Если вы скопируете книгу или главу книги, Вы должны незамедлительно удалить ее сразу после ознакомления с содержанием. Копируя и сохраняя его Вы принимаете на себя всю ответственность, согласно действующему международному законодательству. Любое коммерческое и иное использование кроме предварительного ознакомления запрещено. Публикация данной книги не преследует никакой коммерческой выгоды, но документ способствуют быстрейшему профессиональному росту читателей и являются рекламой бумажных изданий таких документов. Все авторские права сохраняются за правообладателем. В случае претензий со стороны авторов книг/издательств обязуюсь убрать указанные книги

ЛОВИЛЬНЫЕ РАБОТЫ В ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЕ
Ловильные работы, являясь наиболее трудоемким видом работ, выполняются при ликвидации падения, обрыва и прихвата НКТ и бурильных труб, труб со штангами, при извлечении глубиннонасосного подземного оборудования, канатов, каротажного кабеля, перфораторов и других предметов, оставленных в скважине
Прежде чем начать работы, исправляют, если это необходимо, подъездные пути, подводят к скважине электроэнергию и водопровод, обследуют и, в случае надобности, ремонтируют устье скважины
Вышка или мачта должна быть подвергнута тщательному осмотру Если предстоят продолжительные и сложные ремонтные работы, то при наличии мачты ее необходимо заменить вышкой соответствующей грузоподъемности и подготовить рабочее место для установки оборудования Особое внимание необходимо уделить талевой системе и особенно талевому канату При выборе оборудования и инструмента необходимо учитывать характер предстоящих работ и возможность сложных и ответственных операций (отвинчивание внизу прихваченных труб, выполнение специфических ловильных и ремонтных работ, расхаживание колонны и др )
Обследование скважины, подлежащей ремонту, зависит от вида намечаемых ремонтных работ Если в скважине имеются аварийные насосно-компрессорные трубы, различное подземное оборудование или отдельные предметы, то для определения состояния верхнего конца аварийного объекта и его расположения относительно стенок эксплуатационной колонны применяют печати
Глубину забоя и высоту пробки определяют точным замером спускаемых труб, а при необходимости вызывают партию по геофизическим работам
31*
483
При компрессорном способе эксплуатации скважин наиболее часто происходят аварии в виде прихвата одного или двух рядов труб песчаной пробкой или металлической окалиной, падения одного или двух рядов труб вследствие обрыва, нарушения резьбовых соединений и др
Характерными авариями при глубиннонасосной эксплуатации являются прихваты труб с глубинным насосом и якорем песчаной пробкой; падение в скважину труб со штангами и насосом вследствие обрывов, срывов резьбовых соединений и т. д.
Ловильные и ремонтно-исправительные работы, проводимые для ликвидации перечисленных аварий, можно подразделить на следующие основные группы:
1) ликвидация прихвата труб, штанг и другого подземного оборудования;
2) ликвидация аварий, связанных с падением труб и штанг, с обрывом тартального каната, каротажного кабеля и пр.;
3) очистка скважины от посторонних предметов;
4) исправление и замена поврежденной части колонны и ремонт устья скважины.
Для успешного проведения этих работ и предотвращения возможных осложнений необходимо предусматривать тщательную подготовку скважины, наземного оборудования, рабочего места, уточнить характер и местонахождение извлекаемых предметов и подземного оборудования, а также самой эксплуатационной колонны, правильный подбор ловильного инструмента.
При подозрении на поломку бурильного инструмента или НКТ в скважине бурильщик обязан немедленно приступить к подъему труб.
Перед спуском ловильного инструмента в скважину составляют эскиз общей компоновки ловильного инструмента и ло-вильной части с указанием основных размеров.
Длина спускаемой бурильной колонны с ловильным инструментом должна подбираться с таким расчетом, чтобы ловиль-ный инструмент крепился ротором, причем в плашках превен-тора должна находиться бурильная труба, соответствующая их размеру, а в роторе — ведущая При подъеме ловильного инструмента с извлекаемыми трубами развинчивание замковых соединений необходимо выполнить сначала машинными ключами, а затем вручную.
Совокупность условий, приводящих к успешному проведению любого вида ловильных работ, в основном сводится к следующему:
— полноценная подготовка скважины и рабочего места к
484
производству ловильных работ, а также правильный подбор соответствующего ловильного инструмента;
— тщательная проверка и обследование состояния ловильных труб и положения отдельных предметов в скважине;
— опыт и квалификация бригад, проводящих ловильные работы.
К ловильным инструментам относятся печати, труболовки, метчики, колоколы, ловители, яссы, райберы, фрезеры и др.
12.1. ПЕЧАТЬ
Обследование скважины перед проведением ловильных работ также выполняют при помощи печати; от получения отчетливого оттиска зависят правильный подбор ловильного инструмента и успешность последующих ремонтных работ. При недостаточно умелом обращении с печатью свинец может сильно смяться, дать неясный или двойной отпечаток, в результате чего потребуется повторный спуск печати или может сложиться неправильное представление о расположении извлекаемых предметов или о характере нарушений в колонне.
Пользуются плоскими и конусными печатями (рис. 12.1), которые состоят из стального корпуса, покрытого снизу и с боков свинцовой оболочкой толщиной до 8—10 мм. Корпус печати вверху имеет присоединительную резьбу к бурильным трубам.
Взамен печатей со свинцовой оболочкой иногда применяются печати типа АС, в которых свинец заменен дешевым сплавом, по своим свойствам не уступающим свинцу при обследовании скважин. Этот сплав состоит из 98% первичного алюминия и 2% сурьмы. Он хорошо куется, в меру тягуч и после неоднократного
использования может снова переплавляться без изменения качества.
Конструкции печатей различны. Применяют плоскую, конусную, универсальную, объемную и другие печати.
Плоская печать предназначена для получения отпечатков
а свинец б
Рис. 12.1. Свинцовые печати:
а — конусная, б — плоская
485
предмета, находящегося в скважине. Диаметр цилиндрической части свинцовой оболочки печати должен быть меньше внутреннего диаметра колонны на 10- 12 мм (рис, 12,1).
Конусная печать предназначена для получения отпечатков стенки эксплуатационной колонны, участков смятий, трещин
и т. д. Свинцовую оболочку этой пе-
i I----Ji чати изготавливают таким образом,
чтобы диаметр широкой части был на 10 мм меньше внутреннего диаметра обследуемой колонны, а нижняя часть конуса на 50 мм меньше широкой части (рис. 12.1, а).
Универсальная печать ПУ-2 (рис. 12.2) в отличие от свинцовых имеет алюминиевую оболочку и состоит из корпуса 3, представляющего собой цилиндрическое тело, на верхнем конце которого имеется конусная резьба под переводник 9. На утолщенную часть корпуса снизу надевают сменные резиновый стакан 1 и алюминиевую оболочку 2. Стакан удерживается четырьмя винтами. К цилиндрической части корпуса приварена шпонка 4, а выше нарезана трапецеидальная резьба, в которую ввинчивается гайка 6. Зажимное устройство — гайка и нажимная втулка 5; при вращении гайки 6 последняя толкает нажимную втулку и тем самым приводит ее в поступательное движение.
Для предотвращения самопроизвольного отвинчивания гайки 6 и освобождения алюминиевой оболочки предусмотрена контр-гайка 8 с шайбой 7. Сжимающая нагрузка, переда -Рис. 12.2. Универсальная ваемая на печать, должна составлять печать ПУ-2: 1,5 ч-2 т, что вполне достаточно для
I — резиновый стакан, 2 ~ получения оттиска алюминиевая оболочка; 3 — ?, '
корпус; л — шпонка; 5 — Гидравлическая печать ПГ-146-1 нажимная втулка; 6 — (рис. 12.3) применяется для обследо-
гайка, 7 — шайба, 8 — вания эксплуатационных колонн диа-контргаика, . .с „
9-переводник метром 146 мм. В отличие от других
конструкций она позволяет получить
$-3
486
более четкое представление о характере повреждения колонны на всей площади соприкасающихся поверхностей резинового элемента 9 и обсадной колонны. В трубы 1, на которых спускают печать в скважину, нагнетают раствор. Проходя через отверстия «А», просверленные во внутренней трубе 5, раствор попадает под резиновый элемент 8, который плотно прижимается к внутренней стенке колонны. Давление доводят до 1,2 МПа, выдерживают 5 мин., а затем уменьшают до атмосферного и после этого печать поднимают на поверхность.
В Полтавском отделении Укр-НИГРИ была разработана объемная печать, которая показана на рис. 12.4. Она состоит из корпуса 1, переходника 2, винтов 3, втулок 4, стопорной плиты 5, эластичной прокладки 6, направляющей плиты 7 и стержней 8. Корпус представляет собой полую цилиндрическую деталь с замковой резьбой на одном конце и отверстиями и резьбой на другом конце, служащими для присоединения сменных переходников и плит с прокладками.
Из-за трудоемкости изготовления корпуса переходника предложено один корпус использовать для печатей нескольких размеров. Для этого между корпусом и направляющими плитами 7 устанавливают переходник 2, благодаря чему обеспечивается плавный переход от корпуса к печати.
