Лекция 13. Аварий с забойными двигателями и долотами. Падение посторонних предметов в скважину

Аварии с забойными двигателями

За последние годы значительно улучшился парк турбобуров. Бу­ровые предприятия получили воз­можность работать мощными сек­ционными турбобурами со шпин­делями, а также забойными винто­выми двигателями. Наиболее рас­пространенными стали турбобуры типа ЗТСШ различного диаметра, турбобуры типа АШ с наклонной линией давления, винтовые двига­тели типа Д и Д2, Однако и с ними происходят следующие аварии: от­винчивание шпинделя в результате развинчивания верхнего перевод­ника турбобуров ЗТСШ и АШ; слом корпуса турбобура по верх­нему переводнику в зоне резьбы и выше нее до 1,2 м у всех типов турбобуров; отвинчивание шпин­деля средней секции турбобура ЗТСШ; слом вала шпинделя; срыв резьбы верхнего переводника турбобура; слом вала турбобура; раскрепление шпинделя по замко­вой резьбе.

Бурение турбобурами типа ТСБ5, ТС5Е, Т12РТ, КТД4С, ТС4А, А7Н4С, А9Г, РТБ и други­ми также не исключает безаварий­ную работу. С ними происходят следующие аварии: срыв резьбы верхнего переводника (вырыв из резьбы корпуса) или переводни­ка, соединяющего корпусы секци­онных турбобуров; отвинчивание роторной гайки и контргайки вала турбобура; слом вала турбобура; слом корпуса турбобура; отвин­чивание ниппеля турбобура; срыв или отвинчивание резьбового со­единения вала турбобура из резь­бы переводника на долото; отвин­чивание турбобура от бурильной колонны; заклинивание корпуса турбобура.

Резьбы в узлах турбобура сры­ваются и отвинчиваются вследст­вие недостаточного крепления их в процессе сборки, нарушения правил эксплуатации и ремонта турбобуров. Ниппель отвинчивает­ся при заклинивании вала турбо­бура кусками шлама, металличе­скими предметами в результате набухания резиновой обкладки и вследствие погнутости вала. Раз­рушению резьбовых соединений турбобура способствуют осевые вибрации.

Корпус турбобура ломается в основном по резьбе. У односекционных турбобуров основные по­ломки наблюдаются в местах со­единения верхнего переводника с корпусом, а у многосекционных — в соединительных переводниках, причем число их в последнем слу­чае значительно больше, чем у односекционных. Сломы носят в основном усталостный характер.

Вал турбобура ломается по верхней резьбе под роторную гай­ку и контргайку, по промывоч­ным окнам в местах перехода с основного диаметра на диаметр под пяту, по упору втулки нижней опоры в вал.

Корпусы турбобура заклинива­ются кусками твердых пород, ме­таллическими предметами, нахо­дящимися в скважине в результа­те ранее происшедшей аварии, а также вследствие заклинивания в желобах скважин.

Аварии с долотами

В зависимости от типа долота раз­личают следующие виды аварий.

1. Аварии с шарошечными до­лотами — отвинчивание долот и их поломка.

Отвинчивание происходит в ре­зультате нарушения правил креп­ления или спуска долота, а также при использовании переводников на долото с несоответствующей резьбой (когда переводники изготовляются в механических мастер­ских без соответствующей провер­ки резьбы калибрами).

Причины поломок долот:

передвижка на забое; бурение с нагрузками, превышающими до­пустимые; удар долотом о забой или уступ; разбуривание пород долотами, не соответствующими их крепости; малая прочность опор; слабая прочность 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.

В результате аварий с долотами в скважине чаще всего остаются шарошки долот. Это связано в основном со значительным изно­сом опор, недостаточным сроком их работы даже в пределах, преду­сматриваемых конструкцией до­лот и режимами работы последних в скважине.

Долговечность опоры долота зависит от интенсивности изнаши­вания и разрушения поверхнос­тей цапфы, шарошки и тел каче­ния.

Исследования, проведенные В.Н. Виноградовым, Г.М. Сороки­ным и А.Н. Пашковым, показали, что характер изнашивания и раз­рушения этих поверхностей разли­чен. Как отмечают авторы, это связано с неравномерным и слож­ным нагружением различных участков поверхностей опоры, а также с конструкцией, техноло­гией изготовления и размерами долот. При этом 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 промывочных жидкостей под высоким давлени­ем. Одновременное развитие этих процессов, недоброкачественная сборка долот, различие механиче­ских свойств металла опор и ша­рошек, а также отдельные несо­вершенства конструкции долот приводят к неравномерной сработке опор и вооружения долот и к большому различию их износо­стойкости. Все это создает трудно­сти в определении качества сработки долот, оптимального и пре­дельного времени пребывания до­лота на забое, особенно при тур­бинном бурении.

2. Аварии с алмазными долота­ми - заклинивание долот при спускоподъемных операциях и бу­рении, отвинчивание долот.

Причинами заклинивания ал­мазных долот являются: резкая посадка долота в зоне сужения ствола скважины и ее призабойной зоне в результате спуска долота без ограничения скорости, особенно в необсажен­ной части ствола скважины; преж­девременное прекращение цирку­ляции промывочной жидкости пе­ред подъемом бурильной колонны с алмазным долотом (чаще во вре­мя процесса наращивания); недо­статочная промывка скважины че­рез долото (утечки промывочной жидкости через негерметичные участки бурильной колонны и ниппель турбобура), а также вследствие малой подачи промы­вочной жидкости насосами; буре­ние скважины при несоответствии размеров долота, утяжеленных бу­рильных труб и забойного двига­теля (если такой применяется при бурении); заклинивание долот инородными предметами (металл и куски породы).

Относительно часто наблюдают­ся случаи заклинивания ступенча­тых долот вследствие наличия у них большой калибрующей по­верхности секторов, отчего дости­гается большой контакт со стенка­ми скважины. Часто новые алмаз­ные долота заклиниваются при спусках в скважину после работы трехшарошечными долотами и при длительной работе алмазным долотом без подъема из скважи­ны. Заклиниванию алмазного до­лота нередко способствуют саль­ники.

Алмазные долота отвинчивают­ся, как и другие рассмотренные виды долот.

При бурении скважин из алмаз­ных долот могут выпадать алмазы в результате недостаточного их крепления, а также вследствие из­нашивания тела долота. Выпавшие алмазы крошат другие алмазы в долоте, что может привести в не­годность все долото.

Применение долот режущего типа сопровождается меньшим числом аварий по сравнению с ша­рошечными долотами. Аварии фактически единичны, но все же происходят.

3. Аварии с долотами режущего типа (лопастными) — отвинчива­ние долота, излом лопастей доло­та, поломка корпуса. Эти долота отвинчиваются по тем же причинам, что и шарошечные.

Лопасти ломаются в результате неплотного их присоединения к корпусу или вследствие заклини­вания долота, вызванного несоот­ветствующим режимом его рабо­ты на забое. Поломка корпуса вызвана рассмотренными выше причинами.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: