книги из ГПНТБ / Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении

возникает новая авария с поломкой долот. При этом на разбуривание шарошки одного долота иногда расходуется два-три доро­ гостоящих штыревых долота.

Очень эффективны для извлечения частей долота металлоуловители конструкции инженеров Е. М. Курнева и Н. И. Лукина, применяющиеся в трестах Белнефтегазразведка и Харьковнефтегазразведка.

§4. ЛИКВИДАЦИЯ АВАРИЙ

СОБСАДНОЙ КОЛОННОЙ

При прихвате обсадной колонны немедленно восстанавливают интенсивную циркуляцию бурового раствора и одновременно рас­ хаживают обсадную колонну. Расхаживать колонну следует без

геологических и технологических условий.

Если геологические условия позволяют, то обсадную колонну цементируют в месте вынужденной остановки ее. В тех случаях, когда требуется обязательно спустить колонну до забоя, т. е. когда вынужденная остановка равноценна ликвидации скважины, ведут длительные работы для ее освобождения. В частности, пы­ таются освободить колонну при помощи ванны или с применением сплошной промывки нефтью или кислотой. Прихваченные обсад­ ные колонны, через которые прекратилась циркуляция раствора, стараются освободить путем восстановления циркуляции, для чего

тоопределителем находят место прихвата и простреливают отвер­ стия выше его, восстанавливают циркуляцию раствора и пытаются освободить колонну расхаживанием и с помощью ванны. Если и в этом случае не получают положительного результата, то колонну или цементируют, или извлекают неприхваченную ее часть из сква­ жины. Для этого предварительно обрезают колонну одной из труборезок (кумулятивной, механической или гидропескоструйной).

При посадке колонны в шлам трубы часто забиваются им. Ко­ лонну по возможности поднимают. Если она оказалась прихвачен­ ной, простреливают отверстия над местом прихвата прихватоопределителем, восстанавливают циркуляцию и цементируют колонну или расхаживают ее с усиленной промывкой раствором, а затем водой или нефтью. При отрицательном результате также или це­ ментируют колонну, или отрезают ее труболовкой. Упавшую в сква­ жину часть эксплуатационной колонны извлекают ловителем или внутренней освобождающейся труболовкой. Колонны большого диа-

268

метра и большой длины обычно после падения деформируются в нескольких местах, поэтому не следует извлекать колонну диа­ метром более 168 мм без предварительного тщательного анализа целесообразности выполнения работ. В последнее время не прак­ тикуется извлечение колонны по частям. Обычно свободную часть обсадной колонны обрезают труборезкой и извлекают из скважины.

для труб диаметром более 219 мм не изготовляют, а имеющимися труборезками можно обрезать 219-мм трубы на глубинах не свыше 2000 м. Механические труборезки применяют, когда обрезаемые колонны находятся в подвешенном состоянии (на хомутах, эле­ ваторах, клиньях и т. д.), в противном случае резцы будут закли­

выше места резания, целесообразнее обрезать трубы гидропеско­ струйной труборезкой. Для работы такой труборезки нужно 5—7 т песка и простейшее гидропескоструйное устройство, пред­ ставляющее собой отрезок УБТ или муфтовой заготовки с ввин­ ченными по радиусу двумя—четырьмя керамическими насадками, как у гидропескоструйных перфораторов, и соответствующими циркуляционными отверстиями.

Смятые колонны выправляются при помощи различного рода оправок. Максимальный наружный диаметр их должен быть на 5—10 мм меньше внутреннего диаметра обсадной колонны. Во из­ бежание заклинивания оправки рекомендуется работать ей в комп­ лексе с ударным яссом. После выправления при необходимости обсадную колонну цементируют.

Если нарушены резьбовые соединения зацементированных ко­ лонн и они мешают прохождению долота, разрушенные участки труб центрируют и цементируют места разрушения.

в месте разрыва обсадной колонны следует взорвать торпеду соответствующего размера. Как известно, в месте взрыва торпеды на обсадных трубах образуются трещины. После взрыва спускают эксцентричное долото или грушеобразный фрезер, которым обра­ батывают место взрыва, и затем проверяют возможность прохож­ дения бурильной колонны. При отсутствии помех нарушенный уча­ сток закрепляют полимерными материалами (смолами и отвердителями) или другими закрепляющими материалами (цементный раствор под давлением и т. д.). Затвердевший в колонне мост раз-

269

работы с целью выяснения местонахождения металла. Если пред­ мет находится в стенке скважины над забоем, то скважину про­ рабатывают эксцентричным долотом в зоне нахождения предмета для того, чтобы сбить его на забой. После этого снова проводят электрометрические работы и, если предмет не был сбит, торпе­ дируют его и прорабатывают скважину до забоя.

Упавший в скважину посторонний предмет извлекают ловиль­ ным инструментом, выбор которого определяется размером и фор­ мой предмета. Использование магнитного фрезера зависит от раз­

рами, а также коронками башмачных фрезеров, присоединяемыми к магнитным фрезерам. Колонковые трубы, подъемные грунтоноски и другие предметы разрушают забойными фрезерами или извле­ кают трубными ловушками, представляющими собой трубу с во­ ронкой. На трубе сделаны загнутые внутрь вырезы, в которых за­ жимается извлекаемый предмет. В отдельных случаях крупные детали разрушают торпедами типа ТКО-70 и ТКО-120.

Ликвидация аварий, возникающих при электрометрических работах

При электрометрических работах наиболее тяжелыми авариями являются прихваты кабеля. С возникновением прихвата кабеля немедленно приступают к его расхаживанию, при этом поднимают его на небольшой скорости и создают натяжение не более 75% разрывной прочности кабеля, учитывая вес кабеля в скважине. Затем натяжение его резко снимается путем отключения привода лебедки. Расхаживание кабеля необходимо чередовать с оставле­ нием его на 5—10 мин под натяжением в пределах допускаемых усилий, исключающих обрыв. Натяжение кабеля контролируется по динамометру.

270

Дальнейшие работы по освобождению кабеля или прибора сводятся или к обрыву его, или к освобождению бурильной ко­ лонной, спускаемой с канаторезкой или воронкой. Предпочтение следует отдавать второму методу, так как обрыв кабеля проис­ ходит в любом месте, а чаще около устья, что сопряжено с дли­ тельными работами по его последующему извлечению.

Наиболее эффективный метод освобождения прихваченного ка­ беля предложен А. В. Ферштером, он заключается в следующем: на каротажном кабеле устанавливают зажим на высоте 1 м от ротора, затем кабель с зажимом опускают на ротор, удерживая специальной вилкой. Выше зажима делают петлю из кабеля, под которой его обрубают. На конце оставшегося у лебедки кабеля крепят карабин или крючок с предохранителем против самопро­ извольного отсоединения от него петли. Кабель с карабином про­ пускают через специально установленный ролик у кронблока. Затем к нему присоединяют груз и пропускают через бурильную трубу, которую предусматривают спускать в скважину. После этого отсоединяют груз от карабина и зацепляют последний за

муфты бурильного замка устанавливают вилку и на нее опускают зажим кабеля с петлей. Потом отсоединяют карабин от петли, подсоединяют к нему груз, пропускают их через очередную трубу или свечу, и производя поочередно описанные выше операции, спускают бурильную колонну до места прихвата кабеля.

При выполнении указанных работ надо иметь в виду сле­ дующее. В нижней части первой трубы должна быть направляю­ щая воронка без козырька. Для этого часто используют колокол. Во второй или третьей трубе следует установить специальный пе­ реводник, с сеткой для поднятия кабеля в случае, если он будет упущен с устья.

Прихваченный кабель, как правило, освобождается при дове­

помощью канаторезки или овершота, или патрубка с окном. Овер-

закрепляют кабель на устье скважины зажимом, сматывают весь кабель с каротажной лебедки или обрубают его так, чтобы длина

271

стенкой скважины и бурильной трубой. Для успешного извлечения кабеля необходимо, чтобы окно канаторезки было направлено к лебедке подъемника, кабель после спуска первой трубы должен быть натянут с усилием, равным половине его разрывного усилия. Величину установленного натяжения необходимо все время под­ держивать, для чего следует отпускать кабель с лебедки.