Для изготовления печатей в малых количествах корпус может быть выполнен заодно с переходником. Благодаря втулкам между переходником и стопорной плитой созда-
(-0

Рис. 12.3. Гидравлическая печать ПГ-146-1:
1—4 — подвеска печати; 5— труба с отверстиями; 6—10 — детали печати
487
ется зазор, необходимый для выхода стержней во время снятия оттиска, а также возможно крепление плит не по их периферийной части. Для получения отпечатков контуров предметов, находящихся в скважине, используются стержни, которыми оснащают всю торцовую поверхность плит. Стопорная плита 5 и направляющая плита 7 служат для направления движения стержней строго по вертикали. Эти плиты являются самыми ответственными и трудоемкими деталями. Предусмотрено оснащение плит стержнями диаметром 5 мм. Под них сверлят отверстия диаметром 5,3 мм с расстояниями между центрами 10 мм. Перед сверлением отверстий под стержни делают разметку под крепежные болты (3-ь4 шт.).
Плиты соединяют болтами, на верхнюю плиту приклеивают миллиметровую бумагу, с промежутками в 10 мм сверлят отверстия. Между плитами размещают эластичную прокладку из резины или прорезиненного ремня. Эластичная резиновая прокладка удерживает стержни от перемещения при отсутствии механического воздействия. Стержни перемещаются при приложении к ним части веса бурильной колонны в 2 т (20 кН).
Подготовка печати к работе заключается в следующем. В соответствии с диаметром скважины подбирают узлы печати: корпус, переходник, винты, втулки, стопорную и направляющую плиты, прокладку и стержни. Все детали соединяют, как показано на рис. 12.4. Стержни выходят на 30 мм ниже направляющей плиты. Подготовленную к спуску печать соединяют с бурильной колонной,
Рис. 12.4. Объемная печать для определения контуров предметов, находящихся в скважине
488
после чего проверяют состояние стержней — не переместились ли они при креплении печати к колонне труб. Печать спускают с небольшой скоростью, чтобы избежать столкновения ее с уступами в скважине. При соприкосновении с предметом, прилагая нагрузку 2 т (20 кН), печать поднимают. Стержни по линии контакта перемещаются в плитах в соответствии с формой предмета.
12.2. ТРУБОЛОВКА
Наиболее характерным и часто встречающимся видом ловильных работ является извлечение из скважин прихваченных (оборвавшихся) насосно-компрессорных труб.
Для ликвидации прихвата насосно-компрессорных труб применяются различные методы в зависимости от характера прихвата, высоты и плотности песчаной пробки или осаждения сальника из металлической окалины, образующейся в результате коррозии в компрессорных скважинах. Трубы второго ряда настолько прочно сидят в трубах первого ряда, что извлечь или расходить их обычным способом не представляется возможным. Такие аварии очень опасны. В случае неправильного проведения работ по ликвидации прихвата осложнение может еще более усугубиться, особенно при попытках отвинчивания труб второго ряда, что совершенно недопустимо, так как при этом пробка часто проваливается, и оставшиеся нижние трубы при падении ударяются о переводник первого ряда, в результате чего происходит обрыв и падение двух рядов труб.
В таких случаях для освобождения труб вначале делают попытку продавить пробку при помощи агрегата или пропустить вниз трубы второго ряда, чтобы пробка или металлический сальник разрушились при опускании труб.
Если попытки пропускания вниз труб второго ряда оказываются неудачными, то, предварительно убедившись, что трубы первого ряда не прихвачены в эксплуатационной колонне, приступают к совместному извлечению двух рядов прихваченных труб.
Для проверки отсутствия прихвата труб первого ряда в затрубное пространство закачивают воду и наблюдают за поглощением жидкости. Если наблюдается поглощение жидкости или циркуляция восстанавливается, это показывает, что первый ряд труб не прихвачен.
Труболовки предназначены для ловли НКТ. Их выпускают с резьбой правого и левого направления. Труболовки с резьбой правого направления служат для извлечения колонны захвачен-
489
ных труб целиком, а с резьбой левого направления — для извлечения труб по частям путем их отвинчивания.
Труболовки внутренние захватывают трубы за их внутреннюю поверхность, а наружные — за наружную поверхность или муфту.
Труболовки внутренние и наружные подразделяют на неосвобождающиеся и освобождающиеся.
Внутренние труболовки неосвобождающиеся имеют только механизм захвата плашечного типа, а освобождающиеся имеют механизм фиксации плашек в освобожденном состоянии. Освобождение труболовки с плашечно-клиновидным захватным механизмом осуществляется путем резкого спуска колонны труб, что приводит к утапливанию плашек и фиксации их в этом положении. При использовании освобождающихся труболовок (или других инструментов) с плашечным захватным механизмом надо очень осторожно выбирать величину растягивающих усилий. Ниже приводятся оптимальные значения этих усилий, которые обеспечивают надежное сцепление плашек с поверхностью трубы для успешного отвинчивания.
Растягивающая нагрузка, т 20-30 50-+-60 70-Н80 100 100-М 20
Условный диаметр НКТ, мм 60 73 89 102 114
Внутренние освобождающиеся труболовки выпускаются с гидравлическим (ТВГ) и механическим (ТВМ) принципами освобождения. Труболовка ТВМ-1 (рис. 12.5) состоит из механизмов захвата и фиксации плашек в освобожденном положении. Механизм захвата в нижней части труболовки изготавливают в двух видах: одноплашечный (ТВМ 60-1) и шестиплашеч-ный (ТВМ 73-1, ТВМ 79-1, ТВМ 102-1, ТВМ 114-1). В конструкции с одной плашкой механизм захвата состоит из стержня с гребенчатой насечкой и плашки, а конструкция с шестью плашками — из стержня, плашкодержателя, плашек и наконечника. Стержень шестиплашечного механизма захвата имеет шесть наклонных плоскостей, расположенных в два яруса и смещенных относительно друг друга на 60°.
Посередине каждой плоскости предусмотрены продольные выступы с профилем сечения типа «ласточкин хвост», по которым в вертикальном направлении синхронно перемещаются плашки 8 с плашкодержателем 7. Перемещение плашек ограничивается в верхнем положении упором их в заплечик стержня, а в нижнем — упором в торец наконечника 9. В однопла-шечном механизме захвата функцию противоположной плаш-
490
ки выполняет гребенчатая насечка на поверхности труболовки, а роль плашкодер-жателя — поводок, ввинченный в верхний торец плашки и удерживающий плашку после освобождения. Механизм освобождения состоит из корпуса 3, фиксатора 4, плаш-кодержателя 7 и тормозного башмака 6.
Фиксатор имеет наружную трапецеидальную резьбу и два паза прямоугольного сечения, при помощи которых он может перемещаться вдоль шпонок, закрепленных на стенке 2. При этом фиксатор может ввинчиваться в корпус и вывинчиваться из него
полностью до упора в бурт стержня, удер- j____| [/Щ__5
живая плашки в зафиксированном положении. Корпус представляет собой полый цилиндр, на верхнем конце которого нарезана трапецеидальная резьба для присоединения фиксатора и крышки, а на нижнем — цилиндрическая резьба для соединения с ниппелем 5 и тормозным башмаком с радиальными зубьями на торце. На верхний конец корпуса навинчивают муфту 1.
Труболовка ТВМ 114-2 (рис. 12.6) состоит из механизмов захвата и освобождения. Основная деталь механизма захвата — стержень верхний 1, имеющий шесть плоскостей, скошенных под углом 7° и расположенных в два яруса. В каждом ярусе предусмотрены три плоскости, оси симметрии скошенных плоскостей нижнего яруса смещены относительно соответствующих осей верхнего на 60°. Посередине каждой плоскости сделаны продольные выступы с профилем сечения типа «ласточкин хвост», по которым перемещаются плашки 3. Каждая плашка имеет ?ис-,12-5- _,„.. . „ Труболовка ТВМ-1
с передней стороны кольцевые нарезы пи- внутренняя
лообразного профиля, предназначенные для освобождающаяся захвата ловимых труб, а с задней — скошен- механического ную плоскость и паз с профилем сечения, Действия соответствующим выступу стержня, благодаря чему плашка может перемещаться вдоль стержня. Плашки надеваются на продольные выступы стержня вместе с плашко-держателем 2, представляющим собой тонкостенный цилиндр с шестью окнами для плашек. Ход плашек ограничивается в вер-
491
^,,_. хнем положении упором в заплечик
стержня, а в нижнем (для нижнего яруса) — упором в торец упорной гайки 4, которая навинчивается на нижний конец стержня 3 при помощи специального ключа.
Детали механизма освобождения: стержень нижний, фиксатор, ограничитель фиксатора, направляющая фиксатора, тормоз и упорные подшипники.
Стержень нижний при помощи левой конической резьбы соединяется со стержнем верхним, а при помощи трапецеидальной резьбы с корпусом фиксатора 6, причем во избежание затягивания резьбы во время свинчивания кулачок, предусмотренный на нижнем торце корпуса фиксатора, упирается в плоскость головки ограничителя фиксатора 9, закрепленного на нижнем стержне. На боковой поверхности корпуса фиксатора закреплены при помощи винтов 8 две скользящие шпонки 7, которые входят в пазы направляющей фиксатора 11 и при отвинчивании его от стержня в процессе освобождения труболовки могут перемещаться вдоль пазов, не выходя полностью из них.
