Аварии из-за неудачного цементирования

При цементировании обсадных колонн наиболее частыми являются аварии из-за разрушения обсадных колонн под действием внутреннего давления. Происходят они при восстановлении циркуляции бурового раствора после спуска обсадной колонны; при продавке цементного раствора, особенно в момент его выдавливания в затрубное пространство; при преждевременном схватывании цементного раствора; во время создания внутреннего давления при испытании колонны на герметичность, а также при ликвидации водогазонефтепроявлений.

Создаваемые давления в момент аварии, как правило, бывают выше допустимых. В тех случаях, когда давления в момент аварии были.ниже допустимых, разрушениям способствовали заводские дефекты в трубах (закаты металла, плены, раковины и т.д.).

Аварии этой группы являются типовыми и многократно повторяются. Например:

1. Во время закачивания продавочной жидкости при цементировании первой секции обсадной колонны был обнаружен преждевременный выход через устье цементного раствора. Впоследствии выяснилось, что спущены неопрессованные обсадные трубы: цементный раствор при закачке был продавлен через продольную трещину в трубе длиной около 300 мм.

2. Приготовление цементного раствора с замедлителем схватывания проводилось непосредственно в мерниках цементировочных агрегатов без достаточного контроля. При этом порции цементной смеси имели неоднородную концентрацию и различные сроки схватывания, которые привели к преждевременному схватыванию цементного раствора в колонне и последующему разрыву трубы от внутреннего давления.

К преждевременному схватыванию цементного раствора иногда приводят остатки цемента и растворенного замедлителя схватывания в цементно-смесительных машинах и цементировочных агрегатах.

Посадка башмака и нижней части обсадной колонны в шлам, а также несвоевременная остановка цементировочных агрегатов по достижению давления "стоп" нередко являются причиной разрыва обсадной колонны от внутреннего давления.

Рассмотрим другие типовые причины аварий из-за неудачного цементирования.

Установка неправильно собранного перед спуском разъединительного устройства между обсадной колонной и бурильными трубами не позволяла продавить цементный раствор в затрубное пространство. В результате он был оставлен внутри обсадной колонны.

Спуск секции обсадной колонны на неопрессованных бурильных трубах привел во время продавливания цементного раствора к продольному разрыву бурильной трубы и последующему зацементированию бурильной колонны.

Цементирование без продавочных пробок, особенно при спуске секционных колонн, а также с пробками, не отвечающими требованиям надежного разделения цементного раствора и продавочной жидкости, часто является причиной образования цементных стаканов высотой до нескольких сот метров, при разбуривании которых нарушаются обсадные колонны.

Удаление цементного раствора, находящегося над разъединителем секции обсадной колонны, и последующая промывка скважины одним насосом с малой подачей приводят к одностороннему движению цементного раствора и зацементированию бурильных труб. Ошибки в расчетах объема продавочной жидкости, образование воздушных пробок между цементным раствором и продавочной жидкостью, насыщение продавочной жидкости воздухом приводят к оголению башмака обсадной колонны.

Как видно из сказанного, неудачному цементированию способствуют: несоответствие качества цементного раствора температурным условиям скважины; применение для затворения цементного раствора и воды, загрязненной примесями, которые ускоряют сроки схватывания; применение плохого качества продавочных пробок и стоп-кольца и другой оснастки обсадных колонн; слабый контроль за качеством приготовления цементного раствора и соблюдением технологических требований по спуску колонны и ее цементированию.

К неудачному цементированию очень часто приводит разрыв во времени между окончанием закачивания цементного раствора и началом закачивания продавочной жидкости. Нередко в подобных случаях сразу же после закачки 5-10 м³ продавочной жидкости наблюдается резкое повышение давления до сверхдопустимых норм. В таких случаях работы по цементированию прекращаются, а колонна оказывается почти полностью заполненной цементным раствором.

§4. 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, КТД4(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

§ 5. Аварии с долотами

В зависимости от типа долота различают следующие виды аварий.

Дата добавления: 2015-07-25