книги / Предупреждение и ликвидация аварий в бурении

Перед началом резания необходимо натянуть извлекаемую ко­ лонну с усилием, превышающим вес ее до места разреза на 5—8 тс. Труборезка в собранном виде присоединяется к бурильным или насосно-компрессорным трубам и спускается до места резания

Рис. 60. Труборезка Е. И. Егорова.

трубы. В трубу закачивают буровой раствор и под его давлением выдвигается резак, который, упираясь в разрезаемую трубу, при последующем вращении начинает резание.

Рис. 61. Труборезка с автономным перемещением резцов.

Давление нагнетаемого раствора выбирают в зависимости от размеров объекта резания. В среднем для резания труб диамет­ рами 141—219 мм необходимо давление 30—60 кгс/см2. Окончание резания замечают по снижению усилия вращения труб и освобож­ дению извлекаемой части трубы. После резания прекращают

191

подачу раствора и резец под действием пружины устанавливается в исходное положение. Конструкция данной труборезки допускает охлаждение резца через канал 7, а также мягкую подачу его.

Труборезка с автономным перемещением резцов. В тресте Краснодарнефтегазразведка разработана и применена внутренняя труборезка для резания обсадной колонны диамет­

лонной, а в нижней части корпуса сделана выемка для установки и закрепления дна 6 корпуса. В бо­ ковые отверстия корпуса вставляется цилиндр резца 3 с наружным диаметром 40 мм, имеющий внутри отверстие диаметром 20 мм. В последнем размещается резец 5, имеющий квадратное сече­ ние с шириной граней 12 мм и цилиндрической го­ ловкой диаметром 20 мм, а также размещается пружина 4, возвращающая в исходное положение резец после прекращения циркуляции. Цилиндр резца закрепляется стопором 8 и уплотняется ре­ зиновым кольцом 2. Рабочей поверхностью резца, изготовленного из стали 45, является победитовая пластинка, которая заправлена в виде двусторон­

в скважину на необходимую глубину. При этом трубы, подлежащие резанию, натягиваются с уси­

раствора при давлении 30—70 кгс/см2, при этом на резцы передается усилие, равное 100—200 кгс. Под этим усилием резцы выдвигаются, и при по-

Рис. 62. Труборезка И. Е. Калинина.

следующем вращении со скоростью 50—80 об/мин происходит ре­ зание трубы. Указанная труборезка надежна в работе и проста в обслуживании. После работы стопорные винты цилиндров резца отвинчивают и вытаскивают вместе с резцом, который затачивают; все узлы проверяют и труборезку снова собирают.

192

Труборезка И. Е. Калинина применяется для резания преиму­ щественно насосно-компрессорных труб. В отличие от указанных выше она имеет режущие ролики, раздвигаемые клином, который перемещается поршнем. Последний в свою очередь двигается за счет перепада давления. При устранении его режущие ролики возвращаются в исходное положение с помощью пружин.

Труборезка И. Е. Калинина (рис. 62) состоит из корпуса 1, шток-клина 2, поршня 3, шарового клапана 4, спиральной пружины 5, переводника 6, патрона 7 с резца­

резца, изготовленные из стали 45Х или 45ХН и армированные пластинками из твердого сплава Р-18 или ВК-15. На корпусе тру­ борезки, диаметр которого на 5—8 мм меньше внутреннего диа­ метра разрезаемых труб, желательно вырезать пазы для лучшей проходимости ее в скважине. Принцип работы труборезки подобен работе вышеприведенных труборезок. Он основан на выталкивании резцов силовым конусом. Момент снижения давления вследствие сообщения внутренней полости труборезки с затрубным простран­ ством через разгрузочное отверстие указывает на окончание

разрезания трубы. Силовой конус, опустившись вниз до упора в ограничительное кольцо, исключает возврат резцов внутрь тру­ борезки. Отрезанный участок трубы при подъеме удерживается на резцах, поэтому последние должны быть рассчитаны на удер­ жание извлекаемых труб и на срез, если невозможно извлечь отрезанную колонну труб.

Труборезку в собранном виде спускают в скважину, при этом предварительно проверяют способность перемещения детален, качество заправки и сопряжения резцов и режим работы трубо­ резки. Резание происходит при перепаде давления 20—25 кгс/см2.

При вводе труборезки в трубу срезаются стопоры и кольцоограничитель поднимается вверх. По достижении места резания устанавливают ранее выбранный режим резания и колонну приво­ дят во вращение. Снижение давления раствора и характерное за­ клинивание ротора указывают на окончание резания (через 5— 30 мин от начала вращения).

Если необходимо освободиться от извлекаемых труб, то колонну натягивают с усилием, на 3—4 тс превышающим вес извлекаемых труб, и медленно вращают труборезку. Как правило, через 20— 50 оборотов резцы срезаются и труборезка освобождается. Для центрирования верхней части извлекаемых труб желательно на колонне труб, спускаемых с труборезкой, установить центраторы.

