Лекция на тему «Ловильный инструмент»
Назначение
Ловильный инструмент позволяет захватывать и извлекать из скважины насосно-компрессорные трубы, скважинные насосы, забойные двигатели, насосные штанги, сальниковые устьевые штоки, а также извлекать насосно-компрессорные трубы и насосные штанги при ликвидации аварий. К ловильному инструменту относятся труболовки, наружные и внутренние, ловители различного типа, колокола и метчики, магнитные ловители, удочки и извлекатели.
Прежде чем спустить в скважину ловильный инструмент, необходимо обследовать состояние эксплуатационной колонны и положение упавших в скважину труб или каких либо предметов. Для этого служат свинцовые печати. Смятие эксплуатационной колонны обычно обследуют конусной печатью. Для получения опечатка верхнего конца ловильных труб или какого — либо предмета применяют торцовую печать.
- Печати
- Печати свинцовые предназначены для получения на торцевой или боковой поверхности отпечатков предметов, находящихся в скважине.
- Печати свинцовые плоские коническая печать
-
Внешнюю часть свинцовой печати по шаблону заливают свинцом. В верхней части она имеет резьбу для присоединения к НКТ.
Труболовки
Труболовками называют ловильный инструмент для извлечения целиком или по частям из скважины труб и других объектов цилиндрической формы, имеющий захватные устройства клинового типа.
Они подразделяются по виду захвата на внутренние и наружные, по возможности освобождения от захваченного объекта на освобождающиеся и неосвобождающиеся, по конструкции захватного устройства на цанговые, втулочные, плашечные, комбинированные.
- Труболовки спускают в скважину на колонне НКТ.
- Внутренние и наружные освобождающиеся труболовки состоят из механизмов захвата и освобождения, а внутренние неосвобождающиеся — только из механизма захвата.
- Труболовка внутренняя ТВМ
- Труболовка внутренняя освобождающаяся типа ТВМ изготовляется в двух исполнениях: исполнение I — упирающаяся в торец захватываемой колонны; исполнение II — заводимая внутрь захватываемой колонны на любую глубину.
Труболовки изготовляют с резьбами левого направления, они могут извлекать колонны труб как целиком, так и по частям, предварительно отвинчивая. По заказу потребителя труболовки исполнения I могут быть изготовлены с правыми резьбами.
Механизм захвата — шестиплашечный, состоит из плашек, стержня и наконечника.
Механизм освобождения включает в себя тормозной башмак, ниппель, фиксатор, корпус и плашкодержатель, обеспечивающий синхронное перемещение плашек по наклонным плоскостям, а также удержание плашек в крайнем верхнем или сомкнутом (при освобождении) положении.
Конструкция труболовок обеспечивает их освобождение от захваченной трубы внутри скважины с фиксацией плашек в сомкнутом положении механическим устройством.
Труболовка внутренняя плашечного типа ТВ
Труболовка внутренняя неосвобождающаяся типа ТВ изготавливается с резьбами правого и левого направлений. Труболовки с резьбами правого направления могут захватывать и извлекать колонну труб целиком, а труболовки с резьбами левого направления — отвинчивать и извлекать их по частям.
Механизм захвата труболовок — шестиплашечный; состоит из стержня, плашкодержателя, плашки и наконечника. 
Труболовка наружная ТН
Труболовки наружные ТН предназначены для извлечения из скважин целиком или по частям аварийных колонн насосно-компрессорных или бурильных труб при проведении ловильных работ. Захват цангового типа захватывает за наружную поверхность, муфту или высадку трубы. Изготавливаются правого и левого исполнения.
Метчики
Относятся к ловильным инструментам нарезного типа. Предназначены для извлечения из скважины оборвавшихся или отвернувшихся бурильных, насосно-компрессорных и обсадных труб. Метчики, вводимые в трубу и врезающиеся в ее тело, называются универсальными.
К ним относятся метчики типов МЭУ, МБУ. Метчики, ввинчиваемые в имеющуюся резьбу муфты трубы или трубного замка, называются специальными. К ним относятся метчики МЭС, МСЗ.
Правые метчики применяют для извлечения колонны целиком, а левые — для извлечения колонны по частям.
Ловильный метчик имеет форму усеченного конуса для врезания в детали замка труб при ловильных работах. На верхнем конце метчика нарезана резьба замка труб, а на нижнем конце — специальная ловильная резьба (правая или левая).
- Метчики МЭС предназначены для захвата и последующего извлечения оставшейся в скважине колонны труб оканчивающейся муфтой, путем врезания ввинчиванием в резьбу муфты.
- Метчики типа МЭУ, предназначены для захвата и последующего извлечения оставшейся в скважине колонны труб путем врезания ввинчиванием в тело утолщенных элементов извлекаемой колонны.
- МЭС МЭУ
- Колокола ловильные
Относятся к ловильному инструменту врезного типа. Предназначены для извлечения оставшейся в скважине колонны бурильных или насосно-компрессорных труб путем захвата их за наружную поверхность.
По конструкции они подразделяются на сквозные и несквозные.
Сквозные колокола обеспечивают возможность пропуска сквозь корпус колокола сломанного или безмуфтового конца трубы с последующим захватом путем нарезания резьбы на наружной поверхности замков и муфты.
Колокол представляет собой патрубок, в верхней части которого выполнена присоединительная резьба, а в нижней части внутренняя ловильная резьба с конусностью 1:16. Колокола КС изготавливаются из кованой легированной стали.
Колокол КС Колокол ловильный ЛК, К
Овершот
Овершот состоит из корпуса, направляющей воронки, переводника и набора сменных элементов, включающих ряд спиральных и цанговых захватов, и направляющих, соответственно, спирального и цангового захватов.
Процесс захвата осуществляется овершотом за счет наличия конических спиральных поверхностей, выполненных на внутренней поверхности корпуса и взаимодействующей с ней наружной поверхности цангового или спирального захватов. Овершот применяется, если трубы оборвались по резьбе и есть возможность зацепить их за муфту.
После попадания на упавшие трубы овершот заходит на муфту и пружины защелкиваются на теле трубы за муфтой..
- Чат предоставлен
- Удочку («ерш»)
Используют для извлечения оставленного в скважине стального каната и каротажного кабеля. Удочку изготовляют наваркой крючков на стержень или на метчик в шахматном порядке или же из обсадной трубы, на теле которой делаются вырезы, загибающиеся внутрь. Диаметр (внешний) зева крючка обычно на 52 — 50 мм меньше диаметра скважины. Ловильные удочки подразделяются на нешарнирные и шарнирные.
- нешарнирные шарнирные
- 1 — крючки
- 2 — корпус
- 3 — воронка
- 4 — переводник
- Фрезеры
Фрезеры являются инструментами для разрушения труб и различных предметов в скважине, придания им формы, удобной для захвата ловильным инструментом, выпрямления смятых обсадных труб и зарезки второго ствола.
По конструкции фрезеры можно подразделить на кольцевые, цилиндрические, ступенчатые, конусные, с направляющим устройством, с захватным устройством, с выдвижными режущими органами и др.
По материалу армирования режущих элементов фрезеры бывают армированные твердосплавными пластинами и армированные композиционными сплавами.
Магнитные фрезы и ловители
Используют для извлечения с забоя крупных металлических предметов. Диаметр магнитного фреза должен быть на 20-60 мм меньше диаметра скважины. Магнитным фрезом работают без перегрузок на забой.
- 1-корпус
- 2-верхний полюс
- 3-магнит
- 4-нижний полюс
- 5-коронка
- Трубный паук
Предназначен для извлечения из скважины металлических предметов: лап, шарошек, кувалд и др. Трубный паук изготавливают из обсадной трубы длиной 1,5-2,5 м. В нижней части нарезают зубья высотой 20-35 см, которые потом подвергают обжигу. Диаметр паука должен быть на 30-50 мм меньше диаметра скважины.
Паук гидравлический
Полезная модель относится к устройствам для очистки забоя нефтяных, газовых или геологоразведочных скважин от разнообразных металлических обломков, скрапа, шлама. Задача полезной модели заключается в повышении эффективности очистки скважины и увеличении ресурса работы устройства.
Паук гидравлический содержит корпус, верхняя часть которого связана с переводником, соединенным с бурильной колонной. Корпус выполнен с дренажными отверстиями. Устройство снабжено фрезерующей воронкой, связанной с корпусом резьбовым соединением.
Рабочие элементы для извлечения сторонних предметов с забоя в виде нижнего и верхнего лепестковых механических захватов расположены внутри фрезерующей воронки с возможностью осевого вращения.
