Файл: 1 Общие понятия нефтегазового инжиниринга.docx

Причиной аварии может стать применение деталей и механизмов со скрытыми конструктивными дефектами или изготовленными с нарушениями ГОСТа, ТУ.

Усталость материала, возникшая в процессе длительной эксплуатации под действием различных нагрузок, меняющихся по направлению и значениям, также может стать причиной разрушения конструкций, механизмов, деталей.

Причиной может стать применение технических средств, функциональные возможности которых не соответствуют установленным требованиям при выполнении намеченных работ; а также использование машин и механизмов с системой управления и контроля, не соответствующих психофизическим возможностям человека.

Технологические факторы:

• 
  Нарушение рациональных параметров режима бурения (расход промывочной жидкости, осевая нагрузка, давление, частота вращения долота)
  
• 
  Нарушение параметров процесса бурения (сжимающие и растягивающие нагрузки на БК, крутящий момент на долоте, несоблюдение скоростей СПО);
  
• 
  Несоблюдение рациональной последовательности правил крепления скважины;
  
• 
  Неправильный выбор типа промывочной жидкости, использование которой не обеспечит выполнние гидростатистических, гидродинамических и других функций;
  
• 
  Неточно знание геологических и гидродинамических условий, свойств флюидов в разбуриваемых горизонтах;
  
• 
  Некачественная подготовка ствола скважины к геофизическим исследованиям к спуску обсадных колонн.
  

---

Организационные причины:

• 
  Низкая квалификация исполнителя буровых работ;
  
• 
  Низкая исполнительная дисциплина технического персонала, допускающая возможность отклонения от проекта на строительство скважины, регламентов, режимно- технологических карт, инструкции по эксплуатации бурового оборудования и инструмента;
  
• 
  Невыполнение профилактических мероприятий по предупреждению авария, осложнений;
  
• 
  Неудовлетворительное материально-техническое снабжение;
  
• 
  Несоответствие длительности вахты и их сменности естественному биологическому режиму организма человека;
  
• 
  Неудовлетворительные бытовые условия жизни буровой бригады в вахтовом городке.
  

49) Виды аварий в бурении 

Виды аварий

1. 
   Авариисэлементамибурильнойколонны
   

К авариям с элементами бурильной колонны относятся:

• 
  поломка ведущей трубы и УБТ;
  
• 
  поломка по телу бурильной трубы, ее сварному шву, ее резьбовой части;
  
• 
  поломка элементов бурильной колонны (переводника, калибратора, центратора, расширителя и т.д.).
  

2. 
   Авариисосрывомрезьбыэлементовбурильнойколонны
   

Большое число аварий происходит по причине срыва замковой резьбы в бурильных замках, УБТ и переводниках.

Вокруг замков и муфт, при помощи которых соединяются бурильные трубы, создаются зоны концентраций напряжений. При знакопеременных нагрузках, действующих на бурильную колонну, наибольшие напряжения концентрируются около первого витка резьбы на трубе, находящегося в полном сопряжении с резьбой бурильного

---

замка. Слом по утолщенному концу трубы происходит и в других сечениях, расположенных на других участках трубы, или одновременно в нескольких сечениях. Но наибольшее число сломов приходится на первый полносопряженный виток резьбы. Эта часть резьбы является наиболее опасным местом.

Процесс нарезания резьбы способствует образованию мест концентрации напряжений в теле трубы, особенно при малых радиусах закругления. При действии большого числа циклических нагрузок в местах концентрации напряжений образуются трещины. Чем меньше радиус закругления, тем больше возможность образования трещины при прочих равных условиях. Исходя из этого в трубных резьбах происходит больше изломов, чем в замковых, так как крупная резьба, соединяющая замковый ниппель и замковую муфту, не образует резких переходов.

3. 
   Разрушениепо телумуфтизамков
   

Причинами разрушений могут быть превышение допустимых нагрузок (особенно имеет место при ликвидации аварий) и неправильная термообработка. Разрушение от напряжений, превышающих допустимые, происходит как вдоль, так и поперек тела муфт и замков. Вначале образуются трещины, потом разрушается тело муфты или замка. Приложение значительных усилий, превышающих допустимые, приводит к слому в первую очередь тех соединительных муфт, прочность которых ослаблена усталостными напряжениями, повышенным износом или коррозией металла. Соединительные муфты разрушаются в основном в средней части. Характер слома муфт и факторы, ускоряющие слом, те же, что и при сломе трубы по

---

трубной резьбе. Отличие лишь в том, что в бурильных трубах на утолщенных концах резьба наружная, а у муфт внутренняя. Отличаются случаи продольных и поперечных разрушений замков и соединительных муфт вследствие неправильной термообработки. Поперечные сломы замковых деталей происходят по впадине первой нитки резьбы ниппеля и на участке, заключенном между резьбовыми концами муфты или ниппеля. Могут происходить также продольные сломы по образующей.

Разрушения от неправильной термообработки опознаются по характеру слома и по периоду возникновения. Места слома в поперечном направлении имеют мелкозернистую структуру. Аварии с такими соединениями происходят обычно в начале эксплуатации – при первых двух-трех спусках.

4. 
   Размывбурильныхтрубиэлементовбурильнойколонныпотелу
   

Размыв бурильной трубы по телу происходит из-за наличия дефектов на ее внутренней поверхности, нарушающих однородность. К таким дефектам относятся раковины, плены, включения инородных материалов и другие повреждения, связанные с технологией изготовления труб. Возникновение аварии от размыва труб ускоряется совместным действием усталостных напряжений в металле и коррозии. Дефекты в теле трубы являются местами концентрации напряжений. Под действием циклических нагрузок в этих местах образуются трещины, которые размываются буровым раствором. Кроме этого, в местах дефекта на стенке трубы меняется направление движения раствора, образуются завихрения, и труба начинает интенсивно разрушаться.

Наблюдаются случаи, когда на наружной поверхности

---

трубы образуются кольцевые выемки в местах перехода к муфтовой части замка. У труб с приваренными соединительными концами размывы происходят по трещинам усталостного характера, которые возникают в основном вблизи сварного шва. На этих участках образуются завихрения бурового раствора, способствующие размыву и разрушению тела трубы.

5. 
   Усталостныйсломтелатрубы
   

На рисунке приведен пример усталостного слома тела трубы. Усталостный слом происходит при многократном действии циклических нагрузок различных комбинаций (растяжения, сжатия, вращающего момента, изгиба, внешнего и внутреннего давления). При этом с каждым циклом нагрузок могут увеличиваться существующие трещины и порезы, а также образовываются новые. Слом происходит на участке тела трубы, имеющей указанные дефекты и в интервале зажима роторны ми клиньями. Порезы от клинового зах вата являются причиной 30–35%-ного слома бурильных труб, так как приводят к уменьшению толщины стенки трубы и образованию многочисленных участков концентрации напряжений.

Трещина зарождается в некотором микроскопическом объеме, который называется очагом усталостного разрушения, и разрастается по трубе и соединительным элементам. Знакопеременный изгиб является основным фактором, приводящим к образованию остаточных напряжений во время вращения бурильной колонны.

Явления усталостного разрушения развиваются также в результате крутильных ударов и колебаний бурильной колонны. Крутильный удар характерен для роторного бурения, особенно при бурении долотами режуще-истирающего типа, которые требуют

---