Труборезка типа ТБ-168. Нашей промышленностью серийно выпускается труборезка для труб диаметром 168 мм (рис. 64, а). Для отрезания труб применена вращающаяся головка с диско­ выми фрезами, выдвигаемыми перемещающимся клином. Непод­ вижность корпуса труборезки при движении винта обеспечивают плоские пружины. Труборезку спускают на бурильных трубах до заданной глубины и закрепляют. Затем вращают бурильную колонну со скоростью не более 250 об/мин до получения ненапря­ женного вращения, которое наступает через 15—20 мин и указы­ вает, что колонна отрезана. Эта труборезка изготовляется по ве­ домственной нормали Н694—53.

Труборезка для обсадных труб треста Востсибнефтегеология.

На рис. 64, б показана труборезка для отрезания обсадных труб диаметром 219 мм, которую применяли в тресте Востсибнефтегео­ логия.

В корпусе 1 труборезки прорезаны четыре сквозных окна, в ко­ торые вставлены резцы 9 с напайкой победита. Резцы подвешены на оси 7 и предохранены от выхода наружу пластинками. Разжи­ маются резцы конусом 8 под действием пружины, 5, которая упи­ рается верхним концом во внутреннее кольцо 3, застопоренное винтом 4.

Для задержания отрезанного кольца трубы и удержания кольца 10 в верхнем положении устанавливают восемь пластинпружин, которые крепят в пазах винтами 11. Нижний конус 14 вместе с приваренной к нему трубой 12 служит ограничителем перемещения распорного конуса 8, положение которого фиксиру-

194

ется стопором 13. Приваренные к корпусу четыре выступа цент­ рируют труборезку в отрезаемой трубе.

Собранную труборезку навинчивают на бурильные трубы и спускают в скважину. После захода в обсадную трубу труборезка

Рис. 64. Труборезка типа ТБ-168.

с — для 168-мм обсадных труб; б — для обсадных труб ббльшего диаметра.

упирается конусом наружного кольца 10 в торец трубы. Под уси­ лием, создаваемым весом бурильных труб, латунные винты 6 сре­ заются и наружное кольцо 10 сдвигается до упора в верхнее кольцо 2, а освобожденные резцы 9 под действием конуса 8 с пружиной

5 входят в соприкосновение с отрезаемой трубой. При последую­ щем вращении в течение 8—10 мин со скоростью 10—20 об/мин

труба отрезается.

Для смены резцов на торец труборезки со стороны замковой резьбы накладывают шайбу, через которую вставляют винт. По мере ввинчивания его в конус пружина сжимается, в резуль­ тате чего резцы освобождаются от давления. Для извлечения рез­ цов необходимо срезать пластины. При установке резцы следует отрегулировать так, чтобы все они были расположены концентрично по отношению к оси труборезки. Положение резцов прове­ ряют шаблоном, внутренний диаметр которого 222 мм.

С внутренней труборезкой на буровую доставляют комплект запасных резцов (4 штуки). Если необходимо вырезать трубу больше обычной длины, корпус труборезки удлиняют и верхнее кольцо ставят на расстоянии, равном требуемой длине отрезка трубы плюс ширина наружного кольца.

Наружные труборезки

В отдельных случаях обрезать трубу с помощью внутренней труборезки не удается из-за наличия инородных тел внутри извле­ каемых труб, сложного характера излома верхней части трубы, исключающего вхождение в нее труборезки и др. Если кольцевое пространство свободно, для обрезания труб применяют наружные труборезки.

Нашей промышленностью освоено изготовление труборезки ТРБ2-168 (рис. 65). Ее применяют для вырезания 168-мм трубы в скважинах, имеющих большой диаметр. При работе труборезкой бурильная колонна имеет следующую компоновку: труборезка с воронкой, соответствующей диаметру скважины; 209-мм обсад­ ные трубы длиной 14-—26 м; переводник с обсадных труб на бу­ рильные; бурильные трубы.

Длина труборёзки в зависимости от размеров воронки и сква­ жины приведена в табл. 42. Общий вес труборезки без воронки

Нажимные втулки, кольца, пальцы, шпонки, переводник наруж­ ной труборезки изготовляют из стали 45; дистанционный стакан,

196

стопоры, корпус овершота и корпус труборезки — из стали 30; плоскую пружину — из стали 65Г; спиральную пружину — из стали

Рис. 65. Наружная труборезка:

197

Спиральная пружина должна удовлетворять следующим требо­ ваниям: полный прогиб ее должен быть 120 мм при нагрузке 90 кгс; полное число витков 6,5; число рабочих витков 4,5; длина заго­ товки 5,1 м; длина пружины в свободном состоянии 252 мм; диа­

метр пружины 250 мм.

Проверив состояние всех деталей труборезки, ее собирают и спускают в скважину. При этом особое внимание следует обращать на положение резцов, заправку и прочность пружины. Спускать труборезку можно только тогда, когда последняя труба в сква­ жине свободна. Если труба находится ниже башмака последней обсадной колонны, ее фрезеруют. Спускают труборезку до верхнего конца бурильной колонны, находящейся в скважине. После этого проворачивают труборезку, спускают ниже муфты или замка отре­ заемой колонны, восстанавливают циркуляцию бурового раствора и снова проверяют свободное вращение. Затем подвигают буриль­ ную колонну к муфте или замку.

По показаниям индикатора веса следят за срезом медных штиф­ тов. Когда штифты будут срезаны, под действием разжимающейся пружины резцы освободятся и придут в соприкосновение с отре­ заемой трубой. Бурильную колонну спускают на 25—35 см ниже утолщенной части трубы или замка, или муфты. На ведущей трубе отмечают положение бурильной колонны и медленно со скоростью не более 40 об/мин вращают труборезку. Обычно через 15—20 мин труба отрезается, что легко заметить по изменению вращения ро­ тора. Первые 2—3 м бурильной колонны поднимают осторожно (во избежание значительного натяжения). При заклинивании тру­ борезки необходимо опустить бурильную колонну на 4—5 см ниже места отреза и при вращении подтянуть до первоначального поло­ жения.

Наружные труборезки, выпускаемые зарубежными фирмами, предназначены для обрезания труб всех видов в скважинах диа­ метрами от 150 мм до 500 мм. Эти труборезки механического дей­ ствия. Отрезание труб происходит резцами закрепленными в кор­ пусе, который вращается от привода, размещенного на поверхности. Отличаются они друг от друга механизмом подачи резца и устрой­ ствами для удержания отрезанных и подлежащих извлечению труб [66].

§ 13. П О К А З Ы В А Ю Щ И Е П Р И Б О Р Ы

При ликвидации аварий часто необходимо знать местоположе­ ние инструмента или элементов бурильной колонны в скважине; состояние верхней части оставленной бурильной колонны; поло­ жение долота или другого предмета на забое или в призабойной зоне; место и характер нарушения в обсадной колонне. Для полу­ чения этих сведений до недавнего времени применяли печати. Однако рост глубин скважин и увеличивающаяся в связи с этим сложность проходки их показывают, что для быстрейшей ликви­

198

дации аварий существующий способ недостаточно эффективен. Печати дают примитивные и неполные представления о положении предмета в скважине и характере слома. С помощью печатей трудно получить сведения о предмете, находящемся вне нормаль­ ного диаметра, нельзя определить наличие двух и более предметов, находящихся в смещенном положении относительно друг друга. Поэтому изыскиваются пути получения более полного представле­ ния о предметах и их положении в скважине.

В результате поисков были выявлены возможности получения указанных сведений с помощью проборов, фотографирующих пред­ меты в скважине. Приборы для фотографирования предметов в скважине изготовляют как у нас, так и за рубежом. Однако фо­ тографирование требует длительных подготовительных работ

'в скважине для создания вокруг прибора и верха фотографируе­ мого предмета прозрачной среды. Кроме того, о результатах съемки становится известно только после извлечения прибора.

Большие возможности для определения местоположения эле­ ментов бурильной колонны и других предметов в скважине откры­ вают ультразвуковые приборы. Современные научные достижения в области ультразвука позволяют осуществить более совершенный

способ получения сведений о предмете, находящемся в скважине, или о нарушении колонны. Возможно получение на поверхности видимых изображений металлических предметов, находящихся в скважине, а также видимое изображение нарушений и мест про­ стрела перфоратором обсадных колонн в непрозрачных средах, какими являются буровые растворы и другие виды жидкости, на­ ходящейся в скважинах.

В [55] приведены схема ультразвуковой печати и принципиаль­ ная схема получения видимых изображений. Однако технические возможности позволяют создать такие приборы пока только для работы на небольших глубинах до 200 м, так как указанные при­ боры могут работать при давлениях около 20 кгс/см2 и температуре не выше 40° С. Исследования в области ультразвука позволяют

обсадной колонны. Промышленностью изготовляются печати восьми размеров для скважин диаметрами от 150 до 85 мм, краткая ха­ рактеристика их приведена в табл. 43, а общий вид печати пока­ зан на рис. 66.

Резьба нажимной гайки 6 и корпуса печати 5 — трапецеидаль­ ная (ГОСТ 9484—60). Стакан печати 1 изготовляется из маслонефтестойкой резины. Отпечаток предмета на алюминиевой обо­ лочке 3 получается при нагрузке 1,5—2 тс. Для замены оболочки

199

67,6, в, г). Для получения отпечатков применяют свинец, жесть, вар и дерево. Лучшим материалом является свинец, особенно ка­

200