井下打捞十种常见工具

（一）导向打捞钩的制作

在钻探施工中,由于各种原因所致,会时常发生各种各样的孔内事故,其中断钻杆事故就是一种常见事故。

处理断钻杆事故,一般情况下比较简单。当孔内发生断钻杆事故后,及时下入钻杆公锥或钻杆母锥进行打捞即能将断杆事故处理好；但在孔内情况比较复杂时,如孔径较大、孔壁不规则、钻杆弯曲、钻杆事故头靠贴孔壁等,如用常规方法和打捞工具显然是不行的。此时,就可加工带导向罩的打捞钩进行处理（图1-48）。其处理方法为：使打捞钩稍超过事故头1.0～1.5m,回转钻具,使钩子钩住钻杆,然后徐徐提动钻具,使导向罩脱离钻杆,但钻杆不脱离钩子,再慢慢下降钻具,钻杆便进入捞钩导向罩,对上丝锥后即可捞取。此法效果较好。

图1-48 用捞钩扶正和捞取钻杆

1—导向罩；2—事故钻杆；3—捞钩；4—丝锥

导向打捞钩的制作方法如下：

1）按比最大孔径稍小8～10mm确定导向器的直径。导向器一般用钢管制作,长约1.5m。

2）将导向器钢管纵向六等分后,在约1.2m处去掉5/6钢管,剩下1/6部分用来制作打捞钩。弯打捞钩时,注意所弯打捞钩的方向和大小,钩的方向为顺时针（如为逆时针则钩不到钻杆）,钩的大小不超过导向器的直径。

3）将导向器拧紧在钢管接头上,连接好钻杆就行了。

4）如孔径较大时,也可用元钢或钻杆为材料来做打捞钩,做好后用焊接的方法将其焊接在导向器上,这样所做的打捞钩强度较高。

（二）捞绳钩及套马索的制作

当在钻孔内进行测井工作,如遇孔壁不稳及其他意外情况时,造成测井仪落入井内而发生事故。通常测井仪事故发生后,其仪器、电缆或钢丝绳均会掉入井内,打捞时,用捞绳钩和套马索进行处理,效果较好。

1.捞绳钩的制作方法

捞绳钩的制作方法如下（图1-49）：

1）准备一根ϕ28～32mm、长1～2m的元钢,用钢板制成若干小三角形块或用ϕ10mm钢筋制成约10cm长的短节。

2）将三角形小块或钢筋短节按一定距离（10～20cm）各向分布焊在元钢上,并将元钢焊在钻杆接头上,捞绳钩便制作完毕。

2.套马索的制作方法

套马索的制作方法如下：

1）用ϕ7.5mm钢丝绳,表面用黑胶布包扎好,制成直径约6cm的套圈。

2）把测井仪电缆置于圈内,套圈另一端固定于钻杆下端的接手内（图1-50）。

3）处理时只需将套圈套住测井仪就可提出孔外。

图1-49 绳索打捞钩示意图

1,2,3—钩子；4—元钢；5—钻杆接头

图1-50 套圈工具

1—钻杆；2—钢丝绳套圈；3—电缆

一旦孔内发生故障（无论何种故障）,都应积极面对,采取主动措施加以处理,尽快地消除孔内故障,恢复正常钻进工作。

烧钻、卡钻、埋钻事故的预防与处理已在本工种系列教材的高级工中讲述,此处只对上述其余孔内故障的预防与处理进行探讨。

（一）钻杆折断事故

1.钻杆折断的原因

随着钻孔的不断加深,钻杆柱随之加长,钻杆柱的径长比（钻杆直径与钻柱长度之比）逐渐变小,钻杆在孔内不具刚性,而是一个具弹性和柔软性的细长柱,钻进时,钻杆柱在下部受到压力、上部受到拉力的情况下,还得克服回转时产生的扭矩力。即钻杆柱是在多种复杂的力的作用下工作的,因而极易折断。引起钻杆柱折断的主要因素有：

