Аварийный буровой инструмент.
Аварийным инструментом в бурении называется группа инструментов, предназначенная для ликвидации аварий с технологическим инструментом, находящимся в скважине. К сожалению, аварии при бурении скважин бывают довольно часто, а ликвидировать их бывает иногда весьма сложно и долго. Это объясняется тем, что работа по бурению скважины происходит вне видимости «в темную» и судить о том, что происходит в скважине можно только по косвенным признакам. Аварии в скважине могут быть весьма разнообразны, большинство их сводится к пяти – шести видам: прихват снаряда, прижег коронки, обрыв бурильных труб, урон снаряда в скважину, поломка коронки или долота, урон посторонних предметов в скважину и другие. В большинстве случаев задача ликвидации аварии сводится к извлечению из скважины, оставшегося там технологического инструмента или его частей (поэтому аварийный инструмент часто называют «ловильный). Если верх попавшего в аварию бурового снаряда на поверхности, а поднять его из скважины лебедкой или вращателем бурового станка не удается - прихват, прижег,), то сначала применяют аварийный инструмент, используемый на поверхности. Это прежде всего шарнирные хомуты (рис. 29) и гидравлические домкраты, (рис. 30) (по правилам безопасности для ликвидации прихватов запрещается создавать нагрузку одновременно гидравликой и лебедкой станки и использовать винтовые домкраты), (рис. 30) и ударная или выбивная «баба» с выбивным наголовником, (рис.31 а,б).
Рис. 29.
Рис. 30.
|
|
а б в
Рис. 31.
Если домкратом вытащить снаряд из скважины или выбить его «бабой» не удается и он не оборвался, то при наличии в колонковом наборе отсоединительного переходника, надо попытаться отвернуть бурильные трубы и поднять из на поверхность, оставив, прихваченный колонковый набор в скважине.
Когда верхний конец оставленного в скважине снаряда в глубине скважины, то первая задача сводится к соединению ловильного инструмента с тем, что в скважине. Если скважина большого диаметра или ствол скважины сильно разработан сначала в скважину спускают «печать», обычно самодельную из отрезка дерева, забитого в короткую колонковую трубу и смазанного с торца битумной мастикой. (рис 31 в). По отпечатку на печати подбирают ловильный инструмент и, если нужно изгибают нижнюю бурильную трубу ловильного снаряда Для соединения с оставшимся в скважине снарядом используются два классических инструмента или их производные – это метчик и колокол.
Метчик наружный конус с закаленной винтовой нарезкой с острыми «заходами» предназначен для соединения с частями снаряда в скважине, имеющими открытое сверху значительное отверстие. Метчик попадает в это отверстие и за счет вращения и подачи с поверхности нарезает в отверстии резьбу, ввинчивается в нее и, как правило, обеспечивает надежное соединение с пострадавшим снарядом (бывали случаи, когда при натяжке домкратом трубы рвались в целом месте, а соединение метчика с трубой выдерживало). Метчики делаются разных диаметров и могут ловить как бурильные (рис.32 а), так и колонковые и обсадные трубы (рис. 32 б). Для лучшего попадания метчиком в отверстие применяют метчики с направляющей юбкой (рис. 32 в), а для ловли колонковой трубы с керном(после отвинчивания переходника) применяют метчик с опережающей коронкой (рис. 32 г) для разбуривания, оставшегося там керна.
а б
в г
Рис. 32.
Колокол (вывернутый на изнанку метчик) делает тоже самое, что и метчик, но применяется если верхний конец потерпевшего инструмента имеет малое или завальцованное отверстие. Колокол применим для ловли бурильных труб, в том числе и с наголовниками (если позволит диаметр скважины).На рисунке приведен колокол (рис. 33 а) и колокол с направляющей юбкой (рис. 33 б).
а б
Рис. 33.
Если трубы не прихвачены, а просто уронены в скважину, и для их подъема не потребуется большие усилия, можно применить простой ловитель-овершот (рис.34 а, б), если на конце труб муфта или замок. Если конец труб гладкий, можно применить ловушку с заклинкой (рис. 34 б). В последнем случае ловушка за счет конуса надевается на гладкий конец трубы и с поверхности в нее засыпается заклиночный материал.
а б в
Рис. 34.
Для извлечения с забоя скважины мелких предметов: обломков долота или коронки, выпавших резцов, уроненного в скважины мелкого инструмента, кусочков выпавшего керна и.т.п. можно применять шнековую ловушку рис. 34 а, магнитную ловушку рис. 34 б, просто «паук» рис. 34в, а если предмет немагнитный, применяется гидравлическая ловушка рис 34. г.
а б в г
Рис. 34.
Труболовки применяются для ловли колонковых и обсадных труб. Имеются
гидравлические (раньше были и механические) самоосвобождающиеся труболовки (рис. 35 а), В свободном состоянии плашки труболовки находятся в верхнем положении и убраны внутрь. После того, как труболовка войдет в извлекаемую трубу, включают насос, жидкость надавит на поршень и сдвинет его и с ним плашки вниз. Плашки, двигаясь по конусу, раздвинутся и прочно захватят трубу. Для освобождения труболовки выключается насос, труболовка слегка сдвигается вниз, пружина поднимает поршень и плашки вверх и плашки сдвигаются по конусу внутрь. Труборез, (рис.35 б). Если вытащить трубы труболовкой не удается, то труболовка отсоединяется и в скважину спускается гидравлический труборез, который устанавливается выше прихваченной части трубы (или колонны обсадных труб) и за счет вращения с поверхности отрезает свободную часть трубы или колонны труб. Как и труболовка труборез включается и освобождается включением и выключением насоса.
а. б.
Рис. 35.
Если заведомо предполагается, что статическим усилием вытащить прихваченный снаряд не удастся, в ловильный инструмент может включаться забойный вибратор, который за счет ударного воздействия, значительно снижая силы трения, облегчит освобождение и извлечение прихваченного инструмента. Применяются механические и гидравлические забойные вибраторы (Рис. 36 а, б) - механический вибратор создает ударные импульсы за счет относительного вращения зубчатой пары, гидравлический вибратор работает по принципу гидроударникеа за счет энергии потока очистного агента.
Рис. 36.
Поскольку извлекать оставшуюся часть бурового инструмента не всегда удается целиком, т.е. вытащить не удается, его извлекают по частям, отвинчивая свободную часть инструмента. Для этого нужно иметь возможность вращать прихваченный инструмент влево. Для развинчивания прихваченного инструмента используется специальные аварийные бурильные трубы с левыми резьбами и ловильный инструмент (метчики, колокола и др.) также с левыми резьбами
Кроме ловильного инструмента с состав аварийного входит инструмент для разрушения, оставшихся в скважине частей технологического инструмента и для извлечения остатков разрушенного инструмента. Применяются соответственно различные фрезы и ловушки, последние могут быть с использованием потока очистного агента и магнитные (смотри рис.34)
Применяются и более редкие, а иногда, и оригинальные аварийные инструменты, изготовляемые для конкретного случая на месте.