книги / Предупреждение и ликвидация аварий в бурении

из детонирующего шнура по методу, описанному ранее. Затем спускают фрезер на обсадных трубах и офрезеровывают верх­ ние трубы одну-две, а по возможности и больше. Соединяют из­ влекаемые трубы с бурильной колонной. Спускают прихватоопределитель и уточняют верхнюю границу прихвата. Возможно ока­ жутся неприхваченными и трубы, находящиеся ниже офрезерованных. Тогда свободную часть колонны отсоединяют с помощью взрыва торпеды из детонирующего шнура над верхней границей прихвата. Следует подчеркнуть, что после офрезерования труб обязательно надо спускать прихватоопределитель, так как во мно­ гих случаях прихват распространяется на большую длину, хотя он может быть в нескольких интервалах.

§2. ЛИКВИДАЦИЯ АВАРИИ

СЗАБОЙНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Ликвидация аварий с турбобурами

итурбодолотами

Овозникновении аварии с турбобуром свидетельствует резкое падение давления бурового раствора почти без потери веса ко­ лонны.

При срыве замковой резьбы верхнего переводника турбобура спускают ловитель или труболовку, показанную на рис. 27—29. Если замковая резьба муфты в относительно хорошем состоянии, спускают метчик-калибр или новый замковый ниппель. Соединяют их с оставленным турбобуром согласно правилам эксплуатации выбранного ловильного инструмента, помня о необходимости спуска ловильного инструмента в соответствующих условиях с центрирующим приспособлением.

При срыве резьбы, соединяющей переводник с корпусом турбо­ бура или секции между собой, спускают резьбовой калибр или но­ вый переводник. Последний спускают в том случае, когда предпо­ лагают, что резьба корпуса турбобура не нарушена и доступ к ней не закрыт. Если позволяет диаметр скважины, то для извлечения турбобура спускают трубную ловушку, представляющую собой от­ резок обсадной трубы с вмятинами, или ловитель турбобуров кон­ струкции А. В. Алянчикова для захвата турбобура под ниппель.

При поломке корпуса, когда часть статоров оказывается от­ крытой или когда отвинтился ниппель, т. е. когда все статоры от­ крыты, для извлечения узлов турбобуров спускают трубную ло­ вушку с вмятинами по телу для заклинивания в них турбобуров. Размер обсадной трубы для изготовления трубной ловушки под­ бирают по табл. 56. Чтобы убедиться в том, что турбобур на­ ходится в ловушке, приподнимают колонну на 1—5 м над забоем и медленно восстанавливают циркуляцию бурового раствора. Уве­ личение давления указывает на соединение ловушки с турбо­ буром.

2 6 1

Другим способом извлечения турбобуров является захват его укороченным ловителем или турбиноловкой за выступающую часть вала с гайкой и контргайкой. Для облегчения захвата тур­ бобуров контргайку удлиняют на 200 мм. Наружный диаметр ее делают равным диаметру трубы или замка, что способствует за­ хвату турбобуров за выступающую часть соответствующим лови­ телем. Так как резьба и контргайки не у всех турбобуров с левой нарезкой, не везде можно работать колоколом.

При поломке вала турбобура или турбодолота, а также при отвинчивании гайки и контргайки в скважине остается вал тур­ бобура, который извлекают ловителем или колоколом.

262

Если соединению ловильного инструмента с турбобуром мешает распорная втулка, ее извлекают гладким колоколом. Его также применяют иногда для захвата турбобура за верхнюю опору.

Для ликвидации заклинивания турбобура применяют кислот­ ную ванну, а для ликвидации прихватов вследствие сальникообразования — нефтяную или водяную ванны, или один из методов, подобных ликвидации аварий с прихватом труб. Если корпус тур­ бобура заклинен над забоем и применяемые методы извлечения его с помощью расхаживания и ванн не дали результатов, то пе­ ред торпедированием бурильной колонны пытаются сбить турбобур на забой. Для этого разгружают колонну на 10—15 тс, спускают в нее шаблон, чтобы выявить возможность дохождения до вала турбобура. После подъема шаблона бросают в колонну два же­ стко соединенных вала турбобура с головкой в верхней части для захвата его шлипсом лебедки ЛПГ-3000. Если турбобур не уда­ лось сбить, поднимают валы лебедкой и повторяют операцию не­ сколько раз, но не более 10 раз.

