常规钻进安全技术规程.

常规钻进安全技术规程

制定人：郭守元

审批人：高建光

队号：40586队

日期：2005-05-01

编号：0502

常规钻进安全技术规程

1主题内容与适用范围

本标准规定了石油及天然气钻井工程常规钻进作业过程中的开钻前检查、钻进、接单根、起下钻、换钻头、钻水泥塞、钻开油气层等方面的安全技术规程。

本标准适用于陆地钻井作业。浅海钻井作业也可参照使用。

2引用标准

GB J232—82 电气装置安装工程施工及验收规范

GB 8978—88 污水综合排放标准

GB 3096—82 城市区域环境噪声标准

SY 5048—84 石油钻机用190系列柴油机安装、操作和维护规程

SY 5198—87 钻具螺纹指

SY 5172—87 直井下部钻具组合设计推荐方法

SY 5313—88 钻井工程常用名词术语

SY 5369—88 石油钻具使用与维护

SYn 5225—87 石油与天然气钻井、开发储运防火防爆安全理规定

SY 5333—88 钻井设计格式

3开钻前检查

开钻前应由施工监督单位组织钻井队和有关部门专业人员，对

路、井场、设备安装质量、钻井设计、通讯、井场安全防护设施及环境保护措施进行全面检查、验收。

3.1道路

3.1.1必须满足在整个建井周期内大型运输车辆和特殊作业车辆的安全行驶要求。

3.1.2无道路的地区（如沙漠、森林、草原、海滩）的探井可修筑能满足通行条件的简易道路。

3.2井场

3.2.1井场的有效使用面积不小于表1的要求（不包括井场附属设施的占地面积）。表1

钻机级别井场面积，㎡长度，m 宽度，m

15 1500 50 30

20 1800 60 30

32 2100 70 30

45 2800 80 35

60 3325 95 35

80 4200 105 40

3.2.2井口至井场边缘的坡度为0.5%～1.0%。井场的排水性能良好，基础四周应用混凝土封闭。方井底部应有排水措施。

3.2.3井口位置必须符合地质设计要求。

3.2.4井场位置应符合下列条件，否则应移动井位：

a.井场边缘应距铁路、10KV以上、高压电路及其它永久性设施不少于50m；

b.井口距居民住宅不少于100m。

3.2.5井场布置应考虑风频、风向。井架大门方向尽量朝南或朝东。

3.2.6井场设备应根据地形条件和钻机类型合理布置，利于操作和

管理。

3.3设备安装

3.3.1钻机设备安装质量技术要求

3.3.1.1井架及底座安装质量技术要求。

a.井架底座的上平面允许水平偏差应±3mm；

b.塔形井架及底座组装后四个柱角的顶板应在同一平面内，平面度公差为5mm，对角线尺寸差应小于10mm。

c.井架立柱组装后的直线公差不超过0.5/1000；

d.井口导管预埋时必须垂直,井架底座中心对井眼中心的同轴度偏差为±10mm；

e.转盘中心与天车中心的同轴度偏差应小于20mm；

f. 转盘转台平面对天车至井眼轴心线的垂直度偏差应小于3mm；

g.绷绳应符合GB1102的规定,绷绳抗拉强度应大于绷绳载荷的

2.5倍,锚固力不小于100kN.