С нижним концом направляющей фиксатора соединен узел тормоза труболовки, который состоит из пружинодержателя 12, четырех плоских пружин 13 и кольца 15 с винтами 14.
Пружины расположены в пазах
на боковой поверхности пружинодержателя. Нижние концы пружин закреплены винтами, завинчиваемыми в стенки пружинодержателя через отверстия в кольце. Кольцо надевается снизу на пружинодержатель и крепится на нем при помощи дополнительных четырех винтов.
Вращение механизма освобождения труболовки облегчает-
Рис. 12.6. Труболовка ТВМ 114-2 внутренняя освобождающаяся
492
ся благодаря наличию упорного шарикоподшипника 10. Наконечник 16 соединяется с нижним стержнем при помощи левой резьбы и стопорится винтами 17.
Ловильные работы труболовкой проводят в следующей последовательности. После проверки работы механизмов захвата и освобождения труболовку спускают на бурильных трубах без вращения во избежание срабатывания механизма фиксации плашек в освобожденном положении. За 30 метром до верхнего конца аварийных труб восстанавливают циркуляцию и при прокачке жидкости спускают труболовку до верхнего конца аварийных труб. Контролируя показания индикатора веса, медленно вводят труболовку внутрь аварийных труб и фиксируют момент посадки инструмента. Расхаживанием в пределах грузоподъемности труболовки поднимают захваченные трубы.
В случае, если колонну труб поднять невозможно, ее отворачивают вращением ротора против часовой стрелки для левой труболовки, но по часовой стрелке — для правой.
Труболовка для ловли НКТ (Румыния)
Труболовки румынского производства, применяемые в РФ, освобождающиеся, выпускаются для ловли НКТ диаметром 60,3 мм; 73 мм; 88,9 мм; 101,6 мм и 114,3 мм.
Труболовка (рис. 12.7) состоит из корпуса 2, на котором монтируются плашки 3 с зубьями; на корпусе имеется обойма 4, на которой крепятся пружины 5. На наружной головке труболовки имеется направляющая головка 6, закрепленная в корпусе труболовки предохранительным винтом. В верхней части корпуса 2 имеется специальный замок 1, обеспечивающий присоединение труболовки к колонне труб.
Перед спуском труболовки в скважину проверяют ее работу. По достижении верхней части аварийных труб восстанавливают циркуляцию и вводят труболовку в аварийные трубы, наблюдая за повыше-
Рис. 12.7. Труболовка внутренняя для ловли НКТ (Румыния):
1 — замок муфты; 2 — корпус; 3 — плашка; 4 — обойма; 5 — пружина; 6 — направляющая головка.
2 ^
493
\:
нием давления на насосе и снижением веса по ГИВ. После того, как труболовка зайдет в НКТ, пружины будут соприкасаться с внутренними стенками труб. Обойма с плашками имеет тенденцию к остановке из-за трения пружин 5 о внутреннюю поверхность труб, и затем осуществляются ловильные работы. Таким образом, плашки находятся в верхней части корпуса и позволяют провести их зарядку при помощи вращения и вытягивания. Колонну вращают на 1/2 оборота влево. При перемещении тру-боловки вверх плашки скользят по наклонной поверхности корпуса и крепятся к внутренней стенке трубы.
Захваченные труболовкой НКТ вытягивают с усилием, не превышающим рабочую нагрузку, указанную в табл. 12.1.
Труболовка наружная типа М-1 (Румыния)
Труболовка наружная типа М-1 (рис. 12.8) состоит из патрубка 1, имеющего в верхней части присоединительную резьбу для наворота на бурильные трубы, а в нижней части резьбу для соединения с корпусом 14. В нижней части корпуса имеется резьба, в которую ввинчивается муфта 15, внутри которой имеются прокладка 16 и протектор 17.
В нижнюю часть муфты ввинчивается башмак 18. Внутри корпуса устанавливаются плашка 13 и распорка 10, которые закреплены муфтой 8. Внутри муфты устанавливается пружина 7. Муфта 8 крепится к втулке 3 двумя винтами 6. На наружной части втулки 3 имеется пускатель 4 с ка-J навками. Напротив канавок имеются два штифта 5. При вращении канавки пускателя доходят до штифта.
Таким образом, плашки, связанные с муфтой, на которой имеются штифты, могут находиться на конусной стороне корпуса, что и обеспечивает ловлю труб.
Рис. 12.8. Труболовка наружная М-1 (Румыния):
1 — патрубок, 2 — винт, 3 — втулка, 4 — пускатель; 5 —штифт, 6 — винт, 7 — пружина, 8 — муфта, 9 — винт, 10 — распорка, 11 — заклепка, 12 — кольцо, 13 — плашка, 14 — корпус, 15 — муфта, 16 — прокладка, 17 — протектор, 18 — башмак.
-18
494
Собирается труболовка следующим образом, в корпус вводится плашка 13, которая предварительно собирается с кольцом 12 и заклепкой 11. Внутрь плашки вводится распорка 10, которая ввинчивается в муфту 8 и стопорится винтом 9, после чего плашки крепятся к муфте. Внутри муфты устанавливаются пружина 7 и втулка 3, которые крепятся к муфте винтом 6. Штифт 5 устанавливается в муфте и вводится пускатель 4. Втулка 5 ввинчивается в патрубок 1, затем стопорится винтом 2. Патрубок 1 ввинчивается в корпус 14.
Перед спуском в скважину труболовку проверяют и смазывают. Перед тем, как накрыть аварийные НКТ, осторожно допускают труболовку и, контролируя по ГИВ «посадку», применяют усилие на труболовку с тем, чтобы верхняя часть ава-
Таблица 121
Техническая характеристика труболовок (внутренних) румынского производства
Наружный Наружный Предел ловли Максимальная
диаметр захва- диаметр замка НКТ с внутрен- нагрузка, кН
тываемых НКТ, муфты, мм ними диаметра-
мм ми, мм
60,3 79,4 48 56 200
73,0 95,2 59 66 400
88,9 108 72 81 700
101,6 108 81 91 900
114,3 139,7 93 105 1100
рийных НКТ вошла внутрь труболовки и нажала на распорку. При этом штифты входят в канавку, а плашки скользят на конусную часть труболовки и захватывают трубу.
Если трубы не извлекаются, снова применяется усилие на труболовку; плашки при этом вытягиваются вверх и труболовка освобождается В табл. 12.2 приведены основные характеристики труболовки типа М-1.
12.3. МЕТЧИКИ
Метчики предназначены для ловли и извлече* ния из скважины бурильных труб.
Метчики делят на универсальные и специальные.
Метчики бурильные универсальные (рис. 12.9) МБУ применяют для захвата извлекаемой колонны ввинчиванием в тело трубы.
495
Метчики специальные (замковые) МСЗ (рис. 12 10) используют для захвата трубы ввинчиванием в замковую резьбу.
Метчики каждого типа изготавливают в зависимости от назначения с правой и левой резьбой. Метчики с правой резьбой применяют для извлечения оставшейся колонны труб целиком, а метчики с левой резьбой для отвинчивания и извлечения колонны по частям. Метчики обычно применяют в тех случаях, когда в ходе ликвидации аварии требуются большие крутящие моменты и расхаживание бурильной колонны.
Рис. 12.9. Метчик бурильный универсальный МБУ.
Рис. 12.10. Метчик специальный замковый МСЗ.
496
Основные характеристики труболовки наружной № 1
Таблица 12 2
Наружный диаметр, мм Внутренний диаметр плашек, мм Размер захватываемых НКТ, дюйм Максимальная нагрузка, кН
92 43 47 49 54 56 57 61 64 СН 1,66 СН 1,66 СН 1,9 С1 1,9 МН 1,9 МН 1,9 и Ml 1,66 СН 2 3/8 Ml 1,9 200
115 49 54 56 61 64 67 74 79 СН 1,9 С1 1,9 МН 1,9 СН 2 3/8 Ml 1,9 С1 2 3/8 и СН 2 7/8 и МН 2 3/8 С1 2 7/8 и Ml 2 3/8 300
126 61 66,5 74 79 90,5 94 СН 2 3/8 С1 2 3/8 СН 2 7/8 и МН 2 3/8 С1 2 7/8 и Ml 2 3/8 СН 3 1/2 и МН 2 7/8 Ml 2 7/8 440
140 90 96 109 3 1/2 ИФ 2 7/8 Per 4 500
Порядок проведения ловильных работ метчиком следующий. Не доходя 3-5-5 м до верха аварийных труб, восстанавливают циркуляцию промывочной жидкости, уточняют вес колонны по ГИВ, давление на насосе, а также температуру выходящей на устье промывочной жидкости. При допуске бурильных труб с метчиком к аварийным трубам и заходе его внутрь давление на насосе увеличивается и снижается вес колонны. Медленным вращением ротора (на два-три оборота) с нагрузкой 10-5-20 кН закрепляют метчик. Рост давления вначале и последующее снижение его до величины больше первоначальной указывают на циркуляцию жидкости через долото. После этого метчик докрепляют до «отдачи» с нагрузкой 20-^30 кН.
Метчики-коронки МК-46, МК-57 и МК-76 (рис. 12.11) применяют для извлечения оставшихся в скважине коронок и колонковых труб с одновременным разрушением находящегося в них керна.
32 Заказ 129
497
Рис. 12.11. Метчик -коронка МК:
1 — метчик;
2 — твердосплавная коронка.
