До компоновки низу бурильної колони входять долото, обважені бурильні труби (ОБТ), опорно-центруючі елементи (ОЦЕ), розширювач, а при бурінні вибійними двигунами – вибійний двигун. До числа ОЦЕ відносять: калібратори, центратори та стабілізатори.
Головне призначення калібратора – калібрування та вирівнювання ділянок ствола свердловини по діаметру (діаметр калібратора рівний діаметру долота). Калібратор також центрує долото, ОБТ та нижні ділянки бурильних труб, а також стабілізує напрям осі свердловини. Калібратор встановлюють над долотом, а деколи між секціями ОБТ. Його довжина дорівнює 0,8 – 3 діаметрам долота. Застосовують шарошкові калібратори з фрезерованими зубцями або твердосплавними вставками, а також лопатеві калібратори з різною кількістю тупих лопатей, розміщених вздовж твірної корпуса калібратора або зі спіральним їх розміщенням щодо осі корпуса калібратора.
Центратор призначений для суміщення осі бурильної колони з віссю свердловини у місці його встановлення (центрування вибійного двигуна і бурильної колони). Центратори встановлюють на корпусі вибійного двигуна або в колоні бурильних труб (колонний центратор). Для центрування вибійного двигуна довжина центратора дорівнює двом діаметрам долота, а колонний центратор має довжину від 3 до 8 діаметрів долота. Конструктивно центратори виконують з планками, розміщеними по твірній корпуса та зі спіральними планками.
Стабілізатор призначений для стабілізації зенітного кута свердловини. Встановлюють його над калібратором або між бурильними трубами. Його довжина повинна бути більша ніж 50 діаметрів долота, але не більше ніж 12 м.
Розширювачі призначені для збільшення (розширення) діаметра свердловини попередньо пробуреної долотом меншого діаметра. Сучасні розширювачі поділяють на два види: нерозсувні (з жорстко закріпленими робочими органами) та розсувні (з розсувними рухомими робочими органами). Робочі органи виконують у вигляді шарошок або лопатей (стулок). Робочі органи можуть бути змінні, взаємозамінні, розбірні та нерозбірні. Їх можуть встановлювати у два-, три- і більше яруси
Таблиця 7.1
Компоновки низу бурильної колони
| Інтервал,
м
| Типорозмір
вибійного
двигуна
| Послідовний склад КНБК
(знизу – вверх)
| Типорозмір бурильних труб
| Спосіб буріння
|
| від
| до
|
|
|
|
| Долото III 393,7М-ЦГВ D162
КЛС 393,7 мм
ОБТ 229х100 мм – 10 м
КЛС 393,7 мм
ОБТ 229х100 мм – 10 м
КЛС 393,7 мм
ОБТ 229х100 мм – 10 м
ОБТ 203х80 мм – 10 м
| ТБПК-140
| ротор-ний
|
|
|
|
| Долото III 295,3 М-ЦГВ D187П
Долото III 295,3 С-ГАУ R403
Долото III 295,3 С-ГВ R166
РДБК 240 з гл. 540
КЛС 295,3 мм
ОБТ 203х80 мм – 10 м
КЛС 295,3 мм
ОБТ 203х80 мм – 10 м
КЛС 295,3 мм
ОБТ 203х80 мм – 10 м
ОБТ 159х69 мм – 25 м
| ТБПК-140
ТБПК-127
| ротор-ний
|
|
|
|
| Долото III 215,9 С-ГАУ R454
Долото III 215,9 СЗ-ГАУ R439
Долото III 215,9 СЗ-ГВ R162
РДБК 195 У1
КЛС 215,9 мм
ОБТ 159х69 мм – 8 м
КЛС 215,9 мм
ОБТ 159х69 мм – 8 м
КЛС 215,9 мм
ОБТ 159х69 мм – 194 м
| ТБПК-127
| ротор-ний
|
|
|
|
| К 212,7/80 СЗ
СКАН-172х80
| ТБПК-127
| ротор-ний
|
|
|
|
| ОБТ 159х69 мм – 8 м
ЦС 212мм
ОБТ 159х69 мм – 168 м
|
|
|
|
|
| К 212,7/80 ТКЗ
СКАН-172х80
ОБТ 159х69 мм – 8 м
ЦС 212мм
ОБТ 159х69 мм – 160 м
| ТБПК-127
| ротор-
ний
|
7.4 Причини аварій із бурильними трубами і методи їх ліквідації. Аналіз причин пошкодження бурильних труб
До аварій з елементами бурильної колони відноситься залишення в свердло-вині колони бурильних труб чи елементів компоновки низу (перевідника, центра тора, амортизатора, обважених бурильних труб, розширювача) через: поломки чи зриви по різьбовій частині; поломки по зварному шву; поломки по зварному тілі; поломки ведучої труби і елементів компоновки.
