Лабораторна робота № 11 призначення, типи, конструкція, підбір компоновки та технологія проведення ловильних робіт за допомогою мітчиків

Мета роботи: вивчення призначення, будови, технології проведення робіт під час використання мітчиків.

Мітчики призначені для захоплення бурильної колони, залишеної у свердловині, за внутрішню поверхню.

Розрізняють три типи мітчиків: універсальні (МБУ), спеціальні (МСЗ) та гладкі.

Якщо голова обірваної бурильної колони закінчується муфтою або ніпелем бурильного замка, ОБТ, перехідником чи висадженою частиною бурильної труби застосовують універсальні мітчики (рис. 11.1). Основними елементами універсального мітчика є ловильна різьба, зовнішня різьба, замкова муфтова різьба, канал для промивання свердловини.

Зовнішня різьба (d₁) призначена для накручування центруючого пристрою, замкова муфтова різьба призначена для з’єднування мітчика з бурильною колоною, канал для промивання свердловини призначений для забезпечення циркуляції бурового розчину. У практиці буріння глибоких свердловин найчастіше застосовують універсальні мітчики, характеристику яких наведено у табл. 11.1.

Спеціальні мітчики (рис. 11.2) застосовуються коли “голова” обірваної бурильної колони закінчується замковою різьбою муфтової частини замка.

Основними елементи цього мітчика є ніпельна замкова різьба (ловильна різьба), яка призначена для вкручування у муфту обірваної колони, приєднувальна муфтова замкова різьба – з’єднує мітчик з не прихопленою бурильною колоною та канал для промивання свердловини.

Під час буріння глибоких свердловин застосовують типи спеціальних замкових мітчиків, характеристики яких наведено у табл. 11.2.

Універсальні і спеціальні мітчики виготовляють з правою або лівою різьбами. Мітчики з правою різьбою вверху на корпусі мають одну кругову проточку, а з лівою – дві кругові проточки. Мітчики з правою різьбою рекомендується застосовувати для підняття колони повністю, а з лівою різьбою – частинами. Їх рекомендується застосовувати, якщо колону не вдається підняти уловлювачем з промиванням, або якщо в ході ліквідації аварії необхідно буде прикласти великі крутні моменти і значні розтягуючі зусилля.

Рисунок 11.1 – Мітчик універсальний (МБУ)

Таблиця 11.1 – Характеристика універсальних мітчиків

Примітка: МБУ – мітчик буровий універсальний; перша цифра – найменший діаметр ловильної різьби; друга цифра –найбільший діаметр ловильної різьби.

Рисунок 11.2 – Мітчик спеціальний замковий (МСЗ)

Таблиця 11.2 – Характеристика спеціальних замкових мітчиків

Тип мітчика	Різьба d, мм	Діаметр D, мм	Довжина L, мм	Вантажопідйомність, кН
МСЗ-121	121	140	320	2000
МСЗ-133	133	155	360	2750
МСЗ-140	140	178	360	3300
МСЗ-147	147	178	400	3300
МСЗ-152	152	197	400	3700
МСЗ-161	161	185	430	3300
МСЗ-171	171	203	430	3700
МСЗ-189	189	212	430	3500

Гладкі мітчики призначені для витягування обірваної бурильної колони, якщо її голова закінчується внутрішнім круговим перерізом з товщиною стінки від 15 мм. Гладкий мітчик має форму звичайних мітчиків. Основна відмінність його від звичайного полягає в тому, що замість ловильної різьби виконана гладка конічна поверхня з конусністю від 030 до 5. Надійність кріплення залежить від конусності мітчика і групи міцності металу голови прихопленої колони. Зі збільшенням групи міцності конусність мітчика зменшують. Наприклад, для груп міцності Е і К рекомендується конусність мітчика рівна 1.

Гладкі мітчики використовуються не часто, в основному для відкручування аварійної труби чи декількох труб з метою забезпечення надійного з’єднання з муфтовою частиною бурильного замка під час проведення подальших ловильних робіт. Для з’єднання з прихопленою бурильною колоною на гладкий мітчик створюють навантаження не менше 200 кН, а для його звільнення – на 50-100 кН більше.

