Являются наиболее часто встречающимся видом аварий в бурении. Основными причинами аварий с бурильной колонной являются:
1. Усталость металла (основнаяпричина).
2. Некачественность изготовления(брак).
3. Недостаточная автоматизация при выполненииСПО.
4. Нарушение трудовой и технологическойдисциплины.
Усталость металла труб возникает под действием переменных нагрузок: кру- тильных ударов, изгиба и колебаний бурильной колонны. Ускоряют усталость метал- ла следующие факторы:
1. Дефекты материала труб (надрезы, царапины, инородныевключения).
2. Малые радиусы закругления восьминиточныхрезьб.
3. Нарушение технологического проекта иГТН.
4. Неблагоприятные геологические и технологические условия бурения, что обуславливает:
- крутые углы падения пластов, частое переслаивание пород, большая кавер- нозностьствола;
- работа БК в химически-агрессивных средах (соли, кислоты,щелочи);
- несоответствие типоразмера долота диаметру применямыхтруб;
- возникновение резонансных колебаний в бурильнойколонне;
- превышение нагрузки на долото и частоты еговращения;
- установка над УБТ труб прочности Е, К илиЛБТ;
- эксцентричность вышки, ротора по отношению к скважине. Различают следующие основные виды аварий с бурильнойколонной:
1. Слом и поломки по телу, в концевых утолщениях и порезьбе.
2. Срыврезьбы.
3. Падение колонны труб вскважину.
Слом и поломки по телу характерны для всех видов труб (ведущих, бурильных и утяжелённых) и элементов (переводники), соединяющих их в бурильную колонну.
Ведущие трубы ломаются сравнительно редко и в основном это связано с дли- тельной эксплуатацией без дефектоскопических проверок. Поломки приходятся, как правило, на тело в зоне резьбы, в основном ниппельной.
Бурильные трубы ломаются по телу, в концевых утолщениях и в зоне замковой резьбы. Наиболее часто поломки происходят в зоне замковой резьбы.
Утяжелённые бурильные трубы и переводники ломаются в зоне замковой резь- бы, в основном ниппельной.
Срыв резьбы в бурильных замках, УБТ и переводниках происходит в основном из-за их размыва и износа после многократного свинчивания и развинчивания. Раз- мыв и износ резьбовых соединений обусловлен:
- недокреплением резьбовых соединений при спускеинструмента;
- качеством бурового раствора и давлением егопрокачки;
- неотцентрированностью вышки иротора;
- недоброкачественностью или отсутствием смазки длярезьб;
- некачественностьюизготовления.
Падение колонны труб в скважину обусловлено в основном нарушением тех- нологических требований к спуску и подъёму колонны, а также неисправностью или
отсутствием спуско-подъёмного оборудования и инструмента. В практике бурения наиболее часто встречаются следующие нарушения и неисправности:
- подъём колонны на одномштропе;
- несоответствие грузоподъёмности элеватора, штропов и крюкоблока массе колонны;
- неисправность тормозной системы (разрыв тормозной ленты, износ тормоз- ных колодок, отключение гидродинамического тормоза приспуске);
- недостаточная автоматизация СПО (отсутствие АКБ, ПКР,ПБК);
- нарушение трудовой и технологическойдисциплины.
Предупреждение аварий с бурильной колонной:
1. Тщательный контроль БТ на трубных базах, которые осуществляют про- верку, транспорт, ремонт и профилактические проверки качества изготовления и экс- плуатации.
2. Разбивка БТ на комплекты и осуществление контроля за их эксплуатацией. Правильное использование комплектов труб по назначению. Например, при бурении в осложнённых условиях или в интервалах резкого изменения зенитного и азимуталь- ного углов необходимо использовать неизношенные комплекты БТ повышенной прочности (классI).
3. Проведение периодических визуальных осмотров, опрессовок и дефекто- скопии бурильного инструмента. Давление опрессовки должно в 1,5 раза превышать максимальное давление при бурении, но быть не менее 30МПа.
4. Транспорт труб должен осуществляться на специальных средствах. Сбра- сывать трубы и тащить их волокомзапрещается.
5. Установка в обсаженной части ствола скважины над каждым бурильным замком резиновых предохранительных колец(протекторов).
6. Центровка вышки иротора.
7. Применение специальных смазок для смазки резьбовыхсоединений.
8. Проведение СПО при исправных ПКР, АКБ, ПБК идр.
9. Вес используемых УБТ должен на 25% превышать нагрузку надолото.
10. Все замковые резьбы УБТ и БТ следует докреплять приспуске.
11. При креплении или раскреплении замковых резьбовых соединений БТ за- прещается устанавливать машинный ключ или челюсти АКБ на телотруб.
12. Раскрепление резьбовых соединений роторомзапрещается.
13. Максимально допустимые растягивающие нагрузки при расхаживании не должны превышать 80% нагрузки, при которой напряжение в самом слабом элементе колонны достигает предела текучести соответствующего классатруб.
14. Для достижения равномерного износа труб рекомендуется через 10-20 СПО менять местамисвечи.
Признаки возникновения аварий с бурильной колонной:
1. Изменение показаний по индикаторувеса.
2. Снижение давления нанасосе.
3. Увеличение частоты вращения ротора (уменьшение крутящегомомента).
4. Резкое перемещение колонны с последующей потерейвеса.
5. Снижение температурыраствора.
6. Снижение силы тока при бурении сэлектробуром.
При сходимости одного или нескольких признаков необходимо немедленно приступить к подъёму колонны с одновременным осмотром тела всех труб и провер- кой состояния замковых соединений.
После подъёма верхней части оборванной колонны уточняют характер слома БК, а также глубину, размеры и состояние верха оставшейся в скважине части. Одно- временно определяют причины и обстоятельства аварии. На основании полученных данных подбирают ловильный инструмент и намечают план работ по ликвидации аварии.
Ловильный инструмент применяют, если вес оставшихся в скважине труб не превышает допустимой нагрузки на ловитель или если труба имеет сильно разорван- ный конец со сложной конфигурацией излома.
Предпочтение следует отдавать освобождающемуся ловильному инструменту. Если для освобождения колонны, находящейся в скважине, требуется её расхажива- ние, то рекомендуется применять метчики или колокола.
При неровном контуре излома оставленной колонны рекомендуется сначала отвинтить эту трубу ловильным инструментом с левым вращением. Это необходимо для последующего надёжного захвата путём соединения по замковой резьбе.
Если верхняя часть оставленной колонны отклонилась в каверну, то в скважину спускают ловушку-захват с ловильным инструментом на кривой трубе. Если это не помогает, то обычно верхнюю часть оставленной колонны срезают фрезером и затем захватывают колоколом. При наличии затяжек колонну расхаживают.
Легкосплавные трубы извлекаются из скважины с особой осторожностью. Если оставленные в скважине ЛБТ не удается захватить ловильным инструментом, то их разбуривают до бурильного замка долотами типа Т (ТЗ) или фрезером. При этом раз- буривание предпочтительнее осуществлять турбинным способом при максимально возможной подаче насосов с нагрузкой 20-40 кН. При разбуривании зацементирован- ных ЛБТ нагрузка может достигать 60-110 кН. Через каждые 1,5-2,0 м проходки ко- лонну следует приподнимать на 10-15 м.
При большой вероятности прихвата оставленной колонны ловильный инстру- мент спускается с ясом.
Наиболее часто применяемым ловильным инструментом ввиду своей простоты и надёжности являются метчики и колокола.
В целом, при невозможности извлечь колонну устанавливают цементный мост в голове оставленной колонны и забуривают второйствол.