Виды аварий в разведочных скважинах, методы их ликвидации и предупреждение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В данной курсовой работе рассматриваются виды аварий в разведочных скважинах, методы их ликвидации, а также предупреждение.

Сооружение скважины - трудоемкий инженерно-технологический процесс, нередко осложняющийся различного рода авариями, которые снижают производительность труда и повышают себестоимость буровых работ. На устранение аварии в год тратится от 5 до 10 % рабочего времени. Часто причинами списания скважин, не выполнивших геологического задания, также являются аварии и осложнения.

Авариями в процессе бурения называют поломки и оставление в скважине частей колонн бурильных и обсадных труб, долот, забойных двигателей, потерю подвижности (прихват) колонны труб, спущенной в скважину, падение в скважину посторонних металлических предметов. Аварии происходят главным образом в результате несоблюдения утвержденного режима бурения, неисправности бурового оборудования и бурильного инструмента и недостаточной квалификации или халатности членов буровой бригады.

Следует помнить, что работы по ликвидации аварий трудоемкие; ошибки, допущенные при ликвидации аварий, ведут к возникновению новых, более сложных аварий, что приводит к потерям и непроизводительным затратам рабочего времени.



Причины возникновения аварий и их виды при проходке скважин

Факторы, влияющие на возникновение аварий, разделяются на три группы:

· природные (неблагоприятные горно-геологические условия бурения);

· технологические (несовершенство и различные нарушения технологии бурения);

· организационно-технические (несовершенство организации буровых работ; несовершенство и неправильное использование буровой техники).

По причинам возникновения аварии разделяют на две группы (это разделение обусловливает оплату труда буровой бригады за время ликвидации аварии):

· происшедшие по вине буровой бригады;

· аварии, не зависящие от буровой бригады.

По степени тяжести аварии делятся на простые и сложные, однако нередки случаи, когда во время ликвидации простой аварии она может превратиться в сложную.

По характеру возникновения аварии классифицируются на следующие виды:

· с колонной бурильных труб (оставление в скважине бурильных колонн или их частей из-за поломок в теле или в соединительных элементах бурильных, ведущих и утяжеленных труб; падение в скважину элементов бурильных колонн; нередки случаи аварий с колоннами бурильных труб как следствие ликвидации аварий других видов, например, прихватов);

· в результате прихвата бурильной колонны (это аварии, при которых полностью теряется возможность спуска или подъема бурильной колонны; вызываются прилипанием бурильных труб к стенкам скважины, заклиниванием породоразрушающего инструмента, колонковых или бурильных труб, возникновением сальников в скважине, обвалами и осыпаниями стенок скважин, прижогами бурового инструмента, затяжкой бурильной колонны);

· с обсадными трубами (разъединение по резьбовым или сварным соединениям спускаемых или уже спущенных обсадных труб; разрыв труб по телу; падение обсадных труб в скважину; смятие и протирание обсадных труб; прихваты обсадных колонн при спуске и подъеме; отвинчивание и обрыв башмаков);

· с буровыми коронками и долотами (прижоги или оставление в скважине коронок, долот);

· при скважинных работах (обрыв и оставление в скважине различных скважинных приборов, троса или каротажного кабеля);

· падение посторонних предметов в скважину;

· оставление керна в скважине.

Аварии всех видов разделяют на две категории:

· регистрируемые

· учитываемые.

Регистрации подлежат все аварии, независимо от времени, затраченного на их ликвидацию; учитываются аварии, на ликвидацию которых затрачено более 8 ч.

Началом аварии считается момент ее возникновения, хотя обнаружен он может быть позже; концом аварии считается момент восстановления условий для продолжения бурения. Если авария произошла во время ликвидации первоначально возникшей аварии (осложнение аварии), она отдельно не учитывается, а время на ее ликвидацию суммируется со временем ликвидации первоначально возникшей аварии.

При возникновении аварии и невозможности ее ликвидировать в течение одной смены бурильщик сообщает об этом буровому мастеру и производит первоочередные работы по ликвидации аварии и недопущению ее усложнения. Буровой мастер ставит в известность об аварии главного инженера предприятия (партии, экспедиции) и производит работы по согласованию с ним.