Мітчики відносять до незйомного ловильного інструменту, тобто його не можна відкрутити від прихопленої бурильної колони, коли не вдається ліквідувати аварію. Для усунення цього недоліку над мітчиком встановлюється безпечний перевідник. Відомі такі типорозміри безпечних перевідників:

БП-165, зєднувальна різьба З-133, довжина – 1140 мм;

БП-178, зєднувальна різьба З-147, довжина – 960 мм;

БП-203, зєднувальна різьба З-152, довжина – 1175 мм;

Цифри біля БП вказують на зовнішній діаметр перевідника в мм.

Якщо голова обірваної колони розташована біля стінки свердловини, то мітчик спускається у свердловину разом з центруючим пристроєм і перевідником з боковим промивним отвором діаметром 10-15 мм та центральним циркуляційним каналом змінного перерізу (вгорі – діаметр 70-90 мм, внизу – діаметр 10-15 мм).

Якщо голова бурильної колони розташована у каверні, тобто дуже складний випадок аварії, то разом з мітчиком спускають відвідний кований гачок або пастку-захоплювач.

Ловильні роботи з мітчиком здійснюються в такій послідовності:

- проводять візуальний огляд поверхні злому бурильної колони, яку підняли із свердловини;

- спускають в свердловину свинцеву печатку, встановлюють глибину голови залишеної колони і місце її розташування в свердловині, порівнюють відбиток свинцевої печатки із зломом піднятої колони;

- визначають тип, склад компоновки, габаритні розміри її елементів та замірюють загальну довжину КНБК;

- спускають КНБК в свердловину, за 5-10 м до голови обірваної колони спуск припиняють, вмикають насоси, фіксують вагу за ГІВом, тиск на стояку, температуру розчину після 0,5Т_ц (час циклу циркуляції) і роблять мітку на ведучій штанзі (відстань до голови прихопленої колони);

- зменшують продуктивність насосів, спускають повільно колону до мітки, частково прокручують і стараються з’єднатися з верхом обірваної колони. При попаданні мітчика всередину колони тиск бурового розчину зростає, вага колони зменшується, циркуляція розчину тимчасово припиняється. Не можна спускати МБУ на 80 см, а МСЗ на 20 см нижче нанесеної на ведучій штанзі позначки, бо це може спричинити заклинювання інструменту.

- закріплюють мітчик повільним обертанням ротора (на 2-3 оберти) з навантаженням 10‑20 кН і спостерігають за циркуляцією розчину, через t0,5Т_ц замірюють температуру розчину (її зростання свідчить про те, що циркуляція бурового розчину проходить через долото). При збільшенні температури проводять подальші роботи.

- докріплюють мітчик з навантаженням 20-30 кН при неповних (0,3-0,5оберта) стола ротора до віддачі (4-5 обертів). Під час докріплення вага колони зменшується, свердловину інтенсивно промивають протягом t_пр Т_ц.

- здійснюють розходжування прихопленої бурильної колони, попередньо визначивши допустиму силу натягу, та кількість обертів колони за формулами (10.1-10.2).

Якщо прихоплену колону не вдається підняти, то приводять у дію безпечний перехідник, повертають колону вправо та піднімають не прихоплену частину бурильної колони. Після чого приймають рішення щодо подальших дій.

Після засвоєння студентами призначення, конструктивних особливостей, геометричних розмірів, методики проведення ловильних робіт з мітчиками та технології розходжування бурильної колони викладач видає індивідуальне (або на групу студентів) завдання.

Завдання :

Скласти план ловильних робіт з мітчиком для наступної ситуації в свердловині, де вказують: глибину голови обірваної колони, форму злому, розміщення в свердловині, діаметр і довжину прихопленої колони та діаметр свердловини.

План ловильних робіт повинен включати в себе:

• вибір типу і габаритних розмірів мітчика;

• вибір типу і розміру центруючого пристрою;

• вибір типу і розміру перехідника;

• ескіз з вказаними на ньому типами елементів та основними розмірами компоновки;

• порядок ловильних робіт з вибраним типом мітчика;

• технологічні розрахунки для проведення ловильних робіт;

• порядок розходжування прихопленої бурильної колони.

Завдання №1. На глибині 2400 м стався обрив бурильної колони ТБВК 140 мм з =9,2 мм. Голова обірваної колони розташована по центру свердловини 295,3 мм і закінчується муфтою. Довжина інструменту, який залишився в свердловині – 1000 м. Скласти план ловильних робіт.

