книги / Предупреждение и ликвидация аварий в бурении

П р и м е ч а н и е . Цифры 1, 2 и 3 за размером труб в условном обозначении фрезера соответствуют фрезерам № 1, № 2, № 3.

размера фрезера-райбера, отличающихся габаритными размерами. Общий вид фрезера-райбера специального показан на рис. 36, а краткая техническая характеристика с указанием оптимальных

режимов работы приведена в табл. 29.

Гидропескоструйный фрезер

Для разрушения на забое металлических предметов, а также для разрушения в колонне цементного камня сотрудниками Турк­ менского филиала ВНИИ совместно с работниками НГДУ Кум-

для разрушения металла на забое. Первые опыты по разрушению металла пескоструйными фрезерами показывают их достаточную эффективность.

§ 7. ОВЕРШОТЫ

Овершот (рис. 38) применяют для извлечения бурильной ко­ лонны с захватом под замок, в основном там, где нельзя приме­

162

П р и м е ч а н и е . В условном обозначении овершота указывается присоединительная трубная резьба и размер извлекаемых бурильных труб.

§ 8. ПАУКИ

Фрезер-паук

Фрезер-пауки (рис. 39) применяют для ловли мелких метал­ лических предметов, оставшихся в скважине. Фрезер-паук спу­ скают и накрывают им находящиеся в ней металлические пред­ меты. После этого углубляют забой на 0,3—0,7 м с промывкой при нагрузке 3—5 тс. После углубления скважины нажимают колонной бурильных труб на забой, в результате чего срезаются установочные винты 5 и квадрат 2, направляемый отверстием крышки 4, подается вниз, нажимает плунжером 3 на паук 7 и за­ ставляет его вдвигаться вниз до упора. Пальцы паука, получив

пуса 1. В таком виде фре- зер-паук извлекают на по­ верхность. Перед срезкой установочных винтов 5 на­ сосы выключают. Основные размеры фрезер-пауков при­ ведены в табл. 31.

Недостатками фрезерпаука являются возмож­ ность преждевременного среза установочных винтов в процессе спуска и за­ крытие пальцев на метал­ лических предметах без их захвата.

Гидравлический паук

Гидравлический паук (рис. 40) предназначен для извлечения шарошек, долот

ходящиеся на забое. После прекращения циркуляции раствора собачки устанавливаются в горизонтальном

положении и зев паука перекрывается. В таком состоянии паук поднимается из скважины.

164

Трубный паук

Трубные пауки применяют для извлечения оставшихся в сква­ жине металлических предметов (лап, шарошек, кувалд и др.). Общий вид паука изображен на рис. 41.

До недавнего времени этот ловильный инструмент был неза­ менимым. С появлением магнитного фрезера Л1Ф-ЗМ, обладаю­ щего большой подъемной силой, трубные пауки стали приме­ няться реже и главным образом при отсутствии магнитных фрезе­ ров. Изготовляют пауки из обсадной трубы длиной 1,5—2,5 м,

здают на него нагрузку. Зубья паука сходятся по образующей конуса и находящиеся на забое металлические

предметы попадают внутрь паука. Затем поднимают бурильную колонну из скважины.

Улавливатель Ф. М. Петрова

Для извлечения из скважин посторонних предметов Ф. М. Пет­ ровым предложено устройство, показанное на рис. 42. Сущность конструкции его состоит в следующем. В переводник 1 ввинчен ствол 2 восьмигранной формы, который шпильками 3 и кониче­ ской втулкой 4 соединен соответственно с упорным цилиндром 5 и корпусом 6. Резьба на упорном цилиндре 5 и на конусной по­ верхности имеет одинаковый шаг. Внутри корпуса 6 помещен паук 7, который своими пальцами опирается на внутреннюю ко­ ническую коронку фрезы 8. В положении, показанном на рис. 41, задевание за уступы и другие препятствия в скважине не могут вызвать преждевременный срез шпилек и, следовательно, отказ инструмента, так как все возникающие усилия от корпуса

165

Рис. 42. Улавливатель Ф М. Петрова.

передаются стволу через коническую втулку, а шпильки при этом не нагружаются.

Устройство спускают в скважину и, не доходя 15 м до забоя, восстанавливают циркуляцию бурового раствора. Затем доводят до забоя и заводят легкими поворотами извлекаемый предмет внутрь устройства. Последующей разгрузкой бурильной колонны при усилии 2—5 тс и одновременном ее вращением ввинчивают упорный цилиндр 5 в корпус 6. При этом коническая втулка 4 вывинчивается из резьбы. Ствол 2 вращает корпус 6 с фрезой 8 и от последующего нажатия срезаются шпильки 3, а освобож­ денная коническая втулка 4 давит на торец паука 7. Пальцы по­ следнего загибаются внутрь и захватывают извлекаемый предмет. Потом прекращают циркуляцию раствора и приступают к подъему ловильного инструмента.

