27. Способы и особенности разрушения металла в скв-не. Режущие инструменты.

Сп-бы разрушения металлич-х объектов в скв: механич-й, химич-й, термич-й.

К механич-му сп-бу относ-ся фрезерование (резание металлов с пом-ю разл-х режущих у-в), пескоструйное разрушение (использовании абразивного действия струи ж-ти с песком, истекающей с большой скоростью из спец-х насадок), разрушение взрывом (использовании освобождения большого количества энергии в момент детонации при ударе о забой).

Химич-й сп-б разруш-я происходит в рез-те воздействия на металлич-й объект высокоактивных химич-х вещ-в.

При термич-м сп-бе применяют плазменное и электронно-лучевое разрушение, с пом-ю электрической дуги и др.

В наст. вр. одним из самый распространённый сп-б - фрезерование.

Фрезерование - процесс разрушения металла в скв-не спец-ми инструментами – фрезерами, вращательным сп-бом с одновременным воздействием на фрезер осевой нагрузки и крутящего момента.

Фрезер: металлический (кованый) корпус, в верхней части кот-го нарезана замковая резьба для соед-я с бурильными трубами. Рабочая пов-ть оснащена режущими зубьями, выполненными в виде пазов, в кот-е запрессованы твёрдосплавные пластины со специальной геометрией заточки.

Фрезер имеет систему промывки, а на рабочей пов-ти и в корпусе предусмотрены стружкоотводящие противозаклинивающие канавки.

Хар-р разруш-я металла фрезером – резание и истирание.

Фрезерование выполняют с целью обработки в скв-не верхних концов аварийных труб, штанг и другого оборуд-я для придания им формы, удобной для захвата ловильным инструментом (метчик, колокол, труболовка).

Фрезеры также используют для выпрямления смятых ОК, вырезания окон в ОК, фрезерования труб прихваченных цементом.

Фрезерование колонны (смятой и сломанной) ведут до тех пор, пока диаметр скв не достигнет размера, при кот-м в скв-ну можно спустить шаблон, соответствующий размерам устанавливаемого скв-ного оборуд-я.

Фрезерование металлич-х предметов, перекрывающих ствол скв, выполняют только в том случае, если известными м-дами извлечь их невозможно.

Фрезерование труб, прихваченных цементом производят в тех случаях, когда зазор м/у трубами и стенкой скв-ны недостаточен для обуривания коронками и кольцевыми фрезерами.

Инструмент спускают в скв-ну на колонне бурильных труб. Вращ-е осущ-т ротором или винтовыми забойными двигателями с малым числом оборотов.

Разновидность фрезерных работ обуславливает применение различных видов инструмента.

В завис-ти от назначения рабочая пов-ть фрезера цилиндрическая, коническая, грушевидная, торцевая, дынеобразная. Изготавливают фрезеры ступенчатые и пилотные с центральным направляющим у-вом, пакерные с захватным у-вом, лопастные с выдвижными режущими органами, кольцевые (башмачные) и др.

Фрезеры с рабочей пов-ю конической, грушевидной, дынеобразной, цилиндрической используют в основном для исправления и выравнивания суженных интервалов ОК.

Фрезеры – райберы применяются для исправления и удаления поврежденных уч-ков (смятий, сломов) ОК, вырезания и формирования окна в ОК при зарезке бокового ствола. Их рабочие поверх-ти имеют цилиндрическую, овальную, конусную форму или их комбинации, некот-е из них оснащ-ся направляющими у-вами.

Фрезеры кольцевые ФК - для фрезерования прихваченных труб в ОК путём их обуривания по кольцевому пространству м/у наружным диаметром трубы или внутренней стенкой колонны. Обуривание производят на длину, необходимую для захвата трубы ловильным инструментом или на всю длину трубы с последующим отвинчиванием или резанием. Режущая кромка в форме кольца, армированного композиционным материалом.

