книги / Предупреждение и ликвидация аварий в бурении

По данным [49] предохранительные резиновые кольца Грознен­ ский ремонтно-механический завод стал изготовлять без метал­ лических колец. При этом резина имела следующую характери­ стику: твердость по Шоруне более 70 ед.; временное сопротивле­ ние— не менее 150 кг/см2; относительное удлинение — не менее 400%; остаточное удлинение — не более 18%.

В настоящее время ведутся работы по созданию полуавтомати­ ческих устройств для предупреждения падения посторонних предметов в скважину.

Предупреждение аварий при электрометрических работах

Предупреждение аварий этого вида сводится прежде всего к правильной подготовке скважины и всего промыслово-геофизиче­ ского оборудования. Очищается место для установки подъемника и других геофизических машин. На пути от площадки с геофизиче­ скими машинами до стола ротора убирают все трубы, буровой инвентарь и другие предметы. У края площадки для геофизического оборудования устанавливают щит с трехфазным рубильником и розеткой для подключения аппаратуры к силовой и осветитель­ ной электрической сети.

Проверяют состояние воронки над устьем скважины и размеще­ ние ее по центру отверстия ротора. Оборудуют место для установки блок-баланса. Пол внутри фонаря вышки, приемные мостки очи­ щают от бурового раствора, нефти, мазута, комков, смазки и дру­ гих предметов, препятствующих проведению геофизических работ. Ствол скважины перед началом геофизических работ тщательно промывают с целью обеспечения свободного дохождения приборов до забоя. Места посадок и затяжек бурильной колонны, а также сужения ствола прорабатывают.

Параметры бурового раствора должны быть приведены в со­ ответствие с требованиями геолого-технического наряда. Он должен иметь допустимо низкую вязкость и не содержать осадков, шлама и т. д. Особенно тщательно промывается забой скважины. Геофизические работы целесообразно начинать сразу же после подъема бурильной колонны. В скважинах с интенсивными пла­ стовыми проявлениями и с признаками осложнений в стволе геофизические исследования проводят в несколько приемов, чередуя их с промывкой скважины. В осложненных скважинах работы ведутся по специальному плану, в котором изложены все особенности работы, согласованы с заказчиком и исполните­ лями.

Геофизическое оборудование и аппаратура должны соответ­ ствовать требованиям проведения исследований для условий дан­ ной скважины с учетом температуры, давления, наличия минерали­ зованных вод и т. д. Целесообразно применять бронированные каротажные кабели, так как они позволяют проводить работы

111

в короткий срок и при удельном весе бурового раствора до 2,4 гс/см3. В скважинах, заполненных жидкостью с содержа­

с расположением середины барабана лебедки против устья скважины, чтобы обеспечивалась хорошая видимость подъемника, лаборатории и находящегося у устья скважины блок-баланса. Ротор буровой установки следует обязательно застопоривать, чтобы исключить проворот его с блок-балансом во время работы. Плоскость ролика блок-баланса, установленного на роторе, должна быть перпендикулярна оси барабана подъемника. Такое положе­ ние блок-баланса предупреждает соскакивание с него кабеля. Блок-баланс устанавливают на роторе так, чтобы кабель сходил с ролика в центре обсадной трубы. Для предупреждения его сме­ щения на роторе он укрепляется с помощью бурильной трубы, устанавливаемой торцом на раму блок-баланса. Подъемник предо­ храняется от смещений установкой под колеса специальных подкладок.

При проведении геофизических работ на территории буровой запрещаются электросварочные и все другие работы, не связанные с этими исследованиями. Состояние бурового оборудования должно обеспечивать в случае срочной необходимости проведение всех работ, предусмотренных технологическим циклом. Готовность скважины для геофизических исследований оформляется актом за подписями бурового мастера и геолога с указанием мест, опасных в отношенииприхватов, остановок бурильной колонны на уступах, выбросов и т. д. Геофизические исследования не разрешается проводить в скважинах неподготовленных, сильно газирующих или сильно поглощающих буровой раствор, а также при неисправных лебедке, тормозной системе, защитных ограждениях и других узлах подъемника.

Приборы и грузы прикрепляют к кабелю с помощью нормали­ зованных кабельных наконечников и соединительных муфт. Величина ослабления кабеля в местах его крепления устанавлива­ ется от 7з до 2/3 прочности кабеля без учета конкретных условий работы в скважине. Это необходимо для того, чтобы в случае прихвата прибора его можно было бы легко оторвать в месте крепления с кабелем.

Чтобы предупредить попадание посторонних предметов в скважину, под ротором устанавливают круг с резиновыми лепе­ стками для пропуска кабеля. Для определения ослабления спу­ скаемого кабеля вследствие его перепуска необходимо, чтобы в геофизические приборы, спускаемые в скважину, были встроены специальные пружинные контакты, которые при ослаблении натя­ жения кабеля размыкают цепь индикатора в наземной аппаратуре. Спуск приборов в скважины глубиной более 3000 м без специаль­ ных пружинных контактов нежелателен.

112

Лебедка подъемников обязательно должна иметь регистрирую­ щие динамометры. Буровому мастеру следует проконтролировать их состояние. Приборы и грузы, спускаемые в скважину, поднимают с мостков и опускают с помощью каната и крюка. Запрещается спускать и поднимать вручную скважинные снаряды весом более 50 кгс. Перед спуском их в скважину еще раз проверяют правильность и прочность присоединения приборов и грузов к каротажному кабелю, а также надежность зацепных крючков, используемых для подъема груза и снарядов.

При спуско-подъемных операциях на посту управления лебедки находится машинист, а в случае корректировки кабеля — еще один рабочий. Перед включением лебедки машинист должен подать сигнал предупреждения о начале работ. Во время работы подъем­ ника запрещается докреплять, натягивать и ослаблять, смазывать его узлы, надевать, снимать, тормозить движущиеся части меха­ низмов с помощью труб, досок и т. д. Работы подъемником в ноч­ ное время ведут только при освещении пролета от подъемника до скважины прожектором.

Спускать кабель в скважину надо под натяжением, равномерно и в пределах допустимых скоростей. В хорошо подготовленных скважинах нормальной считается скорость спуска кабеля 6000— 8000 м/ч, спускать снаряд со скоростью более 10000 м/ч запре­ щается, у забоя она не должна превышать 500 м/ч. При отсутствии пружинных контактов, своевременно показывающих ослабление кабеля и указывающих на движение приборов и кабеля в сква­ жине, скорость спуска не должна превышать 3000—4000 м/ч. особенно при скоростях более 4000 м/ч.

При обнаружении остановки кабеля его немедленно надо поднимать, контролируя движение груза с зондом по изменению потенциала ПС. В необсаженной скважине кабель не должен на­ ходиться без движения более 2 мин, в противном случае возможен прихват. Спуск кабеля и работы в скважине следует прекратить при переливе бурового раствора.

При возникновении препятствия в стволе скважины движению прибора с грузом разрешается делать не более трех попыток про­ пустить этот прибор. После неудачных попыток следует или прора­ ботать место остановки, или провести геофизические работы с использованием колонны бурильных труб, которые надо установить ниже препятствия. При наличии в скважине больших искривлений, нарушений обсадной колонны, множества уступов геофизические работы проводят с использованием бурильных труб. Для этих целей особенно хорошо применять трубы со сварными присоединительными концами. При проведении геофизических ра­ бот с бурильными колоннами нижняя часть их должна иметь раструб для обеспечения плавного захода приборов в трубы. В качестве раструба часто используют ловильные колокола.

При геофизических работах на глубинах более 4000 м интервал исследований не должен превышать 200—250 м, а исследования

должны включать минимальный комплекс работ с применением малогабаритных приборов.

