книги из ГПНТБ / Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении

Герметичные

металлических предметов на забое; образования каверн при за-

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

щей скважину. В торпедах типа ТШТ заряды взрывчатого веще­

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-

178

Т а б л и ц а 35

Д ля 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

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

рует заряд взрывного вещества от бурового раствора и восприни­ мает его давление. Заряд торпеды состоит из сплава тротила и гексогена. Заряжение торпеды зарядами ВВ осуществляется в за­ водских условиях. На буровой лишь устанавливают взрыватель типа В-473А. Характеристика фугасных торпед приведена в табл. 37.

Т а б л и ц а 37

Торпеды кумулятивного действия

Торпеды кумулятивного действия предназначены для разруше­ ния труб в одном определенном направлении, для разрыва пре­ имущественно обсадных и насосно-компрессорных труб и для раз­ рушения металлических предметов на забое. Принцип работы этих торпед основан на сжатии материала торпеды от взрыва заряда и образовании плоской кольцевой струи, имеющей скорость 2000 м/с. При встрече кольцевой струи с трубой возникает давление около нескольких сотен тысяч килограммов на 1 см2 . Действие взрыва кумулятивного заряда распространяется на небольшие участки, и пробивная способность кумулятивной струи с увеличением расстоя­ ния от заряда резко падает. Однако кумулятивный заряд имеет локальное действие, что способствует срезанию без значительной деформации обрываемой трубы и исключает деформацию труб, в которых помещается извлекаемая колонна, в противоположность действию фугасных торпед, где извлекаемые трубы от взрыва раз­ дуваются до размеров, иногда препятствующих их извлечению. При торпедировании кумулятивными зарядами торцовая часть трубы имеет равномерный срез по всему периметру трубы с увели­ чением диаметра на несколько миллиметров.

Кумулятивные торпеды рекомендуется применять для обрыва насосно-компрессорных труб, расположенных внутри обсадной колонны, и для обрыва обсадных труб при ликвидации скважин. Все кумулятивные торпеды для резки труб содержат кольцевой кумулятивный заряд, в котором размещается электродетонатор.

181

В зависимости от окружающей среды применяют негерметичные и герметичные кумулятивные торпеды. Торпеды обоих видов явля­ ются приборами разового использования, так как большинство деталей при взрыве разрушается и на поверхность извлекают, как правило, только кабель.

Негерметичные кумулятивные торпеды типа ТК (торпеды куму­ лятивные) предназначены для обрыва обсадных, насосно-компрес- сорных и бурильных труб с приваренными в стык полузамками (равнопроходных) диаметрами 127—219 мм в сухих, незаполнен­ ных жидкостью скважинах и имеющих температуру не более 65° С.

На рис. 56 показан общий вид негерметичной кумулятивной торпеды типа ТК, которая состоит из кольцевого кумулятивного заряда 1, резинового кольца 2, электродетона­ тора 3 и центратора 4. Кумулятивный заряд представляет собой цилиндрическую шашку взрывчатого вещества из сплава ТГ-50/50, на боковой поверхности которой имеется кумуля­ тивная выемка, облицованная металлом, а в центре — отверстие для установки детонаторной шашки из флегматизированного гексогена с целью повышения чувствительности заряда к импульсу от злектродетонатора. Для изоляции от окружающей среды к поверхно­ сти шашек прикрепляют картон. Кумулятив­ ный заряд имеет также металлические пла­

для крепления заряда к центратору, который

Принцип работы торпеды заключается в следующем. Подготов­ ленную торпеду на любом двухпроводном кабеле опускают к месту взрыва. При подаче напряжения на кабель взрывается электроде­ тонатор, от которого детонирует дополнительная шашка из флег-

182

матизированного гексогена, а затем взрывается весь заряд. Волна детонации, достигая поверхности облицовки, обжимает ее и обра­ зует плоскую кумулятивную струю, движущуюся со скоростью нескольких тысяч метров в 1 с. При столкновении ее со стенками трубы развивается давление около нескольких сотен тысяч кило­ граммов на 1 см2 и обсадные трубы разрезаются. При резке труб кумулятивной торпедой типа ТК значительного раздутия их не на­ блюдается.

В табл. 38 приведена краткая техническая характеристика кумулятивных торпед типа ТК.

При изготовлении шашки из флегматизированного гексогена кумулятивную торпеду можно спускать в скважину с температурой на забое до 150° С. Эти торпеды применяют очень редко, так так они могут работать только в скважинах, не заполненных жидко­ стью.

Герметичные кумулятивные торпеды типа ТКГ предназначены для обрезания труб в скважинах, заполненных жидкостью. Тор­ педы этого типа изготовляют двух конструкций: одна для обреза­ ния труб диаметром до 73 мм, а другая для обрезания труб диа­ метром 140 мм и более.

На рис. 57, а показана торпеда для обрезания насосно-компрес­ сорных труб диаметрами 60 и 75 мм. Посередине удлиненного кор­ пуса размещаются электродетонатор 3 типа ТЭД-2 и кольцевой кумулятивный заряд 2. Все поверхности заряда покрыты лаком. Резиновые уплотнительные кольца и резиновый уплотнительный конус электропровода обеспечивают герметичность корпуса 4. Последний изготовляется из легированной стали и подвергается термической обработке. Корпус центрируется в трубе шестью шари­ ковыми центраторами, из которых три размещаются вверху и три — внизу. Центрирование торпеды в обсадной колонне произво­ дится с помощью пружинных фиксаторов 1. Оптимальная эффек­ тивность трубореза достигается при зазоре между стенкой отрезае­ мой трубы и корпусом торпеды не более 7,5 мм. Перед спуском трубореза извлекаемые трубы шаблонируют и натягивают с уси­

на рис. 57, а, образует по обе стороны его полости разгрузки, ко­

трубы. При взрыве заряда размещенная против него тонкая цилин­ дрическая стенка корпуса разрушается и нижняя часть последнего

183

остается в скважине, а верхняя •— извлекается и после устранения дефектов используется повторно.

Для обрыва труб диаметрами 114, 127, 140, 146 и 168 мм разра­ ботаны кумулятивные торпеды ТКГ85-500, ТКП10-500 и ТК.Г135-500. Конструкция их аналогична описанным выше и пока-

Рис. 57. Кумулятивные труборезы типа ТКГ:

а — ТКГ55-500; б — ТКП10-500: 1 — головка; 2 — куму­ лятивный кольцевой з а р я д ; 3.— электродетонатор; 4 — корпус; 5 — пружинный факсатор .

зана на рис. 57, б. Эти торпеды предназначены для обрыва труб в необсаженной скважине. В отличие от торпед ТКГ45-500 и

В табл. 39 приведена краткая техническая характеристика ку­ мулятивных герметичных торпед типа ТКГ. Область применения этих торпед ограничивается в основном давлением в скважине.

184

Т а б л и ц а 39

правлена вниз, применяют для разрушения металлических пред­

185