钻进施工过程中的危险因素及其防范措施
（一）开钻施工过程中的危险因素及防范措施
开钻时设备运行状态是否正常，各气、电路控制系统是否存在漏气、漏电或接错的现象等，都会对人身、设备安全构成影响。另外，钻进使用的钻头、钻具、鼠洞、套管、工具等的体积和重量都比较大，工人在操作过程中劳动强度大，如配合不好，容易发生人身伤害事故。开钻时，钻台下的井口无保护措施，而转盘方瓦则需要经常提出，使转盘中孔的开口尺寸加大，容易造成井口工具从转盘中孔掉入井内。下表层套管时，在钻台大门前扣好吊卡后，人员如不及时躲避，容易造成碰、撞、砸伤事故。下表层套管用旋绳和猫头上扣也是比较危险的作业。2001年。某钻井队在下表层套管过程中，当工人在钻台大门前扣上吊卡、司钻操作刹把上提时，发现吊卡未在套管上滑动(此为不正常现象)，但未让站在转盘附近的工人躲开，结果吊卡活门突然打开，套管落下，将工人砸伤致死。
(1)准备
开钻前要召开全体工作人员参加的班前会，由值班干部、班长等人交待工作任务和施工的安全措施。在设备未运转前，要对气路控制系统进行一次全面检查，确认气路没有错接现象；对泵压表、指重表、钻井泵安全阀、防碰天车、大绳死、活绳头的卡固、绞车刹车系统等关键部位，要进行重点检查，确保其灵敏、可靠；要认真检查井口工具如大钳、卡瓦、吊卡等，确保其零部件齐全完好，灵活好用，其规格应与使用的钻具、套管的规格相协调；检查小绞车的刹车、固定、钢丝绳、吊钩等是否符合安全要求；准备好大锤、扳手、管钳、钻杆手钩等工具；准备好一根直径12．7mm、长度合适的钢丝绳套用于吊鼠洞和表层套管上钻台；准备好吊钻铤和钻杆用的提升护丝。在地表土质比较松软的地区，大小鼠洞可用水力冲蚀的方法完成。在地表坚硬的地区，则应用动力钻具钻完。鼠洞管上钻台前，如其不在井架大门前较为居中的位置，应用小绞车配合大门绷绳将鼠洞管抬到该位置。吊鼠洞管应使用直径至少为12．7mm的钢丝绳套，不能使用白棕绳或其他绳套代替。吊鼠洞管上钻台时，操作人员应注意防止其钻入井架底座内或顶、挂井架，钻台上、下的工作人员要站到安全位置。
下表层套管和固井
下表层套管、固井的作业过程是：完钻后，立即清理钻台，将钻进所用的井口工具放到一个不影响下套管作业的地方；按标准换装上套管钳(如果没有动力套管钳，还应该准备几根直径不小于25．4mm、长度合适的白棕绳作旋绳用于套管上扣)；对下套管用的吊卡要进行仔细的检查；下套管作业开始时，先用小绞车从场地上吊起一根套管，前端放置于钻台大门坡道上；由司钻与钻工配合，将挂在吊环上的吊卡放在套管上；扣好吊卡，司钻将套管提上钻台；在套管下端接上套管鞋等下部结构；提出转盘方瓦将套管下入井内；重复起吊根套管上钻台的动作，将第二根套管吊上钻台；用动力钳或旋绳、大钳将第二根套管和根套管联接好；将套管下人井内；用上述方法将套管下入设计井深；接好联顶节、水泥头、注水泥浆管线、固井车管汇；找正并用钢丝绳固定好套管；用固井车向套管内注入钻井液，使套管内外连通；向井内注入按设计密度配制的水泥浆；替入钻井液。