При расследовании аварии устанавливают причины, приведшие к аварии, виновников аварии, намечают мероприятия по ликвидации данной аварии и по предупреждению подобных аварий в дальнейшем. На ликвидацию сложной аварии составляется план, в котором предусматривают: мероприятия по ликвидации аварии; сроки проведения работ, мероприятия для предотвращения несчастных случаев и осложнений; работника, ответственного за исполнение плана работ по ликвидации аварии.

Материалы по аварии рекомендуется систематически обобщать, анализировать и на их основе разрабатывать мероприятия по предотвращению аварий в конкретных условиях. http://www.drillings.ru/av-klas

Виды аварий и причины их возникновения при колонковом и ударно-канатном бурениях

В колонковом бурении могут быть выделены четыре основные группы аварий:

1) обрывы труб и породоразрушающих инструментов;

2) прихваты труб и породоразрушающих инструментов;

3) развертывание труб и породоразрушающих инструментов;

4) падение бурового снаряда, труб и посторонних предметов в скважину.

Каждую из перечисленных аварий можно разделить на типы в соответствии с частями бурового снаряда: аварии с бурильными, обсадными, колонковыми трубами и породоразрушающими инструментами. Часто аварии не укладываются в определенные типы, а являются комбинированными. Например, обрыв с последующим прихватом или наоборот.

Типы аварий предопределяют методы их ликвидации и необходимые при этом инструменты и механизмы.

Причины возникновения аварий бывают субъективные - когда аварии происходят по вине бурового персонала, и объективные, не зависящие от него.

Субъективные причины могут быть подразделены на два вида - обусловленные сознательным нарушением основных правил предупреждения аварий и являющиеся результатом неопытности или недостаточной квалификации рабочих и ИТР. Аварии в основном происходят по субъективным причинам.

Причины возникновения аварий по геолого-техническим факторам можно подразделить на следующие виды.

1. Геологические: обваливающиеся и пучащиеся породы, плывуны, карсты, каверны, поглощающие горизонты, водо- и газопроявления и др.

2. Технические: плохое качество, низкая прочность, конструктивные недостатки, неисправность и недопустимый износ, плохие эргономические показатели оборудования и инструмента.

3. Технологические: нарушение рациональных режимов бурения, крепления, тампонирования; неправильный выбор рецептур промывочных жидкостей, тампонажных смесей и т.п.

4. Организационные: невыполнение общепринятых мероприятий по предупреждению аварий, частые простои и остановки буровых агрегатов, низкая трудовая дисциплина, недостаточно высокая квалификация обслуживающего персонала, несовершенная диспетчерская служба и снабжение и т.п.

Кроме непосредственных причин существует ряд косвенных факторов, уменьшающих или увеличивающих вероятность аварий: скорость бурения, глубина и конструкция скважин, наличие контрольно-измерительных приборов, интенсивность искривления, степень механизации и автоматизации, и т.п.

При ударно-канатном бурении наиболее часто происходят следующие виды аварий:

1) обрывы и поломки технологических инструментов бурового снаряда;

2) развинчивание резьбовых соединений частей бурового снаряда;

3) прихваты бурового снаряда;

4) обрывы канатов;

5) падение в скважину мелких предметов.

Основные причины возникновения аварий при ударно-канатном бурении и меры по их предупреждению те же, что и при колонковом бурении. Башлык С.М., Загибайло Г.Т. «Бурение скважин». Учебник для техникумов. М.: Недра, 1983, 447 с.

Предупреждение аварий при колонковом бурении

Предупреждение аварий ведется путем устранения их причин, внедрения профилактических мероприятий, совершенствования основного бурового оборудования и инструмента, технологии бурения, а также ловильных инструментов и методов ликвидации аварий. Следует помнить, что аварию легче предупредить, чем устранить.