Сбивать заклиненный турбобур эффективнее способом, описан­ ным в [33]. Сущность его состоит в следующем. Отсоединяют бу­

рушена. К нижней части поднятой колонны присоединяют глухой переводник, исключающий прохождение бурового раствора внутрь труб, и спускают бурильную колонну в скважину, обеспечивая герметичность замковых соединений. Внутренняя часть бурильной колонны остается незаполненной жидкостью в пределах допусти­ мых величин, исключающих смятие труб. По достижении верха оставленного турбобура колонну разгружают. Усилие разгрузки зависит от диаметра бурильных труб и составляет не более 15 тс. Затем внутрь пустых труб бросают жестко соединенные между собой два вала турбобура с головкой под шлипс грун­ тоноски.

Валы ударяются о дно глухого переводника, передают усилие удара на заклиненный турбобур. Если после первого удара турбо­ бур не освободился, поднимают валы и повторяют операцию не­ сколько раз. Сбитый турбобур ловят одним из описанных выше методов. Если работы по извлечению турбобура окажутся безре­ зультатными, забуривают второй ствол.

Ликвидация аварий с турбодолотами усложняется присутст­ вием в их верхней части подъемной грунтоноски и ее опоры. Если поломка корпуса турбодолота произошла так, что верх его окан­ чивается выступающей из вала грунтоноской и ее опорой, то сле­ дует применить ловушку с вмятинами и захватить его за верх­ нюю опору или за ротор и статор. Если же этот прием резуль­ тата не дает, извлекают сначала подъемную грунтоноску, затем спускают труболовку или метчик для соединения с валом турбо­ долота.

263

Ликвидация аварий с электробурами

Приемы и правила ликвидации аварий с электробурами анало­ гичны применяемым при ликвидации аварий с турбобурами, а ло­ вильный инструмент подобен применяемому в турбинном и ротор­ ном бурении. Исключение представляют прихваты, связанные с не­ обходимостью торпедирования колонны бурильных труб.

Ликвидация аварий с электробурами затрудняется тем, что небольшие зазоры в кольцевом пространстве между стенкой сква­ жины и электробуром ограничивают размеры спускаемых ловиль­ ных инструментов, а нахождение электробура в скважине без движения часто приводит к прихвату его.

При срыве резьбы в соединениях переводника электробура спу­ скают бурильную колонну с новым переводником. То же делают при отвинчивании корпуса электробура. Для соединения его с ос­ тавшейся частью спускают новый корпус и свинчивают его с резь­ бой трубы ротора электробура.

Азинмашем предложен ряд конструкций ловильных инструмен­ тов для ловли электробура, представляющих собой видоизменен­ ные метчики, колокола и ловушки, применяемые для бурильных труб и турбобуров. Известны случаи извлечения ротора электро­ бура специальным переводником, навинченным на 219-мм обсад­ ную трубу; резьба этого переводника такая же, как и резьба ниж­ ней части корпуса ротора электробура.

Для извлечения оставленных в скважине валов шпинделя при­ меняют ловители, отличающиеся от ловителей для бурильных труб и турбобуров габаритными размерами. В частности, изготовляют корпус ловителя, у которого нижняя часть имеет конус под углом 5°. В него вставляют захват.

При загрязнении забоя шламом трудно соединить ловитель с валом шпинделя. Для облегчения этого соединения в Шебелинской конторе бурения И. Я- Петрук и С. В. Катков предложили применять метчик с направляющей воронкой для ловли вала шпин­ деля электробура с захватом за гайку. Метчик сначала разрушает шлам над шпинделем, при вращении колонны вал заводится внутрь воронки, после чего метчик соединяется с гайкой вала. Ж е­ лательно во всех валах шпинделя делать ловильную резьбу.

Для извлечения прихваченного электробура могут быть приме­ нены ванны. Если попытки извлечь электробур не дают результа­ тов, следует забурить новый ствол.

§3. МЕТОДЫ ЛИКВИДАЦИИ АВАРИИ

СДОЛОТАМИ

Ликвидация аварий при отвинчивании долота

Отвинченное на забое долото вначале пытаются поднять пу­ тем захвата за присоединительную резьбу. Если долото корпусное,

264

спускают калиберный метчик. Бескорпусное долото извлекают из скважины или калиберным колоколом, или обычным колоколом. Тип колокола выбирают в зависимости от состояния резьбы на долоте, представление о котором дает поднятая часть резьбового соединения.