（2）下表层套管、固井要做到：从场地吊套管上钻台前，应尽量使套管处于钻台大门前居中位置，小绞车操作人员应和场地上的工作人员配合好；防止套管钻入井架底座下、碰坏设备或人员；吊套管必须用直径12．7mm以上的钢丝绳套，不能用棕绳代替；钻台上的工作人员拉吊卡到套管上时，套管接箍前端不能站人，防止吊卡摆回砸伤人员；吊卡扣好后，要认真检查，确认无误才能指挥司钻上提，并确认大门前的人员站在安全位置；司钻要注意观察套管上提的情况，防止套管接箍挂、碰井架，顶弯大门钻杆；在套管公扣接近钻台面时，司钻要控制上提速度，使套管被设在大门前的拦绳挡住，将套管慢慢送向井口；套管上扣时，有条件的地方应尽量使用动力钳；必须用猫头拉旋绳、大钳上扣的，拉猫头应由副司钻以上岗位的熟练操作人员进行操作，并严格执行操作猫头的安全规程，做到“六不拉”(游车摆动大不拉、绳未缠好不拉、对井口人员不安全不拉、大钳未咬紧不拉、旋绳未放好不拉、扣未对好不拉)；在下套管过程中，井口操作人员应注意避免将手工具等物体掉入套管内或套管与井眼之间的环形空间(掉入套管内有可能造成无法固井而起出套管；掉入环形空间则有卡套管的危险)；下完套管后，接好联顶节、水泥头，将套管座于转盘，要用钢丝绳将套管固定住，防止固井时因压差造成套管上浮。
(二)再次开钻施工过程中的危险因素及其防范措施
第二次开钻的工作内容主要包括：高压试运转、下钻、钻进和起钻等。和次开钻相比，其工作内容基本相似，但工作过程较复杂，危险因素多。有的井需要三次或更多次数的开钻，其工作内容大体相同。
1．高压试运转
高压试运转是第二次开钻前的最重要的准备工作，其目的是检查设备的安装质量，并在高压试运转中发现和整改问题，保证设备和高压管汇在钻进过程中能够正常工作，以实现安全、快速、高效钻井。
高压试运转的工作程序是：选择好试压钻头，并通过计算并采取措施(缩小钻头水眼或堵死某一个水眼)，使之在确定的钻井泵排量下，达到钻进过程中的合适压力；接上试压钻头、钻杆和方钻杆并下入井内；开钻井泵低压循环，上水正常后停泵；倒好闸门后，再次开泵，排量由小到大，逐步达到确定排量；启动转盘，使转速由Ⅰ挡到Ⅲ挡交替试运行，运转30min，以各种设备特别是钻井泵、高低压管线、立管、水龙带、泵压表等工作正常，不刺不漏为合格。试运转过程中发现问题应及时整改，并重新试压，直至合格。
在一口井的施工中，高压试运转是设备次在较大负荷和高泵压下工作，一旦弊泵，轻则会造成钻井泵、高压管线等设备的损坏，重则会造成人员伤亡，因此防止憋泵至关重要。为此，一定要事先对钻井泵的安全阀进行重点检查，调试好其开启压力或穿入标准规格的保险销。高压试运转时，钻台、机房、泵房的所有操作要有人统一指挥，密切配合。开泵时，所有人员应远离高压区，待钻井泵运转平稳、泵压稳定后，再组织人员对运转设备进行检查。在高压试运转期间，人员无特殊情况不得进入泵房区。冬季天气寒冷时，在高压试运转前，还应对钻井泵安全阀、泄压阀等进行预热。第二次开钻前，还应安装好井控装置，并按规定试压合格。
2．下钻
下钻是钻井施工中一项经常性的工作，随着井深的不断增加，每次下钻的时间会越来越长，可能会遇到的井下复杂情况也会越来越多，如井眼垮塌、缩径、沉砂、油气上窜等等，如果司钻在操作中注意不够或判断失误，有可能将钻具贸然下入复杂井眼，造成卡钻、顿钻等事故；如果下钻速度快，会产生很大的激动压力，容易憋漏地层。另外，在下钻过程中，大绳进指梁会挂坏井架或井架工操作台；如高、低速离合器不放气，处置不当就有顶天车的危险；用大钳紧扣操作猫头失误时，有可能造成人员伤害；在二层平台工作时，有可能会高处坠落或高处落物等。
下钻的操作程序大体是：井口操作人员将吊卡挂人吊环；司钻上提钻具，将吊卡起到井架工操作台以上高度的合适位置；由井架工从指梁内拉出钻铤(或钻杆)立柱并扣上吊卡；司钻操作刹把提起钻铤(或钻杆)立柱，钻工用手钩钩住钻铤(或钻杆)立柱送至井口；接上钻头(或钻具)并紧扣；司钻提起钻具下入井内，进入下一工作循环。
在下钻作业中需注意的是：司钻在空车起高速时(寒冷地区冬季禁用高速)，要观察大绳的排列和缠绕情况，并注意大绳、游车的工作情况，防止大绳进指梁和游车挂、碰指梁；井架工要协助司钻观察，如发现问题，应及时发出停车信号；待游车过指梁后，司钻应摘开高速气开关，注意离合器的放气情况(如不放气，应立即摘开绞车总离合器，采取合上刹车气缸等紧急措施)；没有液气大钳的钻井队用旋绳、大钳上扣时，操作猫头人员必须是副司钻以上的熟练工人，并严格执行安全操作规程“六不拉”的规定；在钻具下人井内的过程中，司钻要时刻观察指重表，控制下钻遇阻不能超过10kN，在已经遇阻的情况下，不得采取猛砸、硬压的方式强行通过；为防止顿钻，司钻要控制下放速度，当悬重达到30kN时，及时挂上辅助刹车。下钻前，应检查好井口工具(禁止使用损坏、缺少零配件或与钻具规范不符的井口工具)，在转盘中孔内放入小补心；要检查大绳是否完好和刹车系统是否灵敏、可靠。下钻过程中，井口操作人员和泥浆工要观察井口泥浆返出情况，其返出量应与下入钻具的体积相一致。遇复杂情况需接方钻杆开泵循环时，开泵一定要慢，排量要由小到大。要特别注意钻井液漏失量不得超过5m3，以防止憋垮地层造成卡钻。上井架的操作人员要系好安全带，所用手工具必须拴好保险绳。
3．钻进
获取工业油、气流和准确的地质资料，主要是通过钻进来实现的。由于钻井是一项隐蔽的地下工程，在钻进过程中，往往会遇到许多复杂的井下情况。在井浅时，因进尺快，钻井液性能尚不完善，造壁性和悬浮性能差，可能会造成井眼垮塌或沉砂埋住钻具。井深时，可能会遇到地层压力异常、地层蠕变、盐岩层对钻井液的破坏等等。遇到这些情况时，处理稍有不慎，就可能酿成严重事故。1986年，某钻井队在一口井的“快速钻进”施工时，因接单根动作慢(此时井尚浅，钻井液悬浮性能差，因进尺快，井内有大量的钻屑未返出地面，加之接单根时间长，使钻屑下沉至井眼某处形成“砂桥”)，接完单根后，司钻未注意观察指重表，只顾提起钻具快速下放，钻头碰上“砂桥”时司钻未发现，也未采取措施，致使大钩钩口锁销被顿开，水龙头脱钩，倒向井架2号角立管平台处(此时钻井泵已开，循环正常)，在没有采取防止方钻杆下溜等安全措施的情况下，该队副队长和一名工人爬上立管平台，在拉大钩挂水龙头过程中，因钻井液循环的水力作用，井下的砂桥被冲开，钻具带着方钻杆、水龙头快速下落，将立管平台拉掉，造成该队副队长和这名工人随之坠落至钻台，因受伤过重，经抢救无效人死亡。
钻进施工的基本过程是：下钻至钻头距井底2～3m处开泵循环，排量由小到大，待循环正常、调整好钻井液性能后，校准指重表并记下悬重和泵压；启动转盘，下放钻具到钻头接触井底，加压20～25kN，修好井底后按工程设计的钻进参数进行钻进；在钻进过程中，用小绞车从场地吊一根钻杆放入小鼠洞；打完方钻杆方入，将方钻杆提出井口后停泵，在井口座上吊卡或卡瓦，卸开方钻杆与钻杆的连接丝扣，将方钻杆推向小鼠洞内钻杆上扣；提出小鼠洞内钻杆与井口钻杆对接(此为“接单根”)；开泵，将方钻杆放入井口，启动转盘，开始下一轮钻进。
