Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2764.Осложнения и аварии при бурении нефтяных и газовых скважин..pdf
Скачиваний:
103
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
28.33 Mб
Скачать

переводник увеличенного диаметра. Делается это для того, чтобы расположить захват на определенном расстоянии от верхнего торца трубы. Обычно это расстояние выбирают в пределах от 300 до 600 мм, что соответствует местоположе­ нию высаженной части бурильной трубы. В другом месте труба может раздуться при сильном натяжении, и извлечь труболовку будет трудно. Если “голова" колонны увеличена в диаметре или имеет трещины, то между ограничительным переводником и труболовкой помещают удлинитель.

Имеются другие конструкции внутренних труболовок, не­ сколько отличные от описанной выше, но большинство из них основано на принципе конического расклинивающего механизма. Для перевода захвата из транспортного положения в рабочее и наоборот применяют байонетные замки, якор­ ные устройства типа корончатой гайки или кулачкового типа.

Д. Ловитель (шлипс) с промывкой (рис. 9.9) применяют для извлечения из скважины бурильных и обсадных труб за за­ мок, муфту или сломанный конец в случаях небольшого веса оставшейся в скважине бурильной колонны, когда вследствие ее проворачивания трудно зацепить метчик или колокол.

Когда конец оставшейся в скважине бурильной трубы в результате слома оказался неровным и имеются продольные трещины, то применяют "сквозной" (открытый) шлипс с со­ ответствующим патрубком или трубой для ловли за первую от сломанного конца муфту или за целую часть трубы. Шлипс позволяет промывать скважину через захваченную бурильную колонну. Если не удается поднять оставшуюся часть колонны, шлипс можно освободить.

9.3. ОТБИВАНИЕ ЯССАМИ ПРИХВАЧЕННЫХ ТРУБ И ИНСТРУМЕНТОВ

Яссы — это инструменты для нанесения сильных ударов по прихваченной колонне сверху вниз или снизу вверх. Яссы известны давно, еще с тех времен, когда они использовались в канатно-ударном бурении как для уг­ лубления скважин, так и для ловильных работ. В настоящее время яссы подразделяют по целевому назначению на ловиль­ ные и бурильные. Хотя при конструировании используются одни и те же основные принципы, яссы разного назначения сильно отличаются по использованию. Кроме того, яссы де­

лятся по принципу действия — на гидравлические и ме­ ханические.

В большинство ловильных колонн включают как гидравли­ ческие, так и механические яссы, а также определенное чис­ ло УБТ для создания ударной массы. В колонну может быть включен акселератор, который называют также интенсификатором и бустером. Гидравлический ясс предназначен для нанесения ударов снизу вверх, а механические — сверху вниз. Акселератор создает дополнительный запас потенци­ альной энергии, переходящей в кинетическую при срабаты ­ вании гидравлического ясса, что приводит к ускорению дви­ жения УБТ вверх. Кроме того, за счет запаса свободного хода он гасит удары, практически предотвращая их распро­ странение выше УБТ.

Механический ясс — это телескопический ударный инст­ румент чисто механического действия. Механические яссы изготовляют либо упрощенной конструкции, когда направля­ ющие плоскости вала (внутреннего элемента телескопической пары) обнажаются, если ясс находится в растянутом (открытом) положении, либо более сложной, с герметизацией и смазкой направляющих пар вала и кожуха.

Удар, передаваемый прихваченной колонне, наносится утяжеленными трубами, получившими разгон на участке дви­ жения, равном длине хода ясса при переходе из раскрытого положения в закрытое. Механические яссы устанавливают также над ловильными инструментами типа овершота или внутренней труболовки для их освобождения сбиванием вниз при сильном заклинивании захвата. Специалисты по ловиль­ ным работам часто спускают механический ясс в составе компоновки, предназначенной для работы внутренней трубо­ резкой. Ведь пока ловильная колонна будет перемещаться в пределах длины хода ясса, на труборезку будет действовать только нагрузка от веса компоновки ниже ясса, т.е. исключа­ ется перегрузка ножей от воздействия веса остальной части ловильной колонны.

Основной узел гидравлического ясса — вал с поршнем, перемещающийся внутри гидравлического цилиндра, входя­ щего в состав кожуха ясса. Цилиндр имеет внутренний канал переменного сечения, заполненный жидкостью (обычно мас­ лом). Когда ясс закрыт, то поршень находится в нижнем по­ ложении в узкой части цилиндра, где вследствие небольшого кольцевого зазора движение поршня затруднено. Манжеты поршня имеют особую конструкцию, позволяющую маслу очень медленно перетекать из полости над поршнем в по­

лость под поршнем, когда вал с поршнем движется вверх под действием натяжения ловильной колонны. Пройдя путь, при­ близительно равный половине длины хода ясса, поршень оказывается в широкой части цилиндра, сопротивление дви­ жению резко уменьшается, и поршень, набрав скорость, уда­ ряет в верхний ограничительный выступ кожуха. Варьируя натяжением колонны, можно изменять силу удара, что явля­ ется главным преимуществом гидравлического ясса перед ме­ ханическим.

Большинство гидравлических яссов эффективно работают при температуре до 175 °С, но можно использовать специ­ альное термостойкое масло, которое выдерживает более вы ­ сокие температуры.

Созданы новые модели гидравлических яссов с перепуск­ ными клапанами, обеспечивающими ускоренный переток жидкости из полости под поршнем в полость над поршнем при перезарядке ясса. Однако в работе находится много яс­ сов старых конструкций, не имеющих этого приспособления. В них жидкость перетекает через зазоры в уплотнениях и кольцах поршня. Если к яссу приложить большую сжимаю­ щую осевую нагрузку, жидкость будет перетекать под боль­ шим давлением, разрушит уплотнения и выведет ясс из строя. Поэтому при перезарядке ясса следует разгружать ко ­ лонну постепенно. Для выравнивания давления в скважине и в полости ясса в современных конструкциях используется плавающий поршень.

