26. Прихваты колонны труб.

Прихваты колонны труб

Нередко для подъема колонны из скважины требуется приложить усилие, значительно превышающее вес колонны. Такое осложнение называют затяжкой. Если же для страгивания колонны с места требуется приложить усилие, при котором напряжения в трубах приближаются к их прочности, либо усилие, близкое к предельно допустимому для вышки или талевой системы, осложнение называют прихватом. Если для устранения прихвата приложить чрезмерно большое усилие, осложнение усугубится аварией.

Существует несколько причин прихватов.

1. Большая разность между давлением столба промывочной жидкости в скважине и пластовыми давлениями в проницаемых породах. На отдельных участках колонна труб всегда прижата к стенкам скважины боковой составляющей собственного веса. Если участок сложен проницаемыми породами и покрыт фильтрационной коркой, то при прижатии колонны фильтрационная корка уплотняется и может стать почти непроницаемой

2. Образование желобов в стенках скважины на участках искривления, сложенных достаточно прочными породами.

3. Обваливание горных пород.

4. Образование сальника из кусков толстых фильтрационных корок, содранных со стенок скважины или из частиц осыпавшихся и разбуренных пород.

5. Большая липкость фильтрационных корок.

6. Заклинивание в результате падения в скважину посторонних предметов.

Основные мероприятия по предупреждению прихватов: применение промывочных жидкостей с малой водоотдачей, возможно меньшим содержанием грубодисперсной твердой фазы; тщательная очистка промывочной жидкости от шлама на виброситах и гидроциклонах; снижение избыточного давления в скважине; предотвращение желобообразования;. Колонну нельзя оставлять в покое на длительное время; если бурение прекращено, ее следует систематически проворачивать ротором или поднять долото хотя бы в башмак промежуточной обсадной колонны.

Затяжки и небольшие прихваты обычно ликвидируют расхаживанием колонны и проворачиванием ее ротором при интенсивной промывке скважины. Если таким способом прихват ликвидировать не удается, прибегают к более сложным работам.

Эффективный способ ликвидации прихватов — резкое встряхивание колонны с помощью забойных гидроударников, вибраторов, небольших гидравлических ударов, взрыва шнурковых торпед малой мощности.

27 - 28. Основы гидравлических расчетов в бурении. Краткие понятия о реологических моделях промывочных жидкостей

Реологией называется наука о течении (деформации) тел. Зависимость между напряжением и деформацией большинства тел можно описывать уравнениями типа: , (10.1)

где  - касательное напряжение на поверхности контакта двух слоев, отстоящих друг от друга на расстоянии dr, Па; _о - динамическое напряжение сдвига, Па;  - вязкость тела, Пас; d/dr - скорость сдвига одного слоя относительно другого, с^-1. Величины _о,  и n называют реологическими характеристиками тела.

Многофазные буровые промывочные жидкости в первом приближении принято рассматривать как тела либо вязкопластичные, либо псевдопластичные. В данном гидравлическом расчете принята модель вязкопластичного тела.

При ламинарном течении вязкопластичного тела в трубе круглого поперечного сечения слои сдвигаются друг относительно друга лишь в периферийной части потока, где касательные напряжения   _о . Центральная же часть потока, в которой   _о , движется как пробка; скорости движения всех слоев в ней одинаковы. На границах этой пробки-ядра  = _о. Для разрушения части центрального ядра необходимо, чтобы касательные напряжения между смежными слоями превысили динамическое напряжение сдвига. Для этого требуется, как видно из формулы (10.1), увеличить скорость сдвига.

При ламинарном течении ньютоновской жидкости относительные сдвиги имеют место между всеми слоями и поэтому центральной пробки-ядра нет. Поскольку профиль скоростей (т. е. характер распределения скоростей слоев по поперечному сечению потока) при течении вязкопластичной жидкости благодаря наличию центрального недеформированного ядра отличается от соответствующего профиля ламинарного потока ньютоновской жидкости, часто ламинарный режим течения вязкопластичной жидкости называют структурным.