钻进过程中要做到：司钻操作刹把要精力集中，送钻均匀，随时注意指重表和泵压表的变化，及时准确的判断并处理井下情况，防止溜钻、顿钻和其他复杂情况的发生；钻进中若发现泵压下降1MPa时，应先检查地面设备和钻井液性能，如查不出问题，应立即起钻检查钻具；遇设备发生故障需抢修的情况时，应尽量保持钻井液的循环，并活动钻具(有的油田规定：钻具在井内静止时间不得超过3分钟)，以防止卡钻(实在不能循环和活动钻具时，可下放钻具将悬重的2／3压至井底，故障排除后，提起钻具，起钻检查)；钻至油、气层以上50m时应停止钻进，经请示上级有关部门同意后方可继续钻进；在油、气层或穿过油、气层钻进过程中，要坚持执行坐岗制度，以及时发现溢流并采取措施；用小绞车吊钻杆上钻台应使用提升护丝，每次只能吊一根；上卸扣应使用液气大钳(使用猫头的，要坚持执行操作猫头的安全操作规程)；在进行设备检修时，被检修设备的控制开关处在应挂上“检修牌”并有人监护，必要时可切断被检修设备的气源或电路。
4．起钻
与下钻一样，起钻也是钻井施工中一项经常性的工作，会遇到诸多井下复杂情况，其中最严重的当属各种原因引起的上提遇卡、转盘弊劲大、打倒车、灌不进钻井液等。起钻速度过快或钻头泥包“拔活塞”，会产生很大的抽吸力，容易抽喷油、气层或抽塌结构松软的地层。在具体的操作中，当司钻操作失误或与井口操作人员配合不好时，则会造成“单吊环”起钻、砸飞井口工具、顶天车等事故。另外，使用猫头卸扣容易伤人。井架工在二层台操作时，应防止高处坠落和高空落物。
起钻作业的操作程序是：起钻前，调整好钻井液性能并循环一周以上；停泵，将方钻杆提出井口并用卡瓦或吊卡将钻具座于转盘上；卸开方钻杆与钻杆连接丝扣，将方钻杆连同水龙头放入大鼠洞；打开大钩钩子口锁销和制动销，使大钩脱离水龙头；由井口操作人员配合司钻将吊环挂上井口吊卡并插好保险销；司钻上提钻具至立柱下接头出转盘面时摘开低速，高出转盘面0．5m时刹车；由井口操作人员配合司钻用卡瓦或吊卡将钻具座于转盘，卸开钻具丝扣；司钻上提立柱0．2～0．3m，慢抬刹把，与拉钻杆人员配合，送立柱进钻杆盒并排列整齐(井架工摘开吊卡，拉立柱进指梁)；司钻下放游车，同时微合转盘气开关，调整转盘上的吊卡活门朝向井架工方向；空吊卡下行距转盘3m左右时，司钻减速慢放，与井口操作人员配合，将空吊卡拉放于转盘并摘下吊环(双吊卡起钻)；将吊环挂入井口负荷吊卡，插好吊卡销，司钻上提钻具，进入下一个工作循环。
起钻时应注意：起钻开始1～3个立柱用Ⅰ挡速度，然后根据井下情况，合理选择绞车排挡；司钻应集中精力，注意观察指重表读数变化，防止突然遇卡(上提遇卡不能超过原悬重的100kN，绝不能采取大拉力硬拔的方式上提钻具，以免越拔越死，给以后的处理造成困难；司钻与井口操作人员要密切配合，做到操作平稳，等井口人员挂好吊卡、插好吊卡销并闪开后方可上提，防止单吊环起钻；若已经造成单吊环，千万不能立即将吊卡坐于转盘，应首先采用放人卡瓦等其他保护措施；为防止顶天车，起钻前要仔细检查气路及防碰天车装置，司钻在操作过程中要随时注意钻具起出高度(井架工也要配合观察，游车到停车位置不停车时，要及时发出信号)；冬季施工时，要对气路和气控开关、防碰天车装置做防冻处理，并经常活动各气控开关，防止冻结失灵；用使用液气大钳卸扣(若无液气大钳用B型大钳、猫头卸扣时，一定要严格执行猫头安全操作规程，禁止使用钢丝绳做猫头绳卸扣，严禁转盘绷扣)；用B型大钳配合猫头卸扣时，待大钳咬紧、猫头绳子受力后，井口操作人员应及时躲避到安全的地方；在上提钻具时，井口操作人员应注意检查钻具是否有损坏现象；井架工开吊卡时，司钻要抬头观察，待井架工拉钻具进入指梁后，才能下放游车，以避免大钩压钻具接头造成事故；在起钻过程中，要连续向井内灌满钻井液，并随时注意灌人量是否起出的钻具体积相一致，时刻保持井内钻井液柱的压力，以平衡地层压力和防止井塌。