Гидравлический ясс — очень эффективный инструмент при ликвидации прихватов. Потенциальная энергия растяну­ той колонны труб над яссом превращается в энергию удара, которую можно менять, изменяя натяжение колонны.

Интенсификатор, или акселератор, который также назы ­ вают бустером, — вспомогательный инструмент, включаемый в ловильную колонну с Яссами. При установке его над УБТ появляется возможность увеличить силу удара и изолировать от ударных нагрузок ловильную колонну и буровую уста­ новку.

Инструмент, по существу, является гидроаккумулятором поршневого типа, цилиндр которого заполнен сжимаемым рабочим агентом, обычно нейтральным газом или силиконом. Когда в ловильной колонне создают натяжение, поршень ак ­ селератора сжимает в цилиндре рабочий агент и накапливает потенциальную энергию. А когда срабатывает гидравлический ясс, энергий акселератора ускоряет движение вверх УБТ, уве­ личивая силу Удара ясса.

Другая функция акселератора — гашение ударных нагру­ зок, которые отрицательно влияют на состояние труб и резьб ловильной колонны. Это достигается за счет достаточ­ но большой длины хода вала акселератора при переходе из раскрытого состояния в закрытое, т.е. длина хода гидравли­ ческого ясса компенсируется длиной хода акселератора. При работе без акселератора в момейт срабатывания гидравличе­ ского ясса колонна, расположенная над ним, резко перехо­ дит из растянутого состояния в сжатое, что приводит к ры в­ ку практически всей колонны вверх. Большая часть энергии этого рывка поглощается силами трения в скважине. Однако на поверхности бывают заметные сотрясения элеватора, та­ левой системы и даже вышки.

При работе с акселератором этих сотрясений нет. Таким образом, исключение резких сжимающих нагрузок на ло­ вильную колонну — важное преимущество акселератора. Ис­ пользование его дает возможность уменьшить массу УБТ в ловильной колонне, так как возрастает скорость движения УБТ при нанесении удара. Изготовители выдают рекоменда­ ции по массе УБТ, спускаемых с каждым типоразмером ве­ сов. При включении в колонну акселератора очень важно не превышать эти рекомендации, так как сила удара настолько возрастает, что может произойти обрыв под яссом прихва­ ченной колонны (или ловильного инструмента) вместо осво­ бождения ее целиком.

На рис. 9.10 приведена схема колонны для работы Яссами. Элементы колонны необходимо спускать в скважину строго в определенной последовательности, так как каждый из них выполняет специфические функции. Овершот или труболовка предназначены для соединения с оставленными в скважине трубами. Механическим яссом наносят удары сверху вниз для сбивания прихваченных труб или заклиненного захвата ло­ вильного инструмента. Гидравлическим яссом наносят удары снизу вверх. УБТ обеспечивают необходимую ударную массу, а акселератор увеличивает скорость движения УБТ и гасит ударные нагрузки, направленные вверх, уменьшая сжимаю­ щие напряжения в трубах.

При выборе массы УБТ учитывают размеры яссов, глубину их спуска, плотность жидкости в скважине, прочностные ха­ рактеристики элементов ловильной колонны и количество прихваченных труб. Изготовители яссов и акселераторов да­ ют рекомендации по массе УБТ для работы с инструментами. Однако, если таких данных нет, можно воспользоваться сле­ дующим эмпирическим правилом, которое наиболее приме-

602

Рис. 0.10. Типичная компоновка ловильной колонны для работы Яссами:

1 - бурильные трубы; 2 - акселератор (интенсификатор); 3 - УБТ; 4 - гидравлический ясс; 5 - механический ясс; 6 - овершот

нимо в обсаженных скважинах. УБТ должны быть одного диаметра с яссом, а длина их в метрах равна диаметру в миллиметрах, по­ множенному на коэффициент 0,36.

Когда яссы спускают с акселераторами, не следует включать в компоновку избыточное количество УБТ, так как это ведет к перегруз­ ке акселератора и скорее помешает работе, чем окажет какую-либо помощь.

После присоединения с прихваченными трубами создают натяжение в ловильной ко ­ лонне больше ее веса на заданное значение и затормаживают буровую лебедку в ожидании, когда поршень гидравлического ясса дойдет до расширенной части цилиндра и ясс сработает, нанеся удар вверх. Силу удара можно изме­ нять в пределах технических возможностей труб и инструментов, спущенных в скважину. Обычно отбивку яссом начинают со сравни­ тельно легких ударов, постепенно увеличивая их силу по мере необходимости. Возможность менять силу удара — важное преимущество гидравлических яссов.

Когда с прихваченной колонной соединя­ ются овершотом или труболовкой, отливку яссом надо начинать обязательно с легких ударов и усиливать их постепенно. При этом захват ловильного инструмента более равно­ мерно прилегает к поверхности прихваченной трубы, а потом врезается в нее своей насеч­ кой. Если начать сразу наносить сильные уда­ ры, то можно содрать поверхность трубы и затупить насечку захвата.

При отбивке вверх механический ясс рабо­ тает просто как удлинитель или как телеско­

пический узел. Когда намечается отбивка вниз, гидравличес­ кий ясс нужно закрыть и пользоваться механическим яссом. Эта мера необходима, потому что удар сверху вниз по рас-

ооз