1）施加于钻头上的压力过大,即钻压过大。

2）钻杆柱承受各种过大应力的情况下,其转速过高。

3）钻头切削岩石时,嵌入岩石的深度过大,岩石抗破碎阻力过大时,扭力增大。

4）下入孔内的钻杆不合格（如弯曲的钻杆,已超过磨损限度的钻杆）或新旧钻杆以及磨损程度不同的钻杆没有分批分段排序使用。

5）卡、埋、烧钻后强拔硬顶。

6）孔内岩粉没有彻底清除,钻具阻力过高,孔内蹩劲还强行开车。

7）接头与钻杆丝扣选配不当,连接太紧或过松,丝扣被污损而没替换,上扣时未对正强行扭接损伤丝扣等出现的丝扣“滑丝”现象,是钻杆折断的致命伤。

2.钻杆折断的征兆

1）泥浆泵压力表上的压力值降低。钻进过程中,泥浆经过钻杆柱和粗径钻具到达孔底,冷却钻头后携带岩粉又从孔壁间隙中返回地面（正循环下）,在其流经的通路中,不断受到管壁、孔壁的摩擦阻力,钻杆柱中心孔缩小的水头损失以及孔内泥浆的液柱压力等,在同一孔深,其泵压是一样的,随孔深增加,泵压是逐渐升高的。当钻杆折断后,泥浆循环出现“短路”现象,泥浆到不了孔底便从断裂处往上返,此时孔内摩擦阻力和液柱压力减小,泵压立即减小,压力表的指针也会骤然降低,由压力降低的多少大致可以推测钻杆柱折断的深度,压力降得越多,折断的部位越靠近孔口。

2）钻机指重表指针急剧摆动之后即行升高或降低。钻进时,钻压确定后,钻机指重表的指针常保持一定的指数,若钻杆折断,钻机立轴油缸的压力会突然发生变化,传递给指重表,所以指重表的指针即发生急剧的摆动,如果折断在孔内的钻杆多,其质量超过原加给钻头的压力,则指重表指针下降,因为此时立轴油缸的负荷已减轻。同时立轴油缸夹带有剩余钻杆往上行；若折断在孔内的钻杆少,其质量小于原加给钻头的压力,因立轴油缸承受的负荷上升,所以指重表的指针升高。此时,可提钻验证,即把钻具提离孔底称重（下钻到底前应称重）,与下钻到底前的称重数值比较,只要发生钻杆折断,折断后的称重都比原来的低,但折断在孔内的钻杆太少,就不明显。

3）钻杆折断且断在孔内的少（深处折断）时,残余钻杆下降轻快,如果遇到折断的钻杆,旋转时会有磨铁的声音,并伴有蹩车跳动现象出现。

4）如果钻杆在岩心管附近折断,钻杆下降后能插入取粉管或岩粉中,继而发生蹩泵或钻杆蹦跳现象。

5）残余钻杆柱提起再下放时,孔深发生差异。

3.预防钻杆折断的措施

1）选用优质钢材加工钻杆,改善连接方法,提高钻具强度。提高修配加工质量。

2）新旧钻杆分组、倒换使用。新旧程度不一或是磨损程度不同的钻杆,如果混用,整个钻杆柱承受相同的负荷,将使旧钻杆加速磨损,继而折断。因此,应将钻杆按使用年限和磨损程度进行分类,一般分为好、中、次、劣4个等级,评为好级别的钻杆用于钻深孔；中级别的钻中深孔,次级别的钻杆用来钻浅孔；劣级钻杆立即报废,不准使用于钻孔。同级钻杆在使用时也应分成几个组,钻进一定深度后定期倒换使用。

3）保护好丝扣。保管堆放钻杆时,管壁及丝扣部分必须涂抹浓机油或润滑脂,以防锈蚀,为降低成本,也可使用废机油或废润滑脂防锈蚀。钻进连接钻杆时,在丝扣处应涂抹专门的“丝扣油”,以产生润滑、防锈、防蚀和接合密闭的作用,保护钻杆丝扣。转场搬运时,钻杆丝扣应带护丝,以免在运输过程中损伤丝扣而误下入孔内使用。

4）钻头压力不用钻杆柱加压,而改用钻铤（加重钻杆或加重粗径钻具）加压,改善钻杆柱的受力条件和应力状态。钻铤连接在岩心管与钻杆柱之间,钻杆柱便只承受拉力,而不承受压力,防止了钻杆柱的弯曲,除去了钻杆的弯曲应力和压应力,钻具回转平稳、防止孔斜,减少了孔壁磨损,也即减少了钻杆折断事故。