Обривом називається аварія, що характеризує порушення цілісності елементів бурильної колони, що знаходяться в свердловині. Обриви бурильних труб класифікуються по якісно однорідним ознакам.
По положенні злому відносно нульової лінії (деформації від осьових зусиль): в стиснутій частині бурильної колони; в розтянутій частині бурильної колони.
По формі обриву: клиновидний, прямий, фігурний, спіралевидний.
По місці обриву: в тілі бурильних труб, в різьбових з’єднаннях бурильних труб, в з’єднувальних перехідниках бурильних труб. Розрізняють підвиди: обрив тіла труб в місцях нарізки; зрив витків трубних різьб, деталей замка, муфті самої труби; поломка корпуса ніпеля замка; зрив ниток різьби конуса ніпеля.
Злам труп по потовщеному кінцю. Ці руйнування спостерігаються по нарізаній частині труби. Спостерігається поперечний злам труби по першому витку різьби, що знаходиться в контакті з бурильним замком. Злами потовщеного кінця труби відбуваються також і в інших перерізах, розміщених по різних ділянках різьби, чи одночасно в різних перерізах. Виділяються викришування окремих витків різьби. Значна кількість зламів в потовщеному кінці труби, не дивлячись на те, що товщина труби в цьому місці в 1,5 – 2 рази більша товщини тіла труби, пояснюється впливом нарізаної різьби, що являється місцем концентрації напружень.
Злам труби по тілу. Спостерігаються два види зламів по тілу труби: поперечний злам і злам у вигляді спіралі. Причинами першого виду зламу являються різні пошкодження, направлені перпендикулярно до осі труби. До них відносяться клейма, що наносяться на тіло труби; поперечні риски, що виникають в результаті роботи клинами, особливо при обертанні труб ротором; дефекти прокату на поверхні труб. Другий вид зламу зустрічається при бурінні в обсадженій частині свердловини або в вузькій свердловині. Напрям спіралі зазвичай правий, що співпадає з напрямом обертання стола ротора. Спіральний злам починається завжди з поперечної тріщини на поверхні труби.
Розмив різьбового з’єднання і тіла труби. Даний вид руйнування виникає в результаті дії прокачуваної рідини. Руйнування з’єднання в результаті розмиву відбувається в з’єднанні труб з бурильним замком. Щоб виник розмив, необхідний зазор, по якому могла б рухатись рідина, і перепад тиску між
порожниною труб і кільцевим зазором. Розмив різьби по твірній відбувається внаслідок хвилеподібного руху рідини по виткам в напрямку зазору, який утворюється вздовж твірної конуса. При розмиві різьби по гвинтовій лінії руйнується декілька витків, розміщених в місці виходу промивальної рідини. Розмив тіла труби може бути викликаний дефектами на внутрішній поверхні труби. Спостерігається розмив бурильної труби, розміщений біля устя, в яку вставляється фільтр при турбінному бурінні. Потік промивальної рідини, що виходить із отворів фільтра, дії на внутрішню поверхню труби, в результаті чого виникає розмив. У труб з привареними з’єднувальними кінцями відмічається розмив по зварному шву. При цьому розмив проявляється з утворенням тріщини втомного характеру по зварному шву чи з наявністю значної внутрішньої задирки після зварки, на ділянці якої спостерігається завихрення промивальної рідини, що сприяє розмиву.
Зрив різьби. Спостерігається у 8-ниточному різьбовому з’єднанні бурильних труб, з’єднанні перевідника з корпусом турбобура, замковій різьбі бурильних і обважених труб. Зрив різьби, як правило, відбувається в результаті значного зносу чи розмиву різьбового з’єднання. Знос замкової різьби відбувається в результаті багаторазового скручування-розкручування замкового з’єднання, зв’язаного зі спуском і підйомом бурильного інструмента, обертання бурильної колони, а також її коливань, викликаних роботою вибійного двигуна, долота. Змінні навантаження послаблюють з’єднання, що створює можливість переміщення однієї деталі різьового з’єднання по іншій. Цьому в значній мірі сприяє недостатня затяжка з’єднання перед спуском в свердловину. Відносне зміщення деталей згвинченого з’єднання призводить до поступового зносу поверхні витків і в подальшому до зменшення висоти витка.
У випадку аварій з бурильною колоною виконують ловильні роботи за допомогою наступного інструменту: овершотів, мітчиків, колоколів, внутрішніх труболовок, уловлювачів (шліпсів).
