Инструмент для ликвидации аварий и осложнений
Ликвидация аварий
Аварии при бурении можно рассматривать как непредвиденное прекращение углубки скважины , вызванное нарушением нормального состояния бурового инструмента (обрывы, падения инструмента в скважину, прижоги коронки и др.). Осложнения же в бурении обычно связывают с изменением состояния скважины (обвалы стенок, пучение пород, прихваты инструмента, образование желобов в скважине и др.).
Детали бурового инструмента в скважине работают в условиях воздействия комплекса нагрузок — сжатия, растяжения, изгиба, кручения с наложением вибрации и крутильных колебаний. Поверхности деталей подвержены абразивному износу. Состояние инструмента в скважине находится вне поля зрения оператора. В связи с этим должно быть уделено повышенное внимание замерам степени износа инструмента перед спуском его в скважину, а также соблюдению рациональных значений параметров режима бурения. Требуется учитывать также и возможность геологических осложнений.
Ликвидация аварии начинается с попыток извлечь оставленный инструмент из скважины. Для этого используются труболовки, метчики, колокола и пики. Алмазные коронки и расширители извлекаются метчиком-коронкой. Мелкие предметы с забоя скважины удаляются магнитным ловителем и различными ловушками. При невозможности поднять бурильные трубы приступают к их разрезанию на части или разрушению путем применения труборезов и фрезерных коронок. Упрощает ликвидацию аварии наличие в бурильной колонне над колонковой трубой отсоединительного переходника. Необходимыми при ликвидации аварии могут быть скважинный или поверхностный вибраторы, отводной крюк и печать. Большинство аварийного инструмента разработано ФГНП ВИТР и СКБ «Геотехника».
Ввиду применения в ряде случаев (бурение на воду, проходка скважин по россыпям) бурильных труб, шарошечных долот и обсадных труб нефтяного сортамента ниже приведены также данные по соответствующему аварийному инструменту:
Источник
Добыча нефти и газа
Изучаем тонкости нефтегазового дела ВМЕСТЕ!
Основные инструменты для ловильных работ при КРС
Ловильные инструменты, применяемые для ликвидации аварий в нефтяных скважинах, разнообразны по типам и конструкциям.
Для ловли труб применяют:
для ловли штанг:
для ловли других предметов:
– магнитные фрезеры и др.
Труболовки (внутренние и наружные, неосвобождающиеся и освобождающиеся) выпускаются нескольких размеров в зависимости от диаметра извлекаемых труб. Труболовки изготовляют в двух исполнениях: упирающиеся в торец захватываемой колонны и заводимые внутрь захватываемой колонны с резьбами левого направления. Они могут извлекать колонны как целиком, так и по частям. По заказу потребителя труболовки могут быть изготовлены и с резьбами правого направления.
Труболовку спускают в скважину на бурильных трубах и НКТ и останавливают на 3-5 м выше конца оставшихся в скважине труб. Затем создают циркуляцию промывочной жидкости и продолжают спуск инструмента при медленном его вращении вправо или влево. Когда труболовку введут в извлекаемую трубу, вращение инструмента и прокачку жидкости прекращают и медленно натягивают колонну труб, расхаживая ее при необходимости. Если трубы не поддаются расхаживанию, освобождающуюся труболовку можно освободить и поднять.
Для ловли сломанных НКТ, верхняя часть которых представляет собой голый конец с сорванной муфтой, применяют колокола. Колокол представляет собой стальной кованый патрубок специальной формы, имеющий на верхнем конце резьбу под муфту бурильного замка или насосно-компрессорных трубы, на которой он спускается в скважину. На внутренней поверхности в нижней части колокола имеется конусная расточка, на которой нарезана ловильная резьба и сделано четыре-пять продольных канавок для выхода стружки при врезании колокола в тело трубы.
Для ловли труб за муфту используется овершот. Внутри овершота расположено несколько плоских пружин. Извлекаемая труба при спуске инструмента, входя в овершот, раздвигает пружины и проходит дальше, а пружины захватывают трубу под муфту только в тех случаях, когда трубы не прихвачены, так как при больших натяжках пружины могут сломаться и остаться в скважине.
Метчики относятся к группе инструментов, вводимых внутрь извлекаемых предметов. Корпус метчика выполнен в виде усеченного конуса, верхний конец которого имеет внутреннюю замковую резьбу для соединения с колонной бурильных или НКТ, а нижний – ловильную резьбу с продольными канавками для выхода стружки при врезании в аварийный объект.
