Инструмент и методы ликвидации аварий

Лекция 15. Аварий и их предупреждение

Авария в скважине — это непредвиденное прекращение ее углубления, вызванное нарушением состояния ствола или находящегося и нем технологического инструмента. В результате аварий увеличиваются сроки сооружения скважин и стоимость буровых работ, снижается производительность. Аварии могут возникать вследствие геологи­ческих, технических, технологических и организационных причин.

Геологические причины обусловлены бурением в сложных условиях: поглощение промывочной жидкости, вызванное "проходкой сильнотрещиноватых закарстованных пород и зон тектонических нарушений; осыпи и обвалы стенок скважины; вскрытие высоконапорных пластов, вызывающих выбросы воды, нефти и газа; сальникообразование и т.д.

Техническими причинами могут быть применение неисправных бурильных и обсадных труб, а также изношенных инструментов. К технологическим причинам относятся нарушение рациональ­ного режима бурения, применение технологии без учета реальных; горно-геологических условий проходки скважины.

Организационными причинами являются недостаточная квалифи­кация буровой бригады; низкая трудовая дисциплина, слабое обеспече­ние необходимыми материалами, инструментами, приборами и т.д.

Профилактика аварий заключается в строгом соблюдении техно­логического режима бурения и других требований геолого-технического наряда, оснащении буровой установки необходимыми контрольно-измерительными приборами механизмами и инструмен­тами, повышении квалификации и трудовой дисциплины буровой бри­гады, механизации трудоемких процессов сооружения скважин.

Наиболее частые виды аварий - прихваты бурового снаряда, обрыв колонковых, обсадных и бурильных труб, отвинчивание или обрыв породоразрушающего инструмента. При возникновении аварии в первую очередь определяют глубину скважины, на которой она произошла, устанавливают причину и составляют план ликвидации аварий.

Аварии, вызванные прихватом бурового снаряда. Основные причины прихвата (заклинивания) бурового снаряда - наличие большого количества шлама на забое, зауживание ствола скважины вследствие использования долот, изношенных по диаметру, проходка набухающих, пучащихся пород. Для предупреждения прихватов необходимо применять высококачественный глинистый раствор, обработанный химическими реагентами.

Промывку скважины при спуске бурового снаряда следует начинать, не доходя 2 - 3 м до забоя. При внезапном прекращении циркуляции промывочной жидкости следует приподнять буровой снаряд на длину ведущей трубы. Перед его подъемом скважину надо тщательно промывать с целью очистки от шлама. При замене изношенного долота новым призабойный участок ствола длиной 15 - 20 м прорабатыва­лся на первой скорости вращения при небольшой подаче (35 - 40 м/ч). При прихвате буровой снаряд расхаживают с помощью лебедки или гидравлической системы установки, чтобы восстановить циркуляцию промывочной жидкости в случае ее нарушения.

При заклинивании снаряда, продвигающегося к забою, следует быстро увеличить подачу бурового раствора и после нескольких минут промывки попытаться поднять снаряд. Если это не удается, промывку продолжают и снаряд расхаживают с одновременным его вращением. Если перечисленные мероприятия не дают эффекта, буровой снаряд освобождают выбивным снарядом или домкратами. Выбивной снаряд представляет собой массивный кольцевой цилиндр, соединенный с талевым канатом и надеваемый на ведущую трубу.

Если снаряд прихвачен обвалившейся породой или осевшим сверху шламом, первоначально восстанавливают циркуляцию раствора, а затем размывают шламовую пробку. Если циркуляция жидкости не восстанавливается, в скважину опускают дополнительную бурильную колонну, через которую размывают шлам. В случае прихвата снаряда в карбонатных породах эффективна обработка скважины соляной кислотой.

Аварии с бурильными трубами. Прихват снаряда может быть причиной обрыва бурильных труб, так как в этом случае на снаряд передается максимальная (с учетом кратковременной перегрузки) мощность двигателя установки. Обрывы снаряда часто возникают при недопустимом износе бурильных труб или их резьбовых соединений.

Профилактика обрывов заключается в тщательном контроле с^: помощью калибров и дефектоскопов бурильных труб и их соединении. Для уменьшения изгибающих напряжений диаметр бурильной колонны выбирают как можно ближе к диаметру скважины, обязательно применяют утяжеленные бурильные трубы. Перед свинчиванием резьбовые соединения очищают и смазывают графитовой смазкой. Трубы свинчивают до отказа, без оставления зазоров в замковых соединениях.