Техническая характеристика метчиков-коронок МК
Тип (марка) МК-46 МК-57 МК-76
Наружный диаметр, мм.
корпуса метчика 44 57 73
коронки 28 38,5 55
Внутренний диаметр коронки, мм 12 18,5 27
Диаметр присоединительной резьбы
к колонковой трубе (ниппельное
соединение), мм 44 57 73
Длина метчика с коронкой, мм 165,5 190 200
Масса, кг 1,45 2,85 4,60
Метчик-коронку спускают в скважину с колонковой трубой на бурильной колонне. Последние 30—40 см до места аварии бурильную колонну спускают с вращением и подачей промывочной жидкости. Работа с метчиком-коронкой проводится с минимальной частотой вращения (на первой скорости бурового станка), с осевой нагрузкой не более 3000—3500 Н и расходом промывочной жидкости 20—30 л/мин. При этом рекомендуется обращать внимание на характер вращения снаряда: при прекращении углубления и появлении признаков прихвата следует остановить вращение и поднять буровой снаряд.
12.4. КОЛОКОЛА ЛОВИЛЬНЫЕ
Ловильные колокола предназначаются для ловли оставшейся в скважине колонны труб за конец трубы (целой или сломанной).
Колокола изготавливают с резьбой типа К и КС, а также гладкие.
Колокола ловильные типа К предназначены для извлечения оставшейся в скважине колонны бурильных труб или НКТ с захватом их посредством навинчивания по наружной поверхности. Колокола изготавливают по ОСТ 26-02-1275-75 (рис. 12.12). В верхней части колокола нарезается резьба замковой муфты по ГОСТ 5286-75, в нижней части — внутренняя ло-вильная резьба, а снаружи — трубная резьба для соединения с направляющей воронкой. Ловильную резьбу цементируют на глубину 0,8-*-1,2 мм с последующей закалкой и отпуском до твердости НРС = 56 + 62. Колокола изготавливают как с пра-
498
выми резьбами и канавками, так и с левыми из стали марки 20Х, которую можно заменять сталью другой марки, но не ухудшающей качество колокола. Ловильные работы колоколом не отличаются от работ метчиком.
Колокол КС — кованый стальной патрубок специальной формы. На его внутреннем верхнем конце нарезана резьба муфты замка для соединения с колонной бурильных труб. Внутри нижней половины патрубка нарезана ловильная резьба специального профиля, отличающаяся от профиля резьбы НКТ углом при вершине ниток резьбы (8*10 ниток на 25 мм резьбы, конусность 1:16). Для выхода стружки на внутренней поверхности колокола сделано 4*5 продольных канавок.
Конструкция колокола типа КС допускает пропуск через него сломанной трубы. Ловильные работы колоколом типа КС производятся аналогично таким же работам колоколом типа К.
Рис. 12.12. резьбовой
Колокол ловильный
Таблица 12 3
Основные размеры наиболее распространенных колоколов для извлечения бурильных колонн с захватом за трубу или замок (см. рис. 12.13).
Размеры, мм Извлекаемые предметы
замок бурильные трубы условного диаметра, мм
ЗН-95 ЗН-108 ЗШ-146 ЗШ-178 60 73 89 114 127 140
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
d 95 108 146 178 80 108 108 146 178 197
d, 86 100 146 172 54 67 84 109 122 135
d2 97 110 148 182 62 75 92 117 130 143
d3 102 116 154 188 56 82 100 125 138 149
d4 118 136 180 212 86 108 135 152 175 197
32*
499
Продолжение табл 123
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
d5 45 58 80 101 36 54 54 80 95 85—95
/ 470 430 340 430 430 340 340 340 340 340
/, 130 130 150 175 120 160 130 150 156 156
L 750 730 670 800 600 620 630 650 650 650
Колокола гладкие
Для извлечения труб всех видов и размеров, а также их соединений и других предметов, имеющих круглое сечение, с захватом за верхнюю часть применяют гладкий колокол (рис. 12.13). Гладкий колокол представляет собой колокол с внутренней конической поверхностью от 0°30' до 5°, но без ловильной резьбы.
Величину конусности выбирают в зависимости от твердости поверхности извлекаемого предмета на участке захвата колоколом: чем тверже поверхность, тем меньше угол конусности.
Ловильные работы колоколом гладким проводят следующим образом. Колокол спускают в скважину на бурильных трубах и останавливают на расстоянии 3 * 5 м до верха аварийных труб. После восстановления циркуляции промывочной жидкости колокол допускают и заводят в него извлекаемые трубы, о чем говорит рост давления на насосе, после чего нагружают извлекаемые трубы нагрузкой 10 кН и поворачивают бурильную колонну на 15 -н20 оборотов. Затем плавно нагружают глад-
Рис. 12.13. Колокол ловильный гладкий (табл 123)
500
кий колокол с силой ЗОО-т-500 кН, но не превышая нагрузок, при которых может произойти разрыв тела колокола.
12.5. ЛОВИТЕЛЬ ДЛЯ ЛОВЛИ ТРУБ В СКВАЖИНЕ
Ловитель (рис. 12.14) со- •-— Я
стоит из корпуса, двух плашек с левой винтовой резьбой (нарезкой), удерживаемых от проворачивания шпонками, приваренными к корпусу. Над плашками расположены кольцо, резиновая манжета, нажимная втулка и спиральная пружина, поджимаемая переводником. На нижнем конце корпуса ловителя имеется резьба под направляющую воронку.
В свободном состоянии клинья занимают положение в нижней части корпуса ловителя, вследствие чего проход в клиньях имеет минимальный размер. Аварийные трубы, входя внутрь корпуса ловителя, своим торцом упираются в коническую фаску в нижней части клиньев, раздвигают их и проходят дальше. При небольшой натяжке инструмента клинья проскальзывают по конусу корпуса и захватывают боковую поверхность аварийной трубы.
Ловитель можно изготовить в условиях механической мастерской при наличии трубонарезных станков.
На рис. 12.15 изображен ловитель для ловли НКТ, срезанных по телу (без муфты) диаметром 89 мм. Корпус ловителя изготавливают из стали 50. Клинья — из стали 20 с закалкой и отпуском. Размеры клиньев показаны на рис. 12.16.
Резьба на клиньях — шаг 3 упорная.
Изготовленную на токарном станке деталь клиньев (рис. 12.16), прежде чем ее разрезать для получения двух клиньев, подвергают закалке, а затем разрезают. В верхней части корпуса ловителя вворачивается обсадная труба диаметром 114 мм длиной 3-^4 м, в верхней части которой ввернут переводник под
Рис. 12.14. Ловитель с промывкой:
1 — переводник, 2 — пружина, 3 — корпус,
4 — нажимная втулка,
5 — манжета, 6— кольцо, 7 — плашки, 8 — шпонки
501
d,=H4
Рис. 12.16. Клин ловителя
Рис. 12.15. Ловитель:
1 — корпус, 2 — плашки,
3 — переводник под инструмент;
4 — воронка
бурильные трубы. Обсадную трубу применяют с целью захода в нее большей части аварийных труб.
Ловители ЛОМ-50 и ЛОГ-50 (рис. 12.16,а и 12.16,6) предназначены для извлечения из скважины оборванных бурильных труб независимо от твердости их материала. Эти инструменты обеспечивают быстрый и надежный захват оставшейся колонны без вращения и нагрузки на колонну с промывкой через аварийный инструмент, освобождение ловителя в скважине от аварийной колонны, захват аварийного инструмента любой массы. Ловители позволяют захватывать бурильные трубы, изношенные до диаметра 48 мм, муфты и замковые соединения, изношенные до диаметра 58 мм. Техническая характеристика ловителей приведена ниже.
Техническая характеристика ловителей
Тип (марка) ЛОМ-50 ЛОГ-50
Диаметр, мм 110 90
Диаметр воронок, мм 110, 130 90, ПО, 130,
150
Длина ловителя, мм 2735 1800
Диаметр извлекаемых бурильных труб, мм 50 50
Диаметр извлекаемых замковых соединений, мм 65 65
Масса, кг 66 43
502
OJ
13
12
15
Рис. 12.16, а. Ловитель ЛОМ-50:
1 — колонна труб, 2 — переходник, 3 — ниппель, 4 — подшипниковый узел, 5 — труба оборванная, 6 — труба приемная, 7 — корпус, 8 — пружина, 9 — плашка, 10 — корпус плашки, 11 — резиновая манжета, 12 — центратор, 13 — воронка или коронка
Рис. 12.16, б. Ловитель ЛОГ-50:
1 — колонна труб, 2 — переходник, 3 — фиксатор, 4 — шток, 5 — пружина 6 — цанга 7 — корпус, 8 — пружина, 9 — сердечник, 10 — труба оборванная, 11 — труба, 12 — цанга 13 — резиновая манжета, 14 — фрезер, 15 — воронка или труба кольцевого фреза
Ловильные гладкие и граненые пики предназначены для ликвидации аварий с бурильными и колонковыми (малых диаметров) трубами. Гладкие пики применяют при извлечении всей колонны труб или ее частей, предварительно отрезанных; с помощью граненых пик (рис. 12.17,а) развинчивают колонну труб с последующим подъемом отвернутых частей на поверхность Техническая характеристика ловильных пик для ССК приведена ниже.