Скорость подъема кабеля при радиоактивном каротаже должна составлять 500—1000 м/ч, а при электрическом — 2500—4000 м/ч; она снижается до 500—600 м/ч при подходе к башмаку обсадной колонны. Особое внимание следует обратить на предупреждение затаскивания скважинных приборов на ролики блок-баланса для своевременного определения подхода прибора к устью. Поэтому 50 м кабеля перед прибором окрашивают в другой цвет, а на кабеле устанавливают предупредительные метки на расстоянии 50 м от скважинного прибора. За приближением меток следит специально выделенный рабочий. Скорость подъема кабеля после выхода меток снижается до минимума.

Чтобы предупредить осложнения при взрывных работах, необ­ ходимо промыть скважину с прокачкой не менее двух объемов бурового раствора при проведении повторного торпедирования торпедами из детонирующего шнура. Следует также запрещать работы стреляющими тампонажными снарядами, если резиновый тампон находился в запрессованном состоянии более 1 сут. В каждом районе должны быть разработаны нормы предельного времени проведения геофизических работ применительно к конкрет­

ным условиям.

Для предупреждения прихвата кабеля или геофизических при­ боров в скважинах, бурящихся в осложненных условиях с угрозами обвалообразования, прихвата, поглощения бурового раствора, выброса и т. д., следует проводить электрокаротаж скважин через бурильные трубы. Сущность его состоит в том, что в бурильную колонну, приподнятую на 8 м от забоя, после промывки заклады­ вают каротажный прибор, продавливают его до УБТ и при по­ следующем равномерном подъеме колонны проводят каротаж скважины в интервале исследования [50].

Предупреждение аварий с испытателями пластов

При оценочном освоении скважин в процессе бурения, предупреждение аварий сводится к точному соблюдению инструк­ ции по применению испытателей пластов. При этом особое внима­ ние обращается на следующее:

—запас бурового раствора должен составлять не менее двух объемов скважины;

—в случае нефтегазопроявления обвязка устья скважины

должна допускать задавливание пластов с помощью буровых насосов и цементировочных агрегатов, а также наблюдение внутри фонаря вышки за выходом воздуха из скважины при присоеди­ ненной ведущей трубе;

— все узлы испытателя пластов тщательно проверяют, резьбо­ вые соединения закрепляют машинными ключами;

114

— хвостовик должен состоять из безмуфтовых и беззамковых

сколонной бурильных труб;

—на устье скважины следует установить превентор с плаш­

ками под трубы, спускаемые с испытателем пластов; верх буриль­ ной колонны должен обеспечивать быструю установку задвижки или ведущей трубы;

—при работе в открытом стволе в породах мягких и средней твердости, а также при создании депрессии более 150 кгс/см2 необ­ ходимо предусмотреть установку двух пакеров;

—при работе с испытателем пластов на большой глубине трубы спускают частично заполненными жидкостью с таким расче­ том, чтобы запас прочности их на смятие был не менее 1,3;

—пакер должен быть установлен на участке ствола скважины,

имеющем диаметр, равный номинальному диаметру скважины, в плотных и непроницаемых породах после детального изучения данных электрометрии;

—испытатель пластов спускают согласно плану, утвержден­ ному руководством предприятия, после проведения соответствую­ щих подготовительных работ;

—спуск испытателя пластов следует прекратить при возник­ новении затяжек и посадок колонны бурильных труб при создании нагрузки на них свыше 6—10 тс;

—отступления от рекомендованных инструкцией величин

нагрузок на пакерующие элементы должны быть согласованы

сглавным инженером предприятия;

—при снятии пакера необходимо наблюдать за уровнем бурового раствора в межтрубном пространстве и обеспечивать долив его в скважину в случае понижения уровня;

—при быстром снижении уровня бурового раствора и непрекра-

щении его снижения при последующем догружении колонны на 2—5 тс необходимо уровень поднять;

— время стояния на притоке при опробовании в открытом стволе должно обеспечить поступление пластовой жидкости

вбурильные трубы (при наличии притока)-;

—при возникновении фонтанирования необходимо поднять пакер, для чего с него снимают нагрузку, затем натягивают колонну с усилиями, превышающими собственный вес ее соответ­ ственно на 2, 3, 5, 7 тс и т. д., чередуя натяжение с остановками;

—при возникновении затяжек во время подъема испытателя пластов колонну расхаживают с усилиями, не превышающими на

ронними предметами спуск и подъем его ведут при установленном на колонне обтирателе.

