книги / Предупреждение и ликвидация аварий в бурении

Там, где разрез скважины представлен необваливающимися породами (нет прихватов и других осложнений), т. е. где не ожида­ ются высокие давления при продавливании бурового раствора и нет необходимости в расхаживании и вращении бурильной колонны, применение ловителя вместо колокола или метчика более целесо­ образно и экономически выгодно.

Ловитель собирают в следующем порядке (см. рис. 16). В корпус 1, нижняя внутренняя часть которого имеет коническую форму, вставляют две плашки 3; внешняя часть плашек расточена на конус, а внутренняя цилиндрическая имеет левую резьбу. Шпонками 4, вваренными в корпус ловителя, плашки удержива­ ются от проворачивания и могут перемещаться только в вертикаль­ ном положении. На плашки устанавливают металлическое кольцо 5, которое при работе обеспечивает центричное расположе­ ние их. Затем вставляют резиновую манжету 6, верхняя часть которой имеет кольцевую выточку для установки нажимной втулки 7. Нижней частью манжета упирается в металлическое кольцо 5. За манжетой вставляют нажимную втулку 7 со спираль­ ной плоской пружиной 8. После посадки указанных деталей лови­ теля в корпус в верхнюю резьбу его ввинчивают переводник 2, который сжимают торцом плоскую спиральную пружину 8.

Взависимости от диаметров захватываемой детали и скважины

всоответствии с табл. 10 выбирают размер ловителя, тип плашек и манжету, а также диаметр воронки.

При изготовлении деталей ловителя к ним предъявляются следующие требования: корпус должен быть изготовлен из поковки или из трубной заготовки из стали 40Х, но с обязательной норма­ лизацией. Плашки куют из конструкционной стали 15Х и цемен­ тируют с последующей закалкой. Глубина цементации их должна быть в пределах 0,75—1,0 мм. Пружину изготовляют из рессорно­ пружинистой стали 50Г с последующей термообработкой. Для переводника применяют сталь 45. После механической обработки его подвергают термической обработке. Резиновые манжеты

должны иметь гладкую поверхность, без расслоении, трещин и обладать упругостью и нефтестойкостью.

На каждой буровой необходимо иметь ловитель под размер бурильной колонны, воронка должна соответствовать диаметру скважины, переводники и обсадная труба — диаметру ловителя. Так как большая часть аварий с бурильными трубами происходит в результате их слома в высаженной части или в теле трубы, необходимо иметь на буровой в собранном виде ловитель с плашками под тело трубы. Если же оставшаяся часть бурильной колонны оканчивается замком или замковой муфтой, то трубные плашки заменяют плашками под соответствующий замок (ЗШ или ЗН) и меняют резиновую манжету.

Перед спуском в скважину ловителя необходимо проверять соответствие воронки диаметру скважины, плашек и резиновой манжеты диаметру бурильных труб. После проверки правильности

121

сборки ловителя и соответствия размеров указанных деталей его присоединяют к обсадной трубе, на другом конце которой ввинчи­ вают в муфту переводник с бурильных труб на обсадные. Обсад­ ную трубу присоединяют к ловителю в том случае, когда оставшаяся колонна не имеет на конце замка, и когда закрепление должно быть ниже замка. Во всех остальных случаях спускают ловитель, соединенный непосредственно с бурильной колонной переводником с бурильных труб на обсадные.

Для пояснения принципа выбора ловителя и его деталей рас­ смотрим следующий пример. Скважину бурили 295-мм долотом и 140-мм бурильными трубами с замками ЗШ. Произошел слом ниппеля замка. По табл. 10 для этого случая необходимы ловитель ЛБП 219-140 с плашками и манжетой под замок типа ЗШ. Ловитель присоединяют к бурильной колонне и спускают в скважину, предварительно замерив расстояние от торца воронки до плашек, затем проверяют соответствие размеров ловителя размерам эскиза.

Перед спуском обязательно докрепляют резьбы на всех соеди­ нениях ловителя и его составных элементах. Последние 5— 10 м колонны спускают медленно с промывкой, при этом тщательно следят за показаниями индикатора веса. Для этого предварительно замечают вес колонны с ловителем по показывающему манометру и по верньер-манометру, давление бурового раствора и состояние циркуляции.

Опустив бурильную колонну на расчетную глубину, легкими поворотами ловителя на 180—270° заводят в него верх оборвав­ шейся колонны. При этом следует помнить, что нельзя опускать ловитель с проворотом ниже обрыва на расстояние, большее, чем расстояние от торца воронки до плашек ловителя минус высота выреза в ловильной воронке, т. е. 15 см (для всех видов воронок). Затем ловитель спускают без вращения. В процессе спуска верхняя часть колонны, упираясь в плашки, раздвигает их и проходит через резиновую манжету. При последующем натяжении колонны плашки

122

опускаются вниз по конусу и зажимают зашедшую в ловитель бурильную колонну, а манжета герметизирует пространство между трубой и корпусом ловителя. Если при натяжении бурильная колонна сразу не освобождается, надо усилить циркуляцию бурового раствора и снова попытаться поднять ее. Иногда надо провести расхаживание бурильной колонны.

