Причины возникновения и технология ведения работ по ликвидации аварий с буровыми долотами

 

Аварии с долотами приводят к оставлению в скважине долот или их узлов (шарошки, лапы с шарошками и др.). На извлечение целых долот из скважины затрачивается в 12-20 раз больше времени, чем на извлечение шарошек или лап с шарошками, хотя оставляют долота на забое редко. Долота остаются в скважине главным образом из-за нарушения правил их крепления. Плохо закрепленные долота часто отвинчиваются при спуске, не достигая забоя. То же происходит при проработках, особенно в зонах сужения, на искривленных участках и в желобах.

При бурении электробурами долота отвинчиваются вследствие неправильного присоединения токопроводами. Крепление долот только цепными ключами непременно приведет в аварии. Известно много случаев оставления долот из-за плохого состояний резьб у переводников, к которым их крепят.

Часто встречаются случаи оставления долот в скважине при расхаживании

заклиненных долот вследствие чрезмерно частых отбивок их путем вращения с большой частотой вперед и со следующей резкой отдачей назад. Бурильная колонна за счет инерционных усилий поворачивается в обратную сторону на значительно большее число оборотов, что ведет к отвинчиванию долота.

Нередко происходят сломы долот по резьбе в ниппеле. Авариям этого вида предшествуют удары о выступ.

Бывают случаи оставления трехшарошечных долот в скважинах в результате их раскалывания на три части. Это свидетельствует о том, что лапы долот были плохо сварены.

Долота часто отвинчиваются, когда к муфте переводника с резьбой 3-152 (ЗН-168) присоединяют долота с резьбой 3-147 (ЗШ-141). Эти резьбы незначительно отличаются друг от друга.

В практике бурения скважин часты случаи поломки узлов шарошечных долот. В результате аварий с долотами в скважине остаются в основном шарошки. Это связано со значительным износом опор,

сломом цапф и режимами работы долот в скважине.

Долговечность опоры долота зависит от интенсивности изнашивания и разрушения поверхностей цапфы, шарошки и тел качения. Исследования показали, что характер изнашивания и разрушения этих поверхностей различен. Это связано с неравномерным сложным нагружением различных участков поверхностей опоры, а также с конструкцией, технологией изготовления и размерами долот. Трущиеся поверхности опоры подвергаются одновременно абразивному износу, осповидному, хрупкому и усталостному выкрашиванию, смятию, окислительному и тепловому износу и высокотемпературным ожогам в микрообъемах металла и в присутствии буровых растворов под высоким давлением. Одновременное развитие этих процессов, а также несовершенная сборка долот, различие механических свойств металла узлов и шарошек долот и отдельные конструктивные несовершенства приводят к неравномерной сборке опор и вооружения долот и к большому различию в их износостойкости. Все это создает трудности в

определении качества сработки долот, оптимального и предельного времени пребывания долота на забое, особенно при турбинном бурении.

Причинами поломок долот, в частности оставления шарошек на забое, являются: передержка долота на забое; бурение с нагрузками, превышающими допустимые; удар долотом о забой или уступ; разбуривание пород долотами, не соответствующими крепости пород; малая прочность опор и сварных швов; заклинивание долот; дефекты нарезки резьбы; неплотное прилегание заплечиков лап долота к торцу переводника; работа долотами по металлу, длительная промывка скважины перед подъемом сработанного долота.

Причинами заклинивания алмазных долот являются:

1) резкая посадка в зоне сужения ствола скважины и в призабойной зоне в результате спуска долота без ограничения скорости, особенно в необсаженной части ствола скважины;

2) преждевременное прекращение циркуляции бурового раствора

3) перед подъемом колонны, с алмазным долотом чаще во время процесса наращивания.

4) недостаточная промывка скважины через долото - утечки раствора через негерметичные участки бурильной колонны и ниппель турбобура, а также из-за малой подачи бурового раствора насосами;

5) бурение скважины при несоответствующем соотношении размеров долота, УБТ и забойного двигателя;

6) заклинивание долот инородными предметами (металл и куски породы).

Случаи заклинивания алмазного долота часты при первом спуске его в скважину или после работы трехшарошечными долотами (хотя первое имеет несколько меньший диаметр, чем соответствующее трехшарошечное долото), а также после длительной работы алмазного долота на забое без подъема.

При бурении скважин алмазными долотами из-за недостаточного крепления, а также вследствие изнашивания тела долота могут выпадать алмазы. Выпавшие алмазы ломают и крошат другие алмазы в долоте, что может привести его в негодность

Причины возникновения и технология ведения работ по ликвидации аварий из-за неудачного цементирования.

Основные виды аварий из-за неудачного цементирования обусловлены:

1.Разрушение обсадных колонн под действием внутреннего давления.

2.Спуском секций обсадной колонны на неопресованных БТ.

3.Цементированием без продавочных пробок.

4.Ошибками в расчетах объема цементного раствора и продавочной жидкости.

5.Несоответсвием качества цементного раствора требованиям ГОСТ.

Нарушение и разрывы обсадных колонн под действием внутреннего давления могут произойти в результате:

1.Восстановление циркуляции раствора после спуска обсадной колонны.

2.Продавки цементного раствора, особенно в затрубное пространство.

3.Преждевременного схватывания цементного раствора.

4.Создания внутреннего давления при испытании колонны на герметичность.

5.Ликвидации газонефтеводопроявлений.

Создаваемые давления в момент аварии, как правило бывают больше допустимых. В противном случае разрушение связано с заводскими дефектами.

Спуск секции обсадной колонны на неопресованных БТ может привести во время продавливания цементного раствора к продольному разрыву БТ и последующему их зацементированию.

Цементирование без продавочных пробок может явиться причиной образования цементных стаканов высотой до нескольких сот метром, при разбуривании которых возможно нарушение обсадной колонны.

Ошибки в расчетах объема цементного раствора и продавочной жидкости могут привести к оголению башмака обсадной колонны или к недоподъему цементного раствора в затрубье.

Несоответсвие качества цементого раствора требованиям ГОСТ обусловенно:

1.Использованием цементного раствора для других температруных условий в скважине.

2.Использование залежалого, старого цемента, не соответствующего требованиям ГОСТ.

3.Применением для затворения цемента воды, загрязненной примесями, что может ускорить сроки схватывания.

Ликвидация аварий при цементировании:

1.Разрушение при цементировании тело труб практически нельзя восстановить, поэтому вначале нарушенные интервал необходимо выправить оправкой и перекрыть его другой обсадной колонной или перекрывателем. Возможно также в зависимости от степени разрушенности обсадной колонны нарушенный участок проработать фрезером со шламометаллоуловителем. Затем для закрепления нарушенного участка ствола рекомендуется либо установить в этом интервале цементный мост, либо использовать профильный перекрыватель (гофрированные трубы).

2.При оставлении цементного раствора или значительного его количества в обсадной колонне необходимо поднять ее, если позволяет грузоподъемность буровой установки, или приступить к вымыванию цементного раствора из колонны пока он не успел схватиться. Иначе либо прийдется ликвидировать скважину,либо приступить к разбуриванию цементного стакана – работе достаточно длительной и не всегда дающей положительные результаты.