3.3.1.2传动系统安装质量技术要求：

a.传动系统底座的平面度公差应小于3mm；

b.采用万向轴联接时,安装误差其法兰端面平面度小于1mm,柴油机万向轴倾斜度为3°～5°,钻井泵万向轴倾斜度为5°～8°；

c.采用法兰联接时，平行度安装误差小于1mm，同轴度安装误差小于0.5mm；

d.采用带传动和链传动时，两传动轮应在同一垂直平面内，带传

动平行度安装误差小于3mm，链传动同轴度安装误差小于2mm；

e.单根三角胶带的张紧度按两皮带轮的中心距下垂尺寸来计算，米小于15mm，测力应垂直两皮带轮的中心，力的大小应符合表2 的规定；

表2 N

三角胶带型号 A B C D E

测量力25 30 75 135 180

f.单根链条的张紧度按两链轮间链条的下垂尺寸计算，水平传动链条应小于两链轮间切线长度的2%～3%，爬坡链条应小于切线长度的2%；

g.采用气离合器联接时，同轴度误差为1.0～1.5mm，未充气离合器间隙为2～3mm；

h.绞车的刹车鼓与刹车块的间隙应均匀，通常为6mm。

3.3.1.3循环系统安装质量技术要求：

a.钻井泵应安装在同一水平面上，平面偏差为3mm；

b.钻井泵吸入管径应大于泵液力端吸入管尺寸，吸入管应安装过滤器、档板阀和缓冲器；

c.高压管汇必须进行刚性固定；

d.钻井泵空气包的充气压力应调整在钻井泵工作压力的1/3；

e.水龙带与井架之间应有足够的距离，并应采取防止水龙带打扭的措施，水龙带与立管相接部分要有正常的弯曲半径，水龙头的最小弯曲半径应符合表3规定。

表3 mm

水龙带内孔直径50 63.5～76.2 90 最小弯曲半径900 1200 1390

3.3.1.4钻井仪表固定应有避震器和减振措施。其安装位置不得妨碍司钻观察井口操作视线。

3.3.1.5供给系统安装质量技术要求：

a.油罐和水罐位置应有适当压头,输油罐的进出口应安装流量计；

b.油、水、气输送管线安装后应用空气进行试压，试验压力为其输送压力的1.25倍,稳压3min,不允许有渗漏。

3.3.2动力柴油机安装参照SY5084第一章的规定。

3.3.3其他辅助设备安装质量应符合有关规定。

3.3.4电气装置安装应符合GBJ232中第七篇”低压电器”、第十篇”母线装置”、第十一篇“电缆线路”、第十二篇“10kV及以下架空配电线路”、第十三篇“配线工作”，第十四篇“电器照明装置”、第十五篇“接地装置”等的有关规定。

3.4钻井设计

3.4.1钻井设计格式必须符合SY5333的规定要求。

3.4.2开钻前必须有经过审批的钻井设计。

3.5通讯

3.5.1井场通讯设施应符合有关规定。

3.5.2必须满足24h与生产指挥机构的正常通讯联络。

3.6安全防护

3.6.1井场防火消防器材的配备应符合SYn5225中的9.3.2.4的规定。

3.6.2机械、电机设备的所有传动、转动部分必须装好护罩并固定牢靠。

3.6.3钻机提升系统的制动、防碰装置必须灵敏、可靠。

3.6.4井场照明设施和电路安装应符合SYn5225中2.2.1，2.2.6，2.2.7的要求。

3.6.5地处海滩、河滩的井场，在洪、潮汛季节应修筑防洪防潮堤坝和采用其它相应预防措施，经安全防汛部门认可后方能施工。3.6.6井场火源、易燃易爆物源的安全防护应符合SYn52252.2.3～

2.2.7的要求。

3.6.7井队主要岗位人员必须持有操作合格证，其他人员必须经过安全技术教育合格后才能上岗。个人安全防护用具必须完好，上岗必须穿戴齐全。

3.6.8井架天车台、二层台、立管台、钻台、机房、泥浆罐等周围必须安装护栏，梯子必须有扶手。

3.7环境保护

3.7.1井场应配备污水处理装置和污水储存坑(罐)。污水排放必须达到GB8978和当地政府规定的排放标准。

3.7.2油、气放喷管线出口应避开居民住宅、森林、经济作物区和其他重要设施。

3.7.3工业垃圾、钻屑、生活污物的排放，应有适当的收集容器和处理措施。

3.7.4井场应配备足够的钻井液储备罐(池)、池（罐）应做到不垮不

漏。居民区和饮用水源区50m内必须用金属钻井液储罐。

3.7.5井场有毒物品应单独储存,设有明显标志区别,并有专人保管和发放。

3.7.6 在城镇及居民区附近钻井、井场机器噪音控制应符合GB3096的规定。

3.7.7在平原、森林、耕地处的井场完井后应按规定恢复地貌。

4 钻进

4.1第一次钻进

是指埋设导管后,下表层套管前的第一次钻进.

