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机械卡钻的原因和表现
（信息管理中心：李智鹏）
机械卡钻
机械卡钻发生在下列情况之一或更多：
1、 井眼不干净；
2、 地层不稳定；
3、 键槽（不经常出问题，偶尔会发生问题）；
4、 井眼缩径；
5、 岩屑堆积；
6、 钻入塑性地层；
7、 大块卵石落入井里；
8、 下入大直径的井下工具；
1、 井眼不干净
岩屑没有充分循环清除，导致岩屑聚集在井眼环空的下方，可能导致井眼包住钻具，造成钻具卡住。
由于岩屑趋于自然沉降，落入井眼环空下方，大斜度井比直井更难净化井眼，另外，为了有效地清洁井眼，泥浆的循环速度必须大于岩屑的下降速度，大斜度井比直井更难做到这一点。
井眼不干净的主要表现有：
l 钻井过程中泥浆密度不合适，出现压力不平衡；
l 泵压增大，钻杆接头移动受阻；
l 上提钻具时，平滑抽吸突然增大；
2、 地层不稳定
A、地层松软或疏松
一些地层特别松软或疏松，容易膨胀，如页岩；有些地层容易垮塌或脱落，如煤层或页岩层；在钻井作业期间，膨胀和垮塌会粘住或吸住钻具，造成卡钻；一般来说，页岩是最容易引起事故的地层，造成钻具卡钻。
B、页岩地层使井眼稳定性发生变化
沿地层层理平面的页岩层比横跨地层层理平面的页岩层更脆弱，由于这个原因，在钻过这样的地层时，井眼的稳定性可能会大大改变，但沿不同斜面和方向的钻进，井眼的稳定性不会有严重的变化。
C、易碎或易垮塌的页岩层
这些页岩层垮塌后成碎片状脱落到井里，页岩垮塌的征兆有：
l 从井底循环到地面的岩屑，有大量的页岩出现在振动筛的筛幕上；
l 起钻期间出现过度的抽吸；
l 井眼出现高位填充；
D、膨胀性页岩
有些页岩遇水产生化学反应，通常称作水化作用，这种反应会引起地层膨胀，无论它们是高反应的碱性粘土，还是水化作用非常快的页岩，所有膨胀的页岩都可能导致钻具卡钻。
即使在钻井期间加大泥浆流速，使井眼变的更干井，在地层膨胀持续期间，下入立柱后也可能需要重新划眼钻进。
膨胀现象表现在：
l 钻进期间扭矩增大；
l 当钻具需要定位时，控制井下钻具组合上提下放困难；
l 钻杆接头移动受阻；
l 上提钻具时出现过度的抽吸；
l 部分井段需要重新划眼；
l 水基泥浆中的粘土含量增加；
3、 键槽
当井眼方向变化较大时最有可能产生键槽，上提钻具容易导致钻杆键槽卡钻，钻杆的直径小于钻铤，擦刮井眼侧壁，磨出一个狭槽；
当出现键槽时，仍然可以钻进，然而，当上提钻具时，大直径的钻铤可能会被键槽卡住，钻铤可能会在键槽处卡死。
狗腿严重度越大，侧向负荷也越大，键槽发展的越快，键槽也有可能在狭长的井段和套管鞋的位置变得严重，在这些地方，磨出的沟槽代替地层包住钻具，严重的键槽直接影响着钻具的转速。
4、 井眼缩径，钻具组合改变
由于井眼的磨蚀，钻头和扶正器的尺寸会减小，为此，增大钻头尺寸钻研磨性地层会损失成本，这是由于增加了不可避免的划眼作业带来的结果，划眼作业可能造成钻头磨损很快，再次导致井眼缩径。
如果一个全尺寸井底钻具组合下入一个缩径的井眼，可能会出现钻具卡钻，多加小心，保持全尺寸井眼会防止这一问题的发生。
当钻头被卡而正常的循环仍可以进行时，可能出现了井眼缩径，应该事先采取预防性措施，保持井眼全尺寸钻进，这样会减少井眼缩径的发生。
对于一套不易弯曲的井下钻具组合，狗腿的出现会是一个障碍，对于一套柔韧的、弯曲良好的井下钻具组合，狗腿的出现可能不会造成多大问题，柔韧的钻具组合能绕开狗腿蛇形前进，采用柔韧钻具组合打完的井段，起钻时可能不会有什么问题，但当下入一套新的不易弯曲的井下钻具组合或套管柱时，如果之前钻进的钻头是缩径钻头，钻的井眼将会是缩径井眼，这将导致钻具卡钻的风险，下套管前检查下井的钻具组合，这一点十分重要，应该仔细选择下井的钻具组合。
缩径井眼的表现有：
l 井下钻具抽吸阻力增大；
l 扭矩增大或扭矩不规则；
l 钻头失速或停转；
l 机械钻速下降；
5、 岩屑堆积
通常在环空流速降低的情况下出现岩屑堆积，岩屑堆积的表现有：
l 振动筛上岩屑减少；
l 超载提升增加；
l 循环损失或丧失；
6、 钻入塑性地层
一些自然带有塑性的地层容易引起钻具卡钻，包括盐层，但不仅限于盐层，这种地层能减缓钻压，使地层突进或挤入井眼，虽然井眼中的鼓出部分仅有一英寸的几分之一、很小一点，这将足以导致钻头或扶正器在井眼中卡住。
井下的任何位置都可能遇到塑性地层和异常压力，这些地层不均匀地减缓钻压，但经验告诉我们，最常见的是遇到一个地层的顶部，或者是一个盐层弯丘的侧翼，或者是黏土挤入构造，增加泥浆比重可以降低塑性地层的鼓起。
塑性地层的表现有：
l 扭矩增大或扭矩不规则；
l 起下钻期间，会延长作业时间和更多的过载提升；
7、 大块卵石落入井里
这种情况通常发生在打上部疏松地层时遇到了大块卵石，导致卵石落入井里，或卡住钻具。
卵石脱落的表现有：
l 扭矩不规则；
l 钻杆接头不规则的抽吸；
l 起钻时容易出现卡钻；
8、 下入大直径的井下工具
这种情形类似于井眼缩径和钻具组合的改变，下入大直径的井下工具将最有可能导致钻具卡钻，通常与错误地选择井下工具有关，钻井监督负责所有井下工具的下井，下井之前，所有井下工具的尺寸必须经过卡钳或卡尺测量。
下入大直径井下工具的表现有：
l 当向井里下入时，钻具站立不动；
l 下入井眼后，钻具立即被卡住；