К профилактическим мероприятиям по предупреждению аварий относятся: постоянное повышение квалификации бурового персонала; изучение опыта безаварийной работы лучших буровых бригад; анализ аварий на технических совещаниях для выявления причин возникновения, обсуждение плана их ликвидации, установление степени виновности бригад, разработка мероприятий по предупреждению аварий; систематический технический контроль со стороны рабочих и ИТР за ведением работ и руководство ими; внедрение передовых методов организации работ, строгое соблюдение трудовой и технологической дисциплины; применение мер воздействия к виновникам аварий.

Геологические принципы аварий практически устранить невозможно. Но систематически изучая и анализируя эти причины, можно до минимума свести их вредное влияние путем разработки и внедрения комплекса технических и технологических мероприятий.

Предупреждение обрывов и развинчивания бурильных труб

Для предупреждения обрывов и развинчивания бурильных труб необходимо выполнить следующие мероприятия.

1. Поступающие новые бурильные трубы, УБТ и их соединения подвергать выборочному контролю и дефектоскопии.

2. Бурильные трубы и УБТ должны отрабатываться по определенной схеме только в комплектах, собираемых на трубных базах. Положение труб в комплекте необходимо своевременно менять. Время их работы учитывать в паспорте, составляемом на каждый комплект.

3. Периодически производить измерение износа бурильных труб и дефектоскопию. Элементы, достигшие предельного износа, своевременно заменять.

4. При сборке колонн осуществлять затяжку с расчетным крутящим моментом и многократную приработку резьбовых соединений с применением специальных смазок.

5. Диаметры бурильных труб должны соответствовать диаметру скважины.

6. Для улучшения условий работы колонны применять утяжеленные бурильные трубы, смазки и эмульсии.

7. Применять контрольно-измерительные приборы и ограничители крутящего момента.

8. Не допускать чрезмерно резких торможений спускаемой колонны бурильных труб.

9. Извлеченные из скважины свечи устанавливать на подсвечник с масляной ванной, имеющей деревянную футеровку.

10. Инструмент для спуско-подъемных операций поддерживать в исправном состоянии.

11. Соблюдать правила хранения, погрузки, разгрузки и перевозки труб.

12. Легкосплавные трубы, трубы ССК эксплуатировать согласно специальным инструкциям.

13. Периодически опрессовывать бурильную колонну водой под давлением 6 МПа.

Предупреждение обрыва колонковых труб и породоразрушающих инструментов

При сборке колонкового снаряда следует проверять исправность резьб, отсутствие механических повреждений и сильного износа.

Породоразрушающие инструменты не должны иметь трещин, глубоких размывов, следов начавшегося разрушения матрицы или корпуса; резцы твердых сплавов должны прочно закрепляться и быть правильно расположены.

В шарошечных долотах необходимо проверять состояние сварных швов и замковой резьбы, вращение шарошек на цапфах и их люфты. Максимальный осевой люфт не должен превышать 0,7 мм, а радиальный 0,2 мм.

Износ твердосплавных коронок и долот по наружному диаметру не должен быть более 1,5 мм, а алмазных - 0,5 мм.

В состав бурового снаряда следует включать стабилизирующий переходник и алмазный калибровочный расширитель, а в случае его отсутствия соблюдать очередность спуска алмазных коронок и долот в зависимости от размера по диаметру.

Резьбовые соединения должны завинчиваться до отказа ключом. Свинчивание от руки или недосвинчивание не допускается.

Необходимо избегать резких ударов породоразрушающего инструмента об уступы при спуске и не допускать посадки на забой с нагрузками больше допустимых.

Ствол скважины необходимо прорабатывать выше забоя, учитывая потери диаметра при предыдущем рейсе. Забой скважины следует очищать от кусков пород и металлических частиц.

В начале рейса колонку должны прирабатывать в течение 10-15 мин.

Предупреждение прихватов бурового снаряда

Основное мероприятие по предупреждению прихватов бурового снаряда, связанных с обвалами, осыпями и пучением горных пород, - применение промывочных жидкостей с параметрами, соответствующими геологическим условиям бурения.