Корпус выполнен составным из внутренней и наружной частей, причем внутренняя часть корпуса выполнена с продольными пазами, а наружная часть корпуса — с промывочными отверстиями. Во внутренней части корпуса жестко установлено седло, выполненное с возможностью перекрытия проходного сечения его канала бросовым шаром. 1 ил.
Полезная модель относится к устройствам для очистки забоя нефтяных, газовых или геологоразведочных скважин от разнообразных металлических обломков, скрапа, шлама.
- Недостатком известной конструкции является ее одноразовое действие, так как после срезания стержней и приведения в действие поршня и зубьев, и, соответственно, захвата имеющихся на забое предметов, необходимо сразу осуществлять подъем устройства на поверхность, его разборку, очистку от захваченного материала и замену разрушенных элементов.
- Другим недостатком известной конструкции является низкая наполняемость рабочей полости паука продуктами очистки скважины, так как заполнение ими нижнего пространства корпуса происходит только естественным образом при углублении вращающегося корпуса в забой, и захват материала зубьями при срабатывании устройства осуществляется единожды, что не обеспечивает высокую эффективность очистки скважины.
- Кроме того, при контакте зубьев паука с твердыми породами существует большая вероятность их деформации или разрушения, следовательно, полного смыкания деформированных зубьев не происходит, что затрудняет процесс извлечения предметов и породы с забоя, а в случае их разрушения требуется подъем устройства на поверхность и замена втулки, на которой эти зубья выполнены, что говорит о небольшом ресурсе работы известного механизма.
- Задача полезной модели заключается в повышении эффективности очистки скважины и увеличении ресурса работы устройства.
- Технический результат достигается за счет того, что паук гидравлический, содержащий корпус, верхняя часть которого связана с переводником, соединенным с бурильной колонной, при этом корпус выполнен с дренажными отверстиями, рабочие элементы для извлечения сторонних предметов с забоя, бросовый шар, согласно полезной модели снабжен фрезерующей воронкой, связанной с корпусом резьбовым соединением, внутри которой с возможностью осевого вращения расположены рабочие элементы для извлечения сторонних предметов с забоя в виде нижнего и верхнего лепестковых механических захватов, корпус выполнен составным из внутренней и наружной частей, причем внутренняя часть корпуса выполнена с продольными пазами, а наружная часть корпуса — с промывочными отверстиями, во внутренней части корпуса жестко установлено седло, выполненное с возможностью перекрытия проходного сечения его канала бросовым шаром.
Существенное преимущество предлагаемой полезной модели по сравнению с прототипом заключается в том, что ее корпус выполнен составным из внутренней и наружной частей, причем внутренняя часть корпуса выполнена с продольными пазами, а наружная часть корпуса — с промывочными отверстиями, во внутренней части корпуса жестко установлено седло, выполненное с возможностью перекрытия проходного сечения его канала бросовым шаром. Такая конструкция предусматривает интенсивную обратную циркуляцию промывочной жидкости после посадки бросового шара на седло, что позволяет максимально наполнить рабочую полость устройства продуктами очистки. Давление напора жидкости обеспечивает наполнение механизма мелкими металлическими предметами и шламом. При работе паука периодически происходит его отрыв от забоя и возобновление процесса без подъема его на поверхность, чем достигается максимальное вовлечение сторонних предметов внутрь. Если требуется извлечь крупногабаритный объект, то в результате поступательно-вращательных действий паука этот объект офрезеровывается на глубину 400-500 мм, заполняя собой внутреннюю часть корпуса, и отрывается верхним лепестковым механическим захватом. Это повышает эффективность очистки забоя скважины.
Преимуществом является и то, что предлагаемая конструкция не содержит рабочих элементов, разрушаемых при ее использовании, что увеличивает ресурс ее работы.
В полезной модели рабочие элементы для извлечения сторонних предметов с забоя выполнены в виде нижнего и верхнего лепестковых механических захватов.
Открытие нижнего лепесткового механического захвата, изготовленного с более мягкой пружиной, удерживающей лепестки, происходит под напором циркулирующей жидкости, а закрытие — под действием тяжести шлама и разрушенной породы, причем его лепестки имеют разную величину для более полного смыкания и удержания самых мелких обломков.
