книги / Предупреждение и ликвидация аварий в бурении

жину печати, присоединяемые с помощью сварки к долотам, переводникам, обсадным трубам и т. д. Отверстия для прохождения бурового раствора желательно делать сбоку.

Диаметр печати должен быть на 25 мм меньше диаметра сква­ жины. Если печать спускают для определения разрыва обсадной колонны, то ее диаметр должен быть лишь на 2—3 мм меньше диаметра долота. Для получения отпечатка нагрузка на печать в большинстве случаев должна быть не более 1,5—5 тс. Если из­ вестно, что место слома имеет очень острые кромки, нагрузка должна быть не более 1,5 тс (во избежание оставления свинца).

201

При изготовлении торцовой печати необходимо по всей ее ра­ бочей поверхности перед заливкой свинцом или другим вяжущим веществом сделать проволочную арматуру (см. рис. 67,6). В пла­ стинке, на которую заливают свинец или мастику, просверливают отверстия диаметром 3—5 мм в шахматном порядке с расстоянием

между ними 30—40 мм. Через эти отверстия пропускают проволоку диаметром 2—3 мм и де­ лают сетчатую арматуру высотой на 2—3 мм меньше высоты свинцовой или мастичной ос­ новы. После этого печать заливают материалом,, на котором желают получить отпечаток. Такая печать является надежной и прочной.

Вместо свинца было предложено применять сплав, состоящий из 98—98,5% алюминия и 1,5— 2% сурьмы. Температура плавления такого' сплава 660° С. Отпечатки на нем получаются четкие и ничем не отличаются от отпечатков на свинцовых печатях. Печать из нового сплава можно использовать многократно. Сплав куется так же, как и свинец, но он в 4 раза легче свинца, что облегчает труд рабочих, занятых пе­ ремещением печатей.

Скважинный фотоаппарат ФАС-1

Для фотографии предметов в скважине раз­ работан прибор ФАС-1, который изготовляет Ки­ евский завод геофизического приборостроения. Пользуясь этим прибором, можно определить место нарушения колонны в скважине, места со­ единения колонн, вид и число отверстий после перфорации или торпедирования колонны, со­ стояние фильтра и забоя скважины и исследо­ вать другие осложнения, возникающие при ре­ монте скважины. Фотоаппарат состоит из двух частей: оптической приставки и лентопротяжного механизма.

Рис. 68. Скважинный фотоаппарат ФАС-1:

9 — стекло; 10 — зеркало; // — корпус оптической

В корпусе оптической приставки 11 (рис. 68) имеется смотро­ вое окно, закрытое плоскопараллельным стеклом 9 толщиной 15 мм. Изображение объекта через смотровое окно попадает на зеркало 10 и направляется им в объектив, укрепленный в переходной муфте 8. В аппарате используется стандартный объектив «Индустар-22».

202

Освещается объект импульсной лампой 2 с диафрагмой, которая защищает от попадания в него света. Все элементы, входящие в корпус приставки, монтируются на шасси 1. В приборе регули­ руется положение ламп и зеркала.

К переходной муфте оптической приставки присоединяется лентопротяжный механизм 7 от фотоинклинометра ФИ-4. Ленто­ протяжный механизм защищен стальным кожухом 6, в верхней части которого находится мост со свечами 5, имеющий три ввода 4 для свечей. По одной жиле осуществляется питание электродвига­ теля лентопротяжного механизма, по другой — питание; третья служит для обеих целей. На корпусе прибора закреплены рессор­ ные пружины 3, прижимающие прибор к стенке скважины той стороной, на которой расположено смотровое окно.

Для контроля состояния колонн фотографирование осущест­ вляется с оптической приставкой, имеющей в корпусе не одно, а четыре отверстия. Против этих отверстий расположено зеркало, выполненное в виде четырехгранной пирамиды. Изображение че­ тырех сторон в колонне, отражающееся в зеркале, проектируется на фотопленку в виде круга, разделенного на четыре сектора. При­ бор спускают на трехжильном каротажном кабеле.

Съемку проводят или непрерывно на определенном участке исследования, или с остановкой через каждые 10—25 см. Участок исследования для одного спуска прибора составляет до 30 м.