Процесс расхаживания с ловителем резко отличается от рас­ хаживания при помощи неосвободившихся инструментов (метчика или колокола). Перед расхаживанием бурильной колонны с лови­ телем необходимо убедиться, что она захвачена плашками. Подтверждением этого является расположение колонны ниже обрыва на расстоянии не менее длины от торца воронки до конца плашек. При расхаживании желательно пропустить ловитель ниже обрыва, отметив на ведущей трубе место захвата оставшейся бурильной колонны. После этого плавно опускают ее на 5—30 см, при этом следует создать нагрузку на оборвавшиеся трубы, соответ­ ствующую одному делению по индикатору веса (на одно деление меньше, чем при показании веса спущенной колонны вместе с ловителем). Затем колонну натягивают с усилием на 9— 10 деле­ ний больше веса колонны с ловителем и снова плавно опускают колонну, при этом уменьшают натяжение до веса колонны с лови­ телем минус одно деление. Расхаживание таким образом повто­ ряют несколько раз.

Если не удается освободить колонну, то по согласованию с руководством конторы бурения или треста увеличивают натяже­ ние на 12—15 делений больше веса колонны с ловителем. Если и это не помогает, применяют ванну, после чего пытаются извлечь трубы или освобождают ловитель. Для освобождения ловителя натянутую до допустимого предела колонну резко опускают вниз. При этом корпус ловителя опускается, а плашки, врезавшись

123

20—40 об/мин с постепенным подтягиванием вверх, сбивают плашки с инструмента. Благодаря левой насечке плашки переме­ щаются вверх, и ловитель освобождается от оставленной в скважине колонны.

Ловитель после каждого спуска в скважину разбирают, его детали чистят и смазывают антикоррозионной смазкой. Затем ловитель собирают. Резьбу переводника следует предохранять деревянной заглушкой от повреж­ дения. Ловители с промывкой изготовляются за­

водом «Баррикады».

ЛБП 168-114 с замковыми плашками соединяют специальным пе­

с трубной резьбой 219 мм. Такой переводник может быть изготов­ лен из стальной башмачной заготовки 273x43 мм стали категории прочности Д. Собранный таким образом ловитель желательно при­ соединить к трубе и уложить на мостки.

124

Как только выяснится, что в скважине оборвалась колонна бурильных труб, спускают двухступенчатый ловитель. Если бурильная колонна заканчивается открытым концом трубы, то рабочими плашками будут плашки верхнего корпуса, если заканчи­ вается замком — то плашки нижнего корпуса.

Рис. 18. Ловители:

а — ловитель объединения Грознефть: / — переводник; 2 — упор;

Преимущества двухступенчатого ловителя перед обычным заключаются в следующем:

1)спускается в скважину без изменений и регулировки;

2)соединяется с любой колонной бурильных труб и в любом

месте разрыва;

125

3)не затрачивается время на сборку ловителя и его регули­ ровку в момент обнаружения аварии;

4)устраняется разрыв во времени между концом подъема аварийной колонны и началом спуска ловильного инструмента;

5)сокращается потеря времени до минимума, что позволяет захватить оставленную колонну бурильных труб до того, как она будет прихвачена;

6)исключается спуск неправильно собранного ловителя или

другого ловильного инструмента, не отвечающего техническим требованиям.

Для извлечения из скважины высокопрочных труб диаметром 140 мм в Азинмаше разработан ловитель, который имеет диаметр корпуса 242 мм, длину 1193 мм и грузоподъемность 150 тс. В отличие от выпускаемых промышленностью ловителей в этом ловителе по-иному решен узел крепления шпонки, который был источником частых аварий.

В Грознефти широко применяют созданные в этом объединении ловители повышенной грузоподъемности; ловители для труб услов­ ного диаметра 140 и 114 мм грузоподъемностью 200 тс, имеющие соответственно наружные диаметры 236 и 180 мм. Значительное увеличение грузоподъемности ловителей по сравнению с серийно выпускаемыми и уменьшение наружного диаметра соответственно на 40 и 30 мм достигнуто вследствие применения для корпуса ловителя стали марки 40ХН с последующей термической обра­ боткой, а также в результате исключения шпонок из конструкции и увеличения опорной поверхности между плашками и корпусом. Общий вид ловителя объединения Грознефть показан на рис. 18, а.

