В жёлобных выработках
С целью обеспечения безопасного ведения работ в интервалах жёлобообразо- вания, необходимо использовать колонковые наборы, УБТ и инструмент, диаметр ко- торых меньше или в 1,4-1,5 раза больше диаметров муфтово-замковых соединений. Для предотвращения прихватов в желобах в компоновку низа колонны включаются стабилизаторы, отклонители и противозатяжные устройства.
Стабилизаторы изготавливаются в виде соединительных муфт диаметром, рав- ным диаметру колонковой трубы, армируемых твёрдым сплавом. При своевременном оснащении бурильной колонны стабилизаторами вероятность затяжек снаряда в жё- лоб значительно уменьшается.
Отклонитель колонкового набора или УБТ, предложенный И. П. Бушуевым (рис. 5.6), состоит из упругого элемента, выполненного в виде набора резиновых ко- лец 2, надетых с натягом на ввёрнутую в переходник 1 бурильную трубу 3, упорной шайбы 4, прижимаемой соединительной муфтой 5. При втягивании в жёлоб 6 (сече-
ние А-А, рис. 5.6) колец 2 последние деформируются. В сжатой части эластичного элемента возникают упругие силы, равнодействующая которых R, направленная в сторону ствола, выводит снаряд из жёлоба. Если устройство зайдёт в жёлоб и начнёт расклиниваться, то эластичный элемент, уменьшаясь по длине и увеличиваясь в диа- метре, будет препятствовать дальнейшей затяжке. При снятии осевого усилия упру- гий элемент восстановит первоначальную форму и размеры и под действием веса выйдет из жёлоба вместе со снарядом. Малый коэффициент трения резины по породе в условиях скважины облегчает выход отклонителя из жёлоба.
Рисунок 5.6 – Отклонитель колонкового набора и УБТ
(1 – переходник; 2 – набор резиновых колец; 3 – бурильная труба;
4 – упорная шайба; 5 – соединительная муфта; 6 – жёлоб)
Противозатяжные устройства (ПЗУ) весьма эффективны не только для профи- лактики, но и для оперативного устранения прихватов в суженных интервалах. Прин- цип действия их основан на том, что при подъёме расклинивается лишь верхняя часть устройства, препятствуя дальнейшей затяжке всего инструмента. Снаряд, свободно перемещаясь относительно расклиненного узла, сбивает последний вниз. Противоза- тяжные устройства включаются в состав колонкового набора или УБТ и начинают ликвидировать затяжку сразу же после её возникновения, что обеспечивает высокую результативность. Практически ими может быть ликвидирован любой прихват, если при этом снаряд приподнят над забоем и свободно перемещается вниз.
Специальный колонковый набор Л. С. Бурых (рис. 5.7) состоит из муфты 1, ко- ронок 2, навинченных на толстостенную 3 и колонковую 5 трубы, переходника 4, со- единяющего колонковый набор с бурильной колонной. Переходник 4 имеет паз, в который входит выступ толстостенной трубы 3 (сечение А-А), поэтому трубы 3 и 5 вращаются совместно. Если при извлечении снаряда колонковый набор попадает в жёлоб, то расклинивается только труба 3. При сбрасывании бурильной колонны муф- та наносит удары по внутреннему выступу трубы 3, сбивая последнюю вниз и осво- бождая инструмент. Затем снаряд с вращением и промывкой медленно поднимается вверх, расширяя ствол или жёлоб. Труба 3 с коронкой 2 и переходником 4 можетрас-
полагаться над УБТ. Длина трубы 3 выбирается исходя из условий прочности и того факта, что она расклинивается только после вхождения в жёлоб на расстояние, равное половине своего наружного диаметра.
Рисунок 5.7 – Снаряд для предупреждения и ликвидации затяжек (1 – муфта; 2 – коронка; 3 – толстостенная труба; 4 – переходник; 5 – колонковая труба)
Несмотря на свою эффективность, специальный колонковый набор Л. С. Бурых обладает рядом существенных недостатков. Необходимо изготавливать переходники 4 с выфрезерованными или выдолбленными пазами, а также длинные толстостенные трубы 3 с такой же формой выреза. Это не только усложняет и повышает стоимость набора, но и затрудняет процессликвидации.
В целом, технические средства, применяемые для предотвращения аварий, свя- занных с жёлобообразованиями, используются уже при сформировавшемся жёлобе, достигшем или превысившем допустимые размеры. Поэтому технико-техноло- гические решения по предотвращению и профилактике возникновения жёлобов должны быть основаны на предупреждении критических состояний ствола посред- ством научного обоснованного выбора способов и режимов бурения, конструкций и профиля скважины, а также своевременного расширения жёлоба простым и эффек- тивным способом непосредственно в процессе углубления забоя.