В скважине необходимо поддерживать постоянное гидростатическое давление путем долива промывочной жидкости или применения специального водосливного переходника в составе бурового снаряда. Снижение статического уровня жидкости при подъеме бурового снаряда также может вызывать обвалы и прихваты снаряда.

При внезапных и полных поглощениях необходимо немедленно поднять снаряд на поверхность, так, как при этом в малоустойчивых породах, как правило, стенки скважины обваливаются.

Быстрый подъем и спуск бурового снаряда также вызывают нарушение гидродинамического равновесия в скважине и приводят к поглощениям и обвалам.

Для предупреждения прихватов бурового снаряда, связанных с перепадом давления в результате превышения давления промывочной жидкости над пластовым, и большой липкостью корки необходимо применять УБТ, с фигурным (квадратным) сечением, промывочные жидкости со смазочными добавками и небольшой плотностью.

Прихваты бурового снаряда могут происходить путем заклинивания его в желобах. Образование желобов в глубоких скважинах (>500 - 800 м) наиболее вероятно в местах контактов горных пород разной твердости, тектонических нарушений, при интенсивном искривлении скважины.

Предупредить создание желобов можно бурением на скоростях, исключающих их образование, выбором оптимального режима спуско-подъемных операций, включением в компоновку низа УБТ, центраторов, ограничением интенсивности искривления скважины (радиус кривизны >150 м). Если желоба возникли, их можно перекрыть обсадными трубами, расширить до требуемого диаметра или ликвидировать торпедированием. При затягивании бурильной колонны в желоб (повышение нагрузки на крюке) ее необходимо опустить или сбить вниз, а затем медленно поднимать с вращением и промывкой.

Предупреждение расклинивания в скважине породоразрушающих инструментов заключается в рациональной отработке и соблюдении правил постановки снаряда на забой.

Предупрждение падения бурового снаряда и посторонних предметов в скважину

Падение в скважину бурового снаряда и посторонних предметов можно предупредить, если выполнять следующие правила.

Тормозные рычаги лебедок должны иметь исправные фиксирующие приспособления. Необходимо ежедневно контролировать регулировку тормозных лент и колодок, не допускать попадания на них воды, растворов, смазки и других нефтепродуктов.

Устье скважины в процессе углубки и особенно после подъема снаряда необходимо закрывать специальными приспособлениями. Башлык С.М., Загибайло Г.Т. «Бурение скважин». Учебник для техникумов. М.: Недра, 1983, 447 с.



Причины аварий и их предупреждение при ударно-канатном бурении

При ударно-канатном бурении наиболее часто происходят следующие виды аварий:

1) обрывы и поломки технологических инструментов бурового снаряда;

2) развинчивание резьбовых соединений частей бурового снаряда;

3) прихваты бурового снаряда;

4) обрывы канатов;

5) падение в скважину мелких предметов.

Основные причины возникновения аварий и меры по их предупреждению те же, что и при колонковом бурении.

Однако в связи с технологическими особенностями ударно- канатного бурения имеются специфические причины аварий и меры по их предупреждению. Основными причинами аварий являются: чрезмерный износ долота по диаметру, заклинивание долота в трещиноватых породах вследствие неправильного выбора формы долота, малая или большая подвеска долота над забоем, значительная слабина каната при долблении, большая высота сбрасывания бурового снаряда при бурении в вязких и трещиноватых породах, большая углубка за рейс, несвоевременная чистка скважины, значительный выход бурового снаряда из-под башмака при бурении в неустойчивых породах, бурение снарядами без раздвижных штанг и др. По этим причинам могут происходить прихваты бурового снаряда, поломки или развинчивание технологических инструментов и обрывы каната.

С целью предупреждения аварий следует постоянно выполнять следующие мероприятия.

1. Форма головки и угол приострения лезвия долота должны соответствовать буримым породам. В трещиноватых породах бурить следует крестовыми или округляющими долотами.

2. В состав бурового снаряда, особенно при бурении в сложных геологических условиях, необходимо включать раздвижные штанги.

3. Технологические инструменты следует свинчивать с усилием до 30 кН, а состояние резьб контролировать по меткам, наносимым зубилом на соединяемые части бурового снаряда.

