Рисунок 2.3 – Схеми кумулятивних торпед осьової

Дії типу тко:

а – TKO-70; б –ТКО-120;

1 — зривник; 2 — корпус; 3 — заряд ВР; 4 — облицювання

вибухової виїмки; 5 — кришка; 6 — обтічник; 7 — головка

Міцний сталевий корпус торпед ТКО-200 і ТКО-120-600 дає змогу їх опустити на бурильній колоні. Для решти торпед їхні деталі і корпус виготовляють із легких алюмінієвих сплавів, переважно ДІ6Т, які руйнуються під час вибуху.

З вибухом торпеди утворюється кумулятивний струмінь, який рухається зі швидкістю

(8—10) 10³ м/с, унаслідок чого в торпедованому предметі утворюється канал завглибшки 1,4—2,5 см, з діаметром вхідного отвору 0,3—0,6 діаметра заряду.

Це все спричинює руйнування.

На руйнування долота потрібно 2—3 торпеди, лапи з шарошкою 1—2, роторного клина 3—4 торпеди.

Ніколи не слід висаджувати осьові торпеди усередині труб або обсадних колон, оскільки вибухом можна пошкодити труби і погіршити стан аварійної свердловини.

Забороняється витягувати безкорпусні долота мітчиком (конструкцію розглянемо нижче). Це призводить або до розколу долота, або до залишення його над вибоєм, оскільки мітчик дуже погано закріплюється на зварних швах.

Фрезери призначені для фрезерування обсадних і бурильних труб, шарошок бурових доліт (інколи цілих доліт) та інших металевих предметів або цементу в обсаджених і не обсаджених стовбурах свердловин.

► Фрезер вибійний ФВ (часто його називають торцевим фрезером, рисунок 2.4) призначений для фрезерування торцевою поверхнею металевих предметів (шарошка, кувалда, сікач та ін.), залишених у свердловині.

За допомогою таких фрезерів можна зруйнувати ціле долото.

Примітка. Під час роботи фрезерами осьове навантаження 30—100 кН, частота обертання 40—100 хв^-1. Фрезери виготовляють із правою і лівою приєднувальною різьбами та відповідним розташуванням різальних крайків промивних пазів.

Рисунок 2.4 – Фрезер вибійний

(торцевий) ФВ

Торцевий фрезер серії "Т" (рисунок 2.5) відрізняється малою вагою і невеликими вимогами до крутного моменту завдяки застосуванню твердосплавних пластин Mіllmaster, які забезпечують чудову ефективність при розбурюванні металевих уламків.

З алежно від твердості порід на вибої поверхня торцевої частини фрезера має бути випуклою, плоскою або увігнутою.

В 2004 році були виготовлені фрезери-долота (Білорусія) для розбурювання металу на вибої.

Рисунок 2.5 – Торцевий фрезер серії "Т"

Для підвищення ефективності очищення вибою над вибійним фрезером треба встановлювати шламометалоуловлювач.

Шламометалоуловлювачі (рисунок 2.6) призначені для уловлювання і видалення із вибою залишків металу в процесі буріння.

Шламометалоуловлювач складається з корпусу з двома внутрішніми приєднувальними замковими різьбами та однією зовнішньою монтажною лівою різьбою, на яку нагвинчується пастка.

Використання таких шламометалоуловлювачів може бути як при роторному, так і при турбінному способах буріння. Для роботи його встановлюють в компоновці низу бурильної колони безпосередньо над долотом. При роботі потік рідини піднімає частинки шламу і залишки металу, які, потрапивши в затрубний простір, відкидаються в нижню частину пастки.

Рисунок 2.6 – Шламометалоуловлювачі

► Шарошки доліт (частини шарошок) і лапи з шарошками, а також лопаті лопатевих доліт, залишені у свердловині, витягують гідромеханічним павуком або магнітним фрезером.

Павук гідромеханічний (рисунок 2.7) складається з корпусу, у верхній частині якого розміщено кожух. Разом вони утворюють шламометалоуловлювач. Бічні отвори призначені для встановлення стопорних шпильок і пропуску промивальної рідини. Всередині перехідника розміщено поршень, який зв'язаний з корпусом захоплювача. У пази останнього вставлені рухомі захоплювальні зуби, які перекриті накладками.