При обрыве бурильных труб углубление забоя прекращается, на поверхность поднимают верхнюю часть бурильной колонны. По длине поднятых труб и форме оборванного конца устанавливают местонахождение оставленной части колонны и характер обрыва. В необходимых случаях местоположение конца оставленной части снаряда уточняют спуском в скважину на бурильных трубах печати. В простейшем случае печать представляет собой деревянную пробку, торец которой заполнен пластичным материалом (канифоль со смолой). Для ловли оставшегося снаряда применяют овершот, метчик и колокол.

Овершот применяют, если оставленный инструмент не прихвачен. Овершот опускают на бурильных трубах и осторожно с вращением накрывают оборванный конец. При подаче вниз корпуса овершота плашки заскакивают за нижний торец муфты или замка оставленной в скважине колонны и удерживают ее при подъеме.

Метчик используют для ликвидации обрыва бурильных труб в муфтах и замковых соединениях. Метчик - инструмент конической формы, на боковой поверхности которого нарезана резьба и профрезерованы продольные канавки для выхода стружки при ввинчивании в оборванный конец бурильной колонны. Осевой канал метчика служит для прохода промывочной жидкости, а резьба на цилиндрической части - для соединения с бурильными трубами, опус­каемыми в скважину. При ловле бурового снаряда в скважинах большого диаметра метчики оснащаются направляющими воронками с патрубком.

Колокол применяется для соединения с оставленным снарядом при обрыве самих бурильных труб. Колокол представляет собой корпус с направляющей воронкой, имеющей внутреннюю резьбу для ввинчивания в оборванный конец бурильных труб.

Ловильный инструмент (колокол или метчик) опускают в скважину на бурильных трубах. Не доходя 1 - 1,5 м до места обрыва, включают подачу промывочной жидкости. Окончив промывку, осторожно опускают ловильный инструмент и вращением на три-четыре оборота ввинчивают его в оборванный конец снаряда. Затем вновь включают буровой насос для удаления осевшего шлама, ввертывают до отказа ловильный инструмент и извлекают буровой снаряд из скважины. Если оставленная часть инструмента сильно прихвачена, для ее извлечения пользуются выбивными снарядами и домкратами. Эффективно применение механических забойных вибраторов, включаемых при спуске ловильного инструмента в состав снаряда.

Аварии с породоразрушающим инструментом. Для исключе­ния обрыва или отвинчивания долота необходимо тщательно проверят его исправность, особенно в местах сварки швов. Необходимо также следить за исправностью резьбы породоразрушающего инструмента. прочно соединять его с буровым снарядом. Породоразрушающий инструмент на забой ставят плавно, без рывков. При бурении на долото нельзя допускать чрезмерной осевой нагрузки.

Для извлечения неприхваченного долота при его вертикальном расположении применяются метчик или колокол. Если долото лежит боком и сильно прихвачено, его разрушают взрывом опущенной в скважину торпеды. Обломки долота поднимают магнитным фрезером или пауком.

Магнитный фрезер представляет сотой торцовую фрезу, которая разрушает стальные предметы на забое и поднимает их в виде стружки на поверхность.

Паук - тонкостенный цилиндр, нижняя часть которого ним профрезерованные лепестки. При постановке паука на забой под действием осевой нагрузки лепестки подгибаются внутрь, захваты или обломок долота. С помощью паука и магнитного фрезера из скважины удаляют мелкие предметы, случайно упавшие в скважину.

Аварии с колонковыми и обсадными трубами. Оборвавшуюся колонковую или шламовую трубу поднимают с помощью метчика или труболовки.

Гидравлическая труболовка представляет собой корпус внутри которого расположен подпружиненный поршень. Шток последнего связан с плашками, перемещающимися по конусу. Труболовка ни бурильных трубах опускается внутрь оборванной трубы. При включении насоса под давлением жидкости поршень со штоком, сжимая пружину движется вниз. Связанные со штоком плашки, перемещаясь вниз по конусу, выдвигаются в радиальном направлении, захватывая своими насечками трубу за внутреннюю часть. При снижении давлении жидкости поршень, перемещаясь вверх, освобождает плашки от трубы

Наиболее сложная авария с обсадными трубами — отвинчивание и отклонение нижней части обсадной колонны. В этом случае извлекается верхняя ее часть, а нижняя поднимается с помощью труболовки или метчика.

Изогнутые и смятые обсадные трубы выпрямляют специальными развертками или справочными долотами.

Дата добавления: 2015-07-13