Завдання №2. У свердловині глибиною 3000 м на початку підйому бурильної колони (ТБПВ-127 з =9,2 мм) відбувся обрив бурильної труби по висадженій частині на глибині 1000 м. Діаметр свердловини 215,9 мм. Голова обірваної колони лежить на стінці свердловини. Скласти план ловильних робіт.

Завдання №3. У свердловині 190,5 мм та глибиною 4200 м, на глибині 2200 м стався обрив бурильної колони (ТБПВ-114 з =8,6 мм) по кільцю ніпеля. Довжина обірваної колони 2000 м. Голова обірваної колони розташована у кавчнерні. Скласти план ловильних робіт.

Завдання №4. У свердловині 190,5 мм, глибиною 4500 м стався обрив по різьбі ОБТ 165 мм, довжиною 150 м. Голова обірваного інструменту розташована по центру свердловини. Скласти план ловильних робіт.

Приклад складання плану ловильних робіт.

В свердловині глибиною 3000 м, 215,9 мм на початку підйому стався обрив бурильних труб ТБПВ-127 з =12,7 мм по тілу труби на відстані 0,5 м від замка. Голова обірваної труби знаходиться в каверні свердловини. Довжина обірваної колони 900 м.

План робіт.

1. З довідкової літератури 2 бурильні труби ТБПВ-127 з =12,7 мм мають внутрішній діаметр висадки 102 мм, з’єднуються за допомогою замків ЗП-127 з замковою різьбою З-147. Для ловильних робіт вибираємо мітчик МБУ 74-120 з замковою різьбою З-147. Найменший діаметр ловильної різьби – 74 мм, найбільший діаметр ловильної різьби – 120 мм. Довжина мітчика – 1105 мм.

2. Згідно із завданням голова обірваної колони розташована у каверні свердловини, тому центруючий пристрій не застосовуємо. Для виводу голови обірваної колони з каверни пропонуємо разом з мітчиком МБУ 74-120 спускати в свердловину трубний відвідний гачок, який виготовляється в механічних майстернях з’єднювальна різьба вивідного гачка – З‑168 (ГОСТ632-86). Довжина відвідного трубного гачка повинна бути такою, щоб забезпечити вивід голови обірваної колони до центру свердловини і вхід мітчика в отвір колони. Визначають довжину гачка по відбитку бокової печатки, за величиною каверни та досвіду майстра з ловильних робіт. Приймаємо умовно довжину трубного гачка 1500мм.

3. Для з’єднання мітчика МБУ 74-120 з бурильними трубами ТБПВ-127 застосовуємо безпечний перехідник БП-178, зєднювальна різьба З-147, довжина – 960мм;

4. Ескіз компоновки представлений на рисунку 11.3.

5. Технологія проведення ловильних робіт описана вище. Різниця полягає лише в тому, що після попадання мітчика в голову обірваної колони вага колони по ГІВ-6 зменшиться лише після спуску колони на 304 мм.

6. Технологічні розрахунки виконати за формулами (10.1-10.2).

7. Технологія проведення розходжування.

Спочатку відновлюють циркуляцію бурового розчину і підвищують продуктивність насосів до її величини у свердловині перед аварією. Час промивання свердловини повинен бути більшим або дорівнювати часу циклу. Згодом стараються провернути колону. Якщо після 2-3 спроб не вдається провернути колону, починають її розходжування з поступовим збільшенням осьового розвантаження, але не вище допустимого значення (Р_доп), міцності бурової вишки та вантажопідйомності талевої системи. Через 5‑10 хв. розходжування бурильну колону стараються провернути ротором. Після 30-45 хв. інтенсивного розходжування зменшують осьове зусилля до ваги бурильної колони і приблизно через 30 хв. знову продовжують розходжування. Якщо не вдається витягнути колону, то встановлюють нафтову ванну і через 4-6 год. витримування її у свердловині повторюють розходжування колони. Якщо нафтова ванна не дала ефекту, поворотом вправо від’єднують бурильну колону від прихопленої частини і приймають рішення з ліквідації аварії.

Рисунок 11.3 – Ескіз компоновки для ліквідації аварії

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Які типи мітчиків виготовляються?

2. Для чого призначені універсальні мітчики?

3. Для чого призначені мітчики типу МСЗ?

4. Для чого використовують гладкі мітчики?

5. Для чого використовують мітчики з правою ловильною різьбою?

6. Для чого використовують мітчики з лівою ловильною різьбою?