一、知己知彼
1、传动及受力方式的变化。代替传统的转盘+方钻杆钻井作业的顶部驱动装置,即顶驱作业的优势是能快速的建立起泥浆循环,大大减少了起下钻诱发的井下复杂事故和井喷失控事故;可以实现一个立柱长度的划眼钻进,特别是倒划眼,建立一个稳定可靠的井壁。转盘+方钻杆钻井,特别是有了滚子方补芯,使方钻杆和转盘的配合间隙急剧缩小,震动减小,转盘不仅给方钻杆提供了驱动力,而且是一个可靠的扶正支点,游车和钢丝绳有一定的挠动余地。
但是,使用顶驱以后,转盘失去了扶正支点的作用,钻杆和转盘碰撞加剧,即使使用防震胶芯,也不能得到根本性的改善。所以使用顶驱后,高空坠物的物体打击风险,急剧增大,特别是发生振动或连续发生振动以后。原因还有一个就是受力和约束的改变。使用顶驱以后,转盘不再有扶正作用,顶驱导轨约束了游车,井架承载反转扭矩。顶驱成为一根“搅屎棍”。安装时顶驱主轴与井口对正。顶驱接一单根下放到井口,被转盘的三角卡瓦夹住,调整顶驱的扭力梁的位置,对准井口。固定扭力梁。但是顶驱上升到一个立柱的最高点,井口是否对正,或者顶驱在立柱的中点,井口是否对正,只有天知道。而且井架因为底座基础和钻具容量会发生变化,天车相对于井口的位置也会因此生变。所以顶驱的主轴及主轴承也容易损坏。
2、顶驱的安装尺寸和重量新增的事故隐患。顶驱取代水龙头方钻杆以后,游动系统的长度发生了很大的变化,防碰空间急剧减小,所以使用顶驱,防顶天车是司钻操作第一要紧的安全操作规程。
另外,顶驱的自重远远大于水龙头和方钻杆,所以使用顶驱时刹车更费劲,原来的电磁辅助刹车效能明显不足,容易发生刹车失灵或溜钻现象。需要及时调整相关参数或提前采取预防措施。
3、顶驱的吊环倾斜,方便起下钻立柱进入简支梁,但如果忘记收回,容易压塌猴台,造成井架工高处坠落的亡人事故。同样因顶驱的横截面比大钩水龙头大,下套管容易压塌套管扶正台,所以要及时回缩套管扶正台。
4、顶驱的电缆容易和液压大钳,B型大钳的悬绳产生位置干涉,需要及时检查处理。
5、顶驱的上内自动防碰器开关忘记打开,开泵容易憋泵,造成高压刺漏伤害。
6、顶驱检维修人员必须乘坐专用的吊栏,防止发生高空坠落事故。
二、事故案例
1、某井队在进行下套管作业,某井架工负责在套管台扶正套管。套管扶正以后,井架工在没有收起套管扶正台的情况下,某司钻下放游车,致使挂在游车上的顶驱,压坏了扶正台。
2、某井队某带班队长代替司钻进行顶驱接立柱作业,在正常下放顶驱距离钻台面5米左右时,带班使用电磁辅助刹车减速,发现电磁刹车失效以后,使用急停开关刹车。游动系统紧急制动,但是顶驱已经和转盘触碰在一起。
三、预防控制措施
1、根据变更管理要求,分析变更新增风险(详见知己知彼);
2、修订安全操作规程,注意事项;
3、人员主要是司钻培训;
4、研发顶驱和泥浆泵安全互锁控制系统,完善设备体系的完整性设计,技术性纠错。
陈万全,中国石油集团长城钻探工程有限公司国际钻井公司,高级工程师
贾红卫,中石化南阳能源化工有限公司