Бурильная колонна опускается медленно и без вращения. Трубы между собой соединяют при застопоренном роторе и без вращения колонны, подвешенной на роторе. После достижения места прихвата восстанавливают циркуляцию раствора и опускают колонну до освобождения кабеля. На ликвидацию прихвата ука­ зывает резкое ослабление натяжения кабеля. Если при последую­ щем натяжении кабель свободно идет вверх, то его извлекают из труб и затем поднимают бурильную колонну. В противном случае трубы поднимают вместе с кабелем, используя зажимы для удер­ жания его на трубах.

При применении канаторезки бурильную колонну спускают до места прихвата и натягивают, при этом ножами канаторезки ка­ бель отрезается и его извлекают лебедкой подъемника на поверх­ ность, а бурильную колонну извлекают обычным путем.

В связи с тем что при этом методе ликвидации прихвата ка­ бель находится между стенкой скважины и трубой в неблагоприят­ ных условиях и нельзя исключить вращение труб, он часто обры­ вается задолго до достижения ловильным инструментом места

дополнительно закрепляют подъемник и блок-баланс, для чего под передние и задние колеса автомобиля устанавливают подкладки, закрепляемые трубами, вбитыми в землю.

Обрывают кабель, чередуя увеличение натяжения с резким снижением его при непрерывном и последовательном повышении нагрузки на кабель на 0,3—0,5 тс. Причем натяжение с одним и тем же усилием повторяют 2—3 раза. Нередки случаи, когда при приложении усилий больших, чем это делается при расхаживании прихваченного кабеля, происходит его освобождение. При этом обращают особое внимание на мероприятия по технике безопас­ ности.

При обрыве кабеля с помощью буровой лебедки закрепляют его на роторе или устье скважины с помощью зажима или других приспособлений. Затем ослабляют кабель, сматывают несколько витков его и закрепляют на подъемном крюке буровой установки. После этого медленно поднимают талевый блок и проводят рабо­ ты по обрыву кабеля в такой же последовательности, как и при обрыве его с помощью лебедки подъемника. Внутри фонаря вышки при этом должен находиться один бурильщик. Кабель на подъем-

272

ном крюке крепят, предварительно обмотав крюк мешковиной, для предупреждения повреждения кабеля. В практике нашел примене­ ние способ обрыва кабеля путем намотки его на переводник. Пос­ ледний затем устанавливается внутри двух штропов, подвешенных на крюке.

При обрыве кабеля длину извлеченной части его замеряют, та­ ким образом определяют местонахождение верхней части остав­ ленного в скважине кабеля и записывают в буровой журнал. Оторванный кабель из скважины чаще всего извлекают ершами, которые опускают на 30—50 м ниже места обрыва. Скорость спуска на этом участке должна быть небольшая. Спуск прекра­ щают при разгрузке колонны на 1,5—2 тс. Затем делают 5—6 подъемов и опусканий ерша на длину квадрата, а затем 3—5 мед­ ленных поворотов бурильной колонны с ершом и снова 3—5 подъ­ емов и спусков колонны с ершом на длину квадрата. Затем мед­ ленно поднимают бурильную колонну на 30—50 м, если увеличения нагрузки на крюке не прослеживаются и нет никаких других приз­ наков захвата кабеля, снова спускают бурильную колонну, но уже на 30—50 м ниже предыдущего места работы ершом. Так, повторяя описанный выше метод, спускают ерш с колонной до захвата кабеля, после чего приступают к подъему всей бурильной колонны.

не более. При подходе ерша с извлекаемым кабелем к башмаку обсадной колонны подъем следует вести на первой скорости.

При ловильных работах внутри обсадных труб ерш обяза­ тельно спускают с ограничительной воронкой, имеющей отверстия для прохождения бурового раствора. При ловильных работах в необсаженных участках скважины запрещается применять огра­ ничитель.

При геофизических работах в скважинах часто от кабеля от­ рываются грузы и приборы. Наличие их в скважине может при­ вести к заклиниванию в последующем бурильной колонны. Поэ­ тому проводят такие же работы, как и в случае извлечения из скважин предметов, описанных выше, т. е. спускают прихватоопределитель для установки местонахождения предмета, работают эксцентричным долотом для сбивания его на забой и разрушают или извлекают предмет целиком.