Предупреждение аварий при испытании скважин

Предупреждение аварий при испытании скважин сводится

кследующему:

—на производство работ по испытанию необходимо составить

план с указанием ответственных исполнителей;

— устье скважины должно быть оборудовано для проведения работ как для освоения, так и для борьбы с возможными нефтегазопроявлениями; устьевую обвязку и нагнетательные линии от агрегатов к скважине опрессовывают на полуторакратное ожидае­ мое давление пласта;

— насосно-компрессорные трубы перед доставкой на буровую следует опрессовывать и желательно проверять дефектоскопом; износ муфт на каждую сторону не должны превышать у 48-мм труб 1,5 мм, у 60,3-мм труб 2 мм, а у остальных — 3 мм;

— устанавливаемые в колонне переводники должны иметь внутренний диаметр, равный диаметру труб, между которыми их устанавливают;

—муфты насосно-компрессорных труб, спускаемых в скважину глубиной более 3000 м, необходимо докреплять на буровой;

—при длительных работах труб в скважинах проводится профилактическая их опрессовка через 3—4 мес работы; при ра­ ботах в сильно кислотных средах трубы подлежат опрессовке

через 1,5—2 мес;

— для постановки цементного моста следует закачивать цементный раствор в объеме, обеспечивающем установку моста высотой 100 м; скорость закачки цементного раствора за насосно­ компрессорными трубами должна быть не менее 1,5 м/с; ошибки, допускаемые при постановке цементных мостов, часто приводят

кликвидации скважин;

—работы по установке мостов и перфорации скважин надо

проводить в дневное время; если перфорация была начата в днев­ ное время, то она может быть продолжена с наступлением темноты при надлежащем освещении рабочего места; во всех случаях при спуске и подъеме насосно-компрессорных труб на них следует надевать устройства для предупреждения попадания в скважину посторонних предметов.

Предупреждение аварий, связанных с поломкой наземного оборудования

Нередко аварии возникают при плохом состоянии бурового оборудования, поэтому подготовке бурового оборудования к работе следует уделять должное внимание. Необходима регулярная ежемесячная ревизия состояния всего оборудования, а также обязательна проверка состояния оборудования в процессе бурения за 100 м до продуктивных горизонтов.

116

Своевременно замеченная неисправность какого-либо узла позволяет провести его ремонт или замену до спуска бурильной колонны в скважину.

Помимо общеизвестных требований к эксплуатации наземного оборудования, для предупреждения аварий необходимо обращать особое внимание на то, чтобы опорные плиты для ног фонаря вышки находились на одном уровне, учитывая, что техническими условиями допускается отклонение не более чем на 5 мм. Для на­ блюдения за смещением кронблока необходимо после установки и центрирования фонаря вышки сделать пометки краской или насечки зубилом, указывающие его первоначальное положение, что позволит при осмотрах кронблочной площадки видеть смещение кронблока.

Для предупреждения замерзания воздухопроводов необходимо

из воздушного баллона. Хорошие результаты дает установка двух воздушных баллонов, из которых один ставят в дизельном помеще­ нии, а другой — вне его. В этом случае отпадает надобность в отогреве спускаемых кранов, а второй баллон, установленный вне дизельного помещения, препятствует движению влаги по воздухопроводам от баллона к лебедке и другим пневмоузлам. Если нет уверенности в безотказности работы компрессоров, необ­ ходимо иметь в резерве баллон (воздушный или кислородный), наполненный воздухом.

Следует чаще проверять состояние узлов клиньев, встроенных в ротор, автоматических ключей, так как падение их в скважину вызывает тяжелые аварии.

Предупреждение открытых фонтанов

Разбор причин возникновения открытых фонтанов показал, что главными из них являются нарушения технологии проходки скважин, несоблюдение требований правил бурения, а также заложение в проекты технически необоснованных конструкций скважин, режимов их бурения, параметров буровых растворов и других данных, существенно влияющих на гидродинамическую характеристику вскрываемых продуктивных пластов.