Колокол-паук

Для извлечения различных предметов из скважин разработан колокол-паук, показанный на рис. 43. Принцип его работы сво­ дится к следующему. Колокол-паук доспускают до извлекаемого предмета, заводят его в колокол обычным способом, затем бро­ сают шар, который, достигнув отверстия плунжера, при восста­ новлении циркуляции раствора перемещает его вниз. Конус плун­ жера заставляет лопасти сомкнуться, собрать внутрь и удержать извлекаемый предмет. Плунжер в нижнем положении удержи­ вается стопорными кольцами, что исключает разжатие лопастей.

§ 9. МЕТАЛЛОУЛОВИТЕЛИ

Шламометаллоуловители

Для удаления с забоя металлических предметов небольших раз­ меров применяют металлоуловители различных видов: одни улав­ ливают металл в процессе бурения, а другие необходимо спу­ скать в скважину специально.

На рис. 44 показаны простейшие виды шламометаллоуловителей. Принцип работы их основан на снижении скорости движе­ ния бурового раствора с находящимися в нем предметами. Ско­ рость восходящего потока раствора и его подъемная сила сни­ жаются при уменьшении диаметра шламометаллоуловителя, вследствие чего взвешенные в буровом растворе металлические предметы и куски породы опускаются и попадают в кожух устройства.

Шламометаллоуловитель открытого типа (ШМУ-О) конструк­ ции ВНИИБТ (рис. 44, а) представляет собой вал 2, к которому

спомощью трубных резьб присоединяются трубный переводник 1

ипереводник 6. Последние имеют муфтовые резьбы соответст­ венно для соединения с колонной бурильных труб и долотом или

167

забойным двигателем. К переводнику с помощью ленточной резьбы присоединяется кожух 5, к которому в верхней части при­

для очистки забоя скважин в компоновке с долотом без УБТ и забойного двигателя. Они работают следующим образом. Когда

Рис. 44. Шламометаллоуловители:

колонна со шламометаллоуловителем находится на расстоянии 5—8 м от забоя, начинают циркуляцию с максимальной подачей раствора. Затем при вращении и плавной подаче бурильную ко­ лонну доводят до забоя, углубляют скважину на 0,1—0,3 м при

опускают бурильную колонну 3—5 раз. Затем углубляют сква­ жину еще на 0,1—0,3 м при интенсивной промывке и повторяют 3—4 раза цикл расхаживания. После подъема на длину ведущей трубы выключают насос и приступают к подъему бурильной ко­ лонны.

1 6 8

Шламометаллоуловитель закрытого типа (ШМУ-3) конструк­ ции ВНИИБТ (рис. 44, б) выполняет те же функции, что и шла­ мометаллоуловитель открытого типа. Он имеет незначительное отличие в конструкции, которое заключается в том, что кожух 5 свободно насажен на переводник 7 и центрируется на нем снизу цилиндрической проточкой, а в верхней части — переводником 1.

В табл. 32 и 33 приведены нормальные ряды шламометаллоуловителей конструкции ВНИИБТ соответственно открытого и закрытого типов. Следует отметить, что указанные шламометаллоуловители имеют большую длину, относительно сложную конструк­ цию, требуют после каждого спуска разборки и длительной

Т а б л и ц а 32

169

работы по удалению металла и шлама. Они малоэффективны при работе с турбобурами, так как зона завихрения, образующаяся под турбобуром, препятствует подъему металла выше турбобура

ишламометаллоуловителя.

Втресте Уральскнефтегазразведка предложены и приме­

няются более простые конструкции шламометаллоуловителей, ко­ торые показаны на рис. 44, в. В отличие от описанных выше они короче, размеры и конструкция допускают работу при установке их между долотом и турбобуром в процессе бурения. Одновре­ менно с углублением скважины улавливаются различные пред­ меты, чем достигается лучшая очистка забоя.

Американская фирма «Боуэн» выпускает улови­ тели металлических и других плотных материалов, показанные на рис. 45. Они похожи на описанные выше, но имеют более простую конструкцию, иск­ лючающую увеличение количества резьбовых сое­ динений переводников.

Однако все описанные уловители металла и других твердых предметов не гарантируют полной очистки забоя в связи с тем, что возможно быст­ рое заполнение кожуха металлическими и иными предметами и тогда многие из них окажутся не­ уловленными. Кроме того, не все частицы, подня­ тые выше окон уловителя, могут зайти в кожух. Более полноценная очистка забоя от металличе-

Рис. 45. Улавливатель металлических предметов фирмы «Боуэн»:

1 — корпус; 2 — планка центрирующая; 3 — кожух.

ских и других предметов достигается при применении ловильных инструментов, в которых плотные предметы, находящиеся на забое, затягиваются внутрь потоком бурового раствора.

Струйные шламометаллоуловители

Наиболее эффективными ловильными инструментами для уда­ ления из скважины мелких предметов являются струйные ловители. Принцип их работы основан на создании с помощью эжектор­

теля от забоя вверх. Восходящий поток раствора при этом увле­ кает предметы, находящиеся на забое, и поднимает их выше шла­ мометаллозадерживающих устройств. При движении жидкости через сопло струйного насоса в его приемной камере снижается давление, и жидкость, находящаяся внутри ловителя, через бо­

170