При этом следует отметить, что разбуривание приборов, имею­ щих радиоактивные источники, запрещается. Ликвидация аварий с ними производится по плану, согласованному с органами Гос­ технадзора.

Находящиеся на забое шаблоны торпед и геофизические при­ боры извлекают с помощью ловушек, колоколов, овершотов, гидравлических пауков. Вид ловильного инструмента выбирают в зависимости от конструкции и размеров оставленного предмета.

Грузы и другие мелкие предметы разбуривают забойными фре­ зерами.

ошибки в ловильных работах, как правило, приводят к перебуриванию скважины. Если не удастся извлечь испытатель пластов труболовкой, то, как правило, забуривают второй ствол. При воз­ никновении аварий этого вида в начале предпринимают такие же подготовительные работы, как и при других видах аварий с эле­ ментами бурильной колонны. При прихвате испытателя пластов делают попытки освободить его расхаживанием.

Целесообразно для облегчения ликвидации аварии с испыта­ телем пластов перед спуском его в скважину устанавливать над пакером ясс с безопасным переводником, а под пакером также левый переводник. Хвостовик желательно компоновать из гладких труб, преимущественно утяжеленных без муфт и замков.

При обрыве по телу одного из узлов испытателя пластов или срыве резьбы, если внутри его есть отверстия, целесообразно сое­ динить его с помощью внутренней труболовки. При возможности спуска наружной труболовки предпочтение надо отдавать ловле с ее помощью.

Ликвидация аварий, возникающих при испытании скважин

Прихваченные цементным раствором насосно-компрессорные трубы освободить тяжело. Для этого отрезают их над местом прихвата (определенным с помощью прихватоопределителя) ме­ ханической труболовкой, кумулятивным пескоструйным труборе­ зом или развинчивают трубы до места прихвата. Если цементный стакан остался внутри труб и имеет большую высоту, его удаляют пескоструйным фрезером. В других случаях разрушают трубы фрезером, если длина их небольшая. При нахождении в скважине неприхваченных труб их поднимают труболовкой.

Ликвидация фонтанов

Признаками начала фонтанирования являются:

—выход из скважины бурового раствора при неработающих насосах;

—наличие в циркулирующем буровом растворе пачек, сильно насыщенных газом или нефтью;

—увеличение объема бурового раствора в приемных емкостях, отстойниках и т. д. при отсутствии специальных добавок;

—шумы в скважинах.

Для предотвращения начавшегося фонтанирования следует

274

создать условия для увеличения давления на продуктивный пласт. Чтобы воспрепятствовать выбросу находящегося в скважине рас­ твора, закрывают превентор, а в затрубное пространство усиленно

а также разрыв обсадных и бурильных труб. При принятии быст­ рых и технически грамотных решений в начальный период фон­ танирования можно не допустить осложнения состояния скважины и предупредить открытый фонтан.

Наибольшую трудность и опасность представляет ликвидация возникшего открытого фонтана, особенно газового, где малейшая негерметичность устьевого оборудования может свести на нет все работы по ликвидации фонтана. Учитывая большую сложность работ, многообразие условий и специфических особенностей воз­ никновения фонтана и почти неповторимость обстановок, возни­ кающих вокруг фонтанирующей скважины, нельзя дать единой рекомендации для ликвидации фонтана.

Для ликвидации фонтана необходимо в первую очередь сохра­ нить имеющееся устьевое оборудование, обсадные и бурильные колонны, находящиеся в скважине. Это позволит быстро ликви­ дировать фонтан. При возможности следует усилить наземное

сутствии на устье скважины устьевого оборудования устанавли­ вают его и создают условия для спуска в скважину бурильных труб. При проведении этих работ стремятся уменьшить влияние

стоять из одной—двух крестовин, резервного превентора, пере­ водной катушки и кооптирующего устройства [36, 44].

При наличии в скважине зон поглощения и если при частично спущенной бурильной колонне после закрытия превентора давле­ ние в затрубном пространстве не возрастает до опрессовочного давления обсадной колонны, то скважину задавливают. При от­ сутствии поглощающих горизонтов задавливают противодавлением [36, 44]. Если обсадная колонна негерметична, в скважину спу­ скают различные пакеры. После их надежной установки задавли­ вают скважину прямой закачкой или с противодавлением.

При возникновении фонтана, рекомендуется следующий поря­

2.При угрозе образования грифонов необходимо пробурить мелкие разгрузочные скважины.

3.Если невозможно ликвидировать фонтан известными мето­ дами с осуществлением работ на устье скважины, то следует про­ бурить наклонные скважины, через которые или закачивать рас­ твор для задавливания фонтанирующей скважины, или произво­ дить взрыв в них с целью обрушения пород в фонтанирующей

скважине, или с целью отвода газа через них.

§ 6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙ

При ликвидации аварий в скважинах допускаются повышенные нагрузки на буровое оборудование, отдельные его узлы и на бу­ рильную колонну. Значения этих нагрузок в некоторых случаях близки к пределу прочности, в связи с чем может произойти разрушение механизмов, узлов и элементов бурильной колонны и возникнет опасность травмирования лиц, находящихся на бу­ ровой.

До начала ловильных работ не всегда возможно составить точное представление о состоянии части бурильной колонны, ос­ тавленной в скважине, поэтому при возникновении аварии с тру­ бами необходимо подготовиться к тому, что оставленная часть колонны окажется прихваченной и ликвидация аварии будет про­ исходить в сложных и опасных условиях.

Для предупреждения несчастных случаев необходимо проводить следующие мероприятия.

1. При возникновении аварии бурильщик должен уведомить

сложным работам или главного инженера конторы бурения, экс­

3.Каждая вахта буровой бригады дополнительно инструкти­ руется по технике безопасности перед началом работ по ликвида­ ции аварии.

4.Ликвидация аварии ведется по плану, утвержденному руко­ водством данного предприятия и согласованному с главным ин­ женером треста.

5.В случае поломки элементов бурильной колонны, долот, турбобуров, оставления в скважине приборов и при других видах аварий, несвязанных с прихватом и заклиниванием колонны труб, необходимо до спуска в скважину ловильного инструмента прове­ рить состояние:

276

— талевого каната и надежность его при ликвидации возмож­ ного прихвата оставшейся части бурильной колонны;

— приспособления для крепления неподвижного конца тале­ вого каната;

— индикатора веса и особенно правильность положения стре­ лок приборов, четкость записей пишущего прибора, качество и состояние крепления дюритового шланга и трубок от трансфор­ матора к показывающим и пишущим приборам индикатора веса;

—вышки и крепление ее соединений, а также прочность фун­ дамента под ногами вышки;

—кронблока, талевого блока, трансмиссий системы лебедки и насосов;

—вкладышей и стопорных устройств ротора и вертлюга. После проверки состояния перечисленного оборудования в сква­

жину спускают ловильный инструмент с обязательным креплением замковых соединений автоматическими, пневматическими или ма­ шинными ключами.

6.Рабочие места внутри фонаря вышки должны иметь сво­ бодные доступы и отходы, а площадку внутри вышки надо осво­ бодить от посторонних предметов.

7.Крепление ловильного инструмента и другие работы в сква­ жине при подвешенной на ведущей трубе колонне бурильных труб выполняют при застопоренных вкладышах и зажимах клиньев

8.При прихвате колонны труб во время бурения или спускоподъемных операций начинают интенсивную промывку. Одновре­ менно с этим проверяют состояние механизмов оборудования и приборов, как указано в п. 5.

9.До расхаживания и отбивки колонны ротором снимают штропы элеваторов, дополнительно укрепляют штроп вертлюга от выпадения из зева петлей из каната, на шиннопневматическую муфту лебедки устанавливают аварийные болты и клинья закреп­ ляют болтами.

10.Расхаживание прихваченной бурильной или обсадной ко­ лонны и отбивка ротором производятся после удаления членов буровой бригады от ротора на расстояние не ближе, чем на 55 м

при высоте фонаря вышки 43 м и не ближе, чем на 65 м при вы­

ледний обязательно должен находиться внутри дизельной, но в без­

колонны труб с резким снижением нагрузки следует проверить состояние оснастки талевой системы, чтобы исключить дальней­ шую работу канатом, выскочившим из шкива блока.

277