Упрощенная электрическая схема скважинного фотоаппарата позволяет питать приборы как от переменного, так и постоянного напряжения. Это расширяет и упрощает диапазон работы этими приборами [60]. Перед фотографированием в зону оставленного предмета закачивают прозрачную жидкость.

Прихватоопределители

Прихватоопределители служат для определения места при­ хвата бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб в сква­ жинах. Общий вид такого прибора показан на рис. 69. Он состоит из электромагнита /, помещенного в герметичном корпусе 2 из немагнитного материала. Электромагнит изолируется от внешней среды головкой 3 и днищем 4. Последние одновременно являются

203

соответственно верхним и нижним полюсами электромагнита. В головке 3 размещаются свечный ввод и узел закрепления каро­ тажного кабеля.

В практике применяют прихватоопределители четырех типораз­ меров. В табл. 44 приведена их характеристика, в табл. 45 — све­ дения о их назначении в зависимости от размера труб.

Работа прихватоопределителя основана на свойстве ферромагнитных материалов, размагни­ чивающихся при деформации предварительно намагниченных участков. В зону предполагае­ мого места прихвата спускается прибор с целью получения характеристики намагниченности при­ хваченных труб. Производится так называемый первый контрольный замер в месте прихвата. Далее в зоне прихвата устанавливают контроль­ ные магнитные метки путем подачи тока через электромагнит на участки колонны, расположен­ ные друг от друга на расстоянии 10 м. При этом на каждом участке намагничивается отрезок трубы длиной 15—20 см.

Вторым контрольным замером записывается кривая магнитной индукции вдоль всего участка, где установлены магнитные метки. Последние на кривой магнитной индукции выделяются чет­ кими аномалиями. На диаграмме меньшими аномалиями отбиваются замки и муфты. Ампли­ туда пик от магнитных меток должна быть в 4— 5 раз выше пик от помех и в 2—3 раза выше амплитуд от трубных муфт и замков.

После этого прихваченную колонну труб рас­ хаживают непродолжительное время и в некото­ рых случаях делают попытки повернуть ее, при этом металл неприхваченных труб испытывает деформацию, в результате которой магнитные метки пропадают или значительно ослабляются. В зоне прихвата магнитные метки не исчезают, так как этот участок не деформируется. Третьим контрольным замером определяют, участок, где магнитные метки не исчезли, т. е. находят интервал прихвата.

При определении верхней границы прихвата необходимо об­ ращать особое внимание па выполнение следующих рекомендаций. В трубы следует спускать прибор максимально возможного диа­ метра. Перед определением прихвата необходимо интенсивно про­ мыть скважину, если это возможно, и провести расхаживание бурильной колонны. Наносить магнитные метки и регистрировать их надо при полностью разгруженной бурильной колонне и при настроенном регистрирующем приборе. Вторичная регистрация

204

Т а б л и ц а 44

магнитных меток проводится при максимально возможных натя­ жении и крутящем моменте. Режим работы регистратора и ско­ рость движения прибора при всех замерах должны быть одинаковы. Скорость измерений берется в пределах 300—3000 м/ч, оптималь­ ной скоростью считается 2500 м/ч. Границу прихвата определяют по диаграмме в интервале между последней стершейся и первой нестершейся магнитными метками. При намотке кабеля на ле­ бедку витки должны плотно прилегать и не набегать друг на друга, чтобы исключить влияние скачкообразного изменения скорости на запись. Для предупреждения аварии с прихватоопределителем необходимо проконтролировать правильность прикрепления при­ бора к одножильному кабелю и скорость спуска прибора.

В работе [20] приведено описание прихватомеров конструкции

205

особенностью являются увеличенная магнитная напряженность полюсных наконечников и разные размеры корпуса. Наружные диаметры этих прихватомеров 23 и 34 мм, расстояние между цент­ рами полюсов составляет 180 мм.

В тресте Грознефтегеофизика разработан и широко приме­ няется метод одновременного определения положения замков бу­ рильных труб и проведения взрыва торпеды. Для проведения работ совмещенным прибором прихватомер-торпеда в него помещают два диода, которые в зависимости от полярности тока направляют для установки магнитных меток или на взрыв торпеды. Узлы при­ бора соединяются в следующей последовательности (сверху вниз): груз, прихватомер, переводник длиной 1 м и торпеда.