Для ловли насосных штанг применяют шлипсовые муфты, комбинированные ловители. Ловлю перфораторов, кабеля и стального каната проводят различного рода крючками, удочками и ершами в виде двух- или трехрогих вилок, которыми захватывают ловимые предметы за выступающие части. Мелкие предметы (цепи, ключи, сухари др.) извлекают различными пауками. Для ловли небольших металлических предметов применяют магнитные фрезер, состоящий из переводника, магнитной системы и корпуса с фрезерной коронкой, армированной дробленным твердым сплавом.
Скважины, в которых нельзя провести ремонтные работы силами бригад текущего ремонта и выполнение которых требует специального оборудования и инструмента, передаются в капитальный ремонт. Обычно капитальный ремонт проводится специализированным управлением, организуемым в объединении, которому передаются все работы на скважинах, связанные с повышением нефтеотдачи пластов. Поэтому оно называется Управление по повышению нефтеотдачи пластов и капитальному ремонту скважин (УПНП и КРС). В нем сосредоточены все технические средства, оборудование, материалы, транспортные средства, квалифицированная инженерно-техническая служба и бригады.
В некоторых случаях, когда на данном месторождении отдельные виды работ носят массовый характер, как, например, кислотные обработки, то их передают специализированному цеху, выполняющему только эти работы.
Такая специализация повышает качество работ, их эффективность и способствует сокращению производственного травматизма.
Особое место в работах по капитальному ремонту скважин занимают ловильные работы, необходимость в которых возникает при обрыве или отвороте подземного оборудования, НКТ, штанг, кабеля и при других осложнениях. При обрыве и ударе о забой оторвавшаяся часть оборудования сминается, расклинивается в обсадной колонне и зачастую выводит скважину из строя. Для ликвидации таких аварий после надежного глушения скважины в нее сначала опускают так называемую печать для обследования места обрыва. На свинцовом или алюминиевом диске печати, спускаемой в скважину и прижимаемой к месту обрыва, отпечатываются следы оторванной части, по которым удается распознать характер обрыва, его положение в обсадной колонне и, таким образом, решить вопрос о выборе ловильного инструмента (овершота, пауков, труболовок, отводных крючков, ловильных колоколов).
Захват ловильным инструментом оборванного конца, даже если он удается, не всегда заканчивается полным извлечением оборвавшейся части оборудования и очисткой скважины. Иногда приходится прибегать к помощи гидравлических домкратов (когда натяжение талевой системы превышает грузоподъемность подъемных сооружений) и с их помощью по частям извлекать оборванное оборудование. Если такая попытка очистки скважины снова кончается повторным обрывом спущенного инструмента (бурильных труб), то для восстановления работоспособности скважины забуривают второй ствол и эксплуатируют его как новую скважину. Эта работа выполняется бригадой капитального ремонта с использованием специальной фрезы и легкого бурового оборудования. Не менее сложны работы по изоляции обсадных колонн, в которых обнаружены дефекты в результате коррозии или смятия, по отвороту и извлечению труб, прихваченных цементом; когда приходится обуривать эти трубы специальными колонковыми долотами или трубными фрезами.
При интенсивном обводнении скважины возникает проблема изоляции того пропластка или того места, через которое произошел прорыв воды в скважину. Такой прорыв может произойти по затрубному пространству в результате нарушения целостности цементного камня. В этом случае вода водоносных горизонтов попадает на забой и препятствует притоку нефти из продуктивного пласта. Источником обводнения может быть хорошо проницаемый пропласток, залегающий в пределах вскрытой толщины пласта, по которому вода от нагнетательной скважины проникает на забой добывающей скважины и снижает ее продуктивность. Обводнение может произойти и по нижней части продуктивного горизонта с образованием в призабойной зоне водяного конуса. Во всех случаях требуется тщательное обследование скважины с применением геофизических методов для обнаружения источников обводнения. Лишь после анализа данных исследования могут быть разработаны и осуществлены конкретные меры по технике и технологии изоляции водопритока. Не всегда работы по изоляции водопритока дают желаемый эффект, однако передача этих работ в ведение специализированной организации существенно повышает их успешность. Существует множество технических приемов изоляции водопритоков, которые сводятся к закачке в обводнившийся прослой или в заколонное пространство различных тампонирующих смесей и материалов, в том числе специальных смол.
Конкретное выполнение работ по капитальному ремонту скважин регламентируется проектом и различными инструктивными картами, в которых указываются последовательность операций, используемые технические средства и оборудование. Эффективность выполненных работ определяется сравнением результатов исследования скважины до и после капитального ремонта, сравнения ее обводненности, коэффициента продуктивности и других показателей. По мере старения фонда скважин, роста обводненности их продукции и увеличения доли механизированной добычи необходимость в ремонте возрастает и выполнение этих работ традиционными методами становится трудно осуществимой задачей. В связи с этим разработаны новые технологические приемы, сокращающие трудовые и материально-технические средства на ремонт скважин.