4. Износ долота по длине лезвия не должен превышать 5 мм. При сильной конусности или искривлении скважины в этом интервале засыпают крепкой породой или чугунным ломом и разбуривают новым округляющим долотом. Бурят с заниженными технологическими параметрами.

5. Навеска долота должна быть оптимальной. Если она малая, тогда канат имеет слабину, буровой снаряд при сбрасывании отклоняется к стенкам скважины, возникают эксцентрические удары, вызывающие обрушение стенок, развертывание и поломки технологических инструментов, особенно в резьбе. При завышенной подвеске нагрузка на инструментальный канат увеличивается в 6--8 раз, что приводит к его обрыву.

6. Углубка за рейс не должна превышать 1 м. Значительная углубка и несвоевременная чистка скважины приводят к скоплению шлама Я прихватам снаряда.

7. При бурении в неустойчивых породах выход бурового снаряда из башмака необходимо поддерживать минимально допустимым. Для повышения устойчивости стенок скважины увеличивают вязкость шлама путем уменьшения подлива воды и забрасывания вязкой глины. Бурят при небольшой высоте сбрасывания снаряда и повышенной частоте ударов.

8. Буровой снаряд не должен оставаться на забое без движения во избежание прихвата его шламом.

9. Устье скважины должно закрываться. Падение в скважину крупногабаритных предметов при ударном бурении происходит чаще, чем при колонковом. Башлык С.М., Загибайло Г.Т. «Бурение скважин». Учебник для техникумов. М.: Недра, 1983, 447 с.

авария бурение колонковый канатный

Методика ликвидации аварий

Организация труда при ликвидации аварий.

Аварию важно своевременно обнаружить, чтобы предупредить ее осложнение. Поэтому бурильщик обязан внимательно следить за всем ходом технологического процесса, показаниями контрольно-измерительных приборов и циркуляцией промывочной жидкости, знать состав, размеры и техническое состояние бурового снаряда, конструкцию скважины и геолого-технические условия бурения.

Если авария произошла, необходимо определить тип и вид ее, точное место (глубину), вероятную причину, положение верхнего конца оставленной части труб относительно оси скважины, возможность восстановления циркуляции промывочной жидкости, общее состояние скважины и особенно в месте аварии (наличие зон осложнений, интервалы искривлений, физико-механические свойства пород, где произошла авария, наличие шлама и т. д.).

Все эти вопросы можно выяснить по фактическим данным, полученным при подъеме бурового снаряда и по буровому журналу. Поэтому в буровом журнале должны точно отражаться технические данные о скважине и буровом снаряде, его размеры, состав, качество промывочной жидкости, встречаемые осложнения, режим бурения. Целесообразно раз в неделю производить контрольный замер глубины скважины.

О возникновении аварии бурильщик обязан сообщить буровому мастеру, начальнику смены пли диспетчеру, а последние должны доложить об этом главному инженеру.

Если авария простая, бурильщику надлежит немедленно приступить к ее устранению или принятию мер по предотвращению осложнения. Положительные результаты во многом зависят от быстроты ликвидации аварии.

Ликвидацию сложной аварии следует начинать только после конкретного и всестороннего ее исследования, экономического обоснования и составления плана, утверждаемого главным инженером экспедиции. Неправильный выбор метода и технических средств приводит к осложнению аварии.

До начала ликвидации аварии необходимо проверить исправность станка, вышки, талевой системы, спуско-подъемных инструментов и КИП, а также провести инструктаж по безопасным методам работы. Работы по ликвидации аварий должны проводиться под руководством опытных высококвалифицированных специалистов.

В геологоразведочной организации необходимо вести непрерывный сбор, анализ и оценку статистических данных о затратах времени и средств по каждому методу ликвидации аварий. В дальнейшем эти материалы могут послужить исходными данными для разработки на ЭВМ планов ликвидации аварий при минимальных затратах.

