pdf.php@id=6169

от деления предельного напряжения на собственный вес 1 м, умно­ женного на коэффициент прочности.

114 553

Я = 29,68 х 1,2 = 3200 и«.

2. Максимальное натяжение в делениях шкалы индикатора для принятого случая, когда известны цена деления и вес подвижной части талевой системы, выраженный ташке в делениях шкалы, вычи­ сляется следующим образом:

114 553

Я дел — Л/дел + 1,2-0 ’

где ./Удел — общее натяжение в делениях шкалы; Мтл — вес под­

3. Цена деления для индикатора ГИВ-2 рассчитывается следую­ щим образом: независимо от величины, указанной в паспорте, вычи­ сляется вес инструмента (долота, утяжеленных бурильных труб, бурильных труб, рабочей трубы и вертлюга), подвешенного на буровом крюке; эта величина делится на число активных делений индикатора (общий вес минус вес подвижной части талевой системы).

Так, например:

сила глинистого раствора, которая воздействует на бурильные трубы. Колонна бурильных труб в стволе скважины облегчается на вес вытесненного объема глинистого раствора, который может быть определен при помощи табл. 14.

Таблица 14

Емкость и пзмещенне жидкости бурильными трубами

1 А — отношение межпу выталкивающей силой в воде и весом 1 поз. м , соответствен­ но изменяется от 11,5 до 12,9%.

Для всех категорий бурильных труб считается правильной мини­ мальная величина. Возникающая при этом погрешность будет уни­ чтожаться. Примем для различных удельных весов глинистого раствора необходимую поправку.

Учитывая поправку для глинистого раствора с удельным весом 1,35, из предыдущих примеров получаем:

максимальное натяжение

реальная цена деления:

Маневрирование колонной бурильных труб применяют для пред­ отвращения распространения прихвата квыше первоначальной

82

точки и прослеживания эффекта от других примененных ловильных методов, а также для освобождения прихваченных труб.

Подъем инструмента вверх (на растяжение) производится обычно при напряжении, эквивалентном нормальному весу инструмента плюс 10 делений по индикатору веса, с условием не превышения допустимых нагрузок при учете степени износа бурильных труб.

В этом случае можно применять с успехом натяжения, на кото­ рые были опробованы соответствующие бурильные трубы на трубной базе согласно табл. 15.

во время подъема или долото находится где-то выше забоя. Особенно выгодно применять этот метод при авариях в глубоких скважинах, где натяжение очень ограничено. Если маневрирование вниз про­ изводится постепенно без ударов, изгиба бурильных труб не про­ исходит.

Усиленное вращение прихваченного инструмента ротором имеет следующие преимущества:

обрыв труб диаметром больше 4г/г" вследствие их кручения происходит значительно реже по сравнению с обрывами при растя­ жении;

вращение бурильных труб используется для отрыва бурильных труб от стенок ствола скважины;

вращением труб при определенной развиваемой мощности уста­ новки можно приблизительно определить глубину прихвата, так как на вращение труб трение о стенки влияет незначительно.

влена через отверстия и циркуляционные каналы к же­

/лаемой точке, давая возможность осуществлять раз­

личные приемы и операции, например: нормальную циркуляцию глинистого раствора во время спуска труб; приведение в действие ловильных клиньев и поршней пресса; снижение давления в системе; осуше­ ние бурильных труб во время подъема.

Приспособление, изображенное на рис. 21 (ХОМКО), работает следующим образом.

К нижней части центрального штока присоеди­ няют приспособление для захвата оставшихся труб

в теле штока поршня, из распределителя. После того как кре­ пежное приспособление сработало, поворачивают бурильные трубы против часовой стрелки на 180°.

84

В ловильные трубы бросают бакелитовый шарик, который пере­ крывает центральный канал распределителя и направляет промывоч­ ную жидкость под давлением через боковые отверстия в центральном штоке. При этом жидкость распределяется над поршнями, заставляя корпус насоса подниматься вверх.

При повышении давления прокачки освобождается запорное кольцо клиньев.

После поднятия регулирующего корпуса поршень распредели­ теля достигает нижнего положения 2, направляя жидкость под давлением через второй канал, выполненный в центральном штоке под поршнем.

В связи с тем, что центральный шток не имеет возможности к дальнейшему перемещению, корпус насоса с этого момента опу­ скается вниз и нажимает на клинья, которые скользят по оправке и закрепляются на колонне оставшихся в скважине труб. При этом все воздействие поршней передается прихваченному инструменту.

Ход поршней около 600 мм (24"). После полного прохождения распределитель возвращается в первоначальное положение (с оста­ новленными насосами). Тогда корпус многоступенчатого пресса при­ поднимается и фиксируется выше на расстоянии, равном ходу пор­ шней.

