Файл: Курсового проекта Методы глушения пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Осложнения и аварии при бурении нефтяных и газовых скважин 013. 00. 00пз.docx

4.5 Применение яссов

При использовании ударных механизмов (яссов) наносятся продольные удары по прихваченному инструменту либо снизу-вверх, либо сверху вниз в зависимости от местоположения инструмента относительно забоя скважины и характера прихвата. Так, например, если прихват произошел при подъеме инструмента, то инструмент сбивается вниз, а если при спуске, то вверх.

При бурении в осложненных условиях, там где велика вероятность прихватов, ясс целесообразно включать в КНБК, однако практически это делается очень редко. Поэтому перед применением ударного механизма колонна разъединяется над зоной прихвата любым известным методом. Затем в скважину опускается компоновка, содержащая ловильное устройство, тип которого определяется состоянием верхнего конца инструмента, находящегося в скважине, противоаварийный переводник, ясс, УБТ (50-70 м), колонна бурильных труб. Противоаварийный переводник предназначен для рассоединения колонны в случае, если ликвидировать прихват с помощью ясса не удалось. По конструкции яссы подразделяются на механические и гидравлические. Простейший механической ясс показан на рис.5. Он состоит из верхнего 1 и нижнего 2 переводников, корпуса 3, квадратного шпинделя 4, передающего вращение от верхней части ясса к нижней. Шпиндель с помощью резьбы соединяется с бойком 5, а корпус также резьбой с головкой 6. Свободный ход верхней части ясса относительно нижней составляет около двух метров. При ударах сверху вниз колонна бурильных труб приподнимается на величину свободного хода ясса. При ударах снизу-вверх

бурильная колонна опускается вниз до касания переводника 1 бойка 5. Затем инструмент с большой скоростью поднимается вверх и наносится удар головкой 6 по бойку 5.

Гидравлический ясс содержит цилиндр, механически связанный с нижним переводником, и поршень, связанный с верхним переводником. Нижняя и верхняя полости цилиндра заполнены скважинной жидкостью или минеральным маслом. При натяжении колонны вверх с усилением до 1000 кН поршень также перемещается вверх сначала с небольшой скоростью вследствие того, что жидкость из одной полости в другую перетекает по каналу с малым поперечным сечением. При перемещении поршня на определенную величину открывается канал перетока с большим поперечным сечением, и жидкость практически свободно перетекает из верхней полости в нижнюю. Под действием деформированной колонны бурильных труб поршень с большой скоростью продолжает двигаться вверх и в низ наносит удар по бойку. Затем колонна труб опускается вниз, жидкость перетекает из нижней полости в верхнюю, и ясс готов к повторному применению.

---

Если после 50-70 ударов прихваченный инструмент не освобождается, то далее применение ясса нецелесообразно [4].

4.6 Гидроимпульсный способ ликвидации прихватов

Гидроимпульсный способ предназначается для ликвидации следующих групп прихватов колонны труб, находящихся в скважине: для заклиненных колонн в желобных выработках, в местах сужения, посторонними предметами, а также при прилипании колонны под действием перепада давления. Способ основан на воздействии колебаний колонны труб и движения жидкости на материал прихвата. Колебания колонны создаются за счет предварительного ее растяжения путем нагнетания в трубы жидкости, имеющей значительно меньшую плотность, чем буро вой раствор, и последующего резкого снятия давления. При нагнетании жидкости в трубы, когда верхний их конец, закрыт, создается растягивающая нагрузка и соответствующее растягивающее напряжение в трубах. Во время снятия давления колонна стремится сжаться, т. е. переместиться вниз, а буровой раствор стремится с большой скоростью переместиться из затрубного пространства в трубы и размыть фильтрационную корку породы, находящуюся в зоне прихвата, или сальник. Перепад давления в зоне прихвата при этом снижается вследствие падения уровня жидкости в затрубное пространство, колонна труб освобождается от прихвата.

Давление в колонне труб, находящейся в скважине, создается вследствие замещения бурового раствора, находящегося внутри труб, другим раствором, обладающим значительно меньшей плотностью, или водой. Перепад давления между затрубным и трубным пространствами должен быть не менее 7 МПа при одиночных импульсах и не более 10 МПа — при многократных импульсах.

Перепад давления ‚ находят по формуле

(6)

где ρ₁ и ρ₂ - соответственно плотности бурового раствора в затрубном и трубном пространствах, кг/м³;

Н — глубина погружения уровня раздела жидкостей в колонне

---

, м.

Растягивающая сила σ у верхнего конца колонны при этом будет равна G=∆рS,

где S—площадь сечения внутренней части колонны труб, м².

Растягивающее напряжение определяют по формуле σ=G/F (F— площадь сечения трубы).