Овершоти – основний інструмент, що захвачує ззовні. Більшість овершотів складається з корпуса з конічною порожниною, верхнього перевідника, направляючої воронки, суцільного захвата чи комплекту клинів, кільця-обмежувача, ущільнюючого вузла і стопорного пристрою. Внутрішня порожнина овершота виконана у вигляді конуса з гвинтовою проточкою. В цій порожнині розміщається захват, зовнішня поверхня якого має таку ж конусність, як і порожнина овершота. Захват може бути суцільним у вигляді спіралі чи роз’ємним у вигляді комплекту клинів.
Якщо колону, що підлягає вилучення, планують ловити за муфту чи за з’єднувальний кінець бурильної труби, то особливу увагу слід приділити стопорним пристроям, що забезпечують розміщення муфти чи з’єднувального кінця напроти тієї чистини захвата, яка має нарізку.
Мітчики призначені для вловлювання колони бурильних труб, що залишилася в свердловині, якщо обрив відбувся в потовщеній частині труби, в замку чи муфті. Праві мітчики застосовують для вилучення всієї колони, а ліві (на лівих бурильних трубах) – для вилучення колони частинами. Ловильний мітчик (рис. 7.1) має форму зрізаного конуса для врізання в деталі замка бурильних труб при ловильних роботах. На верхній частині мітчика нарізана різьба замка бурильних труб, а на нижньому кінці – спеціальна ловильна різьба (права чи ліва).
Колокола (рис. 7.2) слугують для ловлі бурильних чи обсадних труб, коли злам відбувся в тілі труби, а також при зриві різьбових з’єднань труби, за виключенням випадків, коли зрив різьби відбувся зі сторони ніпеля замка.
Якщо злам нерівномірний з наявністю стрічок чи є тріщина вздовж труби, яка не перекривається колоколом, то для вловлювання необхідно застосувати «скрізний» (відкритий) колокол з відповідним патрубком чи трубою. Для вилучення долота, залишеного в свердловині в результаті відкручування чи зриву різьби, застосовують колокол-калібр.
Праві колокола використовують при ловінні правими бурильними трубами всієї залишеної колони, а ліві – при ловінні лівими бурильними трубами для відгвинчування частини залишеної колони. Колокол являє собою стальний кований патрубок з верхньою замковою різьбою, в нижній частині якого нарізана внутрішня ловильна різьба спеціального профілю для зовнішнього захвату бурильної труби.
1 – головка; 2 – прокладка; 3 – упорне кільце; 4 – муфта;
5 – направляючий патрубок; 6 – мітчик; 7 - воронка
Рисунок 7.1 – Універсальний мітчик з направляючим патрубком
Рисунок 7.2 – Колокол:
а – з направляючою воронкою; б – з вирізом на нижньому кінці
Перевага мітчиків і колоколів – велика довжина нарізаної конічної частини, якою можна з’єднатись з трубами різного діаметра. Головний недолік цих інструментів в тому, що їх зазвичай не можна звільнити від прихвачених об’єктів.
Внутрішні труболовки призначені для захвату труб всередині, коли неможливо використати овершоти. Більшість внутрішніх труболовок працюють по тому ж принципу, що і овершоти. По конічному корпусу труболовки телескопічно переміщується захват, внутрішня частина якого має однакову конусність з корпусом. На поверхні конуса і порожнини є гвинтові проточки з однаковим кроком. Зовнішня поверхня захвату призначена для зачеплення з внутрішньою поверхнею труби і тому має нарізку.
Щоб звільнити трубо ловку, її потрібно повернути в право. Якщо через сильне заклинювання захвату цього не вдається зробити, то можна приступити до збивання корпуса вниз, для чого зазвичай над трубо ловкою розміщують механічний яс.
Уловлювач (шліпс) з промивкою застосовують для вилучення із свердловини бурильних і обсадних труб за замок, муфту чи зламаний кінець у випадках невеликої ваги залишеної в свердловині бурильної колони, коли в наслідок її прокручування важко зачепити мітчик або колокол.
Коли кінець залишеної в свердловині бурильної труби в результаті зламу виявився нерівним і наявні поздовжні тріщини, то застосовують «скрізний» (відкритий) шліпс з відповідним патрубком чи трубою для вловлювання за першу від зламаного кінця муфту чи за цілу частину труби. Шліпс дозволяє промивати свердловину через захвачену бурильну колону. Якщо не вдається підняти частину колони, що залишилася, шліпс можна звільнити.
2015-08-12
1734