Ликвидация обрывов бурового снаряда

Обрыв или развинчивание бурильных труб можно определить по изменению режима работы бурового станка, падению давления насоса, изменению скорости или направления движения шпинделя, веса бурового снаряда. Но наиболее точно обрыв определяется по контрольно-измерительным приборам.

При обнаружении обрыва необходимо провести следующие мероприятия.

1. Поднять верхнюю оборванную часть колонны. По поврежденному концу бурильной трубы установить характер обрыва и решить, каким ловильным инструментом пользоваться.

2. Вычислить глубину обрыва и выяснить размеры и состояние скважины в месте обрыва. Решить, опускать ловильный инструмент с направляющей воронкой или без нее.

3. Заменить оборванную часть трубы, присоединить к ней ловильный инструмент и определить рабочий замер. На верхней трубе сделать метку.

4. Опустить в скважину ловильный инструмент. Не доходя до места обрыва 1 -1,5 м, включить насос и промыть скважину.

5. Медленно опуская буровой инструмент, соединиться с оборванной трубой вращением вручную.

6. Попытаться приподнять снаряд при помощи гидравлического устройства станка и восстановить циркуляцию промывочной жидкости.

7. Завинтить ловильный инструмент до отказа и извлечь буровой снаряд из скважины.

Если с оставшимся в скважине буровым снарядом не удается соединиться, с помощью печати уточняют характер обрыва и положение конца трубы по отношению к оси скважины. Отклонившуюся трубу выводят на середину отводным крюком.

При изменении характера обрыва в процессе ловильных операций так, когда уже невозможно соединиться с оборванной трубой ни одним из ловильных инструментов, конец трубы обрезают труборезом.

Если после обрыва произошел прихват колонкового снаряда, аварию ликвидируют способами, описанными ниже.

Необходимо составлять эскиз общей компоновки ловильного инструмента с указанием размеров.

Ликвидация прихватов бурового снаряда

Прихватом называется авария в скважине, характеризующаяся частичным или полным прекращением движения бурового снаряда.

Признаки прихвата бурового снаряда -- уменьшение нагрузки на крюке при спуске, повышение манометрического давления па насосе при промывке, увеличение усилий, необходимых для вращения и подъема инструмента.

Различают следующие методы ликвидации прихватов.

Механические методы. Эти методы имеют много разновидностей и наиболее широко распространены при разведочном бурении.

1. Ликвидация прихвата расхаживанием бурового снаряда лебедкой или гидравликой станка с одновременной попыткой восстановить циркуляцию промывочной жидкости.

Одновременное натяжение лебедкой и гидравликой станка (домкратами) категорически запрещено.

2. Ликвидация прихватов выбивными приспособлениями. Наибольшее применение в практике геологоразведочного бурения нашли ударные бабы и различной конструкции выбивные устройства.

При нанесении периодических ударов бабой снизу вверх в прихваченной колонне возбуждаются собственные колебания. В результате уменьшается трение между снарядом и шламом или породой. Но этот метод применим при небольшой глубине скважины, так как амплитуда вызываемых колебаний незначительная и они практически затухают при больших глубинах.

3. Вибрационный метод наиболее эффективен и наименее трудоемок. Наилучшие для условий колонкового бурения - погружные гидравлические и механические зубчатые вибраторы.

Колонна бурильных труб отвинчивается на переходнике-отсоединителе, поднимается на поверхность, к ней присоединяется вибратор и снова после спуска в скважину соединяется с прихваченным колонковым снарядом.

Возбуждаемые вибратором колебания значительной частоты и мощности передаются окружающей среде (шламу, породе), в результате чего изменяются реологические свойства породы, уменьшается коэффициент внутреннего трения, силы сцепления и подъемное усилие снижается.

4. Извлечение прихваченного снаряда по частям при помощи левого инструмента с последующим обуриванием, или фрезерованием колонкового набора, или бурением внутри него.

Обуриваиие колонковых наборов - довольно распространенный метод ликвидации аварий, но рационально в сравнительно нетвердых породах (до VI--VII категорий по буримости), когда расширение ствола скважины происходит быстро, относительно небольшое расстояние между башмаком последней обсадной колонны и прихваченной колонковой трубой, довольно устойчивые интервалы, перекрытые извлекаемой обсадной колонной. Прихваченная колонковая труба обуривается на всю длину, заклинивается в обуривающей трубе и поднимается подобно керну.

