4.4. Схема ликвидации (обрывов) технологического инструмента

Обрывы и развинчивание бурильной колонны, если они не сопровождаются прихватом элементов бурового снаряда, являются простыми видами аварий. Схема ликвидации проста:

1) поднимают верхнюю часть колонны;

2) определяют глубину обрыва, характер обрыва и положе­ние верхнего конца трубы относительно оси скважины;

3) в соответствии с характером обрыва и положением кон­ца труб в скважине спускают в скважину ловильный инструмент (с юбкой, с отводным крюком или без них);

4) промывают скважину, соединяют ловильный инструмент с оборванным концом, восстанавливают циркуляцию жидкости через колонковую трубу и производят подъем снаряда.

4.5. Ликвидация прихватов.

По способу воздействия на буровой снаряд различают следующие методы ликвидации прихвата: 1) механический; 2) гидравлический; 3) электрический; 4) химический, электрохи­мический.

Meханический метод ликвидации прихватов в разведочном бурении наиболее распространен. Он основан на силовом воздействии механизмов на прихваченный буровой снаряд, выделяют статический и динамический механические методы.

Статический метод это метод, основанный на силовом и; влечении прихваченного снаряда путем приложения к ним уси­лий за счет лебедки, гидроцилиндров станка, поверхностных и погружных домкратов, гидроподпора и закручивания снаряда вращателем станка на несколько оборотов. Периодическое натя­жение и последующая разгрузка прихваченного снаряда называ­ют расхаживанием.

Как самостоятельный метод он малоэффективен, но его нужно проводить для предупреждения зоны прихвата. Осевые усилия не должны превышать 20 кН, чтобы не порвать и не за­клинить снаряд.

Расхаживание снаряда более эффективно с закручиванием снаряда вращателем с числом оборотов

, (3.1)

где - предел текучести металла, МПа; L - длина свободной части колонны, м; , - плотности металла и промывочной жидкости (стали 7,85 10³ кг/м³, сплава Д16Т 2,8•10³ кг/м³); К₃ - коэффициент запаса прочности снаряда (стали 1,5, сплава Д16Т 1,8); G - модуль упругости металла (стали 810 МПа, сплава Д16Т 2,7•10⁴МПа).

По мере износа К₃ должен увеличиваться.

Еще эффективнее расхаживание с закручиванием снаряда нагнетанием раствора ПАВ (гидроподпором).

Динамический метод основан на снижении сил сцепления прихваченного снаряда с породой за счет ударных импульсов и вибрации, которые генерируются за счет применения ударной бабы, раздвижной штанги, поверхностных и погружных вибраторов, гидроимпульсов, гидровибрирования и торпедирования.

Создают гидравлические импульсы следующим образом. В скважину под большим давлением нагнетают жидкость. При мгновенном разрушении мембраны, устанавливаемой в вертлюгесальнике, в бурильной колонне резко падает давление жидкост и в колонне генерируются гидравлические импульсы. Одновременно в столбе жидкости и бурильной колонне возбуждаются собственные колебания.

Гидровибрирование бурильной колонны создают за счет гидравлических ударов при пульсирующей подаче промывочной жидкости. Гидроударные импульсы могут быть вызваны отключением компенсаторов насоса, изъятием части клапанов насосов применением специальных технических средств (гидровибратаров). Пульсация поршневыми насосами (например, НБ - 32) достигается синхронной работой поршней после перестановки паль.

Гидравлические методы ликвидации аварий, также делят на статические и динамические.

Гидростатический метод основан на снижении сил трения в зоне прихвата за счет нагнетания в него гидрофобных жидкостей и воды с помощью мощных насосов, погружных насосов и созда­ния ванн.

Для ликвидации прихватов глинистой коркой или рыхлого шлама в виде сальника или частиц породы применяют водяные (с ПАВ и полимерами), нефтяные, кислотные, щелочные и комби­нированные ванны. Выбор ванн, ПАВ и полимеров производят дифференцированно в зависимости от материала труб и свойств горных пород.

Наиболее распространены и эффективны нефтяные ванны. Их результативность - до 75%, а затраты около 3,2 ст/смен. С увеличением плотности очистного агента и шлама в скважине эффективность ванн падает. Нефть нельзя заменять дизтопливом. При добавлении полимеров и ПАВ (до 2%) эффективность воз­растает. Количество нефти закачивают с таким расчетом, чтобы ее уровень превышал уровень зоны прихвата на 20-30 м. Для предотвращения перемешивания нефти с промывочной жидко­стью и ее всплытия предварительно закачивают буферную жидкость (аэрированую, раствор полиакриламида с бентонитом и др.).

При помощи мощных насосов (например, цементировочно­го агрегата) восстанавливают циркуляцию и в течение 1-2 часов скважину промывают с расхаживанием и закручиванием снаряда. Затем быстро под давлением 15-25 МПа закачивают буферную жидкость - нефть. Через 6 часов снова проводят расхаживание и накручивание снаряда с периодическим добавлением нефти. Про­должительность ванны не более суток. При отсутствии положи­тельного результата ставя вторую ванну с высотой подъема нефти выше места прихвата на 40-50 м. Устанавливать более 3-4 ванн нет смысла.

Кислотные ванны устанавливают в карбонатных и глини­стых отложениях. Для таких ванн используют 10-15%-й раствор соляной кислоты с ПАВ (или в смеси с плавиковой кислотой и нефтью). Количество раствора рассчитывают из условия поднятия его выше места прихвата на 20-30 м.

Порядок закачивания жидкостей: чистая вода - раствор ки­слоты - вода (из расчета заполнения бурильных труб на высоту 50 м) - буровой раствор. Через три - шесть часов производят расхаживание снаряда. Устанавливают не более 3-4 ванн. Запрещается устанавливать кислотные ванны при наличии ЛБТ.

Гидродинамический метод основан на размывании шлама помощью специального снаряда.

Эти методы также широко распространены при ликвидации аварий.

Электрический метод подразделяют на статический и динамический (электроимпульсный).

Электростатический метод основан на снижении сил сцепления частиц со снарядом за счет явлений электрофореза (при подсоединении отрицательного заряда к прихваченному снаряду, а положительного - к породе). При этом отрицательные глинистые частицы будут отталкиваться от отрицательно заряжение трубы, и притягиваться к положительно заряженной породе. Этот малоэффективный метод может применяться в сочетании с другими.

Электроимпульсный способ основан на снижении сил сцепления частиц горной породы с поверхностью снаряда за счет повышения подвижности (осцилляции) частиц под действием явлений электрострикции. Вследствие больших размеров генераторов трудно использовать этот метод для ликвидации аварий в скважинах.

Химический и электрохимический методы основаны на растворении горных пород и растворении прихваченной части бурового снаряда. Так, под воздействием соляной кислоты растворяются карбонаты. При пропускании постоянного тока через опущенный в скважину катод (буровой снаряд), погруженный в раствор электролита, растворяется участок снаряда, находящегося в растворе

………………………………………………………………………………...