5）合理选用钻进参数,细心操作。根据岩层的软硬及破碎程度,选用适当的钻压和转速,钻进冲积层,颗粒不均且破碎的硬岩地层适当降低钻压和转速。保持钻孔孔径均匀,钻孔正直,防止钻孔超径和缩径,减少钻柱摩擦阻力。孔内岩粉过多或其他原因致使孔内阻力过大时,不得猛然开车,应缓慢启动或待清除后再启动。孔内发生烧、埋、卡钻时,不能用升降机（或千斤顶）强力起拔,起拔应缓慢均匀,同时应上顶与下放交替进行,以防钻杆折断。

4.钻杆打捞工具与打捞方法

（1）钻杆公锥

钻杆公推是打捞掉入（折断在）孔内钻杆的一种专用工具。它有两种形式,即正丝公锥和反丝公锥。正丝公锥是用来打捞掉入孔内的全部钻杆柱的,很显然只有在钻杆柱没有被卡或被卡但程度不严重时,才能打捞成功。反丝公锥是在钻杆柱被卡死的情况下,用反丝钻杆连接下入孔内,分段反回捞取断落的钻杆。公锥是用优质钢材制成且丝扣部分经过“渗碳”热处理,使其具有足够的硬度和耐磨性,当与断落于孔内的钻杆咬合时,能在钻杆内壁套出丝扣来,使它们牢固地啮合在一起,以便将断落钻杆打捞起来。公锥呈圆锥形,便于在打捞时能顺利进入钻杆断头内。若断落钻杆稍有偏斜,可在公锥上部接一根短而稍为弯曲的钻杆下入孔内,便于套取钻杆断头。

（2）钻头公锥

钻头公锥的下部带有一个圆柱形且中空的引体,可以通水,引体的唇面镶有几颗硬质合金,用于钻碎断落在钻头内的残留岩心,岩心清除后,公锥即可捞取钻头。

（3）钻杆母锥

钻杆母锥是把断落钻杆头包裹住并把它打捞上来的专用工具。它是用锻制的优质短钢管,内壁车制丝扣并经渗碳热处理硬化制成的。上端车制的丝扣与钻杆相连。母锥也分正丝和反丝两种,以便打捞整根钻柱和分段反回断落钻杆。由于其下端是喇叭口状,它比公锥更容易套住钻杆断头,然后扭转在钻杆断头外壁套扣,以利于连接牢固,把断落钻杆打捞上来。有时断落孔内的钻杆稍有偏斜,母锥能起一定的导引作用。

还有带导向器的公锥和母锥,由于其自身带有圆筒状的外壳和导向器,从而增加了将倒向孔壁的钻杆断头导入导向器的可能,让公锥或母锥便于抓住钻杆断头,把断落于孔内的钻杆打捞上来。

（4）钻杆捞矛

它是一种打捞钻杆的专用辅助工具,断面呈正方形,整体呈棱锥形。用它可拨正斜靠在孔壁上的钻杆,探寻钻杆断头位置。先用钻杆把捞矛下入孔内,找到断头并插入其中,再缓慢扭转钻具,解除钻杆断头对孔壁的斜靠依附后,再下入公锥或母锥捞取孔内断落钻杆。

（5）钻杆导正钩

当断落钻杆在孔内歪倒时,就须先下入钻杆导正钩将其导正,才能下入带导向器的公锥、母锥捞取断落孔内的钻杆。

各种打捞钻杆的专用工具如图1-39、图1-40、图1-41所示。

图1-39 钻杆公锥、母锥

a—钻杆公锥；b—钻杆母锥

图1-40 钻杆卡取器

图1-41 钻杆打捞钩

5.岩心管脱落与打捞

岩心管脱落有以下三方面的原因：一是岩心管上端丝扣磨损或丝扣处管壁磨薄受力易变形；二是岩心管与换径接头丝扣连接松弛；三是钻孔弯曲过多或在直孔中使用了弯曲的岩心管。

岩心管脱落后,可用与岩心管内径相适应的公锥,通过钻杆连接下入孔内捞取,如果有岩心且将岩心管卡住时,可先用小径十字钻头下入岩心管内,将岩心钻碎并清除,待岩心管活动后,再用钻杆公锥捞取,如果岩心管上端的换径接头仍在,应用钻杆公锥捞取,或用钻杆反丝公锥先把换径接头反出后,再用上面的方法捞取岩心管。