Цилиндрические фрезеры имеют торцевые режущие элементы, позволяющие разрушать путем фрезерования разнообразные металлич-е объекты, кот-е невозможно извлечь ловителями (чугунные пробки, долота, трубы, штанги, насосы, пакеры, перфораторы и пр.).

Ступенчатые фрезеры, также цилиндрические с юбкой представляют комбинацию цилиндрического и кольцевого фрезеров, применяются для подготовки объекта к захвату ловителями.

Фрезеры с захватным устройством оснащаются цанговыми, плашечными, магнитными ловителями, позволяющими за один спуск (рейс) инструмента подготовить и захватить ловимые объекты. Разновидностью их являются кольцевые фрезеры с ловителем пакера.

Для разбуривания цементных мостов, зацементированных металлических объектов в скв-не используют также фрезерные долота ДФТС и долото фрезер ДР диаметром 110-190 мм.

Для вырезания труб используют труборезки и вырезающие устройства.

Труборезки - для расчленения колонны труб в скв-не с последующим их извлечением по частям.

По принципу резания различают труборезы мех-кие, гидравлич-е, химич-е, взрывного действия.

Для вырезания ОК используют внутренние труборезы.

Принцип работы механических труборезок основан на выдвижении из ее корпуса мех-ких резцов за счет нагнетания ж-ти на поршень (плунжер) или конус. При прекращении подачи ж-ти мощные пружины возвращают мех-м резания в корпус.

Труборезка гидравлического действия разрезает трубы струей ж-ти насыщенной песком, истекающей с большой скоростью ч/з сопла инструмента.

Труборезки изготавл-ют наружные и внутренние. Спускают в интервал разреза на бурильных трубах или НКТ, резание выполняется при вращении колонны труб и режущего инструмента.

Для калибровки стенок колон, очистки металлических наплывов, заусениц, протирки окон в трубах используют райберы.

Врезной ловильный инструмент предназначен для захвата труб (муфт, замков) путем концентрического врезания во внутр-ю или наружную пов-ть с последующим извлечением их из скв-ны. При работе врезным инструментом необходимо его вращение для нарезания соединительной резьбы. Нарезание резьбы навинчиванием на наружную пов-ть выполняют колоколом, ввинчиванием во внутр-ю пов-ть – метчиком.

Плашечными инструментами захват осущ-ся благодаря заклиниванию между телом трубы и корпусом ловильного инструмента специальной детали – плашки, при этом инструмент вращать не обязат-но.

Инструмент для извлечения из скв-ны труб и других объектов цилиндрической формы, имеющий захватное у-во клинового типа называют т р у б о л о в к а м и. Труболовки по назначению и хар-ру захвата бывают внутренними (ТВ- захват за внутреннюю поверхность труб ) и наружными (ТН- захват за наружную поверхность труб). По возможности освобождения от захваченного объекта - освобождающиеся (О) и не освобождающиеся. По конструкции захватного у-ва подразделяются на плашечные, втулочные, цанговые, комбинированные. По количеству захватных устройств – на одинарные и сдвоенные.

К группе прочих захватных у-в относ-ся инструменты, кот-е по принципу захвата отличаются от плашечных и нарезных.

Простейшим неосвобождающимся ловителем явл-ся овершот, у кот-го рабочий орган захвата представляет систему пружин или плашек (шлипсов). Захват пружинами производится под муфту, а за тело трубы – плашками. Его применяют, если им-ся уверенность, что аварийные трубы не прихвачены.

Ловители штанг предназначены для излечения не прихваченных насосных штанг из скв-ны после отворота, слома, падения (штанголовки и клапаны для ловли штанг) Их изготовляют несколько типов для штанг разных размеров (диаметров) и их расположения в скв-не после падения.

Штанголовители представляют собой цилиндрич-й корпус с расположенными в нем захватными у-вами в виде шарнирной вилки, плашек, цанги, замкнутых витков пружин, спирали или их сочетаний. Ловитель спускают внутрь спущенной в скв-ну колонны НКТ на штангах. Верхний конец оборванной или отвернувшейся штанги входит в пространство между деталями захватного у-ва, которое при движении ловителя вверх перемещается в корпусе и заклинивает в нем захваченную штангу.

