Аварії в свердловинах, причини виникнення й способи ліквідації

Запобігання аваріям при колонковому бурінні. Аварією під час буріння називається такий стан свердловини, за якого її поглиблення припиняється через непередбачені порушення нормального ходу виробничого процесу.

Аварії на бурових роботах віднімають близько 10 % часу, який витрачається на буріння свердловини, тому розробці заходів для боротьби з аваріями та особливо для їх запобігання належить важливе місце в діяльності технічного персоналу партії та експедиції. Слід підвищувати кваліфікацію бурових майстрів і робітників; обладнувати бурові установки контрольно-вимірювальною апаратурою; застосову­вати бурильну колону однакової міцності по всій довжині; передавати навантаження на породоруйнівний інструмент за допомогою УБТ; застосовувати промивальну рідину відповідно з геологічним розрізом свердловини; проходити свердловину з максимальною технічною швидкістю; не допускати простоїв; механізувати всі трудомісткі процеси; підвищувати відповідальність бурового персоналу.

Аварії та їх причини. Аварії з бурильними колонами. Найбільша кількість аварій з елементами буриль­ної колони (ніпелями, замками, муфтами, УБТ, перехідниками) трапляється внаслідок утомленісного руйнування металу, яке виникає при частих змінах веЗшчини навантаження та напрямку дії, але основними причинами аварій є порушення технології проходження свердловини й правил експлуатації бурильних колон і складових частин. Руйнування бурильних труб на потовщеному кінці відбу­вається внаслідок вібрації, твердості порід, перевантаження бурильної колони, недостатньої довжини УБТ тощо.

Руйнування бурильних труб по тілу труби трапляється внаслідок їх надзвичайного зношування та з інших причин (наявність браку в металі труби тощо). Різьбові з'єднання часто руйнуються через збільшення навантаження на різьбу, внаслідок заїдання трубної різьби тощо. Аварії з бурильними трубами трапляються також при падінні бурильної колони через поломку та несправність спуско-підйомного інструменту чи гальмівної системи, руйнування її елементів тощо.

Прихвачування бурильних колон. Прихвачування — аварія, за якої бурильну колону, що міститься в свердловині, не можна витягти без виконання додаткових робіт. Це найчастіший і важкий вид аварій, спричинюється заклинюванням низу бурильної колони під час спускання в призабійній зоні. В основному аварії цього типу трапляються в зонах звуження стовбура, а також у зонах, де можливі осипання та обвалення стінок свердловини. Здебільшого прихвачування внаслідок припирання бурильної колони до стінок свердловини трапляється там, де буріння ведеться в породах, здатних до набухання, із застосуванням неякісних глинистих розчинів. Припинення циркуляції або невелика швидкість циркуляції призводить до осідання шламу та закупорення кільцевого простору. Частіше виникає прихвачування колон унаслідок утворення сальників. Механізм цього такий. На якійсь ділянці стовбура свердловини (збільшення перетину стовбура, каверни тощо) різко знижується швидкість руху бурового розчину й шламу, який налипає на елементи бурильної колони, колонковий снаряд, що зменшує площу перетину кільцевого простору. Швидке утворення сальників спричинюється наявністю в стовбурі пухкої глинистої корки, а також великою кількістю шламу, невеликою швидкістю промивальної рідини, поганим очищенням бурового розчину тощо.

Аварії з колонковим снарядом. При бурінні алмазними та твердосплавними коронками виникають такі види аварій: прихвачування колонкового снаряда або коронки; припалення коронки; часткове або повне відривання матриці алмазної коронки від корпусу тощо. Прихвачування колонкового снаряда є результатом зашламування свердловини, відвалювання породи зі стінок свердловини, припалення коронки, потраплення у свердловину дрібних предметів. Припалення коронки виникає як наслідок зменшення подачі промивальної рідини на забій або повного припинення циркуляції, що призводить до нагрівання коронки та спікання її з породою забою. Руйнування матриці трапляється через надмірне осьове навантаження, наявність на забої уламків породи та металевих часток тощо. Залишення коронок, доліт, колонкових труб у свердловині найчастіше виникає в разі порушення правил їх кріплення.

Аварії внаслідок падіння у сверд­ловину побічних предметів. Під час роботи над устям свердловини не завжди дотримуються технологічні вимоги експлуатації допоміжних і спуско-підйомних інструментів, приладів та інших пристроїв. Тоді у свердловину падають різні предмети, що викликає необхідність додаткових робіт у ній. Неуважність і пасивність членів бригади є в багатьох випадках причиною виникнення аварій такого типу.

Аварії з обсадними колонами. Прихвачування обсадних колон, переважно кондукторів і проміжних колон, трапляється найчастіше там, де розріз складається з глинистих, глинисто-піщаних, мулистих та інших пухких і сипучих порід. Причиною руйнування обсадних колон в основному є наявність заводських дефектів (раковин, розшарувань тощо). Зминання колони є наслідком окремих технологічних помилок, які призводять до виникнення надлишкових зовнішніх тисків.