Все вышеназванные ловители имеют ненадежный способ освобождения. Хорошо отсоединяется в наружный момент от

в результате чего ниппель держателя войдет в муфту переводника. Последующим вращением вправо ниппель ввинчивается в муфту и плашки, находясь в верхнем положении, не имеют возможности удерживать извлекаемые трубы. При поднятии ловителя вверх трубы освобождаются. Подобный принцип освобождения имеет ло­

в нижней части эластичное уплотнение, позволяющее создавать на­ дежное герметичное соединение с извлекаемой трубой.

§ 3. МЕТЧИКИ

Метчики делятся на универсальные и специальные. Они пред­ назначены для ловли труб и развинчивания колонны труб в скважине. Метчики рекомендуется применять, когда при ликвидации аварии необходимы большие усилия для расхаживания и развинчивания бурильных труб.

126

Если диаметр скважины намного больше диаметра метчика, необходимо применять центрирующее приспособление для обеспе­ чения ввода метчика в ловимый объект.

В зависимости от вида работ в скважине и от типа резьбы извлекаемых труб метчики и центрирующие приспособления изго­ товляют с правой или с левой присоединительной и ловильной резьбой. Метчики с правой резьбой используют для извлечения оставшейся колонны труб с правой резьбой или для развинчивания и извлечения бурильных труб с левой резьбой. Метчики с левой резьбой используют для извлечения колонны бурильных труб

слевой резьбой или для развинчивания и извлечения колонн труб

справой резьбой. На метчиках и центрирующих приспособлениях рядом с пояском для маркировки проточен опознавательный

поясок высотой 5 мм.

С 1972 г. метчики и центрирующие приспособления изготовляют по нормали Министерства химического и нефтяного машинострое­ ния ОН 26—02—115—68.

Универсальные метчики

Универсальные метчики (рис. 19) применяют для ловли колонн (или их частей) бурильных труб с высаженными внутрь концами

Рис. 19. Универсальный метчик:

127

в табл. 11 Универсальный метчик для каждого вида аварии можно

выбрать по таблице, приведенной в приложении I.

Специальные метчики

Специальные метчики (рис. 20) предназначены для ловли элементов бурильной колонны путем ввинчивания их в замковую резьбу. Размеры этих метчиков приведены в табл. 12. Конструкция специального метчика допускает двукратную нарезку ловильной резьбы.

128

Специальный метчик для ликвидации аварии выбирают по

таблице, приведенной в приложении II.

Центрирующие приспособления

Центрирующие приспособления предназначены для ввода метчика в ловимые объекты. Общий вид метчиков , с центрирую­ щими приспособлениями показан на рис. 21.

Как правило, центрирующее приспособление включает головку, в которую ввинчивается метчик. К метчику присоединяется направ­ ление. Последнее может быть выполнено с вырезом на конце для

Рис. 20. Специальный метчик.

облегчения ввода ловимого предмета внутрь приспособления или иметь на конце резьбу для присоединения воронки.

В некоторых случаях центрирующее при­ способление состоит из специальной голов­ ки, которая в отличие от обычной имеет еще резьбу для присоединения непосредственно к ней направления, выполненного, как и в предыдущем случае, с вырезом или с резь­ бой под воронку.

Головка и специальная головка центри­ рующего приспособления показаны на рис. 22, а размеры их приведены соответ­ ственно в табл. 13 и 14. Их изготовляют из стали марки 45 и подвергают термической обработке — закалке с отпуском (твердость

HV 235—247 кг/мм2).

Направления к центрирующим приспособлениям показаны на рис. 23, а их размеры приведены в табл. 15 и 16. Их изготовляют с вырезом, что исключает необходимость в воронке, или с резьбой для воронки. Присоединительный участок к головке или метчику изготовляется в двух вариантах — из бурильных труб с высажен­ ными внутрь концами или сварными концами. В последнем случае к обсадной трубе приваривается утолщенный участок с резьбой. Направления изготовляют из обсадных или бурильных труб любой группы прочности. К направлениям в соответствии с диаметром скважины присоединяется воронка, показанная на рис. 24. Размеры воронок приведены в табл. 17. Их изготовляют из стали марки 35 по ГОСТ 1050—60.

Ловильные работы метчиком

Согласно общему положению по эксплуатации ловильного инструмента перед его спуском в скважину составляют эскиз и замеряют ловильный и вспомогательный инструменты, а также приспособления к ним. Кроме того, при работе с метчиками с центрирующим приспособлением замеряют расстояние бт торца воронки до торца метчика, величину захода (расстояние от торца метчика до места крепления его с инструментом) и проверяют соответствие диаметра воронки диаметру скважины.

130