Бурение внутри колонковой трубы применяется при наличии твердых пород (VIII--VII категории по буримости). После отсоединения бурильной колонны обязательно должен быть вывинчен или расфрезерован переходник. В оставленной колонковой трубе бурят коронкой меньшего диаметра с углубкой ниже прихваченного инструмента.

После подъема снаряда опускается ловильный инструмент (труболовка или метчик с погружным вибратором), ловится и извлекается оставленная в скважине колонковая труба. Когда прихваченную колонковую трубу извлечь не удается, то ее, если позволяет диаметр скважины, оставляют па месте в качестве потайной колонны, а бурение продолжают коронковой меньшего диаметра. При отсутствии резервного диаметра трубу фрезеруют. Для этого следует использовать специальные фрезы, так как при разбуривании стандартными твердосплавными коронками в скважине остается значительное количество полос, кусков и осколков металла, которые довольно часто являются причиной возникновения новых аварий.

Если на забое находится друг над другом несколько колонковых наборов, несколько рядов расклиненных бурильных труб и т. п. и извлечение их будет очень трудоемким и дорогостоящим, в этих случаях место аварии обходится путем искусственного искривления ствола скважины.

5. Освобождение бурового снаряда домкратами. В настоящее время домкраты для устранения аварий применяются редко, так как чаще всего они не обеспечивают успеха, а буровой снаряд становится непригодным для дальнейшего использования.

6. Взрывание или торпедирование. Устранение прихвата и восстановление циркуляции происходит за счет ударной волны, резкого повышения давления и возбуждения в колонне собственных колебаний (встряхивания) без разрушения колонны.

Гидростатический метод. При этом методе прихваты устра-ияются путем установки нефтяных и водяных ванн. Вода и нефть, проникая под давлением в породы и шлам, снижают коэффициент трения, что позволяет извлечь буровой снаряд на поверхность. Эффективность ванн повышается при добавлении ПАВ до 1--2 %.

Нефтяные ванны рекомендуется применять при прихватах пористыми породами или шламом в результате образования сальников, прилипания снаряда к толстой рыхлой корке, коагуляции раствора. Пористые породы и шлам, пропитанные нефтью, будут иметь значительно меньший коэффициент трения с металлом.

Химические методы. При этих методах в зону прихвата закачиваются кислоты, вступающие в химическую реакцию с породой и разлагающие ее.

В карбонатных породах (известняки, мраморы, мергели и др.) используются солянокислотные ванны. Обычно применяют 10 - 15 %-ный раствор соляной кислоты. Под действием соляной кислоты карбонатные породы превращаются в растворимые соли, воду и углекислый газ, железо и алюминий частично растворяются в породе, кристаллическая решетка минералов, составляющих глины, разрушается.

При добавке 40 %-ной плавиковой кислоты растворимость глинистых пород увеличивается в 2--3 раза. Под действием плавиковой кислоты на кремнесодержащие породы образуются четырехфтористый кремний (газ) и вода, что создает условия для освобождения прихваченного снаряда.

Объем кислоты должен быть такой, чтобы после нагнетания уровень ее был на 20--30 м выше зоны прихвата. Первоначально закачивается 25--30 % объема кислоты, а после 3--6 ч выдержки добавляют свежую порцию через каждый час. Общее время выдержки 10--12 ч.

Для уменьшения разъедания кислотами труб и подающих устройств к ним добавляют ингибиторы. В качестве ингибиторов применяют товарный формалин, уникол, легкие смоляные масла и различные ПАВ.

Гидродинамический метод основан на механическом воздействии струи промывочной жидкости на породу или шлам, прихвативших буровой снаряд. Для этого в скважину параллельно с прихваченной опускают дополнительную колонну бурильных труб, имеющую гидромониторную насадку. В скважинах малого диаметра, где две колонны разместить невозможно, для промывки можно использовать обсадные трубы соответствующего диаметра.