Ловильні роботи з допомогою гідромеханічного павука виконують так. Зібраний у транспортному стані павук опускають у свердловину на бурильних трубах. Коли до вибою залишається 15м, відновлюють циркуляцію і обережно опускають павук при обертанні без навантаження до вибою.

Рисунок 2.7 - Павук гідромеханічний:

1 — корпус; 2 — кожух; 3, 4 — бічні отвори для встановлення

стопорних шпильок і пропуску промивальної рідини; 5 — поршень;

6 — пази; 7 — корпус захоплювача; 8 — захоплювальні зуби; 9 — накладки

Магнітні уловлювачі (їх також часто називають магнітними фрезерами) — це або постійні магніти, вбудовані в корпус з промивними каналами, або електромагніти, що спускаються на кабелі.

В уловлювачів (фрезерів) з постійними магнітами (рисунок 2.8, а) промивні отвори розташовані по периферії нижнього торця, що дозволяє вимити осад і шлам і забезпечити безпосередній контакт з витягуваними предметами. Між корпусом уловлювача і магнітним стрижнем є бронзова втулка, тому при русі його усередині сталевих труб не виникає помітних додаткових сил тертя.

Більшість магнітних уловлювачів обладнується направляючими воронкоподібними пристроями, нижня частина яких може бути виконана у вигляді зубчатої коронки (найпоширеніша форма), може мати гострокутний виріз або не мати жодних вирізів. Направляючий воронкоподібний пристрій створює під магнітом захищений з боків простір для розміщення уловлюваних предметів і попереджає можливість зіткнення їх із стінками обсадних колон.

Опускати уловлювач у відкритий стовбур треба обережно. Не доходячи до вибою на 10—15 м, слід проводити промивання (12—20 л/с) і обертати колону з частотою 20—60 хв^-1. Магнітні уловлювачі добре притягують металеві предмети, якщо вони знаходяться на відстані 1—2 см.

Після промиванням безпосередньо над вибоєм з метою оголення поверхні предметів, що підлягають витяганню, уловлювач опускають на вибій з невеликим навантаженням (навантаження не більше 50 кН) і обертанням ротором. Коли вибій намацаний, ротор зупиняють і інтенсивно промивають свердловину. Інколи уловлювач відривають від вибою на 10—15 м і повторно навантажують.

Під час підйому не можна обертати колону ротором, не можна робити різкі посадки бурильної колони і різке гальмування, оскільки при цьому збільшується вірогідність втрати спійманих предметів.

Рисунок 2.8 – Магнітні уловлювачі:

а - з постійним магнітом;

б - електромагнітний

Забороняється розбирати магнітний уловлювач, щоб не допустити його розмагнічування.

Електромагнітні уловлювачі (рисунок 2.8,б) спускають в свердловину на кабелі і включають їх тільки після досягнення вибою. Їх переваги — різке скорочення витрат часу на спуско-підйомні операції і додаткова підйомна сила, створювана електромагнітом. Проте, якщо предмети на вибої покриті осадом або шламом, витягнути їх не вдається, оскільки неможливо здійснити промивку.

Магнітними уловлювачами не можна підняти предмети, виготовлені з феромагнетиків. Для підйому предметів з бронзи, алюмінію, карбідів і неіржавіючих сталей необхідні інші способи.

Для попередження втрати алмазів через зношування матриці алмазних доліт (наявність металу на вибої) в свердловину перед спуском таких доліт також рекомендується спускати магнітний уловлювач (фрезер).

Доцільно використовувати магнітний уловлювач (фрезер) з постійним магнітом у комплексі з шламометалооуловлювачем, який встановлюють над ним.

При руйнуванні долота після вибійного або торцевого фрезера можна також спусками гідромоніторний шламометалоуловлювач для витягування з вибою шматків металу.

Гідромоніторний шламометалоуловлювач (рисунок 2.9) створює кругову силу, здатну витягнути найподатливіші предмети із вибою свердловини, включаючи шарошки бурових доліт, плашки, тягові ланцюги а інше дрібне сміття.

За відсутності гідромеханічного павука чи магнітного фрезера відповідної вантажо­підйомності шарошки долота чи лапи з шарошками руйнують вибійним або торцевим фрезером.