Основными путями предотвращения нефтегазопроявлений явля­ ются:

—применение буровых растворов с параметрами, отвечающими геолого-техническому наряду и требованиям технологического проекта на бурение скважины;

—постоянный надзор за соблюдением технологических требова­

ний при ликвидации прихватов, осложнений и других сложных работах;

— соблюдение требований по спуску и креплению обсадных колонн, а также по обвязке их устья, особенно газовых скважин;

117

Г Л А В А IV

ЛОВИЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛОВИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА

На буровой должен быть следующий ловильный инструмент в собранном виде: ловитель (шлипс) с комплектом плашек, рези­ новых манжет и воронкой; колокол с воронкой; метчик универсаль­ ный с центрирующим приспособлением, метчик специальный (калибр), магнитный фрезер с воронкой, ловитель для извлечения турбобуров, забойный фрезер, труболовки под бурильные и утяже­ ленные трубы. Все инструменты должны иметь переводники для соединения с бурильными трубами.

На аварийных площадках буровых предприятий с тремя станками и более рекомендуется иметь следующий ловильный инструмент: ловители, труболовки, колокола, метчики универсаль­ ные, метчики специальные, магнитные фрезеры, трубные ловушки, турбиноловки и гладкие колокола для извлечения турбобуров, печати, ерши, гидравлический домкрат, фрезеры и металлоуловители.

Инструмент должен быть комплектным и включать все необ­ ходимые приспособления, облегчающие ликвидацию аварии. Необходимо, чтобы диаметр ловильного инструмента соответ­ ствовал диаметру бурильной колонны. Наружный диаметр ловиль­ ного инструмента должен быть на 50—60 мм меньше диаметра скважины. Как исключение в скважинах с неосложненным стволом при бурении в крепких породах наружный диаметр ловильного инструмента может быть на 25—30 мм меньше диаметра ствола скважины, причем такая разность должна быть по длине ловиль­ ного инструмента не более 400 мм.

Когда извлекаемые трубы или другой инструмент отклонены от центра скважины, ловильный инструмент целесообразно спускать с гидроотклонителем. Он представляет собой переводник с неодинаковым внутренним диаметром: вверху диаметр перевод­ ника равен диаметру замка бурильной колонны, на которой опускается ловильный инструмент. В этой же части переводник

119

имеет боковое отверстие диаметром 20—25 мм. Нижняя внутрен­ няя часть переводника имеет диаметр в 2—3 раза меньше, чем в верхней части. Гидроотклонитель устанавливают над ловильным инструментом. При восстановлении циркуляции бурового раствора струей из бокового отверстия ловильный инструмент отталкивается

от центра скважины.

После доставки на буровую ловиль­ ного инструмента тщательно проверяют его состояние и комплектность, состав­ ляют эскизы с указанием основных раз­ меров.

Внутренние рабочие поверхности ко­ локола, фрезера, ловителя и других ло­ вильных инструментов целесообразно ок­ рашивать светлыми красками для выяв­ ления характера работы извлекаемого предмета внутри ловильного инструмен­ та. Ловильный инструмент, пришедший в негодность, следует немедленно отпра­ вить в ремонт.

Соединительные резьбовые концы ло­ вильного инструмента при перевозке пре­ дохраняют от ударов защитными приспо­

Ловитель с промывкой (рис. 16) при­ меняется для извлечения оставшейся в скважине бурильной колонны при од­ новременной промывке скважины через захваченную часть колонны (трубу или замок). Ловителем можно извлекать ос­ тавшуюся в скважине бурильную ко­

лонну вне зависимости от того, оканчивается ли она трубой или замком, косым изломом или прямым, замком или замковой муф­ той. Единственным препятствием для спуска ловителя в скважину может быть сильно разорванный конец трубы со сложным конту­ ром излома. Если с помощью ловителя не удается поднять ко­ лонну, его можно легко освободить.

120