Причины, виды аварий и меры по их предупреждению

Лекция 18

Тема: Осложнения и аварий в процессе бурения.

План: 1. Причины, виды аварий и меры по их предупреждению.

           2. Ловильный инструмент  и работа с ним.

1. Причины, виды аварий и меры по их предупреждению.

Неликвидированное осложнение может стать причиной аварии. Под аварией в бурении понимается возникновение в стволе скважины непред­виденной ситуации, в которой невозможно продолжение работ по проход­ке ствола скважины или выполнение в нем запланированных работ, а так­же использование скважины по назначению без устранения возникшего препятствия посредством специальных работ, не входящих в технологиче­ский цикл. Специальные работы, выполняемые для ликвидации аварии, на­зываются аварийными. Авария в бурении и связанные с нею аварийные работы приводят к непроизводительной потере рабочего времени, нецеле­сообразному расходованию трудовых ресурсов, значительным материаль­ным и финансовым затратам.

В связи с этим большое внимание должно уделяться предупреждению аварий на основе систематического контроля за состоянием бурового ин­струмента и ствола скважины, профилактике осложнений и соблюдению производственной дисциплины.

2 Ловильный инструмент  и работа с ним.

Рекомендуемые материалы

Для ловильных работ применяют специальные инструменты различных типов и назначений. Рассмотрим категорию захватывающих инструментов для труб.

А. Овершоты — основной захватывающий снаружи инст­румент и, возможно, самый распространенный из всех ло­вильных инструментов. Поскольку принцип заклинивания цельного или составного захвата в конической полости, име­ющей спиральную (винтовую) проточку, используется почти во всех случаях, то именно такая конструкция и будет опи­сана.

Большинство овершотов состоит из корпуса с конической полостью, верхнего переводника, направляющей воронки, цельного захвата или комплекта клиньев, кольца-огра­ничителя, уплотняющего узла и стопорного устройства. Внут­ренняя полость овершота выполнена в виде конуса с винто­вой проточкой. В эту полость помещается захват, наружная поверхность которого имеет такую же конусность, как и по­лость овершота. Захват может быть цельным в виде спирали или разъемным в виде комплекта клиньев.

На наружной конической поверхности захвата делается винтовая проточка с таким же шагом, как у проточки на по­верхности полости. На внутреннюю поверхность захвата на­носится насечка в виде параллельных или перекрещивающих­ся канавок. Разъемный захват, который чаще называют пла-шечным захватом (рис. 9.4, а), применяется обычно в овер-шотах небольшого диаметра, а цельный спиральный захват (рис. 9.4, б) — в овершотах большого диаметра.

Рис. 9.4. Овершот:

а - с плашечным захватом; б - со спиральным захватом: 1 - верхний пере­водник; 2 - корпус; 3 - плашечный захват; 4 - ограничительное кольцо; 5 -направляющая воронка; 6 - пакер; 7 - спиральный захват

Спиральный захват иногда производит впечатление слабой и далее хрупкой детали, поэтому многие сомневаются в его прочности. На практике спиральный захват обеспечивает прочное соединение, так как он обладает гибкостью и более равномерно распределяет нагрузку по конусной поверхности корпуса. Большинство неудач при работе с овершотами про­исходит из-за перегрузок, в результате чего корпус овершота раздувается или лопается.

Характер перемещения захвата в конусной полости опре­деляется цилиндрическим кольцом-ограничителем с хвостовиком или шпонкой, которая входит в зацепление с захватом и препятствует его повороту, позволяя перемещаться только вдоль продольной оси. При движении вниз по конусной по­верхности полости захват уменьшается в диаметре и сжимает находящуюся внутри него трубу все сильнее, по мере увели­чения натяжения ловильной колонны. Конструкцией может быть предусмотрен сальниковый узел или пакер для уплотне­ния пространства между трубой и корпусом овершота, что позволяет вести промывку через прихваченную колонну. Это обычно помогает ликвидировать прихват.

Если подлежащую извлечению колонну планируется ловить за муфту или за соединительный конец бурильной трубы, то особое внимание следует уделить стопорным устройствам, обеспечивающим размещение муфты или соединительного конца против той части захвата, которая имеет насечку. Если захват окажется ниже, овершот будет вращаться свободно и его невозможно будет отсоединить. Чтобы остановить овер­шот в нужном месте, применяют различные стопорные уст­ройства. Иногда они выполнены в виде толстостенных колец, устанавливаемых в полости корпуса над захватом; они могут быть совмещены с уплотняющим узлом либо с пакером.