Дальнейшие операции повторяются при необходимости. После освобождения колонны бурильных труб распределитель

поворачивается направо и занимает положение для циркуляции рас­ твора, несмотря на оставшийся в своем седле бакелитовый шарик. Многоступенчатый пресс в зависимости от числа поршней может реаг лизовать преобразование приложенной нагрузки в отношении 60— 100 :1, получая усилия, достигающие предела прочности материала.

Максимальное рабочее давление создается специальным насосом и достигает 400 am.

Многоступенчатый гидравлический пресс имеет многопреимуществ: позволяет работать с легким оборудованием на поверхности; может опускаться в скважину на насосно-компрессорных трубах

при ремонтных работах; позволяет применять максимальные натяжения на скважинах

с большими глубинами в непосредственной близости от места при­ хвата (исключается трение о стенки ствола скважины);

может быть изготовлен в различных вариантах, например:

.85

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ПРИХВАТА КОЛОННЫ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ

Независимо от принятого метода освобождения колонны буриль­ ных труб необходимо установить как можно точнее глубину при­ хвата. Существующие приборы (например, прибор Змеуряну), изготовленные для этой цели, не всегда применимы. На промыслах применяют с удовлетворительными результами способ измерения хода натяжки инструмента.

Под названием хода натяжки понимают расстояние, пройденное некоторой точкой на колонне бурильных труб во время маневриро­ вания. Этот ход подразделяется на удлинение при растяжении и ход при сжатии.

Удлинение при растяжении — есть расстояние, пройденное точ­ кой, когда колонна инструмента вытягивается усилием, большим нормального веса колонны инструмента. Удлинение зависит от усилия натяжения и качества материала, из которого изготовлены бурильные трубы. Оно может быть вычислено с некоторым прибли­ жением по формуле

точки, когда нагрузка становится меньше нормального веса буриль­ ных труб (число делений шкалы индикатора падает ниже нормаль­ ного веса). Приведенное выше уравнение неприменимо, так как, помимо бурильных труб, еще добавляется эффект продольного изгиба, зависящий от диаметра ствола скважины и изменяющийся по длине ствола. Последнее изменение невозможно учесть.

Глубину прихвата определяют следующим образом: растягивается прихваченная колонна бурильных труб с силой Pi,

которой соответствует удлинение A Zi, причём это удлинение заме­ ряется;

колонна бурильных труб разгружается и снова растягивается с силой Рг, которая должна быть несколько больше Pi. Новое удли­ нение A h также замеряется.

Сила Pi должна быть несколько больше нормального веса при­ хваченной колонны бурильных труб. Необходимо, чтобы свободная часть оставшейся в скважине колонны бурильных труб находилась в растянутом состоянии и была оторвана от стенок ствола скважины.

Сила Рг не должна превышать усилия, вызывающего остаточные деформации.

Глубину места прихвата можно вычислить по формуле

£ = р ^ 7г(дг,-At,),

86

сечение бурильной трубы; Pi, Р 2 — создаваемые нагрузки для растя­ жения колонны бурильных труб; A h, A h — удлинения колонны инструмента, соответствующие указанным выше нагрузкам.

Благодаря наличию замковых соединений, являющихся более жесткими по сравнению с телом трубы, величина L, полученная по

Определение места прихвата зависит от точности измерения удлинений A Zi и A h. Поэтому приводим описание практического способа определения места прихвата, при помощи которого полу­ чаются наилучшие результаты.

1. Прихваченная колонна бурильных труб растягивается под действием силы Pi, которая по индикатору веса должна быть на пять делений больше нормального веса инструмента в свободно подвешенном состоянии (предполагается, что вес был известен перед

87

прихватом). Затем на бурильной трубе делается отметка на уровне стола ротора.

2. Инструмент растягивается с силой, которая по индикатору веса больше на пять делений дополнительно, а затем разгружается до положения стрелки индикатора, равного предыдущему. Снова

две равные части и делается пометка на трубе, соответствующая нагрузке Pi.

4. Прихваченный инструмент снова растягивается под действием нагрузки Р 2, большей PLна 10—20 делений шкалы индикатора веса,

иполученное при этом удлинение отмечается на трубе.

5.Инструмент снова растягивается под действием силы, равной

по индикатору веса пяти делениям, а затем нагрузка снимается до первоначальной величины Р 2. Новое положение также отмечается. Средняя пометка между ними представляет собой удлинение, соот­ ветствующее силе Рг.

Точное измерение расстояния между этими двумя конечными пометками представляет искомую разность (в см). При помощи табл. 16 определяется глубина прихвата по формуле

Пример. Глубина скважины — 1400 м\ вес колонны бурильных

Рекомендуется, чтобы эти две отметки в зоне растяжения, соот­ ветствующие Pi и Рг, оставались заметными на бурильной трубе долгое время. Это необходимо, для непрерывного наблюдения либо тенденции к ухудшению прихвата (уменьшение хода), либо тенден­ ции освобождения (увеличение хода).