Техническая характеристика ловильных пик для ССК
Тип (марка) ССК-59 ССК-76
Внутренний диаметр
извлекаемых труб, мм 42—48 52—64
Максимально допустимое
усилие задавливания, кН 100 100
Наружный диаметр, мм 49 65
Диаметр присоединительной
внутренней резьбы (правой
или левой), мм 42 50
Длина, мм 500 525
Масса, кг 47
Для ликвидации аварий при бурении скважин комплексом КССК-76 используется комплект ловильного инструмента КЛИН-76. Он включает десять метчиков двух типоразмеров, метчик-коронку, труборез-труболовку и запасные части.
Овершот ОЭ2 предназначен для извлечения из скважины неприхваченных НКТ. Он состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого помещается кольцо с тремя пружинами.
12.6. ЕРШИ И УДОЧКИ
Обрыв каната или перфораторного кабеля случается довольно часто. Канат или кабель может уплотниться в скважине, образуя сплошную пробкообразную массу, для извлечения которой требуются сложные и продолжительные ловильные работы. Оставшийся в скважине канат или перфораторный кабель извлекают специальными крючками, ершами и удочками различных конструкций. Этот инструмент во время ловли трамбует тупым концом извлекаемый канат или кабель, в результате чего образуется плотный
Рис. 12.17, а. Пика ловильная граненая для ССК
504
сальник, осложняющий процесс ловли. Поэтому на практике часто применяют однорогие крючки с ограничителем.
Наиболее удобной является специальная удочка, представляющая собой комбинацию удочки и ерша диаметром 50 мм и длиной 5 м. Нижний конец удочки заострен, благодаря чему она свободно проникает внутрь витков оборванного кабеля или каната, зацепляет их своими шипами и извлекает на поверхность. Шипы и крючки, расположенные в шахматном порядке, приварены по всей длине стержня, причем в верхней части они выступают больше, чем в нижней. Особенно важное значение имеет первый спуск инструмента, который должен пройти через витки каната или кабеля. Удочки используют для извлечения из скважины каната диаметром не менее 19 мм и кабеля диаметром не менее 22 мм.
Ерш служит для ловли оставшегося в скважине каротажного кабеля. На рис. 12.17, б и 12.18 показаны самые простые конструкции ерша — на металлический стержень наварены крючки в шахматном порядке и в верхней части его воронка, расположенная на 30 см выше крючков Воронка центрирует ерш и заставляет вылавливаемый кабель спускаться. Воронка препятствует прохождению ерша ниже местонахождения вылавливаемого предмета, что, в свою очередь, предупреждает возникновение осложнения вследствие захвата инструмента кабелем. Воронка должна иметь несколько отверстий для прохождения промывочной жидкости. Диаметр стержня ерша должен быть не менее 35 мм, а диаметр воронки на 50 мм меньше диаметра скважины. Длина ерша должна быть 1,5-ь2 м.
В процессе работы на ерш передают нагрузку 10-^-20 кН. Затем приподнимают инструмент, поворачивают на 1/2-^-1/3 оборота и вновь опускают. Эту операцию выпол-няют несколько раз.
стержень, 3 — воронка, 4 — корпус с резьбой под бурильные трубы
505
Рис. 12.18. Ловильный ерш:
1 — грибок для захвата ерша овершотом,
12.7. ЯСС МЕХАНИЧЕСКИЙ
Механический ясс предназначен для ликвидации заклиниваний долот и элементов бурильной колонны небольшой длины ударами вверх. На рис. 12.19 изображен ясс механический ЯМ-127, принцип работы которого основан на использовании потенциальной энергии растянутой бурильной колонны после рассоединения конусной пары. Неприхваченную часть бурильной колонны отсоединяют от прихваченной и извлекают на поверхность В скважину спускают компоновку, состоящую из ловильного инструмента (если нижний переводник ясса не обеспечивает соединения) — собственно ясса, УБТ длиной 25 * 50 м и бурильных труб. Бурильную колонну вращают, одновременно снижая нагрузку на нее на 30-МО кН, в результате конусная поверхность штока заклинивается в конусной поверхности (конусность 1°) нижнего переводника.
Затем колонну соединяют с извлекаемыми трубами и продолжают уменьшать нагрузку до выбранного значения.
Силу удара регулируют в широком диапазоне увеличением нагрузки при заряде устройства в скважине. Можно получить силу
2 — гайка,
3- вилка с зубьями удара 100^50() кН При этом надо иметь в
что конусная пара рассоединяется при силе меньшей нагрузки на 30-^70 кН. При последующем натяжении конусная пара рассоединяется и ударник бьет по торцу упора. Число ударов доводится до 50*70. Ясс механический ЯМ-127 имеет следующую техническую характеристику: наружный диаметр — 127 мм; длина ясса — 1500*2000 мм; сила удара 100*5000 кН; масса ясса 105* 145 кг.
Механические яссы румынского производства
Яссы механические румынского производства с наружными диаметрами 95 и 108 мм предназначены для ликвидации заклиниваний инструмента в эксплуатационных колоннах при производстве ремонтных работ. Ясс (рис. 12.20)
506
5 *"—"
4 —

состоит из шпинделя 1, корпуса 2, кольца 3, уплотнительных прокладок 4, гайки 5 и колец б и 7. На корпусе имеются два противоположных окна, где расположены по четыре трапецеидальных зуба на левой стороне, если ясс с правым направлением или на правой, если ясс с левым направлением. На верхней части корпуса имеется муфта с замковой резьбой под бурильные трубы. В нижней части шпинделя 1 имеется резьбовая пробка.
В верхней части шпинделя установлены прокладки 4 между колец 6 и 7, которые поджимаются гайкой 5. Прокладки предназначены для обеспечения герметичности между шпинделем и корпусом в случае промывки через бурильные трубы.
При работе яссом последний спускают на бурильных трубах в скважину и соединяют с аварийными трубами. Для получения ударов вверх проводят следующие операции: колонну бурильных труб с яссом разгружают и затем вращают налево или направо в зависимости от направления резьб колонны бурильных труб, постоянно сохраняя момент
f
Рис. 12.19. Ясс механический ЯМ-127:
1 — бурильная колонна, 2 — упор, 3 — шток, 4 — корпус, 5 — ограничитель,
6 — конус штока,
7 — конус переводника, 8 — переводник
кручения, необходимый для зацепления зубьев в окнах с зубьями на плечах шпинделя. Момент кручения влияет в таком же направлении на интенсивность удара. Колонну бурильных труб медленно поднимают, сохраняя момент кручения. В это время зу-
Рис. 12.20. Ясс механический (Румыния):
1 — шпиндель, 2 — корпус, 3 — кольцо, 4 — уплотнительная прокладка, 5 — гайка, 6 и 7 — кольца
507
бья в окнах зацепляются с зубьями шпинделя, в результате чего происходит увеличение усилия натяга до того значения, при котором надо произвести удар.
Из всех видов ловильных инструментов широко применяют инструменты с плашечно-клиновидными захватными приспособлениями, при работе с которыми необходимо правильно выбрать растягивающие усилия для обеспечения надежного сцепления плашек с поверхностью тела трубы для успешного ее отвинчивания (табл. 12.4).
При отвинчивании аварийных НКТ с усилиями меньшими, чем указаны в табл. 12.4, может произойти скольжение плашек труболовки, и процесс отвинчивания труб окажется безуспешным.
В случае невозможности отвинчивания аварийных труб ловильный инструмент освобождают резким его спуском (стра-гиванием), в результате чего плашки утапливаются, а затем фиксируются в положении для исключения перемещения их вниз по корпусу ловильного инструмента. Из заклиненного состояния плашки выводятся путем передачи части веса бурильной колонны, т. е. страгивающей нагрузки Рстр на ловильный инструмент.
Соотношение страгивающей Рстр и растягивающей Рраст нагрузок характеризует коэффициент освобождения ловильного инструмента:
стр ,
m = —— <1
раст
При ловильных работах с помощью освобождающихся тру-боловок с плашечно-клиновидными захватами необходимо учитывать коэффициент освобождения применяемого инструмента для определения максимально допускаемого растягивающего усилия, передаваемого непосредственно на ловильный инструмент.
При этом допускаемая растягивающая нагрузка, определяемая по коэффициенту т, не должна превышать допускаемую грузоподъемную силу ловильного инструмента. Учитывая возможные погрешности при определении величины и соотношения страгивающих и растягивающих нагрузок при ловильных работах, а также во избежание неосвобождения ловильного инструмента от захвата для практического использования рекомендован m = 0,25.
508
Таблица 12-4 Оптимальные растягивающие нагрузки на ловильный инструмент
Показатель Условный диаметр НКТ, мм
48 60 73 89 102 114
Оптимальная растягива-
ющая нагрузка на лови-
льный инструмент, кН 15—20 20—30 50—60 70—80 100 100-120
Пример Для ликвидации аварии с НКТ диаметром 73 мм, верхняя часть которых находится на глубине 655 м, на бурильных трубах диаметром 73 мм с толщиной стенок 11 мм спущена внутренняя освобождающаяся труболов-ка механического действия ТВМ 73-2-108 грузоподъемной силой, равной 400 кН
Определить максимально допускаемую нагрузку на труболовку Решение Определим вес колонны бурильных труб из выражения
О8к = H-q = 655- 185 = 121175 Н = 121 кН,
где q — вес 1 м бурильной трубы с учетом замковых соединений, Н,
Н — глубина спуска колонны бурильных труб, м
Максимально допускаемую растягивающую нагрузку на ловильный инструмент определяем по формуле
Р™ 121 РШСГ = -SL =------= 484*Н.
