Обрывы колонн по резьбовым соединениям труб.

Разъединение труб обсадной колонны по резьбовым соединениям — распространенная группа аварий при креплении скважин. Наибольшее число их происходит в соединении трубы с муфтой, выполняемом буровой бригадой. В соединениях, выполненных на заводе, также случаются вырыв труб из муфты.

В основном обрыву обсадной колонны в резьбовом соединении предшествует расхаживание колонны, так произошел прихват на скважине № 8166. При спуске кондуктора Ш 324, в момент промывки произошел прихват колонны под действием перепада давления либо заклинивание. При этом усилия при расхаживании были в пределах допустимых норм, но достигали значительных величин, в результате произошел обрыв по рабочему соединению. Как позднее установила аварийная комиссия, ствол скважины не был хорошо подготовлен к спуску колонны, а профиль скважины не соответствовал проекту.

Смятие колонны и разрушения обратного клапана происходит из-за: несвоевременного заполнения колонны жидкостью, занижения прочности против расчетных данных при компоновке колонны, резких ударов об уступы при спуске, обрушения и сдвигов пластов до цементирования колонны. В зависимости от сложившихся обстоятельств трубы сминаются по-разному. Отдельные технологические упущения приводят к возникновению наружного избыточного давления, которое вызывает смятие обсадной колонны. Так на скважине № 7818 Приобской площади, произошло смятие трубы при спуске колонны, с последующим разъединением по рабочему соединению. Спуская колонну Ш 177,8 мм, на глубине 1991 метр, колонна дала посадку, и раздался хлопок. Циркуляцию восстановить не удалось При расхаживании с целью освобождения, на колонну была создана нагрузка превышающая прочностные характеристики материала труб, что привело к разрушению по телу, подняли верхнюю часть колонны. Аварию удалось устранить, путем частичной ликвидации ствола скважины.

Разрушение обсадных труб по телу происходит, как правило, в результате механического воздействия на них в уже зацементированной колонне. Трубы таких колонн разрушаются при разбуривании цементных стаканов без предварительного удаления кусков металла от узлов оснастки вышестоящей секции (стыковочных устройств, обратных клапанов), а также предметов, случайно упавших через устье в скважину.

Падения обсадных колонн происходят в результате неисправностей замков элеватора, из-за их самопроизвольного открытия при неожиданной остановке колонны на уступе в скважине. Типовая схема аварии при этом такова: когда обсадная колонна останавливается на уступе, элеватор по инерции опускается вниз, защелка поднимается и элеватор открывается. При этом колонна срывается с уступа и падает в скважину. Аналогичный вид аварии произошел на скважине № 8823, для ликвидации, успешно провели ловильные работы и продолжили дальнейший спуск[22].

Беспечность и пассивность исполнения порученной работы, не соблюдению инструкций по эксплуатации механизмов, привело к данному виду аварии.

Неосторожная работа двумя элеваторами при спуске колонн также приводит к аварии. Так, при спуске колонны (скважина №6432) элеватор, на котором подвешена колонна, был установлен на роторе защелкой в сторону порожнего элеватора. После переброски штропов порожний элеватор при подъеме зацепил за защелку элеватора, на котором была подвешена колонна, сломал ее, элеватор раскрылся и колонна упала в скважину.

В соответствии с действующими инструкциями, уложенные на стеллажи трубы, необходимо, помимо других видов проверок, про шаблонировать (протолкнуть через них шаблон). В последующем перед закреплением трубы в элеваторе просмотреть, не находится ли внутри трубы какой-либо предмет. Это правило часто нарушается. Трубы дополнительно не шаблонируются перед их спуском, а известны случаи, скважина № 8166, оставления шаблона в обсадной колонне, что и приводит к авариям.

Недохождение колонны до заданной глубины.

Этот вид аварии может быть вызван неудовлетворительным выполнением профиля ствола и подготовка скважины к спуску, что особенно важно при спуске колонн большого диаметра.

Для обеспечения нормального прохождения колонны по стволу скважины необходимо:

-интервал разных перегибов и сужений ствола проработать с особой тщательностью;

-не допускать ухудшения качества промывочной жидкости по сравнению с тем, какое по окончанию проходки ствола;

-подготовку ствола скважине производить в полном объеме согласно плана.

Этот вид аварии известен мне на личном опыте. На скважине № 8823, при спуске обсадной колонны Ш 177,8 мм в момент промывки на глубине 2109 метров произошел её прихват. После установки нефтяной ванны при расхаживании произошел обрыв обсадной колонны по рабочей резьбе. Оборванная часть колонны не дошла до забоя 199 метров. Авария была ликвидирована, путем соединения с оставшейся частью и скважину зацементировали. Причиной прихвата обсадной колонны явились не качественный профиль скважины к спуску труб Ш 177,8 мм и отсутствие действенных смазочных средств для обработки бурового раствора.

Завершающий этап крепления скважины — цементирование. От качества цементирования зависят состояние эксплуатируемой колонны и дальнейшее углубление скважины. Цементирование колонны — это один из сложнейших этапов проводки скважины, для выполнения, которого заняты различные службы и множество агрегатов и специальных машин, а также большое число специалистов и рабочих. Точное соблюдение плана по подготовке скважины, оборудования, технологии цементирования — залог успеха в выполнении работ по цементированию[66].

Вследствие нарушений возникает необходимость в сложных ремонтных работах, связанных либо с некачественным разобшением пластов, либо с оставлением тампонажного раствора в колонне.

4.5 Предупреждение аварии с обсадными колоннами

Дефекты труб являются основной причиной аварий с обсадными колоннами.

По происхождению дефекты труб можно подразделить на три группы.

1. Дефекты металлургического производства - заслои, плены, трещины, несоблюдения требований ГОСТ по прочностным показателям, геометрическим размерам и др.

2. Дефекты, явившиеся результатом несоблюдения правил погрузки, разгрузки и хранения обсадных труб.

3. Дефекты, появившиеся при креплении скважин обсадными колоннами и после завершения этого процесса.

Дефекты по первым двум группам выявляют в результате тщательного наружного осмотра, опрессовки и шаблонирования каждой трубы, а в ряде случаев - с помощью дефектоскопии.

В США, например, применяют ряд методов, направленных на выявление дефектов труб, причем наиболее широкое применение нашли:

магнитоскопический метод, заключающийся в использовании намагниченных порошков; наличие дефекта устанавливают по отсутствию линий магнитного поля, которые образует порошок, нанесенный на наружную поверхность трубы;

метод "проникновения", основанный на заполнении микротрещин флюоресцирующей или радиоактивной краской, нанесенной на поверхность трубы; после очистки поверхности трубы трещины отчетливо видны даже невооруженным глазом;