Файл: Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении.pdf

Т а б л и ц а 2

освободить прихваченную бурильную колонну вращением ротора и расхаживанием. Причины этих аварий пока не установлены, но можно предполагать, что ими являются большие динамические нагрузки на резьбовое соединение.

Для слома труб по телу характерны поломки в местах, где прочность трубы снижена вследствие одностороннего износа по наружному диаметру в результате трения трубы о стенки сква­ жины (17,3%). Наибольшему износу подвержены трубы в средней части. Другой причиной этих аварий являются поломки труб из-за подъема их на одном штропе. Такие аварии происходят в том случае, если не применяют клинья, встроенные в ротор. Часть аварий происходит при ликвидации аварий из-за приложения чрез­ мерных нагрузок.

Бурение трубами из легких сплавов ведется преимущественно там, где при спуско-подъемных операциях применяют клинья, встроенные в ротор, и где работают механизмы АСП. В этих усло­ виях в зоне работы плашек механизмов наблюдается образование ориентированных насечек в основном из-за применения сухарей, несоответствующих наружному диаметру труб, из-за чрезмерно острых насечек и периферийных сухарей, а также из-за большого люфта и неравномерной посадки клиньев на трубы. В последую­

вида очень мало по сравнению с авариями с трубами с высажен­ ными внутрь концами. Объясняется это тем, что у труб из легких сплавов почти в 3 раза уменьшаются действующие напряжения

30

знакопеременного изгиба, а также повышается коррозионно-уста- лостная стойкость резьбового соединения вследствие применения специальной смазки «Герметик» при соединении трубы с замком.

Около 15% аварий произошло по другим причинам. В началь­ ный период освоения бурения трубами из легких сплавов*был ряд случаев слома труб в высаженной части из-за размыва в зоне установки шламового фильтра под квадратом. Прочность труб иногда ослаблялась образованием выточек под муфтой, и трубы ломались. Такие аварии характерны для роторного бурения.

Следует отметить, что основная масса аварий происходит при бурении и проработке (более 43%), третья часть всех аварий с трубами из легких сплавов происходит при ликвидации аварий.

Падение бурильной колонны вследствие ее подъема на одном штропе

Падение бурильных колонн из-за подъема на одном штропе происходит вследствие недосмотра за операциями. Рассмотрим следующий пример. Скважина имела глубину 2325 м при проект­ ной глубине 2500 м. В процессе бурильной колонны при спуске элеватора за 36-ой свечой крюк был опущен немного ниже, чем следовало, в результате чего не смогли одновременно перенести штропы с освобожденного элеватора и вставить их в проушину элеватора, стоявшего на роторе, на котором висела бурильная колонна. При подъеме талевой системы с крюком успели вставить штроп в одну проушину элеватора, а в другую не успели. В ре­ зультате этого бурильная колонна весом около 50 тс оказалась приподнятой на одном штропе на высоту 20—25 см над столом ро­ тора. Это вызвало сильный изгиб трубы под элеватором. При по­ садке колонны на ротор труба начала изгибаться под элеватором в другую сторону. После посадки бурильной колонны на стол ротора труба сломалась и 1430 м бурильных труб с турбодолотом упали на забой. Так как необсаженная часть скважины выходила из-под башмака кондуктора более чем на 2000 м и имела каверны, бурильные трубы сильно изогнулись. Расхаживание и работы домкратом не дали положительных результатов.

или остановки в скважине на уступе часто штроп вертлюга выпа­ дает из зева крюка, вследствие чего бурильная колонна может

31

упасть на забой. Эта неисправность объясняется неудовлетвори­ тельной конструкцией защелок крюка, не обеспечивающей надеж­ ность их в работе. Примером подобной аварии является следующий случай. В скважине диаметром 243 мм на глубине 2101 м (при забое 2503 м) сломалась в утолщенном конце бурильная 114-мм колонна. При помощи колокола подняли 450 м труб, затем про­ изошла затяжка. При натяжении с усилием до 160 тс колонна оборвалась, получился прыжок ее вместе с ведущей трубой и

у резьбы. Колонна вместе с зевом крюка, элеватором и штропами ударилась о ротор. При ударе сломалась собачка элеватора, и бу­ рильная колонна с метчиком на конце упала в скважину. После­ дующими работами было установлено, что упавшая колонна спу­ стилась на 33 м ниже головы ранее оставленной в скважине ко­ лонны. Авария была ликвидирована через 11 мес.

Можно привести много других примеров сложных аварий, выз­ ванных падением колонн из-за слома и неисправности спускоподъемного инструмента. Причинами всех этих аварий являются несовершенство конструкции защелки подъемного крюка, поломка боковых серег и ствола крюка, а также срез болтов планки, предохраняющий гайку ствола от поворота, поломки хомута сто­ порного устройства крюка [1].

В редких случаях причиной падения бурильных колонн явля­ ется поломка штропов. Штропы вообще работают безотказно, но при чрезмерных нагрузках они рвутся, в результате чего буриль­ ная колонна падает в скважину.

Причиной падения бурильной колонны в скважину может быть

Падение бурильной колонны в скважину может быть вызвано также несовершенством конструкции или неисправностью элева­ торов. Недостатки их конструкции вскрывает, например, следую­ щий случай. Бурильная 141-мм колонна при спуске в скважину на глубине 1400 м встала на уступ. Талевая система продолжала двигаться и отошла от элеватора на 50—60 см. При включении муфты тихого хода для подъема талевой системы колонна сорва­ лась с уступа и стала падать. От удара муфты по элеватору выс-

32

Сильный нагрев бандажей и колодок также сокращает усилия торможения.

При спуске бурильной колонны большое значение имеют гид­ равлические тормоза. Отключение их при спуске колонны на большой глубине приводит к резкому снижению тормозных усилий и, как и в предыдущем случае, к удару колонны о ротор со всеми вытекающими последствиями. Отключение гидравлического тор­

Заклинивание тормозного рычага приводит к авариям. Чаще всего эти аварии бывают вызваны обрывом цепей на большой ше­

Причиной аварии может быть и недосмотр за состоянием цеп­ ных передач.

От состояния шарнирных соединений тормозной системы зави­ сят своевременность и надежность торможения. При изношенных шарнирах образующиеся люфты приводят к увеличению свобод­ ного хода тормозной рукоятки, которая, быстро опускаясь, в опре­ деленный момент не в состоянии будет затормозить движущуюся с большой скоростью бурильную колонну. Износ шарнирных сое­ динений обусловлен тяжелыми условиями работы, их плохой смаз­ кой, попаданием на них раствора, воды, частиц разрушенных тормозных колодок.

Резьбовые соединения натяжного болта тормозной ленты на­ рушаются из-за динамических нагрузок и тяжелых условий их эксплуатации.

Основными причинами аварий вследствие неисправности тор­ мозной системы является слабый контроль за состоянием ее узлов; несоблюдение правил эксплуатации и плохой уход за узлами тор­ мозной системы; отсутствие периодичности осмотра и проверки дефектоскопом наиболее напряженных узлов и сочленений.

Кроме перечисленных, известны также случаи падения буриль­ ных колонн из-за оставления их на весу при незакрепленной спе­ циальным фиксатором тормозной рукоятке лебедки или при фик­ сации только подвешиванием груза.

Падение бурильной колонны при сломе или разрушении сопряжений ее элементов во время спуско-подъемных операций

Падение бурильных колонн в скважину при спуско-подъемных операциях происходит из-за слома труб по телу или из-за разру­ шения сопряжений элементов бурильных колонн, т. е. вырыва резьбы замкового ниппеля или муфты, разрушения соединений элементов бурильной колонны (замков, муфт) по трубной резьбе.

34