Овершот, оснащенный плашечным захватом и кольцевым фрезером-ограничителем, следует применять для извлечения бурильных труб, если они вписываются по габаритам в за­хват. Часто "голова" извлекаемой трубы имеет заусенцы, за­зубрины и другие неровности. В этом случае "голову" обраба­тывают кольцевым фрезером до размеров, позволяющих разместить ее внутри захвата. Если труба значительно по­вреждена, то целесообразно установить под конусом овер­шота удлинитель с фрезером или фрезер с направляющей воронкой и обработать трубу до того места, где уже ничто не мешает нормальному размещению захвата. Эти удлините­ли и воронки армируются изнутри карбидом вольфрама и способны срезать значительную массу металла.

Овершот нетрудно приспособить почти для всех видов ловильных работ. Если над овершотом установить в качестве удлинителя трубу увеличенного диаметра, какие обычно ис­пользуются при обуривании, то можно захватить муфту на­много ниже "головы" извлекаемых труб. Такой прием часто рекомендуют, когда "голова" представлена муфтой или со­единительным концом с большими повреждениями, вследст­вие чего надежно захватить их нельзя.

При попытках извлечь прихваченные трубы захват овер­шота заклинивается между трубой и корпусом овершота.

Поэтому чтобы отсоединить овершот от прихваченной тру­бы, необходимо преодолеть силы трения на контакте кони­ческих поверхностей захвата и корпуса. Чаще всего это до­стигается сбиванием корпуса вниз расположенной над ним колонной. Для этого используют также механический ясс, включаемый в колонну непосредственно над овершотом. Пе­ред началом сбивания овершота вниз необходимо убедиться, что гидравлический ясс, который тоже часто включают в ловильную колонну, находится в закрытом положении, иначе можно повредить уплотнения этого ясса.

После сбивания вниз овершот проворачивают вправо с небольшим натяжением, превышающим вес ловильной ко­лонны. Таким образом захват выводится из зацепления с трубой и можно приступать к подъему овершота. Если через овершот пропущен значительный отрезок трубы, то при подъеме может возникнуть необходимость несколько раз повторять процедуру сбивания и освобождения овершота.

При нащупывании овершотом "головы" прихваченной ко­лонны рекомендуется проворачивать ловильную колонну вправо при небольших оборотах. При этом можно включить насос, чтобы промыть скважину в зоне "головы" и зафикси­ровать момент вхождения ее в овершот по подъему давления на выкиде насоса, после чего насос следует выключить, так как встречный поток жидкости может затруднить вхождение "головы" в овершот. Нельзя резко сажать овершот на "голову" трубы.

Работу яссом надо начинать с легких ударов, постепенно увеличивая их силу, чтобы обеспечить более надежный кон­такт захвата с трубой. Если сразу начать с резких ударов, то можно сорвать захват и затупить его насечку. Придется под­нимать овершот для замены захвата.

Б. Метчики предназначены для ловли оставшейся в сква­жине колонны бурильных труб, если обрыв произошел в утолщенной части трубы, в замке или муфте. Правые метчи­ки применяют для извлечения колонны целиком, а левые (на левых бурильных трубах) — для извлечения колонны по час­тям.

Контрольные вопросы:

1. Что может стать причиной аварии?

2. Расскажите конструкцию овершота?

3.Для чего предназначены метчики?

Литература

1.Булатов АИ, Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению: В 4 т. - М: Недра, 1993-1996.

2.Сеид-Рза М.К. Технология бурения глубоких скважин в осложненных условиях. — Баку: Азернешр, 1963.

3.Малеванский В.Д. Открытые фонтаны и борьба  с ними.   —  М: Гостоптехиздат, 1962.

4.Булатов АИ., Макаренко П.П., Будников В.Ф., Басарыгин Ю.М. Теория и практика заканчивают скважин: В 5 т. — М: Недра, 1997, 1998.

В лекции "20 Оценки деятельности" также много полезной информации.

5.Басарыгин Ю.М., Макаренко П.П., Мавромати В.Д. Ремонт газовых скважин. — М: Недра, 1998.

6.Крылов В.И. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах. — М: Недра, 1980.

7.Самотой А.К. Прихваты колонн при бурении скважин. — М: Недра, 1984.

8.Леонов Е.Г., Исаев В.И. Гидроаэромеханика в бурении: Учеб. для ву­зов. - М: Недра, 1987.

9.Шшценко   Р.И,    Есьман   Б.И.,    Кондратенко    П.И.    Гидравлика промывочных жидкостей. — М.: Недра, 1976.

10.Маковей Н. Гидравлика бурения: Пер. с рум. — М: Недра, 1986.