К гидродинамическому методу относится и гидроимпульсный способ, сущность которого заключается в нагнетании промывочной жидкости при большой пульсации (в насосе извлечен один или два клапана) или в искусственном вызывании гидравлических ударов.

Электрический метод основан на использовании явления электроосмоса. Если к буровому снаряду подвести отрицательный заряд, а к породам через заземление или обсадные трубы -- положительный, то при пропускании постоянного тока произойдет электроосмотическое водоотжатие и силы сцепления между трубами и породой значительно уменьшатся. Так, при плотности тока до 105 А/м2 и обработке в течение 1--2 ч в породах глинистого комплекса наблюдается снижение сил сцепления на 35--40 %.



Ликвидация аварий с обсадными трубами

Один из наиболее часто встречающихся видов аварий с обсадными трубами - отвинчивание низа колонны, когда последний не имеет связи со стенками (не прихвачен) и не опирается на забой. При этом трубы смещаются в сторону от оси скважины и препятствуют прохождению колонкового набора.

Для соединения развинченных обсадных труб на бурильных трубах опускают направляющий конус, с помощью которого совмещают оси обеих секций и свинчивают их. Когда верх нижней, отвинченной части обсадных труб, разбит, поднимают обе секции, заменяют испорченные элементы и вновь опускают колонну. Метод может быть применен только в устойчивых породах.

Если нижняя секция сильно прихвачена, а верх ее деформирован, то следует поднять свободную секцию, отвинтить вышедшую из строя трубу левым инструментом и извлечь на поверхность. Поднятая часть колонны оснащается деревянной конической пробкой, спускается в скважину и навинчивается на оставленные трубы. Затем пробка разбуривается.

Прихваченную секцию можно накрыть обсадными трубами, нижняя часть которых на длину 0,5--1 м развальцована с таким расчетом, чтобы свободно могла быть надета па колонн , находящуюся в скважине. Если потери диаметра не угрожают выполнению геологического задания, можно опустить колонну меньшего диаметра.

Смятые колонны выравнивают с помощью различного рода оправок и специальных фрез.

При местных разрывах труб в поврежденный интервал на левом переходнике опускается труба меньшего диаметра, служащая своеобразной заплатой, и заклинивается дробью, чугуном. После этого труба-заплата развальцовывается до приобретения ею формы раструба.

Поврежденный участок может обрабатываться грушевидным фрезом, а затем закрепляться полимерами или цементироваться. Затвердевший в колонне мост разбуривается. Башлык С.М., Загибайло Г.Т. «Бурение скважин». Учебник для техникумов. М.: Недра, 1983, 447 с.



Заключение

Мы рассмотрели различные виды аварий при бурении геолого - разведочных скважин. Бурение скважин - дорогостоящий процесс, на ликвидацию аварий уходит много времени и средств. Можно сделать вывод, что легче предупредить аварию, чем ее ликвидировать.

Задача бурильщика заключается в том, что он должен постоянно следить за процессом бурения скважины, в случае поломки немедленно известить бурового мастера, а в случае его отсутствия - руководителя участка или разведки, не приостанавливая проведения первоочередных мер по ликвидации аварии. В случае затянувшейся ликвидации аварии, но не позднее чем через 5 суток с момента ее возникновения, составляется план ликвидации, утверждаемый руководством бурового предприятия.

При ликвидации аварий в скважинах допускаются повышенные нагрузки на буровое оборудование, отдельные его узлы и бурильную колонну. Для предупреждения несчастных случаев с персоналом, участвующим в ликвидации аварии, необходимо строго руководствоваться правилами техники безопасности.



Список литературы

1. Башлык С.М., Загибайло Г.Т. «Бурение скважин». Учебник для техникумов. М.: Недра, 1983, 447 с.

2. http://www.masters.donntu.edu.ua/2011/igg/dorosh/library/article3.htm\

3. http://base1.gostedu.ru/55/55548/#i544572

4. http://www.drillings.ru/av-klas

Размещено на Allbest.ru