Падение колонны труб в скважину

Падение бурильных колонн в скважину в основном происходит вследствие нарушения технологических требований к спуску и подъему колонны, а также в результате неисправностей спуско-подъемного инструмента и механизмов.

Наиболее часто встречаются следующие нарушения и неисправности:

1) подъем бурильной колонны на одном штропе; 2) несоответствие грузоподъемности элеватора массе колонны и наличие трещин в верхней проушине;

3) слабое крепление защелки элеватора завода "Красное Сормово", в результате чего при отходе элеватора от муфты защелка открывается и колонна падает в скважину;

4) несовершенство конструкции защелки подъемного крюка;

5) поломка боковых серег и ствола крюка;

6) неисправность тормозной системы — разрыв тормозной ленты и тормозного шкива, чрезмерный износ тормозных колодок, отключение гидродинамического тормо­за, износ шарнирных соединений тормозной системы, заклинивание тормозного рычага, неисправность предохранительного устройства тормозного рычага, нарушение резьбового соединения натяжных болтов тормозной ленты;

7) слом и разрушение сопряжении элементов бурильной колонны во время спускоподъемных операций вследствие динамических напряжений, возникающих при резкой посадке колонны на ротор или на уступ;

8) работы штропами несоответствующей грузоподъемности и при наличии износа выше нормы.

В процессе эксплуатации поломки и разрушения сопряжении элементов бурильной колонны происходят в местах ослабленной прочности трубы или соединения.

Нарушение трудовой и технологической дисциплины; недостаточная автоматизация спускоподъемных операций (отсутствие АКБ, клиньев, встроенных в ротор, конструктивные недостатки элеваторов и защелок крюка), отсутствие достаточного опыта членов буровой бригады - главные причины, приводящие к падению колонн в скважину.

Таким образом, можно отметить, что аварии происходят не только из-за недостатков конструкции бурильных труб, но и в результате слабого технического надзора и недостаточной квалификации работников. Это приводит к несвоевременной профилактике бурильных колонн, слабому креплению замковых соединений, неудовлетворительной сборке бурильных колонн, спуску их в скважину с недопустимой сработкой отдельных элементов, плохому состоянию поверхностного оборудования, несоответствию прочности колонны условиям бурения, слабому учету работы бурильных колонн.

$ 2. Прихваты колонны труб

Прихват колонны труб - это самый многочисленный и тяжелый вид аварий. С ростом глубин скважин и давлений как гидростатического, так и пластовых во вскрываемых горизонтах, возросли и увеличились потенциальные опасности при бурении скважин. О влиянии сложности бурения и опасностях, возникающих при проводке глубоких скважин, свидетельствует следующее. Если на 1000м проходки на Украине при бурении в интервале 0-2500 м приходится 1,5-3% аварий, то при бурении на глубинах более 5000 м до 56 %, т.е. в среднем более чем в 20 раз.

На возникновение прихватов значительно влияет наличие в разрезе мощных хемогенных толщ, комплекса переслаивающихся аргиллито-алевролитовых и глинистых пород, склонных к текучести, растворению, осыпанию и обвалам; наличие зон с аномально высокими пластовыми давлениями и температурами; тектоническая нарушенность, большие углы падения пород и другие факторы геологического характера. Влияние этих факторов особенно ощущается при бурении первых скважин на площади. С накоплением опыта в проводке скважин их значение утрачивается, но практически не всегда и не везде. Нередки случаи, когда работы, проведенные для предотвращения одной группы прихватов, приводят к возникновению других осложнений. Например, переход на бурение с растворами меньшей плотностью для предупреждения прилипания колонн привел к возникновению осыпей и т.д.

Решающий фактор в возникновении прихватов — вид промывочной жидкости. Основное число прихватов происходит в районах, где бурение ведется с применением глинистых растворов. Растворы на нефтяной основе исключают почти все виды прихватов, вызванных перепадом давления, и образование сальников, а также резко снижают случаи нарушения устойчивости ствола. Переход на бурение с применением воды в качестве промывочной жидкости вместо глинистого раствора в соответствующих благоприятных условиях Башкирии, Татарии, Восточной и Западной Сибири и в других районах также привел к резкому сокращению числа прихватов. Однако во многих местах участились случаи нарушения устойчивости стенок скважин и роста прихватов, вызванных обвалами и осыпями. Введение в воду различных добавок, хорошо растворимых в воде и придающих необходимые свойства, расширили область применения растворов с малым содержанием глинистых частиц и твердой фазы.

В нашей стране лучшими буровыми мастерами накоплен значительный опыт бурения скважин без прихватов. Достижения науки и практики, обеспечивающие безаварийное бурение скважин, отражаются в технических и технологических проектах на их строительство. Однако при бурении скважин допускаются отступления от проектов, а технико-технологические упущения при их составлении могут быть причинами прихватов.

Прихваты бурильной колонны подразделяют на следующие группы.

1. Прилипание бурильной ко­лонны к стенке скважины.

Этот вид прихвата происходит под действием перепада давления, в результате которого избыточное давление прижимает бурильную колонну к стенке скважины. При наличии на стенке глинистой корки трубы вдавливаются в нее. Трубы прилипают на участке залегания проницаемых пород и тогда, когда возникающие в стволе скважины силы трения превышают действующие на бурильную колонну нормальные силы и тем самым исключают перемещение колонны в любую сторону.

Признаками прилипания в начальной стадии его возникновения служат увеличение крутящего момента бурильной колонны и силы сопротивления ее осевым перемещениям, поэтому указанные параметры необходимо регистрировать и постоянно наблюдать за их изменениями. Прилипание отличается от других групп прихватов неизменяющимся характером циркуляции бурового раствора и отсутствием признаков перемещения и вращения прихваченной части колонны. Прилипает, как правило, бурильная колонна, находящаяся в неподвижном состоянии.

На степень прилипания влияют: время нахождения бурильной колонны в скважине без движения; перепад между пластовым и гидростатическим давлением; состояние глинистой корки (толщина, прочность и т.д.); площадь соприкосновения бурильной колонны со стенкой скважины; проницаемость пород; сила трения между элементами бурильной колонны и стенкой скважины; температура в зоне прихвата.

К прилипаниям бурильной колонны под действием перепада давления приводит бурение на буровом растворе, параметры которого не отвечают требованиям проекта (завышена вязкость, плотность, фильтрация, малое содержание противоприхватных до­бавок — нефти, ПАВ и т.д.). Оставление без движения бурильной колонны против проницаемых пластов, например для устранения неисправности воздухопроводов, ремонта лебедки, сшивки цепной передачи или ликвидации неисправностей другого оборудования, как правило, приводило к прихвату. Особенно быстро прихваты происходят при оставлении колонны труб против только что вскрытых проницаемых горизонтов.

Дата добавления: 2015-07-25