5. Ликвидация аварий и специальные работы в скважинах.

Бурение глубоких скважин и прежде всего поисковых и разведочных скважин на нефть и газ сопряжено со сложными физическими процессами, протекающими в недрах земли в результате нарушения метастабильного напряжённо – деформированного состояния породы. Опережающее разрушение породы перед долотом, изменение свойств промывочной жидкости за счёт ухода в пласты дисперсионной среды, обвалообразование и залипание инструмента в скважине – всё это те факторы, с которыми приходится сталкиваться даже при строжайшем соблюдении технологической дисциплины бурения.

Ряд осложнений и даже аварий вызваны ограниченными возможностями методов неразрушающего контроля, которые не позволили обнаружить скрытые дефекты в бурильных трубах, замках и переводниках. Человеческий фактор в провоцировании аварий на скважинах занимает одно из последних мест.

Многолетний промысловый опыт показывает надежность и технологичность работ в скважинах с использованием взрывных пакеров. Разобщение пластов и объектов внутри скважины , устранение негерметичности обсадной колонны , повышение качества изоляции затрубного и межтрубного пространства – все эти проблемы решают с помощью взрывных пакеров

5.1 Применение взрыва для ликвидации осложнений и аварий при бурении

5.1.1. Торпеды кумулятивные осевые

В глубоких и сверхглубоких скважинах роль взрывных устройств при ликвидации осложнений и аварий часто становится особо значимой. Разрушение на мелкие фрагменты аварийных металлических конструкций, таких как долота или их элементы, а также клиньев и т.п. на забое глубоких и сверхглубоких скважин может быть осуществлено торпедами кумулятивными осевого действия (ТКО). Торпеда (см. рис.№5.1.)представляет собой кумулятивный заряд 1 , помещённый в герметичный корпус 2. Инициирование производится с помощью взрывного патрона 3 при спуске торпеды на кабеле. Для улучшения контакта с объектом, подлежащим торпедированию, на кабель непосредственно над торпедой навешиваются грузы. Несмотря на грузы установка торпеды, спускаемой на кабеле связана с рядом проблем . Во – первых, очень сложно установить торпеду вертикально. Во – вторых , несмотря на тщательные промывки забоя скважины, длительный период времени между промывкой и установкой торпеды на забое , из –за многочасового подъёма НКТ , забой будет закрыт осадком ( часто многометровым), который торпеда не сможет преодолеть.

Поэтому предпочтение отдают спуску ТКО на трубах.

На рисунке №5.2 представлено устройство УСТ для спуска на трубах в компоновке с головкой и тремя торпедами.

УСТ обеспечивает циркуляцию жидкости между внутренним объёмом бурильных труб и затрубьем в процессе спуска компоновки через каналы 1.Через эти же каналы ведётся промывка забоя скважины до посадки торпед на разрушаемый металл на забое . После установки торпеды в боевое положение в колонну бурильных труб сбрасывают обрезиненный стальной шар 2 , который попадая на седло разобщает внутренний объём труб и затрубье. Одновременно шар опирается на шток накольного механизма. Сам накольный механизм имеет несколько степеней предохранения. Наличие чеки, рассчитанной на 400 – 600 Н предохраняет накольное устройство от случайных ударов по штоку упавших в скважину предметов. При срезанной чеке шар, движущийся по каналу УСТ , должен сжать ещё пружину для того чтобы накольник достиг устройства инициирования и произошло срабатывание торпеды. После максимального сжатия пружины шар проваливается ниже и через боковое окно уходит в затрубье. Теперь освобождённая пружина поднимает накольник над устройством инициирования. Рассмотренная система предохранения конечно не может обеспечить полную безопасность работ. Поэтому подъём торпеды после отказа или отсутствия информации о факте срабатывания (сигнал поглощён пластом) потребует от всего персонала, ведущего работы, максимальной осторожности.

Таблица 5.1.

Технические характеристики торпед ТКО

.

ТКО	Максимальный наружный диаметр	Масса ВВ, кг	Пределные параметры применения
			Температура, 0С	Давление , МПа
200-800/120	200	8,2	120	80
120-600	120	2,7	120	60
Т120-1000/200	120	3,7	200	100
Т70-1000/200	70	0,85	200	100
Т60-1500/230	60	0,6	230	150
Т38-1500/230	38	0,15	230	150

Рис.5.1. Торпеда ТК Рис.5.2 Устройство для спуска

спускаемая на кабеле 3-х торпед на трубах с головкой .

Применение ТКО в комплексе с имплозийными ловителями.

Разрушенные металлические конструкции на забое скважины требуют подъёма их на дневную поверхность . Для этих целей также может быть использованы взрывные устройства. Среди них – имплозийный ловитель ИЛ. Последний представляет собой трубу, верхняя часть которой оснащена головкой под кабельный наконечник, а нижняя часть закрыта герметичной мембраной, с закреплённом на ней взрывным патроном . Ниже мембраны установлено устройство под названием <<щучья пасть>>.Давление в герметически закрытой трубе перед спуском в скважину равно атмосферному. После спуска в скважину ИЛ и установки его на забое с небольшим прослаблением натяжения геофизического кабеля взрывают патрон. Разность давлений между забойным и атмосферным в полости ИЛ приводит к затягиванию в полость трубы фрагментов металла. Задача <<щучьей пасти >> состоит в пропускании внутрь полости трубы крупных и мелких фрагментов металла и исключении выпадения их из полости трубы в процессе подъёма ИЛ на дневную поверхность

На рисунке 5..3 приведена последовательность операций при работе с комплексом ТКО – ИЛ. На первом этапе ИЛ, спущенном на кабеле, забираются крупные фрагменты , которые могут пройти через щучью пасть. На втором этапе в скважину спускают на бурильных трубах ТКО. Осуществляя промывку с постоянным допуском труб в скважину, достигают посадки ТКО на крупные металлические детали (переводник, долото и т.п.). Сбрасывают в скважину шар и после достижения им посадочного места, повышают давление в колонне бурильных труб до срабатывания ТКО. Дополнительной промывкой удаляют из скважины осыпавшиеся со стенок труб всякого рода наслоения.. На заключительном этапе с помощью ИЛ окончательно очищают забой. При работе с ИЛ необходимо учитывать реакцию ИЛ на втекание в полость трубы скважинной жидкости и ограничивать длину трубы, во избежание глубокого внедрения

последней в забой под действием реактивной тяги.

Рис.5.3 Очистка забоя комплексом торпеда ТКО - Имплозийный ловитель.

1 – очистка забоя от крупных фрагментов имплозийным ловителем (ИЛ), спущенным на кабеле; 2 – промывка забоя с допуском на забой ТКО , приведение в действие ТКО для разрушения метала на забое, промывка забоя от шлама породы; 3- состояние забоя после разрушения металла и промывки от шлама породы ; 4 – окончательная очистка забоя ИЛ.