книги / Предупреждение и ликвидация аварий в бурении

новые отверстия устремляется в приемную камеру струйного на­ соса. В расширенной части насоса снижается скорость раствора и выравнивается давление.

Простым и эффективным в работе является металлоуловитель, сконструированный Е. М. Курневым и Н. И. Лукиновым, для работы в скважинах диаметром 190—220 мм (рис. 46). Этот ло­ витель широко применяется в трестах Белнефтегазразведка и Харьковнефтегазразведка. Им извлекают по 2—3 кг металла за каждый рейс.

Основные конструктивные размеры его приведены ниже:

Для подъема металлических частиц диаметром 50—60 мм ско­ рость восходящего потока для этой конструкции металлоуловителя должна быть 2,5 м/с, что соответствует производительности насоса 35—40 л/с.

Принцип работы металлоуловителя заключается в следующем. После спуска ловильного инструмента и присоединения ведущей трубы к бурильной колонне последняя поднимается над забоем на 12—15 м, восстанавливается максимально возможная цирку­ ляция раствора и металлоуловитель при медленном вращении доводится до забоя. Вращение ведется не более 15—20 мин с не­ большими нагрузками на забой и периодическим отрывом ловиль­ ного инструмента на 2—3 м от забоя. После работы прекращают циркуляцию раствора, вследствие чего лепестки уловителя за­ крываются. Эффективность работы металлоуловителя увеличи­ вается с глубиной. Им рекомендуется работать на глубинах свыше 700 м. Перепад давления в сопле должен составлять 65— 75 кгс/см2, что соответствует скорости истечения жидкости через сопло 110—115 м/с. Указанные металлоуловителя можно изго­ товлять практически для скважин всех размеров.

Для улавливания металлических и других предметов в сква­ жинах диаметром более 300 мм,Р. С. Яремейчуком и Э. И. Узумовым предложен ловитель, показанный на рис. 47. Принцип его работы также основан на создании циркуляции бурового раствора внутри ловителя от забоя вверх за счет работы струйного на­ соса. В отличие от приведенной выше конструкции ловителя дан­ ная конструкция имеет не один, а четыре струйных насоса. Кроме

171

того, незначительные отличия имеют узлы улавливания металли­ ческих предметов. Работа ловителя на забое ведется в следую­ щем порядке. После спуска и промывки скважины в бурильные трубы бросают шар, который, попадая в седло клапана, перекры­ вает промывочную трубу, и жидкость направляется в сопло струй­ ного насоса. Далее работу ведут так же, как и с ловителем опи­ санной выше конструкции.

Американская фирма «Уилсон» выпускает струйный ловитель, который показан на рис. 48. Принцип работы его аналогичен ра­ боте описанных выше струйных ловителей и заключается в сле­ дующем. После восстановления циркуляции в течение 5—10 мин поддерживается давление в пределах 28—35 кгс/см2, а затем в трубы бросают шар, который, достигая ловителя, закрывает центральное отверстие, и начинают работать струйные насосы, в результате чего и происходит затягивание предметов внутрь ловителя. Работают ловители при расхаживании и медленном вращении колонны. После прекращения циркуляции лепестковое входное отверстие ловителя закрывается.

Гидравлические ловители мелких предметов

Для извлечения из скважины мелких предметов применяют ло­ вители, работа которых основана на заталкивании потоком буро­

струйным насосом (эжектором), а направлением потока раствора по специальным каналам, образуемым двумя рядами труб.

На рис. 49 показан ловитель мелких предметов, предложен­ ный буровиками Ставрополья. Он состоит из переводника 1, к ко­ торому присоединяются две трубы 4 и 5 диаметром соответст­ венно 168 и 140 мм, вставленные одна в другую с перегород­ ками 2 и отверстиями 3 для движения бурового раствора, а также с лепестковыми держателями 6 и с коронкой 7 в нижней части. Работает гидравлический ловитель следующим образом: после присоединения ведущей трубы, когда колонна находится на рас­ стоянии 10—15 м от забоя, восстанавливают циркуляцию раствора и опускают на забой ловильный инструмент при вращении ко­ лонны. На забое ловителем работают 15—10 мин при интенсив­ ной промывке и периодическом отрыве инструмента от забоя.

Вошедшие внутрь ловителя предметы удерживаются лепестко­ выми держателями, которые после прекращения циркуляции пе­ рекрывают внутреннее сечение трубы.

Идентичную конструкцию и принцип работы имеет гидравли­ ческий ловитель, предложенный Г. Н. Кирьяновым (рис. 50).

Фирма «Боуэн» в США серийно выпускает гидравлические ловители с реверсивной циркуляцией. Общий вид одного из них показан на рис. 51. Принцип его работы незначительно отли­ чается от описанных выше гидравлических ловителей и состоит

173

I

в том, что вначале создается прямая промывка над забоем. За­ тем бросают внутрь шар, который перекрывает центральное от­ верстие, буровой раствор идет по межтрубному пространству, вы­ ходит за трубы около верха коронки и затем входит внутрь ло­ вителя.

§ ю. яссы

Ясс предназначен для извлечения прихваченной колонны труб путем нанесения ударов по ней в сочетании с периодическим вращением ротором. Яссы самой простой конструкции показаны на рис. 52. Это яссы ударного действия. Они представляют со­ бой телескопическое соединение, которым создается периодиче­ ский удар двигающейся колонной. Диаметр ясса равен диаметру турбобура. Обычно корпус его изготовляют из корпуса турбобура или заготовок для него. Высокие механические свойства мате­ риала корпуса позволяют делать надежные яссы. Применение обсадных труб для корпусов яссов, как правило, приводит к по­ ломке их. Соединение всех резьбовых узлов ясса на резьбах сле­ дует делать только упорным и с резьбой типа РКТ, так как труб­ ная резьба быстро сминается.

Более совершенной конструкцией яссов, применяемых в нашей стране, является ударно-вибрационный ясс, разработанный в АзНИИбурнефть и показанный на рис. 53. Кожух ударно-ви­

кулачки. Число их берется в зависимости от нужной частоты ви­ брации. Муфта с уплотнением и головка шпинделя представляют собой узел вибрации.

Освобождение бурильной колонны осуществляется следующим образом: колонну натягивают с усилием, превышающим вес сво­ бодной части, и вращают ротором. Усилие натяжения зависит от длины прихваченной колонны, грузоподъемности оборудования и допустимых пределов прочности труб. Желательно, чтобы ве­ личина натяжения составляла 10—15 тс сверх веса свободной части. Целесообразно чередовать удары с вращением. Скорость вращения ротора должна быть наименьшей и при постепенном увеличении может достигать 120—150 об/мин. Ударно-вибрацион­ ные яссы диаметрами 235, 215 и 170 со свободным ходом, рав­ ным 2 м, изготовляют в Баку.

Помимо указанных конструкций яссов, различными исследова­ телями предложены и применяются опытные образцы яссов: вра­ щающиеся, гидравлические и ударные.

§11. Т О Р П Е Д Ы

Внефтяных и газовых скважинах торпедирование применяют для разрыва (среза) бурильных и обсадных труб; разрушения

175

металлических предметов на забое; образования каверн при за­ буривании нового ствола; а также для встряхивания прихвачен­ ных колонн труб.

Срез бурильных и обсадных труб необходим для ускорения извлечения труб, оставшихся в скважине, так как развинчивание бурильной колонны с последующим извлечением ее по частям занимает много времени. Особенно широко применяют торпедиро­ вание при прихватах и заклинивании бурильных колонн на забое, когда более простые методы извлечения не дают положительных результатов. При использовании торпед для обрыва труб необхо­ димо знать следующее:

тип, размер и толщину стенки обрываемой трубы; возможность свободного прохода внутри труб торпеды;

конструкцию скважины и особенности крепления ее обсадными трубами;

длину неприхваченной части труб; характеристику среды за обрываемой трубой;

статический уровень, температуру и удельный вес бурового раст­ вора в скважине;

место прихвата, определенное прихватоопределителем или дру­ гим методом.

Торпеды, применяемые для обрыва труб, классифицируются по видам, снаряжению и размерам, как указано в табл. 34 [68].

Фугасные торпеды

Фугасные торпеды по методу снаряжения классифицируются на иегерметичные и герметичные.

В негерметичных торпедах фугасного действия типа ТШ заряды взрывчатого вещества (ВВ) контактируют с жидкостью, заполняю­ щей скважину. В торпедах типа ТШТ заряды взрывчатого веще­ ства изолированы от скважинной жидкости буферной жидкостью. В обоих случаях полезная работоспособность негерметичных торпед больше, чем герметичных из-за большого заряда при равном на­ ружном диаметре корпуса торпеды и из-за сохранения энергии взрывчатого вещества, которая у герметичных торпед теряется на разрушение прочного корпуса.

Наиболее широко распространены фугасные негерметичные торпеды с зарядом, контактирующим со скважинной жидкостью, типов ТШ (торпеды шашечные) и ТШТ (торпеды шашечные термо­ стойкие). Эти торпеды применяют в основном для обрыва буриль­ ных труб, реже их используют для обрыва обсадных и насосно­ компрессорных труб.

Торпеды типа ТШ применяют для работы в скважинах, имею­ щих температуру не выше 100° С и давление не более 500 кгс/см2. Конструкция их показана на рис. 54, а характеристика приведена в табл. 35.

178

Т аблица 35

Для работы в скважинах с температурой до 200° С и давлением до 800 кгс/см2 применяют торпеды типа ТШТ, которые отличаются от торпед ТШ повышенной термостойкостью и размерами. Характе­ ристика их приведена в табл. 36.

В торпедах типа ТШТ груз жестко соединен с корпусом и является его продолжением. Все торпеды этого типа имеют один и тот же универсальный взрывопатрон. Заряд торпед типов ТШ и ТШТ изготовляют из флегматизированного гексогена. Длина за­ ряда зависит от необходимого числа шашек, максимальный вес его не должен превышать 5 кг, чтобы исключить возможные осложне­ ния от действия ударной волны.

Герметичные торпеды фугасного действия могут быть выпол­ нены с разгруженным и нагруженным корпусом. Торпеды с герме­ тичным разгруженным корпусом, опирающимся на заряд взрывча­ того вещества, не нашли применения, хотя они предназначены для взрывных работ в скважинах глубиной до 5000 м. Заряд в этих торпедах изолирован от окружающей среды, однако испытывает

гидростатическое давление столба жидкости, находящейся над торпедой.

Торпеды герметичные с нагруженным корпусом имеют герме­ тичный прочный корпус, в котором заряд изолирован от окружаю­ щей среды и не испытывает действия наружного гидростатического

взрыватель; 5 — нако­ нечник.

давления. Герметизация исключает воздействие окружающей среды на заряд взрывчатого вещества, но снижает его термостойкость.

Герметичные фугасные торпеды (рис. 55) изготовляют двух типов: Ф-2 и ФТ-60. Предназначены они для обрыва труб диамет­ рами 114 и 127 мм. Корпус торпеды изготовлен из стали и изоли­

180