4.1.1鼠洞的位置、鼠洞管的斜度与出露钻台高度，应有利于方钻杆的起放和摘挂水龙头操作方便。各型钻机的鼠洞管安装技术要求见表4。

表4

钻机级别距井口距离，m 鼠洞管斜度，°60～80 2.2～2.5 6～7

45 2.2～2.5 6

32 2.5～2.75 7～8

20 ------- --------

15 -------- --------

4.1.2开孔钻头直径与导(套)管直径配合尺寸见表5。

表5 mm（in）

660 445 400 346～311

钻头直径（26）（17 1/2）（15 3/4）（13 5/8～12 1/4）

508 339.7 324 273～245

导（套）管直径（20）(13 3/8) (12 1/4 ) (10 3/4～9 5/8) 4.1.3第一次钻进井眼要直，入井钻具必须符合SY5369要求的质量标准。

4.1.4第一次钻进开始，控制钻压不超过钻铤柱质量的60%。

4.1.5执行定深测斜制度,对易斜地层应采取满眼钻具或钟摆钻具组合等控制井斜措施。

4.1.6用减振器以减轻跳钻的危害,提高钻头和钻具的使用寿命。4.1.7钻井液性能及其使用管理应符合钻井设计要求。

4.1.8钻进中应根据井下情况变化和地面设备、仪表采集的信息变化，分析判断，及时采取相应措施，实现安全钻进。

4.1.9钻达下表层套管深度应及时进行测井和固井等作业。

4.2再次钻进

指封固表层套管后的各次钻进。

4.2.1再次钻进前必须先安装好井口装置,并找正天车、转盘和井口中心，固定牢靠。

4.2.2钻完固井水泥塞,再次恢复钻进,应对套管采取保护措施:

a.在钻铤未出套管鞋前,钻压不超过钻铤质量的60%,转盘速度采用低转速。

b.技术套管下入较深、再次钻进井段较长的井，应在钻杆柱上加橡皮护箍。

4.2.3钻具组合应满足喷射钻井和防斜打直井技术要求,符合SY5172有关规定。

4.2.4使用PDC钻头和喷射钻头应根据实际情况,每次钻进进尺不超过500m或纯钻进时间不超过40h进行短程起下钻,起出长度应超过新钻进井段,以防缩径卡钻。

4.2.5钻井液的选择：

a.必须使用优质钻井液,其性能应符合钻井设计要求和有关规定；

b.应按照地质设计提供的地层孔隙压力,选择钻井液密度,并根据随钻监测的地层压力值及时调整,油层附加0.05g/cm3，气层附加

0.07g/cm3；

c.对长段泥岩地层，应进行矿物组份分析，并依此选择具有相应抑制性的钻井液体系。

d.钻井液必须进行净化处理，按钻井设计要求控制固相含量。固控设备配备应有振动筛、除砂器和除泥器（或清洁器）。

e.钻井液性能应能满足测井、测试要求，除特殊高矿化度钻井液体系外，钻井液滤液的电阻率值应符合测井要求。

4.2.6钻进中应根据井内情况变化(钻速、钻井液性能、钻屑性能、钻井液体积和进出口流量等)和地面设备运转、仪表信息变化，判断分析异常情况，及时采取相应处理措施。

4.2.7新牙轮钻头入井开始钻进时应采用轻压（10～20kN）、适当转速（50～60r/min）钻进0.2～1.0m或10～30min,再逐渐增至正常钻压和转速,禁止加压启动转盘。

4.2.8新金刚石钻头入井开始钻进时,应在钻头接触井底前0.5～1.0m先开大排量清洁井底,然后采用轻压(10～20kN)、适当转速（40～50r/min）钻进0.5-1.0m或10～30min，再逐渐恢复到正常钻压或转速。