Ловильний інструмент. На буровій має бути повний набір ловильного інструменту: мітчики, дзвони, овершоти, уловлювачі, трубовловлювачі, фрезери, домкрати тощо.

Ловильні мітчики (рис. 149, а) призначені для виловлювання бурильних, колонкових та обсадних труб. За допомогою верхньої циліндричної різьби мітчик з'єднується з бурильними трубами; нижня конічна різьба під певним тиском угвинчується у верхню частину обірваної труби.

Ловильний дзвін (рис. 149, б) призначається для виловлювання колони бурильних труб, що залишилась у свердловині, за верхній кінець труби. Дзвін застосовується в тих випадках, коли мітчик важко або неможливо вгвинтити в труби. Шляхом обертання дзвін нагвинчується на зовнішню поверхню труби.

Овершот (рис. 149, в, г) призначається для захоплювання та піднімання обірваного й неприхваченого інструменту зі свердловини. Овершот складається з перехідника 1, труби 2 й самого овершота 4, який має в нижній частині напрямну лійку 5. Опущений у свердловину, його обережно надівають з обертанням на обірваний кінець труби, пружини З щільно заскакують за нижній торець муфти або замка, забезпечуючи піднімання інструменту на поверхню.

Уловлювач з бородою (рис. 149, д) застосовується в тих випадках, коли обірваний кінець труби неможливо захопити мітчиком або дзвоном. Нижньою частиною вловлювача накривають обірваний кінець і вводять його в трубу через втулку З, потім через бурильні труби засипають 10—12 кг дробу (3—4 мм), який потрапляє в конусну частину вловлювача й надійно заклинює аварійну трубу, даючи змогу підняти інструмент на поверхню. При алмазному бурінні застосовується уловлювач частин матриць.

Уловлювачі ЛОМ-50 (діаметр 110 мм) і ЛОГ-50 (діаметр 90 мм) призначаються для витягання зі свердловини бурильних труб діаметром 50 мм незалежно від їхньої поверхневої твердості.

Трубовловлювачі призначаються для витягання колонкових і обсадних труб замість мітчиків. Трубовловлювачі при неможливості витягання аварійних труб зі свердловини порівняно легко звіль­няються. Застосування мітчиків приводить до необхідності розгвинчувати бурильну колону лівим ловильним інструментом. Трубовлов­лювачі гідравлічні ТГ призначаються для витягання зі свердловини колонкових і обсадних труб або їхніх частин, заздалегідь відрізаних.

Під тиском промивальної рідини поршень рухається вниз, стискає пружину й зміщує плашки, які розклинюються між нижньою частиною корпусу трубовловлювача та внутрішньою поверхнею труби, що витягається. При знятті тиску плашки звільняються й поверта­ються пружиною у вихідне положення.

Труборізи гідравлічні застосовуються для розрізу обсадних труб у свердловині, якщо їх неможливо підняти на поверхню. Під тиском рідини поршень-шток стискає пружину й крізь вікна в корпусі труборіза висуває різці, армовані твердим сплавом. При обертанні різці заглиблюються в тіло аварійної труби й протягом 5—10 хв розрізають її. Після зняття навантаження на поршень різці повертаються у вихідне положення. Випускають комбіновані труборізи-трубовловлювачі ТТ-59, ТТ-76, ТТ-93.

Фрезери призначаються для руйнування колонкового набору або його частин, що залишилися в свердловині, якщо їх неможливо витягнути за допомогою ловильних інструментів (рис. 150, а). Фрезер нагвинчується на бурильну колону й опускається в свердловину. Після встановлення її на кінець прихваченої колонкової труби й входу шпинделя в неї вмикають промивання та обертання. Зуби фрезера, заглиблюючись у торець труби, розфрезеровують її. Застосовують також напрямні фрезери ФІ-59, ФІ-76, ФІ-93 (рис. 150, в). Для вирівнювання вм'ятин і задирок усередині обсадної колони застосовують спеціальний конічний фрезер (рис. 150, б) і конічні оправки.

Магнітний фрезер і вловлювачі ЛМ-59, ЛМ-76, ЛМ-93 призначаються для вловлювання та витя­гання дрібних металевих деталей, металевої струж­ки й сталевого дробу, а також для чищення свердловини при підготовці до буріння алмазною коронкою. Для вловлювання дрібних предметів у неглибокій свердловині слугує павук (рис. 151).

Пристосування ЧС-76 і ЧС-93 призначається для чищення стінок свердловини від дробу та дрібних уламків металу, а також при підготовці свердловини до буріння алмазною коронкою.

Ліва ловильна колона з лівим ловильним інструментом призначається для розкриття при­хваченої колонкової труби, коли прихвачування настільки сильне, що доводиться розгвинчувати колону частинами.