Если долото отвинтилось вскоре после спуска или при спуске и нет признаков продолжительной работы им, то спускают калибер­ ный колокол. Если предполагается, что резьба долота сильно на­ рушена, спускают обычный колокол. Для захвата долота за при­ соединительную резьбу колокол обрезают на соответствующую длину. Колоколы, которыми захватывают долота за присоедини­ тельную резьбу, должны быть подготовлены заранее. Для извлече­ ния отвинченных долот часто спускают метчики, для захвата бескорпусного долота — пауки, магнитные фрезеры и т. д.

При расследовании аварий с оставлением долот очень часто встречаются случаи спуска метчика для извлечения бескорпусных долот. В большинстве случаев долота обрывались при подъеме и снова падали на забой или застревали в середине скважины. Причем во многих местах они перевертывались и становились вверх шарошками. Очень редко удавалось поднять долото метчи­ ком. Как известно, бескорпусное долото сваривается из трех-четы­ рех половинок. Естественно, нельзя достигнуть надежного крепле­ ния метчика на сварных швах, выступающих внутрь ниппеля долота. Поднимаемое на метчике долото неизбежно задевает за выступы стенок скважины и срывается.

Выбор метода разрушения долота зависит от конкретных усло­ вий и от наличия разрушающих инструментов. Установлено, что долото № 12 или № 1.1 можно разрушить при двух-трех спусках башмачного или забойного фрезера. При последующих спусках магнитного фрезера или других устройств, описанных ниже, из­ влекают куски металла с забоя.

Большую эффективность дает разрушение долот кумулятив­ ными торпедами осевого действия типа ТКО-70А и ТКО-120. По­ рядок работы ими описан в главе IV.

Если геофизическая служба сможет немедленно приступить к разрушению долота с помощью кумулятивной торпеды, то раз­ рушают его торпедированием. При отсутствии такой возможности долото разрушают фрезерами, которые спускают на турбобуре.

На основании анализа и накопленного опыта разрушения до­ лот различными фрезерами нами сделан вывод, что башмачный фрезер с торцовыми зубьями разрушает долото быстрее, чем за­ бойный фрезер. Башмачный фрезер должен иметь внутренний диа­ метр на 10—15 мм больше диаметра резьбы долота, чтобы присо­ единительная резьба полностью заходила во фрезер. Помимо заводского изготовления, башмачные фрезеры делают часто из отра­ ботанных колоколов. Иногда на колокол навинчивают коронку и разрушают ею долото на части. О том, что долото расфрезеровано на части, указывают следы на внутренней поверхности

265

Для извлечения долот большого диаметра или их лап с шарош­ ками в мягких породах нередко практикуется зарезка второго ствола турбобуром с отклонителем. В образовавшийся ствол затем пикообразным долотом сталкивают лапы с шарошками и цементи­ руют его. В этих целях на 8—10 м выше места оставленного до­ лота вырабатывают уступ и зарезают новый ствол с расчетом, чтобы его забой оказался ниже старого на 15—20 м.

Ликвидация аварий, вызванных поломкой долота

При сломе шарошки в процессе роторного бурения происходят неравномерная работа долота и неравномерное вращение буриль­ ной колонны. Когда бурение ведется турбинным способом, при ава­ рии с долотом заклинивается турбобур, резко уменьшается про­ ходка. При бурении электробурами поломка долота сопровожда­ ется остановками двигателя и отключением электробура.

Шарошки долот и лапы с шарошками, а также лопастные до­ лота, оставленные в скважине, извлекают магнитным фрезером. Целесообразно работать им в комплексе с металлоуловителем, ус­ танавливаемым над ним.

Многие специалисты не учитывают особенности работы магнит­ ных фрезеров в глубоких скважинах. В результате нередки случаи их отказа в работе. В частности, не учитывают влияние перепада давления на извлекаемый предмет, необходимость обязательного контакта предмета с полюсом магнита и вдавливание металла в мягкие породы.

При отсутствии магнитного фрезера соответствующей грузо­ подъемности разрушают шарошки долота или лапы с шарошками забойным или башмачным фрезером. У стандартного забойного фрезера в отверстие для прохода раствора (расположенное по центру) попадают части разрушаемого предмета, что удлиняет время разрушения. Чтобы устранить этот недостаток, необходимо сверлить два наклонных отверстия, а центральное отверстие зава­ ривать и наплавлять твердым сплавом.

В зависимости от твердости пород на забое поверхность торцо­ вой части фрезера должна быть выпуклой, плоской или вогнутой, что подробно изложено при описании конструкции забойных фре­ зеров. Для повышения эффективности очистки забоя над забойным фрезером надо устанавливать металлоуловители.

В других случаях узлы долота извлекают фрезером-пауком, гидравлическим пауком или пауком, изготовленным из обсадной трубы. Иногда для разрушения одной шарошки на забое исполь­ зуются штыревые долота. Этот метод применять не следует, так как процесс разрушения продолжается долго; на забое часто ос­ таются шарошки того долота, которым вели разрушение. После работы штыревым долотом на забое остается много металла, по­ этому замедляется углубление скважины, а в некоторых случаях

267

возникает новая авария с поломкой долот. При этом на разбури­ вание шарошки одного долота иногда расходуется два-три доро­ гостоящих штыревых долота.

Очень эффективны для извлечения частей долота металлоуловители конструкции инженеров Е. М. Курнева и Н. И. Лукина, применяющиеся в трестах Белнефтегазразведка и Харьковнефтегазразведка.

§4. ЛИКВИДАЦИЯ АВАРИЙ

СОБСАДНОЙ КОЛОННОЙ

При прихвате обсадной колонны немедленно восстанавливают интенсивную циркуляцию бурового раствора и одновременно рас­ хаживают обсадную колонну. Расхаживать колонну следует без резких посадок, при этом надо создавать натяжение с усилием на 5—10 тс больше веса колонны до прихвата. Обсадные колонны

применяют другие методы ликвидации прихвата в зависимости от геологических и технологических условий.

Если геологические условия позволяют, то обсадную колонну цементируют в месте вынужденной остановки ее. В тех случаях, когда требуется обязательно спустить колонну до забоя, т. е. когда вынужденная остановка равноценна ликвидации скважины, ведут длительные работы для ее освобождения. В частности, пы­ таются освободить колонну при помощи ванны или с применением сплошной промывки нефтью или кислотой. Прихваченные обсад­ ные колонны, через которые прекратилась циркуляция раствора, стараются освободить путем восстановления циркуляции, для чего простреливают в колонне выше стоп-кольца 15—20 отверстий. Если эти работы также оказываются безрезультатными, прихватоопределителем находят место прихвата и простреливают отвер­ стия выше его, восстанавливают циркуляцию раствора и пытаются освободить колонну расхаживанием и с помощью ванны. Если и в этом случае не получают положительного результата, то колонну или цементируют, или извлекают неприхваченную ее часть из сква­ жины. Для этого предварительно обрезают колонну одной из тру­ борезок (кумулятивной, механической или гидропескоструйной).

При посадке колонны в шлам трубы часто забиваются им. Ко­ лонну по возможности поднимают. Если она оказалась прихвачен­ ной, простреливают отверстия над местом прихвата прихватоопределителем, восстанавливают циркуляцию и цементируют колонну или расхаживают ее с усиленной промывкой раствором, а затем водой или нефтью. При отрицательном результате также или це­ ментируют колонну, или отрезают ее труболовкой. Упавшую в сква­ жину часть эксплуатационной колонны извлекают ловителем или внутренней освобождающейся труболовкой. Колонны большого диа­

2 6 8

метра и большой длины обычно после падения деформируются в нескольких местах, поэтому не следует извлекать колонну диа­ метром более 168 мм без предварительного тщательного анализа целесообразности выполнения работ. В последнее время не прак­ тикуется извлечение колонны по частям. Обычно свободную часть обсадной колонны обрезают труборезкой и извлекают из скважины.

Следует остановиться на особенностях резки труб труборезками.

Применение кумулятивных торпед-труборезок ограничивается недостатком типов и размеров их, давлением и температурой в скважинах. Например, кумулятивные торпеды-труборезки для труб диаметром более 219 мм не изготовляют, а имеющимися труборезками можно обрезать 219-мм трубы на глубинах не свыше 2000 м. Механические труборезки применяют, когда обрезаемые колонны находятся в подвешенном состоянии (на хомутах, эле­ ваторах, клиньях и т. д.), в противном случае резцы будут закли­ ниваться, ломаться и усложнять состояние аварийной колонны.