4. НЕФТЯНЫЕ ВАННЫ

Прихват инструмента в скважине вызывается глинистой коркой, возникающей в результате водоотдачи из глинистого раствора в Ин­ тервале пористых пластов, образованием пробок из шлама на долоте либо против зон большого диаметра или же обвалами стенок ствола скважины. Во всех случаях наблюдается агломерация породы различных размеров, начиная от самой тонкой грануляции до круп­ ных элементов.

88

Ухудшающим фактором является прилипание колонны буриль­ ных труб по длине ствола при ее неподвижном состоянии.

Чрезмерное натяжение колонны бурильных труб ведет также- к более сильному заклиниванию инструмента и трудностям при егоосвобождении.

Последние исследования показали, что элементы глинистых пород, увлажненные водой, увеличивают их кажущийся объем и цементируют частицы шлама.

Вода играет активную роль по отношению к поверхности этих минеральных частиц. Отсюда и возникает их агломерация в пачки и пробки, вызванная увеличением объема.

Нефть состоит из различных углеводородов, не увлажняющих и не образующих сольватные пленки на поверхности минеральных частиц. Углеводороды обладают отрицательной смачиваемостью. Поэтому, проникая в промежутки между сцепленными водой части­ цами породы, углеводороды разрывают их связи, образовавшиеся в результате притяжения между водой и частицами, и освобождают ' последние от влияния эффекта гидратации. Иными словами, возни­ кает явление, подобное смазке, и только этим можно объяснить осво­ бождение захваченных колонн бурильных труб применением нефтя­ ных ванн.

В случае прихвата инструмента в интервале, сложенном мерге­ лями или глинами, сходными по характеристике с бентонитовыми глинами (обладающими свойством сильного диспергирования в воде), можно освободить застрявший инструмент при помощи ванны па чистой воды, в которую добавляют, поверхностно-активные реагенты, имеющие лучшую смачивающую способность. ПАВ способствуют флокуляции частиц малых размеров, освобождая таким образом инструмент.

В Советском Союзе применяют часто этот способ. Он имеет сле­ дующие преимущества перед нефтяными ваннами:

а) способ применяется немедленно, используя существующиесредства на буровой;

б) сохраняет качество глинистого раствора; в) обеспечивает большую безопасность против возможных про­

явлений; г) не представляет опасности в пожарном отношенпи.

В РНР известно только ограниченное число случаев применения водяных ванн, обычно используют нефтяные ванны.

Для применения того или иного метода необходима открытая

89

Для ликвидации аварии в подобных случаях необходимо иметь •агрегаты, при помощи которых можно развить высокие давления '(около 400—500 am). Тогда многие аварии можно было бы ликвиди­ ровать в достаточно короткий срок.

Другим способом восстановления циркуляции раствора является промывка внутренней полости бурильных труб или кольцевого пространства между стволом скважины и бурильными трубами при помощи насосно-компрессорных труб малого диаметра (l1 *"»

iv 2").

Этот метод рекомендуется для скважин малых глубин. Применение нефтяных ванн на промыслах РНР является про­

веренным методом. Оно связано с соблюдением ряда важных технических мер.

1. В случае применения нефтяных ванн необходимо обезопасить -скважину против возможных открытых фонтанов. Если рабочая труба находится в превентере, ее необходимо отвинтить и заменить -бурильной трубой с крестовиной для циркуляции в верхней части, оборудованной вентилями высокого давления.

Проверяется надежность противовыбросного оборудования с точки ярения герметичности и нормальной работы, а также манифольд нагнетательной линии. Не следует закачивать нефть через буровой шланг, который при этом может прийти в негодность. Поэтому рекомендуется использовать металлическую обвязку цементиро­ вочного агрегата и циркуляционную крестовину, обеспечивающую возможность маневрирования трубами.

Принимаются также необходимые меры предосторожности и •борьбы с возможным пожаром.

2. Потребное количество нефти рассчитывают на заполнение объема ствола скважины от долота до места прихвата. Затем в зависимости от существующих в скважине условий увеличивают вычисленную цифру на 30—100%. Допуская д л я ' предстоящего примера отсутствие вскрытых пластов под высоким давлением, видно, что потребуется количество нефти, заполняющее ствол сква­ жины в интервале 400 м.

После закачки нефти колонну бурильных труб выдерживают в растянутом состоянии плюс приблизительно 15 делений по инди­ катору веса или же маневрируют его в тех же пределах.

пользоваться табл. 14, а для определения количества раствора —

3. Так как плотности глинистого раствора и нефти различны, необходимо знать давление закачки перед началом ловильных операций. Используя данные предыдущего примера и принимая: диаметр ствола равным 300 мм; удельный вес нефти ун = 0,88 г/см3;

90