Ловители кабеля, каната, проволоки. В кач-ве захватных у-в исп-ют специальные удочки, крючки, штопоры и другие приспособления, спускаемые на трубах.

Удочки ловильные - стержень (рог) с расположенными на нем одним или несколькими неподвижными или шарнирными крючками. В верхней части удочки имеется воронка для создания петель каната или кабеля над крючками, которые, проходя ч/з эти петли, их залавливают.

Ловители мелких предметов

Ловители с мех-ким захватом: пауки, клещи, грейферы, у-ва с затвердевающим рабочим агентом.

Ловители струйно-механ-кого действия: гидромониторные пауки, металлоуловители с воздушной камерой, гидроимпульсные у-ва, у-ва для создания депрессии с ловильными приспособлениями, поршневые и автоматические желонки.

Если прихваченную колонну труб м-дом расхаживания и промывки освободить не удается, то верхнюю не прихваченную часть труб отсоединяют от прихваченной и извлекают на пов-ть. Отсоединение производят отворотом или резанием. Оставшуюся в скв-не прихваченную колонну труб освобождают и извлекают из скв-ны по частям.

Извлечение из скв-ны труб сломанных и смятых в результате падения Захватывают наружными ловителями.

Возможны 4 варианта расположения труб и кабеля:

верхний обрыв труб и нижний обрыв кабеля (в скв-ну спускают трубо­ловку для захвата муфты оборвавшейся колонны и извлекают ее из скв-ны до появления кабеля)

• верхний обрыв труб с обрывом кабеля выше места обрыва труб (сначала спец-ным захватным у-вом извлекают оборвавшийся кабель. Если расположенный выше трубы кабель не поддается извлечению, кабель в скв-не режущим инструм-м срезают вплоть до муфты трубы. Затем трубы захватывают труболовкой и извлекают на пов-ть),

• нижний обрыв труб с верхним обрывом кабеля и образова­нием из него сальника над оборвавшейся частью колонны труб (а),

• нижний обрыв труб с верхним обрывом кабеля и образованием из него сальника ниже верхней части оборвавшейся колонны (б).

Ликвидация аварии вариантов (а) и (б) сложная и трудоемкая, что обусловлено образованием в скв-не сальников значит-й протяженности. Поэтому вначале необходимо устранить сальник, затем определяют место оборванного конца трубы и приступают к ее захвату и извлечению.

Извлечение из скв-ны насосных штанг. Ловители состоят из корпуса, которым накрывают штангу, внутри кот-го расположено захватное у-во. В кач-ве захватных у-в используют захваты плашечные, спиральные, цанговые (четырехперые). Захваты в виде шарнирной вилки и в виде вилки с внутренними штырями-крючками, захваты ползункового типа, работающие путем заклинивания ползунка при его передвижении и др.

Для одновременной ловли насосных труб и штанг примен-т ловители комбинированные. Корпус такого ловителя имеет два яруса. Верхний ярус представляет собой ловильный клапан для штанг, а нижний - наружную не освобождающуюся труболовку. Такие ловители спускают в скв-ну на бурильных или насосных трубах.

Ликвидация прихватов при бурении боковых ответвлений. В открытом стволе скв-ны причинами прихватов м.б. разность м/у давл-м столба п/ж в скв-не и Рпл в проницаемых породах. Кроме того, прихваты случаются в рез-те образ-я желобов в стенках скв-ны на искривленных уч-ках, обваливания горных пород, осаждения выбуренной породы и утяжелителя, образования сальников из кусков фильтрационной корки и частиц породы, заклинивания металлич-ми предметами, намагниченности труб и др. Одним из основных сп-бов предупреждения прихватов явл-ся использ-е качественных буровых р-ров. Р-р, обладающий достаточно высокими смазочными св-ми позволяет значит-но снизить степень риска