Работают приборы следующим образом: в скважину спускают названные выше узлы, в которых торпеда не заряжена. Прихватомером определяют место прихвата колонны труб. После этого в трубы спускают прибор с заряженной торпедой несколько ниже верхнего участка зоны прихвата. Во время последующего подъема при входе прихватомера в замок, размещенный над зоной прихвата, возникает импульс тока, который подается на усилитель. Усилен­ ный импульс тока приводит в действие промежуточное реле вре­ мени с задержкой, достаточной для входа торпеды в замок, а также исполнительное реле и подает ток на взрыв торпеды. Этот метод учитывает удлинение кабеля и повышает точность торпеди­ рования.

Совмещенная система прихватомер-торпеда позволила повы­ сить эффективность работ по торпедированию. С помощью прихватоопределителя определяют верх оборванных бурильных труб, место разрывов обсадных колонн, а также наличие металла в сква­ жине.

§ 14. ЛОВИЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТУРБОБУРОВ

Хотя в настоящее время самым распространенным способом бурения является турбинный, однако для извлечения турбобуров, оставленных в скважине, нет стандартного ловильного инстру­ мента. В каждом предприятии имеются свои методы ликвидации и свои виды ловильного инструмента.

Укороченный ловитель. Укороченным ловителем извлекают тур­ бобур, оставшийся в скважине вследствие слома корпуса в теле или резьбе, а также при оставлении вала с роторами и статорами в результате отвинчивания ниппеля. Укороченный ловитель изго­ товляют из обычного ловителя ЛБП 219-140 или ЛБП 245-168 в зависимости от типа оставленного турбобура. Захватывают тур­ бобур за выступающую часть вала с контргайкой и гайкой. Для обеспечения захвата турбобура плашками ловителя за контргайку и гайку у обычного ловителя обрезают на 25—30 мм часть корпуса ниже шпонки, т. е. срезают всю нарезку под воронку.

206

Желательно при ремонте у всех турбобуров заменять контр­ гайку гайкой, удлиненной до 200 мм, причем ее наружный диаметр должен быть равен диаметру элементов бурильных труб, чтобы можно было захватить турбобур стандартными плашками соответ­ ствующего ловителя.

Турбиноловка. На принципе работы ловителя различными авто­ рами были предложены устройства для извлечения турбобуров с захватом за гайку и контргайку. Такими устройствами являются:

Рис. 70. Турбиноловки:

у ловителя посадка плашек в корпусе.

Шлипс Я. В. Часовитина и Р. Н. Осипова может захватывать турбобур за гайку и контргайку без извлечения распорной втулки. Наружный диаметр шлипса уменьшен так, что он входит в упор­ ную муфту и в корпус турбины. Корпус шлипса изготовляется из отработанной цилиндровой втулки бурового насоса.

В шлипсе М. П. Штепо пружинный фонарь имеет в верхней части донышко, поэтому для захвата шлипс опускают до тех пор,

207

пока он не накроет верхнюю гайку подпятника. Для более полного захвата включают буровой насос. Под давлением бурового раст­ вора пружинный фонарь вместе с плашками надвигается на контр­ гайку и гайку. При подъеме бурильной колонны конические поверх­ ности направляющей воронки сжимают плашки, вследствие чего последние захватывают гайку и контргайку.

Турбиноловка Н. Н. Безрукова имеет более простую конструк­ цию.

Кроме того, существует много других разновидностей устройств для захвата турбобуров за гайку и контргайку.

Гладкий к о л о к о л . Для извлечения турбобуров, оставшихся в скважине вследствие слома корпуса в резьбе или теле, в б. Туймазабурнефти был предложен колокол с гладкой внутренней конус­ ной поверхностью. Этот колокол захватывает турбобур за подпят­ ники, что позволяет при необходимости восстановить циркуляцию раствора. Если циркуляция не дает положительных результатов, бурильную колонну освобождают расхаживанием, чего нельзя сделать при использовании обычного колокола.

Колоколом с внутренней гладкой конической поверхностью можно также извлекать турбобуры с распорной втулкой, которые поднять укороченным ловителем обычно не удается. На рис. 71 показан колокол с внутренней гладкой конической поверхностью для ловли турбобуров.

Конусность внутренней рабочей части гладкого колокола состав­ ляет около 5°. Он изготовляется из стали 15Х. Термической обра­ ботке гладкий колокол не подвергают.

Для ловли турбобура бурильную колонну с колоколом спускают до верхней части турбобура и плавно создают нагрузку до 15— 20 тс. Поднимают бурильную колонну на первой скорости. Развин­ чивают замки без вращения колонны, подвешенной на роторе. Если турбобур свободно не поднимается, необходимо восстановить цир­ куляцию раствора и применить расхаживание. Если и это не дает положительных результатов, то колокол срывают с турбобура пу­ тем натяжения и поворота ротором.

Трубная ловушка для турбобуров представляет собой обсад­ ную трубу, на поверхности которой в шахматном порядке делаются вмятины. Расстояние между вмятинами 25—30 см. Чтобы легче было завести турбобур или его узлы в трубу, к одному из ее кон­ цов присоединяют воронку. Если размеры скважины не позволяют присоединить воронку, то трубу немного развальцовывают, к дру­ гому концу ее присоединяют переводник с обсадных труб на бу­ рильные. Глубину вмятин следует постепенно увеличивать от воронки к переводнику. Форма вмятины должна быть овальной без резких изгибов, в противном случае корпус и опоры турбобура могут упереться во вмятину, а не заклиниваться вмятиной. Между извлекаемым телом и внутренним диаметром обсадной трубы же­ лательно иметь зазор 5—20 мм. Для изготовления ловушек также можно использовать корпус турбобура. Ловушку спускают в сква­

2 0 8

жину и заклинивают внутри ее турбобур или его узлы с усилием 10—15 тс.

Ловитель для турбобуров. Для извлечения из скважины вала турбобура, оставленного там вместе с комплектом роторов и ста­ торов, закрепленных гайкой и контргайкой, Л. В. Алянчиковым предложено устройство [39], которое захватывает турбобур под ниппель или диск нижнего статора (рис. 72). Устройство напоми­ нает овершот с той разницей, что вместо пружин овершота приспо­ соблены собачки, применяющиеся на обычных храповиках. Недо­ статком устройства является возможность работать в скважинах,

W

бобура.

диаметр которых на 150 мм больше диаметра турбобура, т. е. при бурении на небольших глубинах под кондуктор и отдельные про­ межуточные обсадные колонны.

Для ловли турбобуров при сломе корпуса и оставлении роторов и статоров на валу применяют трубную ловушку или ловушку, изготовленную из корпуса турбобура одного размера с находя­ щимся в скважине турбобуром. Захват производится за статор. На корпусе турбобура через 25—30 см делают вмятины.

§15. ЛОВИЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ, ПРИМЕНЯЕМЫЙ ПРИ АВАРИЯХ

СЭЛЕКТРОБУРАМИ

Для ликвидации аварий, возникающих при бурении нефтяных и газовых скважин электробурами, в Азинмаше разработан ком­ плекс ловильных инструментов.

Колокола

Различные виды колоколов, рекомендуемых для ликвидации аварий с электробурами, показаны на рис. 73, а их основные раз­ меры и краткая техническая характеристика приведены в табл. 46.

Колокол трубный 1КБТ-127-190 (см. рис. 73, а) предназначен для ловли бурильной колонны, состоящей из 114-мм труб, в сква­ жине диаметром 190 мм с захватом за трубную резьбу или за вы­ саженную часть трубы.

а — колокол трубный 1КБТ-127-190; б — колокол-калибр 2КБТ-133-190: 1 — переводник; 2 — колотрубе; 3 — труба приемная; 4 — колокол-калибр-фрезер; г — колокол-фрезер 1КФЭ-269: 1 — пере-

Колокол-калибр замковый 2КБТ-133-190 (см. рис. 73,6) пред­ назначен для ловли бурильной колонны, состоящей из 114-мм труб

190 мм.

210