（二）硬质合金钻头切削具的崩刃与脱落

1.合金切削具崩刃与脱落的危害

1）硬质合金钻头上的切削具若发生局部崩刃,将使其他完整的切削具承受过大的不均匀的负荷进行钻进,增快了切削具的磨损速度,被迫缩短回次进尺长度,增加了起下钻时间,减少了纯钻进时间,影响了钻进效率。这种影响在深孔钻进中特别明显。

2）若硬质合金钻头内刃崩落,岩心极易折断堵塞,对取心不利。若外刃崩落,孔径将变小（完整坚硬岩层）,下入另外的钻头时,必须先扩扫钻孔,否则易被卡夹。

3）硬质合金片崩刃较大、断裂或脱落后,由于其密度较大,冲洗液不可能把其携带走,合金粒便混杂在岩粉里停留在钻头周围,加之它本身又坚硬,就逐渐把完好切削具四周的焊铜和钻头体磨损,使更多的完整切削具从钻头上掉落下来,孔底的硬质合金将越聚越多,造成更为严重的恶果。

4）崩刃、脱落的硬质合金颗粒存留在孔内或黏（嵌）在孔壁上,就像是一把合金“车刀”,钻具回转时,便不断地车削管材、钻具,对钻头体和岩心管的车削更为严重。一般会使钻头体、岩心管因切痕深、磨损大而报废,严重者会造成岩心管脱落甚至折断在孔内。

切削具虽小,崩刃、脱落于孔内处理较简便,但若不及时处理,任其发展,给钻孔工作带来的危害不亚于其他故障。

2.切削具崩刃与脱落的原因

1）地层原因。钻进倾角陡、裂隙多、节理片理发育、软硬不均以及夹有石英脉、燧石结核等岩层,切削具容易产生崩刃,钻进砾石层、河床、堆积层,硬质合金片更易崩刃与折断。

2）加工镶焊质量差,肯定造成切削具的崩刃与脱落。

3）操作不当也是产生崩刃、脱落的重要因素。①拆、装钻头时,钳子咬合到硬质合金片,将其压裂或挤碎。②下钻过程中,当钻头通过换径、钻孔缩径、钻孔弯曲等处时速度过快,发生强烈碰撞,致使切削具崩刃或折断。将钻头猛放猛蹾到孔底,也会使切削具崩刃和折断。③扫除脱落的岩心或切削事故钻具时,也极易造成切削具崩刃、折断。④每回次下钻到底,刚开始钻进时,没有先用轻压慢转磨合孔底,而是采用较大钻压和较高的转速钻进,致使切削具崩刃。这种情况在实际工作中比较普遍。

（三）孔内硬质合金的打捞方法

1.取粉管冲捞法

此法适合于孔内岩粉较少,孔底残留岩心不多,崩落的硬质合金粒小的情况。将取粉管下到孔底,开大泵量冲洗钻孔,而且不断地上下窜动,回转钻具,充分搅动孔底冲洗液,将硬质合金粒冲起,当其冲起高度超过取粉管时,由于孔壁环状间隙突然增大,冲洗液上返速度骤降,质量较大的合金颗粒下沉,落入取粉管内。搅动冲洗一定时间后,应暂时停搅停泵,便于合金粒下沉。

若切削具崩落严重,硬质合金颗粒较大,则可在取粉管底部接一个平底磨子钻头或十字钻头,回转辗磨加上下冲击后再用大泵量冲洗捞取。

2.钻小孔法

即用比原钻孔直径小两级的钻头在孔底钻一个10～20cm深的小眼,使崩刃、脱落于孔内的合金颗粒落入其中,再用原钻孔直径的钻头钻取岩心,把合金颗粒包裹上来。

用此法时,钻出小眼后应开大泵量冲洗钻孔,并上下窜动钻具充分搅动,使孔内合金粒尽量多地或全部落于小眼内,下入原钻具套取时,钻具应缓慢下到孔底,罩住小眼后,先低压慢转并使用小泵量钻进,超过小眼深度后,再正常钻进,采取岩心时,应保证成功,否则会前功尽弃。

