Файл: Предупреждение падений посторонних предметов в устье скважины.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ФГБОУ ВО «УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева

Кафедра бурения нефтяных и газовых скважин

Доклад

по дисциплине «Осложнения и аварии в бурении»

на тему: «Предупреждение падений посторонних предметов в устье скважины»


Выполнил: студент гр. ОБ-21.03.01.02-41

Жук Дмитрий Андреевич
Проверил:

Белов Михаил Алексеевич


Работа защищена «___»____________20___г.
с оценкой _______________ _______________

Ижевск, 2022

Содержание

Введение

Над устьем скважины работают разнообразными инструментами, механизмами, люди разной квалификации, в разных климатических условиях, при разном ритме и темпе работ. Работы ведутся круглые сутки. Все указанные специфические условия работ не исключают возникновения ошибок, которые приводят к падению инструмента, частей механизмов и приборов через устье в скважину, что в свою очередь приводит к осложнению в процессе бурения скважины или аварии.

Для предупреждения попадания посторонних предметов в устье скважины применяется различное оборудование такое как перекрыватели или резиновые кольца, а также производится контроль исправности инструмента и проведение инструктажей для буровой бригады по поводу работы на устье скважины.

1. Виды аварий при падении посторонних предметов в скважину

Авария – нарушение технологического процесса бурения скважины, вызванное потерей подвижности колонны бурильных труб, или её поломкой с оставлением в скважине элементов колонны, а так же различных предметов, для извлечения которых требуется проведение специальных работ, не предусмотренных проектом [1].

---

К наиболее распространенным видам аварий при падении посторонних предметов в скважину относятся:

• 
  падение роторных клиньев;
  
• 
  сухарей;
  
• 
  ручных инструментов.
  

Что в свою очередь может привести к другим видам аварий, таким как, поломки бурильных или обсадных колонн с оставлением в стволе скважины отдельных элементов, потеря подвижности колонн труб, смятие или нарушение обсадных колонн, а так же к прихвату бурильной колонны.

Рассмотрим виды аварий при падении посторонних предметов в устье скважины и их причины.

Падение роторных клиньев в устье скважины. Данная авария может произойти во время подъема бурильной колонны ведущей трубой. При подъеме бурильной колонны ведущей трубой поднимается вкладыш ротора вместе с клином.  При выходе из ротора вкладыш отодвигается по столу ротора, а освободившийся клин падает в скважину. Аварии способствует эксцентричность ротора или вышки по отношению к скважине.

Падение пневматических клиньев ротора (ПКР) в устье скважины. Данная авария может произойти в следствие резкого сажания бурильной трубы в клинья ПКР при спуске колонны. Так же авария может произойти при ударе клиньев ПКР о бурильный замок, ствол вертлюга, поворота и расхаживания забойных двигателей на клиньях ПКР. Иногда при извлечении ПКР из ротора с помощью талевой системы одна или две параллели выходят из направляющих и падают в скважину. Во всех этих случаях в скважину падают целые клинья или части их и сухари.

Падение сухарей подвески автоматического привода ротора (АПР). Может произойти во время свинчивания насосно-компрессорных труб при помощи АПР.

Падение ручного инструмента и вспомогательных креплений в устье скважины (кувалды, ломы, цепные ключи, шарики и ролики опор, штыри, пальцы). Данный вид аварии возникает в следствие невнимательной работы ручным инструментов в непосредственной близости к открытому устью скважины.

Так же посторонним предметом в скважине может быть предмет попавший в скважину не с поверхности, а отделившийся от КНБК (зубья шарошечных долот, обломки лопастей вооружения долота, слабо-закрепленные части компоновки). Данный вид аварии возникает из-за плохого (не качественного) технологического осмотра бурового оборудования.

Как видно из изложенного, причинами падения посторонних предметов в скважину являются:

---

• 
  нарушения правил эксплуатации инструментов, устройств и механизмов, с которыми ведутся работы на устье;
  
• 
  применение неисправного вспомогательного инструмента;
  
• 
  отсутствие на устье устройств для предупреждения попадания различных предметов в скважину;
  
• 
  несовершенства конструкции инструментов;
  
• 
  невнимательности членов буровой бригады.
  

Плашки и цепи механических ключей, звенья роторной цепи, болты, гайки и т.п. – таков неполный перечень мелких предметов, падающих на забой скважины. Падение происходит во время спускоподъемных операций и объясняется использованием неисправного инструмента. Иногда после подъема бурильной колонны начинают производить работы над открытым устьем скважины, и это приводит к тому, что на забой скважины падают долота, кувалды и другие предметы. Надо всегда помнить, что над открытой скважиной категорически запрещается проводить какие-либо работы. После того как из скважины извлечен инструмент, ее устье следует немедленно закрыть специальной крышкой [2].

2. Предупреждение падения посторонних предметов в устье скважины

Любое падение постороннего предмета в устье скважины можно связать с неисправностью используемого оборудования или же невнимательностью рабочего персонала буровой бригады.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что для предупреждения падения посторонних предметов в скважину, необходимо производить контроль исправности оборудования и инструмента и проводить инструктажи для рабочего персонала по поводу внимательности при работе в близости от устья скважины и инструктажи по поводу эксплуатации оборудования и инструмента.

Для предотвращения попадания посторонних предметов в скважину используются специальные устройства для закрытия устья скважины резиновыми сегментами. Этими же сегментами производится очистка труб от раствора при подъеме инструмента [1].