Р^ m 0,25
Из приведенного расчета следует, что при максимально допускаемой растягивающей нагрузке на ловильный инструмент, равной 484 кН, нельзя расхаживать аварийные трубы после их захвата давильным инструментом, так как труболов-ка имеет грузоподъемную силу 400 кН. Поэтому следует ограничиться приложением к ловильному инструменту растягивающей нагрузки, равной 400 кН. При расчетах также следует учитывать грузоподъемность вышки.
Если в процессе работ к ловильному инструменту будет приложена максимальная растягивающая нагрузка 400 кН, то для страгивания плашек и освобождения инструмента от захвата потребуется к ловильному инструменту приложить осевую сжимающую нагрузку, равную 400 • 0,25 = 100 кН, т. е. часть веса бурильной колонны, на которой ловильный инструмент спущен в скважину.
На практике при ловильных работах с отвинчиванием труб и извлечением по частям не всегда приходится прилагать к ловильному инструменту большую растягивающую нагрузку,
509
но тем не менее до начала ловильных работ эту нагрузку надо определить.
При расхаживании прихваченных бурильных или насосно-компрессорных труб необходимо определить допустимое усилие натяжения Например, требуется определить допустимое усилие натяжения при расхаживании прихваченной колонны бурильных труб диаметром 89 мм с толщиной 1 1 мм из стали группы прочности Д.
Допустимое натяжение при расхаживании прихваченной колонны труб определяют по формуле.
flon „ 1
где ат — предел текучести материала труб, Па (см. табл. 10.8);
F — площадь поперечного сечения тела гладкой части бурильной трубы; t
К — коэффициент запаса прочности (К — 1,15-!- 1,3).
Тогда-
_ 380- 0,00269 Удоп -- — - -818кН.
12.8. ФРЕЗЕРЫ И РАЙБЕРЫ
При падении труб могут произойти сложные нарушения, характер и степень которых выявляют при помощи обследования печатями. Затем пользуются соответствующим вспомогательным режущим инструментом для придания нарушенному концу аварийных труб приемлемой формы для последующего захвата и извлечения их ловильным инструментом.
Для исправления разорванных, расплющенных и сильно деформированных концов аварийных труб применяют забойные (рис. 12.21) и торцовые фрезеры (рис. 12.22), с внутренними зубьями (рис. 12.23), а также конусные райберы, предназначенные для исправления внутренней поверхности труб (рис 12.24).
В процессе фрезерования после среза деформированной части труба может заклиниваться во фрезере и извлекаться путем отвинчивания левым вращением ротора.
510
Рис. 12.21. Фрезер забойный ФЗТ-1
Торцовые фрезеры, наваренные твердыми сплавами и предназначенные для деформированных концов аварийных труб, должны противостоять динамическим нагрузкам в процессе резания и эффективно резать металл. Применяют также фрезер с усиленным профилем зубьев (рис. 12.25). Конструкция зуба этого фрезера обеспечивает более эффективный процесс резания. Усиление профиля зубьев в разрезе достигнуто увеличением их шага и высоты, а также более рациональным применением твердых сплавов. Пластинки победита вставляются в отверстия, просверленные с торца зубьев фрезера, и запаиваются медью. На боковой внутренней поверхности зубьев вырубаются гнезда, которые затем заплавляются твердым сплавом релит. Этим же сплавом облицовываются передние грани зубьев. Благодаря значительному усилению твердыми сплавами рабочих частей зубьев и увеличению их профиля и шага, фрезер работает по
металлу значительно дольше и имеет преимущества перед обычными торцовыми фрезерами.
После обработки верхних деформированных концов аварийных труб их извлекают ловиль-ным инструментом, преимущественно внутренней труболовкой той или иной конструкции. Для ловли и извлечения упавших труб используют также и другие ловилъные инструменты. Для захвата 4" труб в 168-мм колонне, когда на верхнем конце этих труб находится муфта, а внутри упавшие 2 1/2" трубы, конец расположен на одном уровне с муфтой 4" труб, сначала следует отвинтить эту муфту метчиком-калибром.
Рис. 12.22. Фрезер башмачный с торцовыми зубьями ФЗБ1
?~1
J _w*
•
•I

/WL
511
После успешного извлечения муфты 4" трубы можно захватить колоколом или наружной труболовкой и попытаться отвинтить одну-две трубы путем левого вращения, в результате чего конец 2 1/2" труб можно будет захватить снаружи или изнутри каким-либо ло-вильным инструментом.
Упавшие аварийные трубы могут изогнуться или заклиниться и образовать несколько рядов: извлечь их в таком состоянии трудно, так как при попытках отвинчивания они не поддаются вращению. При ликвидации таких аварий приходится применять большие натяжения и рас-хаживание. Если при этом подъемное сооружение не обеспечивает нужной грузоподъемности, то для создания значительных растягивающих нагрузок пользуются гидравлическими домкратами.
Одним из распространенных видов аварий в условиях бакинских промыслов, является прихват песком колонны насосно-компрессорных или бурильных труб.
Если прихваченную песком колонну не удается освободить расхаживанием, промывкой или продавливанием пробки жидкостью при помощи цементировочных агрегатов, то аварийные трубы поднимают по частям. Верхнюю часть колонны аварийных труб поднимают после отвинчивания при помощи бурильных труб с левой резьбой или путем вырезки части колонны труборезкой. Нижняя часть колонны может быть извлечена целиком после промывки скважины или по частям.
Перед проведением ловильных работ следует предваритель-
Рис. 12.23. Фрезер с внутренними зубьями, типа ФЗВ
512
i
I
но определить место прихвата следующими способами.
1. Колонну растягивают под нагрузкой Р и измеряют удлинение труб А/ под действием этой нагрузки. Затем глубину прихвата можно вычислить по формуле:
F-A/-E
Q '
где L — глубина расположения места прихвата колонны (длина свободной части); F — площадь сечения тела аварийной трубы; д/ — удлинение колонны бурильных труб под влиянием растягивающей нагрузки; Е — модуль упругости Юнга; Q — растягивающая нагрузка.
2. Другой способ определения глубины прихвата труб заключается в применении специального прибора — прихватомера.
Существующие приборы для определения места прихвата труб основаны на том, что в процессе растяжения труб они удлиняются, изменяется их магнитная проницаемость. Недостатком этих приборов является весьма малое удлинение, получающееся при растяжении труб (в пределах 1—1,5 м), а также трудности фиксации прибора в колонне, что значительно снижает РИС. 12.24. надежность определения. Изменение магнитной Райбер проницаемости труб при их растяжении обычно КОНУСНЫЙ РК1 невелико. Кроме того, колонна труб имеет сильное и неравномерное по длине намагничивание. Поэтому изменение индуктивности чувствительного элемента прибора или напряженности магнитного поля, которое возникает при растяжении труб, определяется в большей степени относительным расположением прибора в колонне труб, чем изменением их магнитной проницаемости. Более надежным является способ отбивки места прихвата труб, основанный на свойстве ферромагнитных материалов размагничиваться при деформации. Для этого небольшие участки колонны труб (15—20 см) в предполагаемом интервале прихвата на несколько различных глубинах намагничиваются путем применения специальной катушки. Затем при помощи магнитомодуляционного датчика прибора записывается кривая магнитной индукции вдоль колонны труб. При этом участки интервала, намагниченные катушкой (магнитные метки), отмечаются на кривой магнитной индукции резки-
33 Заказ 129
513
Разрез зуба по MN 2 1
ми аномалиями. После установки меток к колонне извлекаемых труб прикладываются растягивающие или крутящие усилия максимально допустимой величины.
Намагниченные участки в интервале, который располагается выше места прихвата, в результате упругой "деформации труб размагничиваются, после чего магнитные метки на кривой магнитной индукции полностью исчезают или уменьшается их амплитуда. Магнитные метки остаются неизменными в той части интервала прихвата, куда деформация не передается. Благодаря этому оказывается возможным с достаточной точное-
Рис. 12.25. Фрезер с усиленным профилем зуба: тью определить место 1 — втулка, 2 — пластинка, 3 — сплав релит, „хвата труб. Прове-
- втулка, 4 — отверстие, 5 — гнездо.
прихвата труб. Проведение повторного исследования указанным прибором в более ограниченном интервале и при более частой расстановке меток позволяет уточнить место прихвата. К трубам прикладывается такое же усилие, как и в первом случае. Этот способ определения места прихвата труб имеет ряд достоинств перед другими способами, так как после определения места прихвата по одной из снятых кривых определяется также глубина расположения муфтового соединения, в котором предполагается провести ™РП<^ОВ*Р;;- и Взаимное перемещение прибора и труб при их деформации не оказывает влияния на результат измерения. Исследования можно проводить не только при растяжении труб, но и при закручивании, что позволяет выполнять все измерения без извлечения прибора из скважины.
514
При развинчивании прихваченных труб необходимо иметь в виду, что после подъема отвинченной части оставшиеся прихваченные трубы часто приходится извлекать по частям при помощи труб с левой резьбой и фрезерования, на что затрачивается много времени. Для ускорения процесса отвинчивания колонны прихваченных труб с сильно закрепленными резьбовыми соединениями их предварительно ослабляют при помощи торпеды с детонирующим шнуром (ТДШ).
Магнитный фрезер ФМ используют для фрезерования металлических предметов на забое скважины и поднятия их на поверхность (если ФМ имеет ловушку).
Шнекокодонковые снаряды (рис. 12.25, а) представляют собой колонковую трубу длиной 1 м, внутри которой передвигается шнек или спиральный бур, хвостовик которого выступает над коронкой на 10—20 мм. Эти инструменты рекомендуется применять для ловли и извлечения из скважины кусков бурильных, колонковых, шламовых и обсадных труб, а также шариков, плашек зажимных патронов, гаек и других мелких предметов.
Магнитные ловушки (рис. 12.25, б) предназначены для улавливания и извлечения мелких металлических предметов, находящихся на забое скважины. Техническая характеристика магнитных ловушек ЛМ приведена ниже.
Техническая характеристика магнитных ловушек ЛМ
Тип (марка) ЛМ-46 ЛМ-59 ЛМ-76 ЛМ-93
Диаметр 44 57 73 89
Диаметр присоединительной резьбы, мм-под бурильную трубу
верхней внутренней 42 50 50 50 под коронку или фрезер
нижней 44 57 73 83
Фрезерная коронка Любая (или твердосплав-
ный фрез соответствующего диаметра)
Масса металла, подни-
маемого магнитом, кг:
куска стали 0,2 0,8 1,5 3
стружки или мелких
обломков 0,05 0,15 0,30 0,50
Рис. 12.25, а Шнекоколон-ковый снаряд (ловушка):
1 — шнек;
2 — переходник; 3 — подшипник,
4 — колонковая труба; 5 — хвостовик.
Рис. 12.25, б Магнитная ловушка:
1 — переходник; 2 — шарик, 3 — прокладки; 4 5 — постоянные магниты.
33*
- кольцо;
Когда осадок, прихвативший трубы, содержит большое количество песчаных и глинистых частиц, эффективным средством освобождения прихваченных труб может быть нефтяная ванна. Необходимыми условиями успешного применения нефтяной ванны являются своевременность этой операции, точность определения зоны прихвата и правильный расчет количества нефти для закачки, чтобы она поднялась за колонной прихваченных труб на 50—60 м выше зоны прихвата. Нефть проникает в зону прихвата, ослабляя связь между отдельными частицами осадка. Ныне применяют различные жидкости с добавками ПАВ.
Для ликвидации прихватов применяют также кислотные ванны (техническая соляная кислота различной концентрации в зависимости от характера прихвата). В различных нефтяных районах существуют свои рецептура и технология применения солянокислотных ванн.
На промыслах Азербайджана для кислотных ванн используют соляную кислоту 15—20%-ной концентрации с добавлением до 4% товарной плавиковой кислоты 40%-ной концентрации. Для уменьшения корродирующего действия кислот на подземное и наземное оборудование такой раствор ингибиру-ют обычно товарным формалином, а в некоторых случаях добавляют поверхностно-активные вещества.
После ликвидации аварии трубы поднимают выше зоны прихвата и промывают скважину. При этом следует учитывать, что возможен выброс кислотных газов, опасный для работающих.
Извлечение погружного электронасоса. Аварии с такими насосами происходят большей частью при спуско-подъемных операциях. Сравнительно реже возможен прихват насоса песчаной пробкой.
В скважине могут остаться: а) насос с протектором и электродвигателем; б) насос с протектором, электродигателем и кабелем; в) насосно-компрессорные трубы, насос с протектором, электродвигателем, кабелем и без кабеля.
Почти во всех случаях аварий в скважине остаются металлические хомуты-пояса, которыми крепят кабель к трубам при спуске насоса этого типа в скважину. Хомуты при спуско-подъемных операциях, при обрыве кабеля или труб отрываются и остаются в колонне.
Если в скважине остается насос с трубами, кабелем и хомутами, трубы до насоса извлекают отвинчиванием, а кабель извлекают так же, как тартальный канат или кабель от перфоратора.
516
Извлечение труб, кабеля и хомутов производят поочередно. Во избежание образования сальника в стволе, если в скважине остались кабель и хомуты, расхаживать захваченные ло-вильным инструментом насосно-компрессорные трубы не рекомендуется. Расхаживать можно только в тех случаях, когда в скважине остался насос с трубами без кабеля и хомутов, и если удается предварительно извлечь весь кабель и хомуты. Хомуты извлекают магнитными пауками.
Технология извлечения погружного электронасоса несколько отличается от технологии извлечения обычных глубинных насосов. Следует учитывать, что вследствие небольшого зазора между наружным диаметром насоса и внутренним диаметром эксплуатационной колонны не всегда возможен спуск ловиль-ного инструмента в кольцевое пространство и захват за наружную поверхность насоса. В скважину спускают наружную тру-боловку или колокол и захватывают за верхнюю часть ловиль-ной головки насоса. Работы производят ловильным инструментом на бурильных трубах с правым направлением резьбы. Нельзя пользоваться трубами с левым направлением резьбы, так как при вращении возможно отвинчивание насоса от протектора и двигателя, что значительно осложнит последующие работы.
Извлечение труб, прихваченных цементом
Для извлечения зацементированных труб необходимо освободить их от цементного камня между трубами и стенками колонны. Для этого сначала отвинчивают трубы до места прихвата цементом и извлекают. Затем трубным фрезером офрезеровывают зацементированные трубы. С этой целью пользуются ловильным инструментом освобождающегося типа и за один раз производят фрезерование, захват, отвинчивание и подъем труб. Длина фрезера с направлением может быть различна, но не менее 10 м. Непосредственно над направлением устанавливают ловильный инструмент. Фрезерование и отвинчивание производят с таким расчетом, чтобы конец оставшихся в скважине труб был офрезерован от цемента. В противном случае в последующем завести трубы внутрь фрезера будет затруднительно, а при эксцентричном расположении труб в скважине можно их разрезать фрезером и тем самым испортить конец труб и осложнить работы.
После подъема фрезер с направлением осматривают (выясняют нет ли трещин, слома зубьев и нет ли заклиненной компрессорной трубы или муфты внутри направления). При фрезеровании цементного камня нагрузка на фрезер не должна превышать 10—20 Н. Чрезмерные нагрузки могут привести
517
к поломке и оставлению в скважине части или всего фрезера с направлением. Во время фрезерования рекомендуется интенсивно промывать скважину глинистым раствором, чтобы обеспечить вынос на дневную поверхность разбуренного цемента.
12.9. ВЫРЕЗКА ТРУБ
В этом случае применяют наружные и внутренние труборезки, действие которых основано на механическом и гидравлическом принципах. Вырезку 73-мм бурильных и насосно-компрессорных труб выполняют при помощи наружных труборезок, спускаемых на колонне бурильных труб с широким проходным отверстием. Для вырезки 89- и 114-мм насосно-компрессорных труб применяют внутренние труборезки, а для вырезки обсадных труб всех диаметров — внутренние труборезки с выдвижными резцами, действие которых основано на гидравлическом принципе.
Труборезка (рис. 12.26) представляет собой аварийный инструмент, предназначенный для отрезания бурильных, колонковых и обсадных труб в скважине с целью последующего извлечения их по отдельным звеньям. По принципу действия они делятся на механические, гидравлические и электрические. Для бурильных труб применяют наружные труборезы, а для колонковых и обсадных — внутренние.
Наружные труборезы рекомендуется использовать для отрезания бурильных труб, имеющих клиновидную, спиральную или винтообразную форму обрыва. Кроме того, они могут заменять снаряд с левой резьбой. В этом случае колонну разрезают на отрезки длиной до 40—50 м и поднимают на поверхность по частям. Техническая характеристика гидравлических труборезок типа ТРГ приведена ниже.
Рис. 12.26. Гидравлический труборез ТРГ:
1 — переходник, 2 — шарик; 3 — пята; 4 — резиновое кольцо; 5 — поршень со штоком; 6 — пружина; 7 — корпус; 8 — плоские пружины, 9 — ось; 10 — резцы, 11 — прокладки.
518
Техническая характеристика труборезок ТРГ
Тип (марка) ТРГ-46 ТРГ-59 ТРГ-76 ТРГ-93 Диаметр разрезаемых труб, мм
наружный - - - -
внутренний колонковых 44 57 73 89
обсадных 37 49,5 65,5 81 Минимальное рабочее
давление жидкости, МПа 0,5 0,5 0,5 0,5 Диаметр присоединительной
резьбы бурильной трубы, мм 33,5 42 (вну- 50 (вну-
трен- тренняя
няя замковая) ниппельная)
Наружный диаметр корпуса, мм 36 47 63 77
Длина, мм 300 330 430 465
Масса, кг 2,9 3,5 6,0 10,5
Тип (марка) ТРГ-112 ТРГ-ССК-46 ТРГ-ССК-59 РГ-ССК-79
Диаметр разрезаемых
труб, мм:
наружный 43 55 70
внутренний 33,4 45,4 60,4
Колонковых 108 45 56 73
обсадных 99,5 33 45 60
Минимальное рабочее
давление
жидкости, МПа 0,5 1,2 0,7 0,7
Диаметр присоединительной
резьбы бурильной трубы, мм - 33,5 42 50
Наружный диаметр
корпуса, мм 95 32 43,5 58,5
Длина, мм 520 294 343 430
Масса, кг 21,75 1,7 3,4 6,0
Труборезы-труболовки представляют собой комбинированный аварийный инструмент, служащий для отрезания и извлечения из скважины колонковых или обсадных труб за один спуск-подъем. Техническая характеристика комбинированных труборезов приведена ниже.
