книги / Предупреждение и ликвидация аварий в бурении

ных труб». Москва—Куйбышев, КуйбышевНИИНП и ВНИИБТ, 1966.

В соответствующих случаях необходимо применять трубы более совершенных конструкций: стыкосварные типа ТБПВ, со стаби­ лизующими поясками, с высаженными концами под замок. При обнаружении продукции плохого качества обязательно извещать завод-изготовитель.

Для предупреждения аварий с элементами бурильной колонны непосредственно на буровых необходимо придерживаться следую­ щих основных требований.

1. На буровую необходимо доставлять комплекты утяжеленных, наддолотных и бурильных труб, а также ведущие трубы, смонти­ рованные и проверенные на трубной базе согласно требованиям «Временной инструкции по комплектации, отработке, учету и спи­ санию бурильных труб» и имеющие паспорта.

2.Бурильные, утяжеленные и ведущие трубы следует перево­ зить на специально оборудованных транспортных средствах. Веду­ щие трубы на расстоянии более 20 км надо перевозить вложен­ ными в обсадные трубы.

3.Разгружать и погружать трубы (бурильные, утяжеленные,

ведущие) следует только с помощью крана или накатов.

4.Трубы, поступившие на буровую, необходимо укладывать комплектно и по размерам, не более чем в четыре ряда, на стел­ лажи, имеющие высоту не менее 300 мм от земли.

5.Поступившие на буровую трубы надо проверять для выяв­ ления дефектов, возможно возникших во время транспортировки, погрузки, разгрузки, а также для выявления дефектов, необнару­ женных на трубной базе. Кроме того, необходимо проверять со­ ответствие их паспортным данным. Дефектные трубы немедленно убирают с буровой и возвращают трубной базе. Одновременно

проверяют наличие клейма о проверке труб дефектоскопом на трубной базе.

6.Необходимо стремиться допускать к эксплуатации только:

—комплект утяжеленных бурильных труб, имеющих при­ варенные замки или замковые резьбы с разгрузочными канав­

ками;

— комплект наддолотных труб, состоящий из труб, изготовля­ емых из стали группы прочности Д с максимальной толщиной стенки; ТБПВ или с высаженными внутрь концами, у которых замки навинчены в горячем состоянии и приварены к кольцам, одетым при горячей посадке на трубы; использование для ком­ плекта наддолотных труб из легированных сталей группы проч­ ности Е, ЕМ, К, Л, М и других запрещается;

— комплекты бурильных труб, состоящие из ТБПВ или из труб, у которых замки навинчены в горячем состоянии и сделаны из сталей, выбранных согласно расчетам; для бурения скважин роторным способом на любую глубину и забойными двигателями на глубину более 3000 м; бурильные трубы с высаженными внутрь

концами должны иметь замки, приваренные к кольцам, надетым на трубы при горячей посадке;

—ведущие трубы с упорными резьбовыми соединениями верх­ него и нижнего переводника;

—переводники, изготовленные из сталей 40ХН, 40Х, 45У или

из новой трубной заготовки.

7.Эксплуатировать бурильные колонны следует при:

—строго горизонтальном положении ротора;

—отцентрированном фонаре вышки;

—наличии на буровой консистентной графитной смазки или

смазок Р-416 и Р -113;

— обязательно проверенных перед спуском или подъемом бу­ рильной колонны, клиньев, встроенных в ротор, и ключей АКБ-ЗМ,

атакже другом спуско-подъемном инструменте.

8.При затаскивании труб на буровую резьбу ниппеля надо предохранять от ударов о ротор и другие металлические предметы.

9.Свечи, у которых свинченные трубы явно несоосны и име­ ют резкие перегибы, удаляют из комплекта и направляют на ре­

монт.

10.Развинчивать резьбовые соединения ведущих и утяжелен­ ных труб разрешается с помощью ротора на минимальной ско­ рости лебедки.

11.Перед свинчиванием замковую резьбу очищают и смазы­ вают соответствующей смазкой.

12.При свинчивании резьбы нельзя допускать сталкивание нип­ пеля внутрь муфты, а при развинчивании — срыв под большим натяжением.

13.Если при закреплении замковых резьб торцы соединяемых деталей сходятся неплотно, то свинчиваемые трубы необходимо удалять.

14.Спускаемая бурильная колонна должна включать:

—УБТ, вес которых на 25% превышает нагрузку на долото;

—комплект наддолотных труб длиной не менее 300 м, уста­ новленный над УБТ, и трубы повышенной прочности против зон, наиболее опасных для износа и поломок.

15.Трубы, находящиеся в обсадной колонне должны иметь предохранительные кольца.

16.Все бурильные трубы следует крепить ключами АКБ-ЗМ

или машинными ключами. Чтобы упорные торцы свинчиваемых деталей сходились, необходимо иметь следующие моменты (в кгс. м): для замков ЗН-108—630; ЗШ-146—1250; ЗШ-178—2400 и ЗШ-203—3050.

17.Запрещается спускать в скважину трубы, у которых при свинчивании упорные торцы неплотно сомкнуты.

18.При креплении и раскреплении замкового резьбового сое­ динения бурильных труб с приварными замками категорически запрещается устанавливать машинный ключ или челюсти ключей АКБ-ЗМ или ПКБ на сварной шов во избежание его разрушения.

82

19. При спуске труб в скважину нельзя допускать резкого тор­ можения бурильной колонны или посадку с ударом элеватора

оротор.

20.Для предупреждения падения бурильных колонн в скважину при подъеме их на одном штропе рекомендуется применять клинья, встроенные в ротор (ПКР-Ш8 или ПКР-У7). Работа ими допускается при весе колонны до 90 тс.

21.Следует установить прочностные возможности труб, со­ ставляющих бурильную колонну, чтобы определить безопасные на­ грузки, которые можно создавать. Максимально допустимые рас­ тягивающие нагрузки не должны превышать 80% нагрузок, при которых напряжение в теле трубы достигает предела текучести.

22.Раскреплять замковые соединения надо с помощью ключей АКБ-ЗМ, пневмораскрепителей и других механизмов; раскрепление их ротором запрещается.

23.Для достижения равномерного износа замковых резьб и контроля за состоянием нерабочих соединений труб следует ме­ нять положение резьбовых соединений (рабочее на нерабочее) че­ рез промежутки времени, установленные технической службой предприятия.

24.Необходимо отбраковывать и удалять из бурильной колонны трубы со следующими дефектами:

—видимые трещины, промытые отверстия, плены, расслоение металла, раковины, вмятины и другие дефекты;

—риски и протертые канавки на теле трубы, глубины которых превышают 1 мм для труб с толщиной стенки 8 и 9 мм и 1,5 мм для труб с толщиной стенки 10 и 11 мм;

—промытые и протертые канавки под муфтой замка на вы­ саженной части трубы, глубина которых превышает 3 мм;

—сработка наружной поверхности бурильной трубы по диа­ метру на 4 мм для труб с толщиной стенки 10 и 11 мм и на 2 мм для труб с толщиной стенки 8 и 9 мм; при одностороннем износе указанные допуски уменьшаются вдвое;

—следы промыва поперек торцов или задир металла на них;

—кривизна труб в виде спирали или общая кривизна трубы, составляющая более 1/2000 длины всей трубы, а на концевых уча­ стках трубы на 1/3 ее длины — более 1/3 мм/м;

—износ торца замковой муфты со стороны трубы (место по­

садки на элеватор) по диаметру на 7 мм для замков ЗН-95, ЗН-108, и ЗШ-118 и на 9 мм для остальных типоразмеров замков;

—замковая резьба сорвана, выщерблена или сработана;

—износ замков по наружному диаметру, превышающий ве­ личины, указанные в табл. 4.

25. В процессе эксплуатации труб должна быть налажена пе­ риодическая проверка труб дефектоскопами непосредственно на буровых. Проверке подлежит участок трубы, на котором нарезана резьба, и наружные размеры по всей длине. Сроки проверок труб дефектоскопами и опрессовки на буровых устанавливают на месте.

Одновременно проверяют резьбовые соединения ведущих труб и соединительных переводников.

26.При первых признаках аварии с бурильной колонной (па­ дение давления или веса по индикатору веса, уменьшение темпе­ ратуры выходящего бурового раствора) следует немедленно ее поднимать, одновременно осматривая и проверяя состояние ее эле­ ментов.

27.Необходимо строго придерживаться классности труб для

разбуривания соответствующих интервалов.

28.Опрессовывать трубы следует через интервалы работы бу­ рильной колонны, установленные технической службой предприя­ тия.

29.На всех скважинах глубиной более 3000 м необходимо ре­ гулярно замерять и регистрировать температуру циркулирующего бурового раствора через 30 мин. Понижение ее указывает на про­ мыв в соединениях труб.

30.После окончания работ в скважине развинчивают по замко­

вой резьбе все бурильные трубы, соединительные переводники и УБТ; очищают их от грязи, укладывают рядами на стеллажи и обильно смазывают резьбовые соединения. Все элементы буриль­ ной колонны подлежат обязательной отправке на трубную базу для профилактической проверки и ремонта.

31. В буровом журнале обязательно следует указывать фак­ тическую компоновку бурильной колонны и замерять длину ее элементов в нарастающем итоге.

32. Эксплуатировать легкосплавные трубы надо согласно спе­ циальной инструкции.

84

33. Все изменения, возникающие при работе колонны, и данные по эксплуатации необходимо вносить в соответствующие разделы паспорта на комплекты труб, на ведущие трубы и переводники.

Помимо изложенного, для предупреждения аварий с элемен­ тами бурильной колонны необходимо:

а) устанавливать центрирующие устройства для предупрежде­ ния кривизны скважины;

б) для выявления видимых дефектов при подъеме бурильной колонны необходимо обмывать трубы водой или обдувать возду­ хом; предпочтение надо отдавать круговому обдуву бурильных труб воздухом, так как при этом устраняется вредное влияние воды на буровой раствор и достигается нормальная работа пуль­ веризатора в любое время года вне зависимости от климатических условий; исключается замораживание пульверизатора, что важно для восточных районов страны; расход воздуха при этом незначи­ телен.

В отдельных районах трубы от бурового раствора очищают с помощью резинового обтирателя (установленного под ротором) при одновременном обмыве их водой из шланга. Но при этом часть воды попадает в буровой раствор через желоба. Особенно тща­ тельным должен быть осмотр бурильной колонны, у которой при подъеме происходили затяжки, вызванные попаданием инородного тела в кольцевое пространство;

в) применять регуляторы подачи долота; г) не допускать несоответствия диаметра труб диаметру до­

лота; д) верх устья скважин должен иметь плавные загибы; система­

тически проверять его состояние и не допускать образования пря­ мых и острых скосов и выступов;

е) трубы, искривленные от ударов о забой, к эксплуатации не допускаются;

ж) ведущая труба обязательно должна иметь нижний предохра­ нительный переводник.

Особенности работ по предупреждению аварий с трубами из легких сплавов

Предупреждение аварий с легкосплавными трубами начинается с подбора труб и замков. Нельзя допускать свинчивания деталей с резьбами, имеющими шероховатую поверхность. Необходимо строго контролировать плавность нарастания момента свинчива­ ния с помощью моментомера. Шероховатость резьбы и неравно­ мерное усилие при свинчивании могут привести к заеданию резьб и срыву их при бурении.

При прихвате труб и затяжках нельзя допускать превышения величины крутящего момента против максимально допустимых уси­ лий, при которых навинчивается замок на трубу. Для этого бу­ рение следует вести с установленным моментомером.

85

Для предупреждения страгивания трубных резьбовых соеди­ нений свинчивать и развинчивать замковые резьбы во время спу­ ско-подъемных операций необходимо с включенными нижними челюстями автоматического ключа.

Аварии, вызванные односторонним износом труб, предупреж­ дают тщательным и регулярным замером наружного диаметра в средней части трубы и во взаимно перпендикулярных плоско­ стях. Для этого во время очередного подъема трубу осматривают

изамеряют диаметр предельной скобой или толщиномером. Де­ фектная труба направляется на трубную базу.

Для предупреждения сломов труб по телу из-за чрезмерных нагрузок необходимо расхаживать бурильные колонны с усилием, не превышающим допустимое для труб данного размера, особенно при ликвидации аварий. Слом труб при их подъеме на одном штропе можно исключить, применяя клинья, встроенные в ротор.

Для предупреждения одного из самых многочисленных видов аварий, вызванных сломами в местах повреждения клиньями ПКР

имеханизмами АСП, необходимо главным образом следить за строгим соответствием размера плашек диаметру труб. Сносив­ шиеся плашки надо менять только комплектно. Особо обращается

внимание на состояние крайних насечек, которые следует приту­ пить путем снятия фасок под углом 45°.

При наличии на трубах четко выраженных следов контакта трубы с клиньями необходимо трубу изъять из комплекта и опрессовать ее.

Слом труб по трубной резьбе исключается путем применения для свинчивания деталей специальной смазки «Герметик», повы­ шающей коррозионно-усталостную стойкость соединения.

Для исключения размывов труб от действия бурового раствора необходимо поток его направлять радиально. Образование коль­ цевых канавок под муфтой предупреждается тщательным визуаль­ ным наблюдением. Предварительно трубы обмывают и очищают.

Предупреждения падения бурильных колонн в скважину

Чтобы предупредить падение в скважину бурильных колонн, необходимо прежде всего содержать в исправном состоянии спу­ ско-подъемное оборудование, особенно элеваторы, тормозную си­ стему, кронблоки, талевые блоки, подъемные крюки, штропы и др.

Элеватор. Работа с элеватором запрещается при выработке венца более чем на 2 мм, при люфте шарнирного кольца, превы­ шающем 2 мм, при погнутом нижнем основании проушины корпу­ са, при длине шпилек элеватора меньше его высоты, а также в слу­ чае, если выступ защелки элеватора не утоплен на 1,5—2 мм в его корпусе. Расположение элеватора на роторе должно быть таким, чтобы обе его проушины были в поле зрения бурильщика, который начинает подъем бурильной колонны после сигнала помощника

86

бурильщика о зацеплении элеватора двумя штропами и установке шпилек в отверстия его проушин. Для пуска бурильных колонн в скважины, имеющие уступы, элеваторы должны быть снабжены устройством против самопроизвольного открытия защелок при неожиданной посадке колонны на уступ и последующем отходе элеватора от муфты. Элеватор после полугодовой эксплуатации подвергается полной ревизии и проверке дефектоскопом.

Тормозная система (основная и гидравлическая). Основная тормозная система должна быть легко управляемой (при тормо­ жении максимального груза бурильщик должен прилагать усилие не более 20 кгс), обеспечивать безопасное управление, плавность и надежность торможения и расторможения, исключать самоотключение тормозной системы, а также иметь простую регулировку. При приеме вахты тормозную систему следует тщательно осмот­ реть. Для предупреждения разрывов тормозной ленты шарниры осматривают с внутренней стороны, проверяют состояние их смазки. Выявленные дефекты устраняют, шарниры очищают от

5 мм не допускаются. Тормозные колодки крепят при помощи тра­ пецеидальных-плашек (типа «ласточкин хвост») толщиной не ме­ нее 10 мм. При работе с тормозной системой запрещается допу­ скать чрезмерные динамические нагрузки. Необходимо ежедневно следить за смазкой, регулировкой и чистотой резьбовых соедине­ ний, натяжных болтов и периодически их менять.

Тормозной шкив лебедки не должен иметь трещин длиной бо­ лее 30 мм и шириной 0,2—0,3 мм, а также износ тормозной по­ верхности шкива по 7,6 JHM на каждую сторону. Шкивы, имеющие сварные швы, эксплуатации не подлежат. Середина тормозных лент не должна смещаться относительно середины тормозного шкива более чем на 2—4 мм. При полном отключении тормоза между шкивом и тормозной лентой с новыми колодками должен быть зазор 1,5—2 мм и тормозной лентой со старыми колодками —■ не более 9 мм. Проушины тормозных лент через 6 мес проверяют дефектоскопом для выявления трещин, а при смене тормозных ко­ лодок состояние проушин проверяют визуально. Тормозные ленты должны быть равной длины и в парном комплекте. Менять их следует одновременно, при этом запрещается на тормозной ленте оставлять старые колодки. Следует тщательно оберегать тормоз­ ные шкивы от попадания на них бурового раствора, нефтепродук­ тов и воды. Рукоятка тормоза должна проходить дугу в 60° при повороте от верхнего положения до момента полного торможения.

Гидравлический тормоз необходимо включать при длине спу­ щенной колонны 500 м и ее весе более 80 тс; надо устанавливать двухили трехроторные гидравлические тормоза.

При бурении скважин глубиной более 3000 м следует при­ менять гидротормоз диаметром 1450 мм. Применение шкивов,

87

охлаждаемых водой, улучшает работу тормозной системы. Гидрав­ лическая тормозная система надежна в эксплуатации, но иногда она отключается из-за разъединения сработанных кулачковых муфт в период максимальной скорости вращения и может приве­ сти к падению бурильной колонны в скважину.

В системе управления буровой установки необходимо, чтобы рабочее давление воздуха было 6—9 кгс/см2.

Кронблоки, талевые блоки и подъемные крюки. Периодически через каждые 3 мес необходимо проверять дефектоскопом все напряженные узлы этого оборудования. Кроме того, у талевых блоков и кронблоков надо ежемесячно проверять состояние реборд шкивов, а у подъемного крюка ежемесячно осматривать ствол и смачивать его керосином для выявления трещин. Следует также тщательно осматривать серьги крюка.

Для предупреждения соскакивания каната со шкивов крон­ блока и талевого блока зазор между канатом и бортами шкивов должен быть в пределах 5—10 мм. Нагрев подшипников кронблока и талевого блока выше 70° С не допускается. При работе желоба шкивов кронблока и талевого блока углубляются и уменьшаются

вдиаметре. Радиусы желобов шкивов кронблока и талевого блока

взависимости от диаметра талевого каната приведены в табл. 5.

ного характера для предупреждения снижения прочности. Эксплуа­ тировать их надо парами, имеющими один номер, а также раз­ ницу по длине не более 6 мм, они не должны иметь видимых де­ фектов.

Талевые канаты. Для предохранения талевого каната от разру­ шения надо при транспортировке защищать его от повреждения острыми предметами и от загрязнения. При выборе числа струн оснастки следует исходить из коэффициента запаса прочности каната не менее 3. Неподвижный конец каната крепят к специ­ альному барабану. Нельзя допускать проскальзывания каната в зажимах, а также крепления его при помощи Г-образных за­ жимов и узлами. Число оборванных проволок на шаге свивки не должно превышать 10% общего числа их в канате, т. е. на 25 см длины талевого каната диаметром 25—32 мм оборванных проволок

88

должно быть не более 19 для канатов типа ЛК-РО, изготовляемых по 4МТУ 105—64, и не более 12 для канатов ТК, изготовленных по ГОСТ 3070—66. Эти два вида канатов применяют при оснастке почти всех буровых.

Для предупреждения обрыва талевого .каната рекомендуется осматривать его ежедневно и периодически (время устанавлива­ ется технической службой предприятия) определять износ канатов с помощью измерителя износа ИИСК-3. Этот прибор выпускается серийно. Он позволяет в процессе эксплуатации каната быстро определять и записывать его относительный износ.

В основу измерения положен индуктивный метод. Принцип действия его основан на зависимости индуктивности датчика от поперечного сечения стального каната. Канат считается непригод­ ным для эксплуатации, если прибор показывает потерю его сече­ ния более чем на 17,5%.

§ 2. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ПРИХВАТОВ

Для предупреждения прихватов бурильной колонны необходимо соблюдать перечисленные ниже требования.

1. Правильно выбирать вид бурового раствора для данной площади; по возможности применять растворы с небольшим содержанием глинистых фракций и твердых частиц. Буровые растворы следует обрабатывать химическими реагентами и поверх­ ностно-активными веществами, которые создают условия для пре­ дупреждения прихватов и лучшего вскрытия продуктивных пла­ стов. Раствор также должен способствовать уплотнению фильтрата в пласте, а не создавать корки на стенках скважины. Этим тре­ бованиям соответствуют коллоидные растворы с минимальным со­ держанием твердой фазы.

2. Поддерживать параметры бурового раствора в строгом со­ ответствии с геолого-техническим нарядом. При этом надо не до­ пускать снижения плотности (удельного веса) раствора более чем на 0,05 г/см3, а также поддерживать минимальную водоотдачу (в последнее время рекомендуется не более 10 см3 за 30 мин), величину pH — в пределах 8—10 и СНС— в пределах 15—

20 мгс/см2.

Давление бурового раствора должно превышать пластовое при глубине скважины до 1000м на 10—15%, до 3000 м — на 5—10%, более 3000 м — на 3—5%, исключая бурение газовых скважин, где превышение должно составлять 15—20%.

3. В осложненных условиях бурения в раствор следует добав­ лять или 10—15% нефти, или 0,8—1,5% порошкообразного сереб­ ристого графита, или 2—4% окисленного петролатума. Указанные реагенты снижают липкость бурового раствора. Содержание в ра­ створе нефти следует контролировать ежесуточно по ускоренной методике АзНИИбурнефть и регулярно вводить смазывающие добавки и ПАВ.

89

4.При бурении скважин глубиной более 3000 м следить з

температурой входящего бурового раствора и замерять ее через 30 мин. При снижении температуры немедленно приподнять бу­ рильную колонну на 13—15 м и повторно 2—3 раза замерить тем­ пературу через 10—15 мин. Если подтвердилось ее снижение, то бурильную колонну следует поднять и опрессовать.

5. Необходимо непрерывно вести контроль за циркуляцией бу­ рового раствора, по возможности устанавливать автоматические сигнализаторы прекращения циркуляции; не допускать резких коле­ баний гидравлического давления при спуско-подъемных операциях.

6.Не оставлять бурильную колонну без движения в открытой части ствола, особенно при вскрытых неустойчивых пластах, про­ дуктивных пластах, в пористых и проницаемых породах, а также против пород, склонных к образованию осыпей и обвалов.

7.При вынужденном оставлении бурильной колонны в откры­ том стволе скважины следует постоянно промывать забой и по возможности вращать колонну с помощью ротора или ключей.

8.При длительных остановках (более чем на 30 мин) буриль­ ную колонну необходимо поднять в обсадную.

9.Осторожно спускать в скважину колонну с долотом, имею­

щим форму, отличную от предыдущей— четырехшарошечное до­ лото после трехшарошечного, 178-мм УБТ после 146-мм, турбобур

с235-мм корпусом после 215-мм турбобура и т. д.

10.При возникновении посадок спуск колонны необходимо при­ остановить, поднять ее на высоту 15—20 м, проработать опасный интервал и продолжить спуск.

11.Интервал затяжек, уступов, желобов обвалов фиксировать

вбуровом журнале.

12.Следить за исправной работой насосов и механизмов очи­ стки бурового раствора (гидроциклоны, вибросита, сита-конвей­

еры и др.).

13.После длительных перерывов в бурении надо прорабаты­ вать ствол скважины.

14.Опрессовывать бурильные колонны в сроки, установленные трубной базой или руководством предприятия.

15.Исключать ступенчатую проходку скважин.

17 мин бурения при наличии их. В последнем случае перед нара­ щиванием прорабатывать пробуренный участок до полного устра­ нения затяжек.

17.Предупреждать заклинивание бурильной колонны посто­ ронними предметами путем установки на спускаемой или поднима­ емой колонне резиновых кругов или других устройств, предупреж­ дающих падение посторонних, предметов в скважину.

18.При неравномерном вращении бурильной колонны следует

ееприподнять, скважину промыть, а также проработать приза­ бойную зону. Если после этого причина не устранена, необходимо

90