底的风险。

按落井的431.8 mm牙轮钻头的公扣通径、喷咀内径30 mm等参数，利用现场结构相似的物件按上述要求加工软打捞工具，并在地面准备了一个相同牙轮钻头进行了地面模拟测试，打捞工具都能进入倾斜的钻头水眼，顺着水眼内构造下滑通过钻头喷咀，一次上提工具，档杆A就挂住了喷咀的水眼上，试验效果良好。一切准备好后手动将钢丝绳连接的打捞工具送入井下，通过人力摆动对中，工具顺利进入钻头水眼，一切如预想一样，工具挂住了钻头水眼，经过反复人力上提验证后，使用小绞车顺利将钻头提出井口。

3 心得

通过牙轮钻头软打捞工具的加工制作和在钻井现场的实际应用，认真分析打捞过程中的每个细节，做好以下工作就能够提高工具的可操作性和打捞的成功率。

（1）发生牙轮钻头落井后首先观察井下钻头的状态是否具备该套方法打捞的条件，再决定下步施工方案，如果具备该方法打捞条件就可以进行下步施工了。

（2）拆卸套管头两侧的旁通阀，穿入钢丝绳并固定，这样就在钻头下方增加了一道安全的屏障，确保钻头不再下落。

（3）牙轮软打捞工具加工好后，在地面进行测试是必不可少的一个环节，可以根据测试情况进行改进，以提高打捞的成功率。

（4）由于不同尺寸牙轮钻头的重量、钻头通径尺寸及安装的钻头喷嘴直径都不相同，所以加工打捞工具各部分尺寸要以落井钻头数据来进行工具的制作加工。

（5）由于落物在受压情况下会容易滑入井眼，所以使用钢丝绳手动送入的方式是避免复杂事故化的有效手段。

（6）使用钢丝绳送入打捞工具的方式，即便钻头公扣偏斜，工具都能有效地进入钻头水眼。

（7）该工具的加工制作充分利用了钻头的结构特性，打捞过程中不会对钻头造成任何损伤。

4 结论

该牙轮钻头的打捞工具通过现场的实际应用，成功地打捞出了落井牙轮钻头，与常规下钻具对扣或拆开落物上部井口装置取出钻头的打捞方法相比，该打捞方法3小时内就打捞出落井钻头，不光节省了打捞时间，还节约了拆、装井口的人力、物力，是打捞视线范围内落井牙轮钻头不可多得的打捞方法。

参考文献

[1]《钻井手册》编写组.钻井手册第二版[M].北京：石油工业出版社，2013.

[2]李定邦，陆忠华.江汉三牙轮钻头的技术特点[J].石油机械， 1992（9）：52-55.

[3]童永安.三牙轮钻头的失效分析[J].凿岩机械气动工具， 2007（2）：21-23.