и на участок резки передается вес обсадных труб, находящихся выше места резания, целесообразнее обрезать трубы гидропеско­ струйной труборезкой. Для работы такой труборезки нужно 5—7 т песка и простейшее гидропескоструйное устройство, пред­ ставляющее собой отрезок УБТ или муфтовой заготовки с ввин­ ченными по радиусу двумя—четырьмя керамическими насадками, как у гидропескоструйных перфораторов, и соответствующими циркуляционными отверстиями.

Смятые колонны выправляются при помощи различного рода оправок. Максимальный наружный диаметр их должен быть на 5—10 мм меньше внутреннего диаметра обсадной колонны. Во из­ бежание заклинивания оправки рекомендуется работать ей в комп­ лексе с ударным яссом. После выправления при необходимости обсадную колонну цементируют.

Если нарушены резьбовые соединения зацементированных ко­ лонн и они мешают прохождению долота, разрушенные участки труб центрируют и цементируют места разрушения.

Если исправление разрыва обсадной колонны выше цемент­ ного кольца при помощи пакера или центрирующего устройства

споследующим закреплением не дает положительных результатов,

вместе разрыва обсадной колонны следует взорвать торпеду соответствующего размера. Как известно, в месте взрыва торпеды

на обсадных трубах образуются трещины. После взрыва спускают эксцентричное долото или грушеобразный фрезер, которым обра­ батывают место взрыва, и затем проверяют возможность прохож­ дения бурильной колонны. При отсутствии помех нарушенный уча­ сток закрепляют полимерными материалами (смолами и отвердителями) или другими закрепляющими материалами (цементный раствор под давлением и т. д.). Затвердевший в колонне мост раз­

269

буривают; при этом часть закрепленного материала остается внутри обсадной колонны (в расширенной части) и за колонной, что исключает смещение частей колонны и создает нормальное проходное сечение в месте нарушения.

§ 5. ЛИКВИДАЦИЯ ПРОЧИХ АВАРИИ

Освобождение скважины от посторонних предметов

Упавший в скважину предмет может застрять над забоем и заклинить спускаемую колонну. Особенно часто это случается там, где скважина сильно искривлена, где очень большая длина необсаженной части ствола скважины, где много уступов, каверн и т. д. В этих случаях необходимо провести электрометрические работы с целью выяснения местонахождения металла. Если пред­ мет находится в стенке скважины над забоем, то скважину про­ рабатывают эксцентричным долотом в зоне нахождения предмета для того, чтобы сбить его на забой. После этого снова проводят электрометрические работы и, если предмет не был сбит, торпе­ дируют его и прорабатывают скважину до забоя.

Упавший в скважину посторонний предмет извлекают ловиль­ ным инструментом, выбор которого определяется размером и фор­ мой предмета. Использование магнитного фрезера зависит от раз­ мера и веса извлекаемого предмета.

Крупные предметы (роторные клинья, челюсти ключей АКБ-3

ит. д.) разрушают на забое забойными или башмачными фрезе­ рами, а также коронками башмачных фрезеров, присоединяемыми к магнитным фрезерам. Колонковые трубы, подъемные грунтоноски

идругие предметы разрушают забойными фрезерами или извле­ кают трубными ловушками, представляющими собой трубу с во­ ронкой. На трубе сделаны загнутые внутрь вырезы, в которых за­ жимается извлекаемый предмет. В отдельных случаях крупные детали разрушают торпедами типа ТКО-70 и ТКО-120.

Ликвидация аварий, возникающих при электрометрических работах

При электрометрических работах наиболее тяжелыми авариями являются прихваты кабеля. С возникновением прихвата кабеля немедленно приступают к его расхаживанию, при этом поднимают его на небольшой скорости и создают натяжение не более 75% разрывной прочности кабеля, учитывая вес кабеля в скважине. Затем натяжение его резко снимается путем отключения привода лебедки. Расхаживание кабеля необходимо чередовать с оставле- • нием его на 5—10 мин под натяжением в пределах допускаемых усилий, исключающих обрыв. Натяжение кабеля контролируется по динамометру.

270