Обтиратор скважинный предназначен для очистки труб, поднимаемых из скважины, от промывочных жидкостей, бурового раствора, нефти; а также перекрытия устья скважины при проведении спуска-подъёма труб с целью предотвращения падения в скважину посторонних предметов. Рабочими элементами для очистки труб является мембрана и лепесток заслонки, которые состоят из трех слоев, наружные слои из резины,

---

армированной тканевым кордом, средний - из резины марки ТКМЩ (марки тепломорозокислотощелочестойкая) или МБС (маслобензостойкая). Для фиксации заслонки в корпусе обтиратора необходимо: вставить заслонку в корпус, опустить ручку режима. Корпус обтиратора устанавливается через два диаметральных уха с отверстиями в роторную компоновку на клиновые захваты типа ПКР, или на устьевой фланец или превентор под спайдер через диаметральные отверстия. Обтиратор имеет паз, перекрываемый заслонкой [4].

Дополнительно, для предупреждения падения посторонних предметов в устье скважины, необходимо использовать специальную пробку для закрытия устья скважины (крышка).
Необходимо производить проверку:

• 
  комплектности и исправности оборудования, инструмента, технических устройств, применяемых во время спуско-подъемных операций;
  
• 
  комплектности и исправности бурового оборудования и оборудования КНБК;
  
• 
  крепления и исправности сухарей АПР;
  
• 
  крепления и исправности пневматических клиньев ротора;
  
• 
  исправности автоматического бурового ключа.
  

Необходимо принимать профилактические меры:

• 
  периодически производить измерения износа и дефектоскопию бурового оборудования;
  
• 
  проводить инструктажи для рабочего персонала буровой бригады;
  
• 
  поддерживать инструменты для СПО в исправном состоянии.
  

3. Прихваты вследствие попадания постороннего предмета в скважину

Прихваты – отсутствие движения бурильной или обсадной колонны, как в низ, так и вверх (может быть с возможностью вращения или без, с промывкой или без).

Прихваты кусками породы, сбитыми со стенок скважины, посторонними предметами зачастую происходят у долота, калибратора в связи с тем, что эти элементы имеют максимальный диаметр в КНБК [1].

4. 
   Технические средства для ликвидации прихватов вследствие попадания постороннего предмета в скважину
   

Заклинивание инструмента, особенно алмазных долот, может произойти металлическими предметами (шарики и ролики опор, зубья и штыри шарошечных долот и т.д.), оставшимися в скважине по различным причинам. Очистка забоя от этих предметов, а также от крупных частиц шлама, кусочков породы, может быть произведена с помощью шламометаллоуловителей (ШМУ, УМК) различных конструкций. Принцип действия таких устройств основан на создании высокой скорости восходящего потока бурового раствора. Этим потоком частиц подхватываются с забоя и выносятся вверх. В верхней части ШМУ площадь поперечного сечения потока увеличивается, в

---

результате чего его скорость снижается, и частицы оседают в шламосборник [1].

Шламометаллоуловитель ШМУ состоит из корпуса с двумя внутренними присоединительными резьбами (возможны различные варианты выполнения присоединительных резьб) и одной наружной монтажной резьбой, на которую наворачивается ловушка (корзина). Внутренняя поверхность ловушки выполнена в виде ленточной резьбы. Для циркуляции промывочного раствора в корпусе выполнено проходное отверстие. Корпус скомпонован со съемным кожухом, который также имеет отверстия для слива жидкости при подъеме. Кожух зафиксирован на корпусе 2-мя винтами с пружинными шайбами против отворота и центратором. Центратор предназначен для центрирования кожуха относительно корпуса. Для работы шламоуловитель устанавливается в компоновке низа бурильной колонны непосредственно над долотом.

Шламоуловитель УМК. В процессе работы поток жидкости поднимает частицы металла, которые, по резьбе отбрасываются в нижнюю часть ловушки и оседают в ее нижней части. Циркуляцией промывочной жидкости в кольцевом зазоре между кожухом и стенкой скважины создается высокая скорость восходящего потока. Частицы металла, попадая в этот поток, поднимаются. При достижении верхнего торца кожуха, скорость потока промывочной жидкости резко уменьшается вследствие увеличения свободного кольцевого сечения. Находящийся в потоке металл попадает в зону завихрения и под действием гравитационных сил осаждается в зоне покоя между корпусом и кожухом.

Для этих же целей (удаление посторонних предметов с забоя) могут быть использованы пауки различных конструкций [1].

Паук ловильный применяют для извлечения с забоя различных мелких предметов. Его изготавливают на месте работ из колонковой трубы. На конце трубы вырезают остроугольные зубья высотой 150-200 мм и подгибают их вовнутрь. Паук спускают в скважину на бурильных трубах. За счет осевой нагрузки зубья загибаются, захватывая мелкие предметы.

Мелкие стальные предметы могут быть извлечены из скважины магнитными ловителями и магнитными фрезерами [1].

Заключение

Таким образом, попадание постороннего предмета в скважину может нанести серьезный ущерб процессу строительства скважины. Даже падение небольшого предмета в устье скважины может вызвать прихват бурильной или обсадной колонны, что замедляет процесс строительства скважины. Удаление предмета с забоя скважины требует дополнительного времени и дополнительной работы, что тоже сказывается на скорости строительства скважины.

---