Інструмент та методи ліквідації аварій
Найбільш часті види аварій - прихвати бурового снаряда, обрив колонкових і бурильних труб, відгвинчування або обрив породоруйнівного інструменту, пошкодження з деформацією або обрив обсадних труб. У разі виникнення аварії насамперед визначають глибину свердловини, де вона сталася, встановлюють причину і становлять план ліквідації аварій.
Аварії, спричинені прихопленням бурового снаряда.
Основні причини прихвата (заклинювання) бурового снаряда - наявність великої кількості шламу на вибої, зауджування стовбура свердловини внаслідок використання доліт, зношених по діаметру, прохідка набухають порід, що витріщаються. Для запобігання прихватам необхідно застосовувати високоякісний глинистий розчин, оброблений хімічними реагентами.
Промивання свердловини під час спуску бурового снаряда слід починати, не доходячи 2-3 м до вибою. При раптовому припиненні циркуляції рідини для промивання слід підняти буровий снаряд на довжину провідної труби. Перед його підніманням свердловину треба ретельно промивати з метою очищення від шламу. При заміні зношеного долота новим привибійний ділянку ствола завдовжки 15-20 м опрацьовується на першій швидкості при невеликій подачі. При прихваті буровий снаряд ходять за допомогою лебідки або гідравлічної системи установки, щоб відновити циркуляцію рідини для промивання у разі її порушення.
При заклиниванні снаряда, що просувається до вибою, слід швидко збільшити подачу бурового розчину і після декількох хвилин промивання спробувати підняти снаряд. Якщо це не вдається, промивку продовжують і снаряд ходять з одночасним його обертанням. Якщо ці заходи не дають ефекту, буровий снаряд звільняють вибивним снарядом або домкратами. Вибивний снаряд є масивнимкільцевий циліндр, з'єднаний з талевим канатом і надівається на провідну трубу.
Якщо снаряд прихоплений породою, що обвалилася, або осілим зверху шламом, спочатку відновлюють циркуляцію розчину, а потім розмивають шламову пробку. Якщо циркуляція рідини не відновлюється, свердловину опускають додаткову бурильну колону, через яку розмивають шлам. У разі прихвату снаряда в карбонатних породах ефективна обробка зони прихвату в свердловині соляною кислотою.
Аварії з бурильними трубами.Прихват снаряда може бути причиною обриву бурильних труб, тому що в цьому випадку на снаряд передається максимальна (з урахуванням короткочасного перевантаження) потужність двигуна установки. Обриви снаряда часто виникають при неприпустимому зносі бурильних труб або їх різьбових з'єднань.
Профілактика обривів полягає у ретельному контролі за допомогою калібрів та дефектоскопів бурильних труб та їх сполук. Для зменшення згинальних напруг діаметр бурильної колони вибирають якомога ближче до діаметра свердловини, обов'язково застосовують обтяжені бурильні труби. Перед згвинчуванням різьбові з'єднання очищають і змащують графітовим мастилом. Труби звинчують повністю, без залишення зазорів в замкових з'єднаннях.
При обрив бурильних труб поглиблення вибою припиняється, на поверхню піднімають верхню частину бурильної колони. По довжині піднятих труб та формі обірваного кінця встановлюють місцезнаходження залишеної частини колони та характер обриву. У необхідних випадках розташування кінця залишеної частини снаряда уточнюють спуском у свердловину на бурильних трубах друку. У найпростішому випадку друк є дерев'яною пробкою, торець якої заповнений пластичним матеріалом (каніфоль зі смолою). Для лову снаряда, що залишивсязастосовують овершот, мітчик і дзвін.
Овершот (рис. 5.1,а) застосовують, якщо залишений інструмент не схоплений. Овершот опускають на бурильних трубах та обережно з обертанням накривають обірваний кінець. При подачі вниз корпусу1овершота плашки2заскакують за нижній торець муфти або замку залишеної в свердловині колони і утримують її під час підйому.
Дзвон (рис. 5.1,в) застосовується для з'єднання з залишеним снарядом при обриві самих бурильних труб. Дзвон являє собою корпус1з напрямною воронкою2, що має внутрішнє різьблення для накручування на обірваний кінець бурильних труб.
Ловильне інструмент (дзвін або мітчик) опускають у свердловину на бурильних трубах. Не доходячи 1-1,5 м до місця обриву, включають подачу рідини для промивання. Закінчивши промивання, обережно опускають ловильний інструмент і обертанням на три-чотири оберти вкручують його в обірваний кінець снаряда. Потім знову включають буровий насос для видалення шламу, що осів, ввертають до відмови ловильний інструмент і витягують буровий снаряд зі свердловини. Якщо залишена частина інструменту сильно захоплена, для її вилученнякористуються вибивними снарядами та домкратами. Ефективне застосування механічних вибійних вібраторів, що включаються при спуску ловильного інструменту до складу снаряда.
Аварії з породоруйнівним інструментом.Для виключення обриву або відгвинчування долота необхідно ретельно перевіряти його справність, особливо в місцях зварювання швів. Необхідно також стежити за справністю різьблення породоруйнівного інструменту, міцно з'єднувати його із буровим снарядом. Породоруйнівний інструмент на забій ставлять плавно, без ривків. При бурінні не можна допускати надмірного осьового навантаження на долото.
Для отримання не прихопленого долота при його вертикальному розташуванні застосовуються мітчик або дзвін. Якщо долото лежить боком і сильно прихоплено, його руйнують вибухом торпеди, що опущена в свердловину. Уламки долота піднімають магнітним фрезером або павуком.
Магнітний фрезер є торцевою фрезою, яка руйнує сталеві предмети на вибої і піднімає їх у вигляді стружки на поверхню.
Павук – тонкостінний циліндр, нижня частина якого має профрезеровані пелюстки. При постановці павука на забій під впливом осьового навантаження пелюстки підгинаються всередину, захоплюючи уламок долота. За допомогою павука та магнітного фрезера зі свердловини видаляють дрібні предмети, що випадково впали в свердловину.
Аварії з колонковими і обсадними трубами.колонкову або шламову трубу, що обірвалася, піднімають за допомогою мітчика або труболовки.
Гідравлічна труболовка являє собою корпус, усередині якого розташований пружний поршень. Шток останнього пов'язаний з плашками, що переміщуються конусом. Труба на бурильних трубах опускається всередину обірваної труби. При включенні насоса під тиском рідини поршень зі штоком, стискаючи пружину,рухається вниз. Пов'язані зі штоком плашки, переміщаючись вниз по конусу, висуваються в радіальному напрямку, захоплюючи своїми насічками трубу за внутрішню частину. При зниженні тиску рідини поршень, переміщаючись нагору, звільняє плашки від труби. Найбільш складні аварії з обсадними трубами – відгвинчування та відхилення нижньої частини обсадної колони. У цьому випадку витягується її верхня частина, а нижня піднімається за допомогою труболовки або мітчика.
Гнуті та зім'яті обсадні труби виправляють спеціальними долотами.
Обрив інструментального канату. При обриві інструментального або желонкового каната застосовують однорогий або дворогий йорж. Перший використовується, якщо обірваний канат розташовується у свердловині щільним клубком, другий – якщо канат має вигляд спіралі.
Однорогий йорж є загостреним знизу стрижнем, на якому по гвинтовій лінії закріплені пазурі. На верхньому торці стрижня нарізане різьблення для з'єднання з ударною або розсувною штангою. Ловильний снаряд з йоржем опускають у свердловину до обірваного каната. Повідомляючи снаряду зворотно-поступальне переміщення, домагаються міцного зачеплення каната кігтями йоржа. Потім піднімають обірваний канат із залишеним інструментом. Якщо зусилля на барабані недостатньо для вилучення інструменту, його вибивають за допомогою ножиць ловильних або піднімають за допомогою талевої системи.
Дворогий йорж є вилкою, з внутрішньої сторони якої закріплені пазурі. Верхній кінець йоржа має різьблення для з'єднання з ловильним снарядом, а в нижній частині вилки розташована засувка для лову желонки на дужку. Методика лову обірваного каната цим інструментом для лову така ж, як і при використанні однорогого йоржа.
Канаторізка служить для вирізки канатабіля канатного замку. Вона застосовується при сильному прихопленні залишеного в свердловині інструменту і складається з скоби, різака та пружини. Канаторізка спускається у свердловину на окремому канаті. При ударах ловильного снаряда знизу нагору різак перерізає канат.
Бокове долото застосовують для руйнування породи навколо схопленого бурового снаряда і для його центрування в свердловині. Робоча частина долота має в перерізі дугоподібну форму і повинна бути довшою за снаряд, залишений у свердловині.
Желонка з плоским клапаном, магнітний фрезер та павук використовують для вилучення дрібних металевих предметів.
Ловильне інструменти обертального буріння за наявності бурильних труб застосовують для ліквідації різних аварій при ударно-канатному бурінні. У деяких випадках для зрушення залишених частин інструменту ефективні вибухові роботи.