В состав комплекса оборудования входят: вышка с рабочей площадкой и мостками; талевая система; подъёмная лебедка или установка (агрегат); насосная установка; ротор; вертлюг; противовыбросовое оборудование; устьевой и подземный инструмент.
Источник
Инструменты, применяемые для ликвидации аварий
Даже при безаварийной работе на каждой буровой установке должен быть набор инструмента для захватывания и извлечения, оставленных в скважине частей бурового снаряда, обсадных труб, стального каната и других предметов. Такой инструмент называется ловильным.
Метчики ловильные предназначены для ловли бурильных, колонковых и обсадных труб. На конической поверхности корпуса метчика нарезана мелкая треугольная резьба, которой метчик соединяется с оставленной в скважине трубой. Кроме того, на рабочей поверхности метчика профрезерованы продольные канавки, которые образуют режущую кромку, обращенную в сторону вращения метчика. Нарезка на верхней цилиндрической части метчика служит для соединения последнего с бурильными трубами, на которых его опускают в скважину.
Для ловли бурильных труб в скважинах большого диаметра метчики оснащаются направляющими воронками (рисунок 16.1 а).
Колокол ловильный (рисунок 16.1 б) применяется для ловли бурильных труб. Он более надежен, чем метчик, который не всегда применим и нередко разрывает верхнюю часть трубы при ввинчивании в нее.
На внутренней конусной поверхности колокола нарезана треугольная резьба и профрезерованы продольные канавки. Колокол спускают в скважину на бурильных трубах и вращением ввинчивают на ловимую трубу.
В скважинах большого диаметра применяют колокол с направляющими воронками.
Кроме обычных ловильных метчиков и колоколов, имеющих правую резьбу, для развертывания колонны труб и извлечения ее из скважины по частям применяются метчики и колоколы с левой резьбой.
Когда оборванный конец бурильной трубы имеет неправильную форму, можно использовать также ловушку типа «борода»(рисунок 16.2). Ее спускают на бурильных трубах в скважину, осторожно накрывают оборванный конец и вводят его в корпус ловушки через втулку с двойной конусностью. После этого через бурильные трубы засыпают 10-12 кг заклиночного материала, который прочно заклинит ловимую трубу в конусной части ловушки и позволит поднять ее на поверхность.
Труболовки используются для извлечения из скважины обсадных и колонковых труб. В отличие от метиков труболовка может быть освобождена от захваченной ею трубы, если последняя не может бытьизвлечена из скважины. Кроме того, труболовкой можно соединиться с любой (по длине) частью извлекаемой из скважины колонны труб.
а – метчик для бурильных труб; б – колокол; 1 – низ бурильной колонны; 2 – пе-
1 – метчик; 2 – колокол; 3 – воронка; 4 — реходник; 3 – корпус; 4 – нижний
направляющая труба корпус с воронкой; 5 – коническая
втулка; 6 — сварка
Рисунок 16.1 – Ловильный Рисунок 16.2 – Ловушка
инструмент для типа «борода»
Ловильные ерши предназначены для ловли оборвавшегося и упавшего в скважину каната.
Канаторезка служит для обрезания инструментального каната около канатного замка, когда прочность каната не позволяет воспользоваться им для извлечения из скважины прихваченного долбежного снаряда.
Мелкие предметы, попавшие в скважину, могут быть извлечены с помощью паука, представляющего собой трубу, на нижнем конце которой вырезаются зубья высотой 150-200 мм. Верхним концом паук соединяется с колонной бурильных труб, на которых он опускается в скважину. Перед спуском паука рекомендуется забросить на забой небольшое количество вязкой глины. Установив паук на забой, на него нажимают сверху и проворачивают. В результате зубья паука загибаются внутрь и захватывают находящийся на забое мелкий предмет.
Для очистки забоя скважины от обломков матрицы алмазной коронки, мелких кусков металла и твердого сплава применяется ловушка секторов матриц ЛМС. Ловушка (рисунок 16.3) состоит из корпуса 1 с эксцентрично расположенными в нем каналами 2 для промывочной жидкости – не менее 50 л/мин. Время работы ловушки на забое скважины – 10-15 мин.
Для выбивания снаряда, прихваченного шламом или кусками породы, применяются выбивные бабы массой 50 и 100 кг. Выбивная баба (рисунок 16.4) центральным отверстием надевается на верхнюю трубу бурильной колонны, соединенной с прихваченным снарядом 1, ввинчивают в эту трубу пробку 2 и, ударяя вручную снизу вверх по пробке, выбивают прихваченный снаряд.
Рисунок 16.3 – Ловушка секторов Рисунок 16.4 – Схема выбивания
секторов матриц ЛМС прихваченного снаряда бабой
Источник