1. 
   Условия, благоприятные для применения гидроимпульского способа:
   

Циркуляция бурового раствора в скважине. При отсутствии циркуляции способ может быть применен, только если внутренняя нижняя часть колонны герметично закупорена (шламом, взрывпакетом и т. д.).

2. 
   Длина прихваченной части колонны должна быть не более 50 м.
   
3. 
   Перепад давления между затрубным и трубным пространствами должен быть не менее 7 МПа на 100 м длины колонны труб.
   
4. 
   Длина неприхваченной части труб над верхней границей прихвата должна быть более 1500 м. Время с момента возникновения прихвата до начала применения способа не должно превышать 1—2 ч.
   

При соблюдении данных условий колонна труб может быть освобождена за 1—5 импульсов.

Если колонна труб не освободилась после проведения 10 импульсов, то дальнейшее применение способа необходимо производить после установки жидкостной ванны.

При безрезультатности 30 последовательных импульсов работы следует прекратить.

Использование этого способа нецелесообразно при негерметичности колонны труб, прихвате колонны обвалившейся породой и плотности бурового раствора, находящегося в скважине, менее 1,35 г/см.

Технология проведения способа и подготовительные работы сводятся к следующему.

1. Определить верхнюю границу прихвата, а если возможно—то и интервал прихвата (по вытяжке, прихватометром или АКЦ-4 и АКЦ-36).

2. Обеспечить буровую двумя диафрагменными камерами, задвижкой высокого давления, нагнетательной головкой и наголовником.

3. В верхней части колонны труб установить УБТ так, чтобы верхняя их часть (при собственной массе колонны до верхней границы прихвата) выступала над ротором не более чем на 40—50 см.

4. Восстановить циркуляцию, интенсивно промыть скважину и привести в соответствие с проектом параметры бурового раствора.

5. Присоединить к бурильной колонне наголовник (нагнетательную головку с пробковыми кранами высокого давления на отводных патрубках, задвижку высокого давления, тарировочную и диафрагменную камеры) с диафрагмами, выбранными согласно расчету. Предпочтение необходимо отдавать наголовникам для многократных импульсов. Причем нагнетательная головка, задвижка и наголовник должны быть предварительно отпрессованы на давление, превышающее на 25 % максимальный перепад давления при гидроимпульсе.

---

6. Цементировочные агрегаты подсоединить к отводным патрубкам нагнетательной головки и к приемным емкостям с водой.

7. Разгрузить бурильную колонну полностью (если вес ее до места при- хвата менее 1000 кН) или частично (если вес более 1000 кH), чтобы на зону прихвата действовал вес около 1000 кН. Оставить бурильную колонну в подвешенном состоянии на талях, закреплять натянутую колонну в роторе запрещается.

8. Закачать в бурильную колонну воду или другую жидкость, плотностью значительно меньшей, чем плотность бурового раствора, находящегося в скважине, в объеме, необходимом для получения расчетного перепада давления ∆Р и последующего разрыва диафрагм. Перепад давления обеспечить в пределах 10—15 МПа, но не менее 6 МПа. Столб воды в колонне должен быть не более 2/ ее длины.

9. При проведении одноступенчатого импульса воду закачивать до разрыва диафрагмы.

10. Для получения серии импульсов через короткий промежуток времени с помощью секционного диафрагменного наголовника после разрыва первой диафрагмы закачивания жидкости в трубы не прекращают до разрыва всех последующих диафрагм. Оптимальное число диафрагм в наголовнике - 5.

11. Чтобы не допустить перетока жидкости в результате разрыва диафрагм, последнюю из них делают на 25% прочнее остальных, в полости наголовника остается избыточное давление.

12. После разрыва диафрагм задвижку высокого давления в наголовнике закрывают и начинают расхаживать бурильную колонну с целью ее освобождения.

Если серия импульсов от работы первого наголовника не дает результатов, то ее повторяют, но устанавливают новые диафрагменные камеры.

В случае, когда колонна труб не освободилась от прихвата после 10 импульсов, следует на 0,5—1 ч установить нефтяную ванну, после чего опять вернуться к гидроимпульсам.

Для ускорения освобождения колонны труб (и при безрезультатностях первых гидроимпульсов) необходимо увеличить количество жидкости, отбираемой из труб при обратном перетоке, от 0,5 до З м. При этом необходимо непрерывно доливать в кольцевое пространство буровой раствор той же плотности, что и был. Проведение этих работ должно исключать неконтролируемые проявления и осложнения.

Применение гидроимпульса для ликвидации прихватов нецелесообразно при вскрытых слабосцементированных, склонных к обвалам и осыпям породах, при наличии каверн, превышающих объем номинального ствола скважины более чем в 1,5 раза и при сильно засоренном забое скважин шламом и другими инородными телами, так как они способствуют закупориванию нижней части колонны и прекращению циркуляции [2].

---

---