4.2.9钻进中出现下列情况之一时应终止钻头使用:

a.钻头在井底工作有异常,如突发性跳蹩钻、钻速突降、转盘扭矩

增大等，经处理无效；

b.钻头在井底工作正常，但钻头经济曲线率变化超过允许范围；

c.钻井泵泵压突变，已判断为循环短路、钻头喷嘴脱落或堵塞；

d.发生严重溜钻。

4.2.10使用金刚石钻头时井底必须无金属落物。不允许用金刚石钻头划眼。

4.2.11长井段的划眼或扩眼时应采用铣齿牙轮钻头。如用镶齿钻头划眼时，转速应控制在60r/min以下。

4.2.12钻具在井内静止时间不得超过3min，防止粘附卡钻。

4.2.13安全钻达下技术(油层)套管深度后,应根据钻井设计要求,及时进行测井、固井等其他作业。

5 接单根

5.1接单根前应作好单根和井口工具、材料的检查准备。

5.2卸方钻杆必须用双吊钳(或动力吊钳)旋松螺纹后，再用转盘低速（10～12r/min）卸开螺纹。不允许只用单吊钳转盘冲击松开螺纹。

5.3采用小鼠洞接单根时,必须用吊钳按规定力矩旋紧连接螺纹,操作时应注意防止单根和方钻杆的连接螺纹操作退松。

5.4接单根时必须有防落物入井措施。

5.5接好单根和方钻杆连接螺纹后,应先开泵建立正常循环,才能下放钻柱恢复钻进。

6 起下钻

6.1起下钻前应按照操作岗位专责分工,作好仪表、工具、器材和安

全防护设施的检查，井口操作必须有防落物入井措施。

6.2起钻前应根据井眼条件、机械钻速、钻井液性能和地质录井资料要求，充分循环洗井，清洁井筒。

6.3起下钻应根据钻机载荷、钻柱质量、井眼条件，采用双吊卡或卡瓦操作。在井深大于1000m或大钩载荷大于300kN时，用双吊卡加小方补心或用长钻杆卡瓦。

6.4起下钻铤必须同时使用提升短节(或提升接头)、卡瓦和安全卡瓦提升短节和钻铤连接螺纹必须用吊钳（或动力吊钳）旋紧。安全卡瓦应卡在距卡瓦上部0.05～0.10m处。禁止用转盘旋卸钻铤螺纹。

6.5钻具联结螺纹应按SY5369规定的最佳扭矩值旋紧。应采用带有直读扭矩仪的动力吊钳旋卸钻具螺纹。

6.6连接钻具螺纹必须采用符合SY5198规定性能指标的润滑脂。

6.7螺纹连接前必须保持螺纹清洁完好。

6.8起钻应定时定量向井内灌注钻井液,可采用自动平衡灌注装置或每起出3～5立柱钻具注入与起出钻具体积相当的液量。若灌不进时应接方钻杆循环。

6.9在油、气、漏层部位及其以上200m井段必须降低提放钻具的速度，其值应不大于0.5m/s。

6.10下钻应采用限速措施。下钻大钩载荷超过300kN应挂上水刹车（或用电碰刹车制动）。

6.11钻柱装有止回阀下钻时应定深度向钻具内灌入钻井液,每下500～1000m灌满一次。

6.12起下钻在复杂卡阻井段应降低速度。阻卡载荷超过当时钻具悬重50～100kN时，要及时采取措施，彻底消除阻卡后才能恢复正常作业。

6.13井下不正常或深井段下钻应根据情况分段进行循环钻井液。

6.14钻具下完接方钻杆后,先开泵循环正常再转入正常作业。

7 换钻头

7.1上卸钻头应用吊钳和专用钻头装卸器。钻头螺纹先用人工引扣，再用吊钳旋紧，不得猛拉猛绷，防止损坏钻头。卸钻头先用吊钳旋松螺纹，再用转盘低速（10～12r/min）卸开。不得用转盘绷开螺纹。7.2连接钻头螺纹必须用标准螺纹润滑脂,并按规定螺纹扭矩值上紧。

