超硬材料網

　　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。

　　果

　　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。