Тема 14 Аварии в бурении

Студент должен

знать:

• причины возникновения различных видов аварий, их классификацию, предупреждение и методы ликвидации; технологию проведения аварийных работ, ответственность за аварии; назначение, типы и устройство ловильного и фрезерного инструмента; технологию забуривания новых стволов; составление плана ликвидации аварии; основные направления профилактической работы по предупреждению аварий.

Уметь:

• выбирать тип аварийного инструмента для ликвидации аварии; делать расчет жидкостных ванн для ликвидации прихвата бурильного инструмента.

14.1 Понятие об аварии, причины возникновения аварий

Авария – это нарушение технологического процесса строительства скважины, вызванное неподвижностью бурильной колонны, поломкой ее элементов, а также оставление в скважине различных предметов и инструментов, для извлечения которых требуется дополнительное время и материальные затраты.

Началом аварии считается момент ее возникновения, а окончанием – момент восстановления условий для продолжения бурения. Авария, возникшая в период ликвидации предыдущей аварии, регистрируется, но не учитывается. Время, затраченное на ликвидацию, суммируется со временем, затраченным на ликвидацию первоначальной аварии. Аварии возникшие, при испытании скважины, вызове притока, учитываются как аварии в освоении.

Основной причиной возникновения аварий является не соблюдение требований технологии ведения буровых работ, предусмотренных проектом на строительство скважин, несвоевременно принятые меры по предупреждению и ликвидации осложнений, а также использование бракованных заводских изделий при бурении.

Для разработки методов предупреждения и ликвидации все аварии выделены в отдельные виды, схожие между собой и наиболее часто повторяющиеся. Все аварии условно подразделяются на следующие виды:

• с элементами бурильной колонны;

• прихваты бурильных и обсадных колонн;

• с долотами;

• с обсадными колоннами и элементами оснастки;

• из-за неудачного цементирования;

• с забойными двигателями;

• падение в скважину посторонних предметов;

• прочие аварии.

14.2 Классификация и методы предупреждения аварий

Аварии с элементами бурильной колонны – оставление в скважине элементов бурильной колонны (УБТ, ЛБТ, ТБПВ, переводников, муфт, центраторов, калибраторов и др.) из-за поломок по телу трубы, в замковой части, по сварному шву, срыв резьбового соединения.

Основными мерами предупреждения аварий с бурильными трубами являются:

• правильное свинчивание труб;

• использование смазки при свинчивании;

• проверка всех труб перед началом спуска.

Причинами возникновения аварии с бурильными трубами может быть:

1. Слом труб в зоне трубной резьбы характерен для труб типа В (высаженные внутрь концы). Резьба способствует образованию трещин в теле трубы, особенно при малых закруглениях, т.е. резьба с острыми углами образует в металле ультрамикроскопические трещины.

2. Недостаточная длина утяжеленных труб – необходимая нагрузка на долото создается бурильными трубами.

3. Установка над УБТ труб из легких сплавов без достаточной длины наддолотного комплекта стальных труб – в результате эксплуатации быстро развивается усталость металла.

4. Установка над УБТ труб повышенной прочности групп Е, К, Л вместо требуемой установки наддолотного комплекта труб группы прочности Д. При такой компоновке быстро развивается усталость в металле и способствует обрыву труб.

5. Установка над УБТ небольшой длины труб группы прочности Е и ЛБТ.

6. Работа бурильной колонны в осложненных условиях с большой кривизной ствола – быстрое развитие усталости металла.

7. Несоответствие диаметра бурильной колонны диаметру долота.

8. Развитие усталости из-за вибрации колонны (при турбинном бурении в твердых породах).

9. Разрушение по телу муфт и бурильных замков.

10. Падение бурильной колонны из-за слабого крепления элеватора или несоответствия диаметру элеватора.

Аварии с долотами

1. Оставление шарошек на забое из-за длительной работы долота или в результате удара долота о забой, или неправильно выбранный режим бурения (нагрузка на долото, частота вращения).

2. Отвинчивание долота или слом в резьбовой части присоединительной головки,

3. Слом долот по резьбе в ниппеле из-за ударов об уступы.

4. Оставление элементов и частей на забое (лапа, шарошки).

Чтобы предотвратить аварии, связанные с поломкой долот, необходимо проверить перед спуском долота:

• сварочные швы лап и корпуса;

• вращение шарошек (свободное от руки);

• промывочные отверстия (закрепление насадок);

• поднятое из скважины долото отвинчивать с помощью долотной доски, вставленной в ротор;

• для предотвращения заклинивания долота необходимо очищать забой от металла магнитным фрезером или шламоуловителем.

Аварии с обсадными колоннами и элементами их оснастки

1. Прихват обсадной колонны из-за неудовлетворительной подготовки скважины к спуску колонны.

2. Разъединение труб, обрыв в резьбовом соединении, по сварному шву или телу трубы.

3. Смятие колонны из-за возникновения избыточного наружного давления.

4. Разрушение обсадных труб при разбуривании цементного стакана.

5. Падение обсадных колонн из-за неисправности замка элеватора.

Аварии из-за неудачного цементирования

1. Недоподъем цементного раствора в затрубном пространстве.

2. Преждевременное схватывание цементного раствора из-за большого разрыва во времени между закачкой цементного раствора и продавкой, или несоответствия с забойной температурой.

3. Оставление в колонне цементных стаканов большой высоты – во время цементирования устраняют негерметичность из-за использования неопрессованных цементировочной головки или нагнетательных линий.

4. Отказ в работе и повреждение узлов подвески секции обсадной колонны.

5. Прихват затвердевшим цементом бурильной колонны при цементировании хвостовика.

Аварии с забойными двигателями – оставление забойного двигателя или узлов в скважине из-за поломки или разъединения с бурильной колонной. Признак таких поломок – резкое падение давления на буровых насосах и прекращение проходки.

Причинами возникновения аварии с забойным двигателем могут быть:

1. Слом корпуса в зоне резьбового соединения и срыв резьбы.

2. Слом корпуса турбобура по верхнему переводнику или разъединение по резьбовому соединению.

3. Слом вала турбинной или шпиндельной секций.

Аварии в результате падения в скважину посторонних предметов – падение вкладышей ротора, роторных клиньев, вкладышей ключа АКБ, кувалд, ручных инструментов, приспособлений, с помощью которых велись работы на устье скважины.

Причиной падения посторонних предметов в скважину может быть: