ВИДЫ АВАРИЙ, ИХ ПРИЧИНЫ И МЕРЫ
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
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.
Основными видами аварий являются
прихваты, поломка в скважине долот и турбобуров, поломка и отвинчивание
бурильных труб и падение бурильного инструмента и других предметов в скважину.
Очень часто прихват инструмента в силу некачественных и несвоевременных работ
по его ликвидации переходит в аварию.
В основном прихваты бурильных и обсадных колонн происходят по следующим
причинам.
1. Вследствие перепада давлений в скважине в проницаемых пластах и
непосредственного контакта некоторой части бурильных и обсадных колонн со
стенками скважины в течение определенного времени.
2. При резком изменении гидравлического давления в скважине в результате
выброса, водопроявления или поглощения бурового раствора.
3. Вследствие нарушения целостности ствола скважины, вызванного обвалом,
вытеканием пород или же сужением ствола.
4. При образовании сальников на долоте в процессе бурения или во время спуска
и подъема бурильного инструмента.
5. Вследствие заклинивания бурильной и обсадной колонн в желобах,
заклинивания бурильного инструмента из-за попадания в скважину посторонних
предметов, заклинивания нового долота в суженной части ствола из-за сработки по
диаметру предыдущего долота.
6. В результате оседания частиц выбуренной породы или твердой фазы глинистого
раствора при прекращении циркуляции бурового раствора.
7. При неполной циркуляции бурового раствора через долото за счет пропусков в
соединениях бурильной колонны.
8. При преждевременном схватывании цементного раствора в кольцевом
пространстве при установке цементных мостов.
9. При отключении электроэнергии или выходе из строя подъемных двигателей
буровой установки.
Для предупреждения прихватов необходимо:
1) применять высококачественные глинистые растворы, дающие тонкие плотные
корки на стенках скважин, снижать липкость глинистого раствора, вводить
смазывающие добавки;
2) обеспечивать максимально возможную скорость восходящего потока глинистого
раствора; перед подъемом бурильной колонны промывка скважин должна
производиться до полного удаления выбуренной породы и приведения параметров
глинистого раствора в соответствие с указанными в ГТН;
3) обеспечивать полную очистку глинистого раствора от обломков выбуренной
породы;
4) регулярно прорабатывать в процессе бурения зоны возможного интенсивного
образования толстых корок;
5) утяжелять глинистый раствор при вращении бурильной колонны;
6) следить в глубоких скважинах за температурой восходящего глинистого раствора,
так как резкое снижение ее свидетельствует о появлении разрыва резьбовых
соединений в колонне бурильных труб выше долота;
7) при вынужденных остановках необходимо:
а) через каждые 3 - 5 мин расхаживать бурильную колонну и проворачивать ее
ротором;
б) при отсутствии электроэнергии подключить аварийный дизель-генератор и
бурильную колонну периодически расхаживать; при его отсутствии бурильный
инструмент следует разгрузить примерно на вес, соответствующий той части
колонны труб, которая находится в необсаженном интервале ствола, и прекратить
промывку, периодически возобновляя ее при длительной остановке;
в) в случае выхода из строя пневматической муфты подъемного механизма
следует немедленно установить аварийные болты и расхаживать бурильную колонну
или поднимать ее;
8) для предотвращения прихвата бурильной колонны при использовании
утяжеленного глинистого раствора следует систематически применять
профилактические добавки: нефть (10 - 15%), графит (не более 0,8%),
поверхностно-активные вещества (например, сульфонол в виде 1 - 3 %-ного водного
раствора, смазочные добавки СМАД-1 (до 3%) и СГ (до 2%). Подбор рецептур в
каждом определенном случае должен уточняться лабораторией глинистых растворов.
При бурении разведочных скважин добавлять нефть и другие добавки на нефтяной
основе не рекомендуется, чтобы не исказить представление о продуктивности
горизонтов.
Поломка долот вызывается спуском дефектных долот при отсутствии надлежащей
проверки их, чрезмерными нагрузками на долото и передержкой долот на забое.
Заклинивание шарошек возникает вследствие прекращения вращения шарошек на забое
скважины, т. е. происходит прихват их на осях. Основные признаки поломки долота
во время бурения-прекращение углубления скважины и сильная вибрация бурильной
колонны. Чаще всего происходит поломка подшипников шарошек колонковых и
трехшарошечных долот. При этом забойный двигатель перестает принимать нагрузку,
а при роторном бурении бурильная колонна начинает заклиниваться. Поломку долота
при проработке ствола скважины очень трудно обнаружить до подъема бурильной
колонны. Поэтому необходимо особенно тщательно проверять долота, применяемые
для проработки, и ограничивать время их работы.