Залежно від твердості порід на вибої поверхня торцевої частини фрезера має бути випуклою, плоскою або увігнутою. Для підвищення ефективності очищення вибою над вибійним фрезером треба встановлювати шламометалоуловлювач.

В інших випадках вузли долота витягують фрезером-павуком, або гідравлічним павуком.

Рисунок 2.9 – Гідромоніторний шламометалоуловлювач

Раніше використовували трубні павуки (рисунок 2.10), які призначені для піднімання із свердловини металевих предметів (лап, шарошок, кувалд тощо).

Виготовляли їх з обсадної труби завдовжки 1,5—2,5 м.

У нижній частині труби вирізали зубці заввишки 20—35 см, які пізніше піддавали випалу. Для попередження передчасного згину окремі зубці робили бочкоподібними.

Д іаметр павука має бути на 30—50 мм меншим за діаметр свердловини.

Рисунок 2.10 – Трубний павук

Добре зарекомендував себе шламометалоуловлювач з башмаком для

оббурювання.

Шламометалоуловлювач з башмаком для оббурювання (рисунок 2.11) використовується для вилучення невеликих уламків неправильної форми із

вибою свердловини шляхом вирізування керна з породи і підйому уламків

разом з одержаним керном. Ця операція звичайно виконується в породах

малої та середньої твердості.

Такі шламометалоуловлювачі випускаються для більшості діаметрів

свердловин і можуть бути оснащені башмаками різного типу, в залежності від характеристик породи і мети ловильних робіт.

Рисунок 2.11 – Шламометалоуловлювач

з башмаком для оббурювання

Для ліквідації аварій з породоруйнівними інструментами можна ще використовувати:

• фрезер гідропіскоструминний;

• свердловинний магнітний уловлювач СМЛ «Титан»;

• шламометалоуловлювач відкритого типу ШМУ-О;

• шламометалоуловлювач закритого типу ШМУ-3 та ін.

Коли треба видалити з свердловини сторонні предмети, неоднорідні за розміром і складом, можна скористатися гідростатичною желонкою.

Желонки випускають для спуску на трубах і на канаті. У роботі всіх желонок використовується принцип перепаду гідростатичного тиску. Сила, з якою предмети проштовхуються через уловлювач в корпус желонки, залежить від густини рідини в свердловині. Желонки можна опускати на вибій багато разів, поки всі сторонні предмети не будуть видалені, а свердловина — очищена. Желонки особливо ефективні для витягання шарошок, підшипників, шматків металевих труб, болтів, гайок, залишків перфораторів і немагнітних предметів.

Іноді для руйнування однієї шарошки на вибої використовують штирові долота (долота з вставним зубком). Цей метод застосовувати не рекомендується, оскільки процес руй­нування продовжується довго, на вибої часто залишаються шарошки того долота, яким руйнували породи. Після роботи штировим долотом на вибої залишається багато металу, тому сповільнюється поглиблення свердловини, а в деяких випадках виникає нова аварія з поломкою доліт. При цьому на розбурювання шарошки одного долота іноді витрачається два-три штирових долота високої вартості.

Для виймання лап із шарошками доліт великого діаметра в м'яких породах часто зарізають другий стовбур (турбобуром із відхилювачем, в який потім пікоподібним долотом зіштовхують лапи з шарошками) та цементують його. Для цього на 8—10 м вище місця залишеного долота роблять виступ і зарізають новий стовбур з таким розрахунком, щоб його вибій вийшов нижче старого вибою на 15—20 м.

Контрольні питання:

• які види аварій з породоруйнівними інструментами зустрічаються в процесі спорудження свердловин?

• перечисліть основні причини виникнення аварій з породоруйнівними інструментами;

• які основні причини виникнення аварій з шарошковими долотами?

• які основні причини виникнення аварій з алмазними долотами?

• які ознаки аварій з породоруйнівними інструментами вам відомі?

• перечисліть основні заходи для попередження аварій з породоруйнівними інструментами;

• для чого використовуються свинцеві печатки під час ліквідації аварій з породоруйнівними інструментами?

• для чого призначений фрезер вибійний ФВ?