Техническая характеристика комбинированных труборезов
Тип (марка) ТТ-59 ТТ-76 ТТ-93
Наружный диаметр, мм 46 62 73
Давление промывочной
жидкости при резании, МПа 1,2—2,0 1,2—2,0 1,2—2,0
Диаметр присоединительной
резьбы бурильной трубы, мм 42 (внутренний) 42 50
Длина, мм 720 800 900
Масса, кг 7,4 12 25
12.10. ЛОВЛЯ НАСОСНЫХ ТРУБ И ШТАНГ, ПОДЗЕМНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ОТДЕЛЬНЫХ ПРЕДМЕТОВ
Наиболее сложной и трудоемкой ловильной работой является извлечение труб, упавших вместе со штангами, которые ломаются и располагаются в колонне труб в не-
519
сколько рядов Часто штанги образуют в трубах спираль или скручиваются в клубок, трудноподдающийся извлечению.
Сравнительно легко ликвидируются аварии при падении насосных труб без штанг, особенно если трубы падают с небольшой высоты или в скважине, заполненной жидкостью, а также в случае, когда на нижнем конце труб имеется какой-либо инструмент или подземное обрудование, препятствующее резкому падению труб. При этом трубы чаще всего лишь искривляются в нижней части и легко поддаются извлечению за верхний конец
Падение колонны штанг во время работы глубинно-насосной установки вследствие обрыва или развинчивания сопровождается падением штанг в жидкости, часто на небольшую высоту При этом штанги остаются внутри колонны труб и относительно легко могут быть извлечены Если же падение колонны штанг происходит при спуско-подъемных операциях во время ремонта скважины, то штанги нередко падают со значительной высоты, и колонна труб бывает только частично заполнена жидкостью.
При сильном ударе о забой насосные трубы иногда искривляются в виде спирали или разрываются на отдельные ленты и куски. Штанги выпадают из труб и становятся рядом с ними, иногда в несколько рядов, а в отдельных случаях обвивают насосные трубы, образуя плотные пробки. Ликвидация таких осложненных аварий носит затяжной характер и может оказаться безрезультатной, так как все сечение эксплуатационной колонны заполняется бесформенной массой металла.
При таких сложных авариях обычно пользуются сначала наружными ловильными инструментами в виде различных комбинированных колоколов, которые значительно ускоряют процесс ликвидации этих аварий в эксплуатационных колоннах скважин, если имеются отдельно торчащие концы труб или штанг Пользуются также фрезером для расфрезерования штанг и труб. Эта работа очень трудоемка, и аварийные трубы и штанги извлекаются на поверхность частями.
Для придания верхнему концу извлекаемой трубы цилиндрической формы сначала применяют специальную обжимную коронку, сделанную из вязкой и мягкой стали При помощи коронки концы деформированных труб и штанг пригибаются под действием давления и ударов вдоль оси скважины и входят внутрь корпуса коронки. Чтобы при этом срезался металл, зубья обжимной коронки не армируют твердым сплавом. Если коронкой не удается обжать конец извлекаемых труб, так как они представляют собой бесформенную массу металла, то спускают фрезер и вытачивают тело цилиндрической формы, которое затем захватывают колоколом.
520
При авариях в скважине может остаться различное подземное оборудование и отдельные металлические предметы, которые в большинстве случаев имеют цилиндрическую форму: желонки, глубинные насосы, песочные и газовые якори, перфораторы, различные переводники, патрубки и др. Одним из основных условий успешной ловли и извлечения такого подземного оборудования является определение при помощи печатей их точного состояния и положения в эксплуатационной колонне. Если предмет находится в скважине в свободном состоянии, его можно извлечь каким-либо ловильным инструментом в зависимости от характера верхнего конца аварийного предмета (труболовкой, колоколом, овершотом, метчиком, метчиком-калибром) . Если же предмет прихвачен в скважине песчаной пробкой, то до начала работы ловильным инструментом необходимо тщательно промыть скважину и обмыть этот предмет при помощи коронки, спущенной на колонне бурильных труб.
Для извлечения из скважины желонок, прихваченных в процессе чистки песчаных пробок, применяют два специальных инструмента — канаторезку, предназначенную для резания тартального каната, на котором подвешена желонка, и вилку, которой захватывают и извлекают желонку.
Канаторезка Кр 1-6 5/8" (рис. 12.27), работающая в колоннах диаметром 168 мм и более, состоит из двух самостоятельных частей: штока 1, свинченного с муфтой 2, при помощи которой он соединяется с бурильными трубами, и кожуха 3, свинченного с ниппелем 4 Кожух может свободно скользить вдоль штока до упора в нижнюю часть корпуса В штоке и кожухе имеются продольные окна, предназначенные для пропуска каната при спуске инструмента в скважину; окно в кожухе заканчивается поперечным
Рис. 12.27. Канаторезка Kpl—6 5/8"
«II
пазом, в который вставляется верхний резец 5, закрепляемый винтами 6. На шток надевается нижний резец 7, имеющий форму цилиндрической втулки, внутри которой сделана конусная расточка, благодаря чему образуется режущая кромка резца. Нижний резец поддерживается упорным кольцом 8, навинченным на шток. Резцы канаторезки изготовляются из специальной стали и подвергаются термообработке — закалке и отпуску.
Работа с канаторезкой ведется следующим образом. Тар-тальный канат перед спуском инструмента в скважину обрубают на устье, пропускают конец каната через окна в кожухе и штоке канаторезки и вновь сращивают с канатом, намотанным на тартальный барабан. Затем канаторезку спускают на бурильных трубах в скважину так, чтобы верхний резец упирался в канат, для лучшего прохождения канаторезки вдоль каната его натяжение несколько ослабляют.
Когда инструмент дойдет до дужки желонки, канат натягивают и приподнимают бурильные трубы. При этом шток движется вверх вдоль кожуха, резцы сближаются между собой и
после одного или нескольких рывков канат отрезается. Затем извлекают из скважины сначала отрезанный канат, а потом бурильные трубы с канаторезкой. После этого можно приступить к ловле желонки, для чего применяют двурогую вилку (рис. 12.28). Нижний конец этого инструмента имеет форму вилки, в прорезях которой шарнирно на оси располагается защелка. При спуске двурогой вилки в скважину, когда инструмент упирается в дужку желонки, защелка приподнимается, пропуская дужку внутрь, а затем под действием собственного веса, а также силы упругости пластинчатой пружины вновь спускается, захватывая желонку, и она извлекается на поверхность.
Рис. 12.28. Двурогая вилка: ЛОВИЛЬНЬЮ работы ПО ИЗ-
1 — корпус, 2 — защелка; 3 — влечению различных мелких пластинчатая пружина ^
522
предметов, упавших в скважину, бывают очень разнообразны. Для этой цели применяются весьма своеобразные виды ловиль-ного инструмента: ерш, паук, пикообразное долото, различных видов фрезеры, сверло, штопор, клещи и др.
Предметы, упавшие в скважину, часто образуют на забое как бы металлическую пробку, которая весьма трудно поддается извлечению. Иногда отдельные падающие предметы заклиниваются по пути на различных глубинах и создают перемычки в виде патронных пробок. Если известно, какой предмет упал в скважину, извлечение его упрощается. Если же упавший предмет и положение его не известны и это трудно установить при помощи печати, то работы намного усложняются.
Мелкие металлические предметы — кувалды, цепи ключей, сухари, шарошки долота и др. — извлекают различного рода пауками. Если в месте извлечения этих предметов в скважине находится песчаная или глинистая пробка, то применение паука осо- a fi
бенно эффективно. Паук простейшего типа показан на рис. 12.29.
Для ловли небольших металлических предметов широкое применение получил магнитный фрезер. В качестве материала для магнита используется высокомагнитный сплав магнико, который имеет ряд ценных качеств, позволяющих использовать его при ло-вильных работах: он слабо размагничивается, и срок действия магнита продолжается до 1 года и более; его магнитные свойства сохраняются при коррозии независимо от вибраций, ударов, резких колебаний и изменений температуры.
Для предупреждения неполадок при работе с магнитным фрезером его спускают на бурильных трубках. Не доводя 6—7 м до места ловли, спуск фрезера продолжают с промывкой и вращением на малых оборотах. Дойдя до места ловли, воронка, вращаясь, собирает в центр забоя находящиеся в колонне металлические предметы, которые сближаются с нижним полюсом магнитного фрезера. После работы фрезера на забое в течение около 10 мин. промывку прекращают и начинают поднимать инструмент.
Недостатком магнитного фрезера является отсутствие сигнала, указывающего на наличие захваченного предмета.
Рис. 12.29. Трубный паук:
а — перед спуском, б — перед подъемом с забоя

На главную страницу