（四）工具等小物件掉入孔内的打捞

起钻后,由于孔口遮盖不严实或忘记遮盖,就在孔口附近作业,一不小心,使用的小工具（如锤子、扳手、牙钳、螺母、螺栓、垫叉等）失手落入孔内的事故常常发生。由于这些工具形状各异,若不制作或准备专用打捞工具,就很难将它们打捞上来。

因此,为避免工具等小物件掉入孔内,起钻后应立即用废旧麻袋等将孔口遮盖严实,孔口未盖严实之前,不能在孔口附近用小工具等作业。孔口附近使用的小工具最好事先用绳索系于附近机架上,在用千斤顶起拔套管或处理孔内卡埋钻事故钻具时,卡瓦必须用绳索系在一起方能使用。

小物件等掉入孔内后,必须用特殊的打捞工具才能顺利地将其打捞上来。下面介绍几种特殊打捞工具及打捞方法。

1.抓筒

抓筒可在现场用废旧岩心管或套管制作。将选定制作抓筒的管材的一端放在火中加热退火,使之变软,再用钢锯将其割成长150～250mm的牙齿,牙齿下端锯成尖锥状且略向内偏,另一端丝扣必须完好,便于连接异径接头和处理事故。工具等小物件掉入孔内后,便用钻杆将抓筒送入孔内,遇到脱落物件若没完全套住,可以稍稍转动抓筒,等套住后向下加压,并轻轻顿动几次,使抓筒牙齿向中心靠拢并闭合,即可将落物抓住。

为有效地把偏小的、光滑的或呈片状的落物牢固地卡在抓筒内,可先向孔内投入适量带麻丝的黏土球,再下入抓筒抓取。

2.磁力打捞器

磁力打捞器是用来打捞金属小型工具、金属小物件以及脱落的钻头牙轮、钻头翼片等的专用打捞工具,其打捞效果良好且可无故障工作。购买时,应选用磁性较强的磁铁合金制造的,这种磁铁经久耐用,而且不受震动和温度剧变的影响,锈蚀后也不失去磁性。

3.钢丝绳捞矛

螺旋式捞矛是专供打捞落入孔内的钢丝绳的专用工具,是用12～20mm直径的钢筋锻造扭制而成。下端呈钳形,上端用丝扣与钻具相连。捞矛表面应尽量粗糙,两矛之间的间距应大于掉入孔内的钢丝绳直径,以利于捞取工作。

脱落于孔内的钢丝绳呈螺旋状杂乱地卷曲在孔内,送入孔内的捞矛插在卷曲的钢丝绳上,适当加压转动钻具,使钢丝绳牢牢地缠绕在捞矛上,然后提升钻具,便可将其捞出钻孔。

抓筒、钢绳捞矛、钻杆永磁打捞器结构分别如图1-42、图1-43、图1-44所示。

图1-42 抓筒结构示意图

图1-43 钢绳捞矛

图1-44 钻杆永磁打捞器

1—钻杆；2—异径接头；3—导管异径接头；4—母锥；5—导管；6—偏心喇叭接头；7—铝青铜夹具；8—永久磁铁

compass for windows定向井软件使用技巧：钻井技术。如果是现场的话除了压井软件，其他没有必须掌握的。不过如果能多掌握一些绝对是好事。

应该是要求你升级到WIN7 SP1版本，你如果是正版系统可以下载SP1升级包试试。盗版也可以试试，但升级前必须提前备份好数据。

水平取心工艺：

国内定向井取心钻井方法常用的有2种：一种是常规的转盘旋转钻井取心方法，另一种是井下马达驱动钻井取心方法；还有一种取心方法是前两种方法的综合，相当于马达、绳索取心二合一钻井方法。

其基本方法是利用地面钻机和全径钻进钻柱，用常规的转盘旋转钻井方法钻完垂直井段、造斜井段及水平段的初始井眼。然后，为了取心钻进，提出全径钻进钻柱，卸下钻头，再下入到井内，随后，将马达、岩心筒及加杆组成的取心钻具组合通过全径钻进钻柱下入到已钻的水平井段的初始井眼。

并通过一个特殊的接头连接在全径钻进钻柱的自由端，最后由井下马达驱动钻进取心。当达到每个行程取心的最大长度时，用钢丝绳打捞工具通过全径钻进钻柱将取心钻具组合松开，并提出到地面取出岩心。