Від'єднувач (перехідник ПО-59 і ПО-76) над колонковим снарядом встановлюється для того, щоб при сильному прихвачуванні колонкового снаряда від'єднати останній від бурильної колони без застосування лівого ловильного снаряда.

Ліквідація припалу коронки виконується таким же способом, що й в разі прихвачування колонкового снаряда, а також за допомогою фрезерної коронки.

Вібратори забезпечують швидкішу ліквідацію аварій. При глибині свердловини до 150—200 м застосовують поверхневі вібратори, при більшій — занурювальні (забійні) механічні або гідравлічні вібратори (останні найчастіше, оскільки механічні швидко зношуються). Для ліквідації аварій при колонковому структурно-пошуковому бурінні, а також для спуску та підйому обсадних труб рекомендуються гідровібратори ВГ-11-89, ВГ-4-73 і ВГЗ-108 (для обсадних труб).

Ліквідація аварій. Обрив бурильних труб. Після обриву негайно піднімають верхню обірвану частину колони й по нижньому торцю труби встановлюють характер обриву. Якщо аварія складна (обірваний кінець збитий до стінки свердловини, деформований), то в свердловину опускають печатку й за відбитком визначають форму та положення верхнього кінця. Після з'ясування характеру обриву добирають відповідний ловильний інструмент для ліквідації аварії.

Прихвачування колонкового сна­ряда. Прийоми ліквідації прихвачування бурового снаряда виби­рають залежно від глибини, конструкції та стану свердловини, а також від складності прихвата. Спочатку розходжують буровий снаряд і поновлюють циркуляцію рідини. Якщо утворилася пробка й неможливо продавити її тиском насоса, в свердловину опускають обсадні труби меншого розміру для розмивання цієї пробки. Часто метод дає позитивні результати. В протилежному випадку намага­ються ліквідувати прихвачування снаряда за допомогою гідравліки та лебідки станка, а якщо це не вдається, то рекомендується застосувати вібратори різних конструкцій. Якщо за допомогою вібратора прихвачу-вання не ліквідується, слід розгвинтити бурильні труби лівим буровим снарядом і підняти на поверхню. Часто застосовуються водяні, кислотні й нафтові ванни. В окремих випадках удаються до викривлення стовбура свердловини для обходу аварійної ділянки.

В разі утворення сальників небезпечно продовжувати піднімання бурового інструменту, оскільки це призводить до його затягнення, що ускладнює аварію. Для поновлення циркуляції намагаються осадити інструмент донизу. Якщо це не вдається, застосовують нафтову ванну, тобто до місця прихвачування в свердловину закачують нафту крізь спеціально опущені заливні трубки або бурильну колону (поновлюючи циркуляцію). При проходженні вапнякових порід позитивні результати дає ванна з соляної кислоти. Ліквідація аварій з обсадними тру­бами. Найчастіше такі аварії відбуваються через відгвинчування низу обсадної колони внаслідок тертя бурильних труб об внутрішні стінки обсадних труб. Якщо низ обсадної колони перебуває в підвішеному стані, колона звичайно осідає та відхиляється від осі свердловини, що перешкоджає проходженню колонкового снаряда. Крім того, коронка, що опускається, може розсікти торець відгвин­ченої частини колони.

Техніка безпеки при ліквідації аварій у свердловинах. Складні аварії у сверд­ловинах ліквідуються згідно з затвердженим планом.

Працюючи з домкратами, слід забезпечувати правильну їх установку.

Труби при витяганні за допомогою домкрата треба підвішувати на канаті певної слабини, а барабан лебідки повинен бути надійно загальмованим.

При натяганні труб лебідкою чи домкратом, а також під час розходжування всі робітники, крім безпосередньо зайнятих на цих роботах, повинні перебувати на безпечній відстані.

При застосуванні домкрата забороняється: виконувати натягання труб одночасно домкратом і лебідкою станка; утримувати натягнені труби талевим канатом при перестановці та вирівнюванні домкрата; виправляти перекоси домкрата під вантажем; застосовувати пере­кладки між головками домкрата й лафетом або хомутами; класти на домкрат будь-які предмети; працювати з несправним манометром в разі витікання масла з гідросистеми; допускати вихід штока поршня домкрата більше ніж на 3/4 його довжини; різко знижувати тиск шляхом швидкого викручування випускної пробки.

Використання гвинтових домкратів для ліквідації аварій, пов'яза­них з прихвачуванням бурового снаряда в свердловині, забороняється. При застосуванні ударної баби необхідно спостерігати, щоби з'єднання бурильних труб не розгвинчувалися. Під час вибивання труб догори необхідно під бабою встановлювати штанговий хомут. Розгвинчування аварійних труб ловильними трубами дозволяється виконувати за допомогою бурового станка. Розгвинчування аварійних труб вручну забороняється.

Поиск по сайту: