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

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

Рис. 65. Наружная труборезка:

/ — п е р е в о д н и к ; 2 — п л о с к а я п р у ж и н а ; 3 — к о р п у с т р у б о ­ р е з к и ; 4 — д и с т а н ц и о н н ы й с т а к а н ; 5 — з а к л е п к и ; 6 — к о р ­

п у с о в е р ш о т а ; 7 — к о л ь ц о ; 8, 10 — н а ж и м н ы е в т у л к и ; 9— с п и р а л ь н а я п р у ж и н а ; 11 — ш п о н к и ; 12 — р е з е ц ; 13 —

60СГ; резцы — из стали ЗИ262; штифты — из красной прутковой меди.

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. ПОКАЗЫВАЮЩИЕ ПРИБОРЫ

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

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 надеяться, что в ближайшие годы будут созданы такие приборы для работы на глубинах 5—7 тыс. м.

обсадной колонны. Промышленностью изготовляются печати восьми размеров для скважин диаметрами от 150 до 85 мм, краткая ха­

нефтестойкой резины. Отпечаток предмета на алюминиевой обо­ лочке 3 получается при нагрузке 1,5—2 тс. Для замены оболочки

199

200

бельный. При изготовлении плоских печатей необходимо учитывать, что они должны быть без выступающих наружу кромок. При нали­

Рис. 67. Печати свинцовые:

нец; 6 — проволочная основа; 7 — винт; 8 — гвоздь.

жину печати, присоединяемые с помощью сварки к долотам, пере­

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.

вое окно, закрытое плоскопараллельным стеклом 9 толщиной 15 мм.

202

Освещается объект импульсной лампой 2 с диафрагмой, которая защищает от попадания в него света. Все элементы, входящие в корпус приставки, монтируются на шасси /. 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.

Техническая характеристика прибора для фотографирования стенок скважин

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 расхаживают непродолжительное время и в некоторых случаях делают попытки повернуть ее, при этом металл неприхваченных труб испытывает

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

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 треста Грознефтегеофизика и опыта проведения торпедирования в бурильных трубах диаметрами 73 и 89 мм. Отличительной их

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.

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

и гайку у обычного ловителя обрезают на 25—30 мм часть корпуса ниже шпонки, т. е. срезают всю нарезку под воронку.

206