Чтобы предотвратить аварии, связанные с поломкой долот, необходимо:
1) перед спуском долота в скважину проверить его диаметр кольцевым шаблоном,
а также проверить замковую резьбу, сварочные швы лап и корпуса и промывочные
отверстия - наружный осмотр, насадку шарошек на цапфах - вращением от руки;
2) бурить в соответствии с указаниями геолого-технического наряда. Особое
внимание должно быть обращено на очистку промывочной жидкости;
3) поднятое из скважины долото отвинчивать при помощи долотной доски,
вставленной в ротор, промывать водой, подвергать наружному осмотру и замеру.
Рекомендуется периодически очищать забой скважины от металла магнитным
фрезером или забойным шламоуловителем.
Поломки турбобура происходят вследствие разъедания буровым раствором,
развинчивания и вырывания верхней резьбы корпуса из нижней резьбы переводника и
отвинчивания ниппеля с оставлением в скважине турбины. Признак таких поломок
резкое падение давления на буровых насосах и прекращение проходки.
Для предотвращения аварий с турбобурами надо проверять крепление гайки,
переводника, ниппеля и вращение вала у каждого турбобура; такая проверка
турбобура, поступившего с завода-изготовителя, производится на базе бурового
предприятия, а турбобура, поступившего из ремонта, - на буровой. Перед спуском
в скважину нового турбобура или турбобура, поступившего из ремонта, необходимо
проверять плавность его запуска при подаче насосов, соответствующей нормальному
режиму его работы, осевой люфт вала, перепад давления, герметичность резьбовых
соединений и отсутствие биения вала. Все данные нужно заносить в журнал.
Аварии с бурильными трубами часто бывают при роторном бурении скважин. Одна
из основных причин этих аварий - совокупность всех напряжений, возникающих в
трубах, особенно при местных пороках в отдельных трубах. К последним относятся
разностенность труб, наличие внутренних напряжений в трубах, особенно в их
высаженной части, как следствие неправильно проведенного технологического
процесса по изготовлению труб, и дефекты резьбового соединения труб.
К основным причинам возникновения аварий с бурильными трубами относится
также недостаточная квалификация мастеров, бурильщиков и других работников
буровых бригад.
Наибольшее число аварий с бурильными трубами при бурении гидравлическими
забойными двигателями связано с разъеданием резьб промывочной жидкостью.
Основными мерами предупреждения аварий с бурильными трубами являются:
1) организация учета и отработка бурильных труб в строгом соответствии с
инструкцией;
2) технически правильный монтаж труб и замков, обеспечиваемый предварительным
осмотром и обмером их, калибровкой резьбы гладкими и резьбовыми калибрами,
подбором замков к трубам по натягу и принудительным закреплением замка в
горячем состоянии;
3) организация обязательной профилактической проверки всех труб после
окончания бурения скважины путем наружного осмотра, проверки основных размеров
и гидравлического испытания;
4) обязательное крепление всех замковых соединений машинными ключами при
наращивании и спуске колонны при турбинном бурении;
5) использование предохранительных колпаков или колец, навинчиваемых на
резьбу замков;
6) бесперебойное снабжение буровых специальными смазками.
Падение бурильной колонны в скважину, являющееся одним из самых тяжелых
видов аварии, происходит вследствие толчков и ударов бурильной колонны о
выступы на стенках скважины, открытия элеватора при случайных задержках
бурильной колонны во время спуска, резкой посадки нагруженного элеватора на
ротор при неисправности тормоза лебедки и при обрыве талевого каната и падении
талевого блока на ротор. Для предотвращения открытия элеватора при спуске бурильной
колонны бурильщикам необходимо хорошо знать состояние ствола скважины, наличие
в ней уступов и при приближении к ним замедлять спуск.
Плашка и цепи механических ключей, звенья роторной цепи, болты, гайки и
другие детали - таков неполный перечень мелких предметов, падающих на забой
скважины. Падение их происходит во время спуско-подъемных операций и
объясняется использованием неисправного инструмента.
Иногда после подъема бурильной колонны начинают производить работы над
открытым устьем скважины, и это приводит к тому, что на забой скважины падают
долота, кувалды и другие предметы. Надо всегда помнить, что над открытой
скважиной категорически запрещается проводить какие-либо работы. После того как
из скважины извлечен инструмент, ее устье следует немедленно закрыть
специальной крышкой.