7.3应根据起出钻头磨损情况和使用效果,结合钻进岩石可钻性选择入井钻头类型和钻头工作参数。

7.4牙轮钻头入井前应检查钻头直径、轴承间隙、牙轮平面度、牙齿、连接螺纹质量、焊缝质量。喷射钻头应检查喷嘴安装质量和储油囊储油情况。

7.5刮刀钻头入井前必须检查钻头直径、连接螺纹质量、刀片高度差、合金块及刀片焊接质量、喷嘴质量等。

7.6金刚石钻头入井前必须检查钻头直径、胎体与钢体焊缝质量、金刚石或切削块烧结质量、水眼套管安装质量和连接螺纹质量。

7.7出入井钻头应进行钻头直径检查,起出钻头磨损严重时应及时采取划眼措施。

8 钻水泥塞

8.1钻水泥塞宜用尖钻头或铣齿牙轮钻头,钻具结构可采用加重钻杆或加1～2柱钻铤。

8.2钻水泥塞和套管附件,钻压1.5～2kN/cm2，转速低于60r/min，并保持环空上返密度：244.5mm(9 5/8in)以上井眼不低于0.6m/s；244.5mm(9 5/8in)以下井眼不低于0.8m/s。

8.3钻完套管金属附件后,应采用强磁打捞器加钻具打捞杯清理井底。

8.4钻水泥塞的钻井液应具有抗钙污染性能。

8.5钻水泥塞出套管鞋后,应根据钻井设计要求,进行套管鞋地层破裂压力试验。

8.6钻完水泥塞恢复钻进,在钻铤未出套管鞋前应采取轻压(2～3kN/cm2),转速不超过60r/min,环空上返速度：244.5mm( 9 5/8in)以上井眼不低于0.6m/s；244.5mm(9 5/4in)以下井眼低于0.8m/s。

9 钻开油、气层

9.1钻开油气层的准备

9.1.1钻开油气层前必须按钻井设计要求和SYn5225规定的有关内容逐项检查合格。

9.1.2井口防喷器和配套的井控系统应符合钻井设计要求,其压力等级应和地层压力匹配,防喷器芯子尺寸必须与井内钻具一致。

9.1.3井控设备的安装质量必须满足油气层安全钻进需要。防喷管线布局要考虑当地季节风向、居民区、道路和其他重大设施情况，应

接出井口不少于75m，管线弯度夹角不小于120°，每隔10～15m应打水泥基墩，用卡子固定牢靠。

9.1.4井口设备应定期采用堵塞器清水整体试压，并作稳压检查。环形防喷器试压到额定工作压力的70%，节流压井管汇、闸板防喷器及其以下部件，试压到闸板防喷器额定工作压力。

9.1.5钻井队工作人员必须了解掌握井控设计和井控安全操作规定。

9.1.6钻井液性能符合设计要求,要有足够的钻井液加重剂和处理剂的储备。

9.1.7各种井控设备、专用工具、消防设施、电路系统配备齐全，运转正常。

9.1.8落实关井程序、操作岗位和钻井队干部24h值班管理制度。井队上岗人员必须具有井控操作证。

9.1.9钻井队每个生产班要进行防喷井控演习,并达到规定的演习要求。

9.2油气层正常钻进

9.2.1应配备方钻杆上、下旋塞阀和钻具止回阀。

9.2.2钻进中应进行油气层压力监测预报工作，遇到钻速突然加快、放空、并漏、蹩钻、跳钻、气测异常、油气水显示等情况，应立即停钻循环观察或关井观察。

9.2.3钻开油气层后,应根据显示情况进行相应的短程起下钻。起下钻应控制速度。起钻要及时灌满钻井液，并校核灌注量。

9.2.4应定期进行井控装备检查和井控防喷演习,检测演习频率不少

于每月二次。每次起下钻应开关闸板防喷器一次。

9.2.5钻进中要专人观察和记录钻井液体积变化,发现溢流应按规定的关井程序迅速关井。关井压力不得超过井控装备额定工作压力、套管抗内压强度、地层破裂压力三者中最小值的80%。根据关井压力值确定重建井筒平衡的压井液密度。

9.2.6应定深、定时采集钻井数据和钻井液性能参数，发现油气显示应加密各种参数信息的采集。

9.2.7定期测试取得低冲数排量下的循环泵压，作为溢流井喷压井时计算循环压力的依据。

9.2.8冬季钻进、寒冷地区必须采取防冻措施，特别要防止防喷器系统及节流压井管汇冻结失灵。

9.2.9严格执行发现和保护油、气产层措施和有关规定。

附加说明：

本标准由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口

本标准由四川石油管理局钻井处负责起草

本标准主要起草人孙景淳