Верхний лепестковый механический захват выполнен с более жесткой пружиной, его лепестки открываются входящим в полость паука грунтом, имеют одинаковый размер и при закрытии не смыкаются полностью, что обеспечивает отрыв керна. Это повышает эффективность очистки забоя.
В отличие от прототипа, у которого нижняя торцевая часть корпуса офрезерована в форме направляющего башмака, предлагаемая полезная модель для измельчения металлических обломков и породы снабжена фрезерующей воронкой, связанной с корпусом резьбовым соединением. Это облегчает ремонтопригодность устройства, так как при износе фрезы производится замена только этой детали, не подвергая ремонту корпус. К тому же, облегчается процесс разборки механизма и очистки его от посторонних предметов.
Преимуществом предлагаемой полезной модели по отношению к прототипу является то, что рабочие элементы для извлечения сторонних предметов с забоя в виде нижнего и верхнего лепестковых механических захватов расположены внутри фрезерующей воронки с возможностью осевого вращения. Такое решение предохраняет лепестки от деформации и разрушения, например, при заклинивании керна или металлических обломков, и увеличивает ресурс работы устройства.
Выполнение полезной модели с вышеуказанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками позволяет увеличить ресурс работы устройства и повысить эффективность очистки забоя скважин от шлама, металлических обломков.
На фиг.1 показан продольный разрез паука гидравлического.
Паук гидравлический состоит из корпуса 1, выполненного с дренажными отверстиями 2, переводника 3, связанного резьбовым соединением 4 с корпусом 1, фрезерующей воронки 5, выполненной в форме кольцевого фрезера и связанной с корпусом 1 резьбовым соединением 6, рабочих элементов для извлечения сторонних предметов с забоя в виде нижнего 7 и верхнего 8 лепестковых механических захватов.
Корпус 1 выполнен составным из внутренней части 9 с продольными пазами 10 и наружной части 11 с промывочными отверстиями 12. Во внутренней части 9 корпуса 1 жестко установлено седло 13, выполненное с проходным каналом 14. К переводнику 3 подсоединяется бурильная колонна (не показана на чертеже). При очистке забоя используется бросовый шар 15.
Устройство работает следующим образом.
Гидравлический паук, соединенный посредством переводника 3 с бурильной колонной (не показана на чертеже), спускают в скважину, осуществляя ее промывку через бурильные трубы. Когда до забоя остается 10-15 м, в колонну бросают шар 15. После посадки бросового шара 15 в седло 13 колонну осторожно спускают при вращении до забоя.
При этом через продольные пазы 10 внутренней части 9 корпуса 1 и промывочные отверстия 12 наружной части 11 корпуса 1 осуществляется циркуляция промывочной жидкости с выходом ее через дренажные отверстия 2 корпуса 1, то есть происходит местная обратная циркуляция.
Нащупав забой, пауком работают 10-15 минут с интенсивной циркуляцией, углубляясь фрезерующей воронкой 5 в забой. Поток промывочной жидкости открывает нижний 7 лепестковый механический захват, и внутренняя полость устройства заполняется посторонними предметами и породой.
Периодически выключают насосы, приподнимают инструмент от забоя и медленно его опускают. После прекращения циркуляции и вращения вошедшие внутрь паука продукты очистки удерживаются лепестками нижнего 7 механического захвата.
При извлечении крупногабаритного объекта его офрезеровывают на глубину 400-500 мм и отрывают верхним 8 лепестковым механическим захватом. Поднятое на поверхность устройство разбирают, очищают от захваченного материала, собирают, смазывают и подготавливают к следующему спуску.
- Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность очистки забоя скважин и увеличить ресурс работы устройства.
- Паук гидравлический, содержащий корпус, верхняя часть которого связана с переводником, соединенным с бурильной колонной, при этом корпус выполнен с дренажными отверстиями, рабочие элементы для извлечения сторонних предметов с забоя, бросовый шар, отличающийся тем, что он снабжен фрезерующей воронкой, связанной с корпусом резьбовым соединением, внутри которой с возможностью осевого вращения расположены рабочие элементы для извлечения сторонних предметов с забоя в виде нижнего и верхнего лепестковых механических захватов, корпус выполнен составным из внутренней и наружной частей, причем внутренняя часть корпуса выполнена с продольными пазами, а наружная часть корпуса — с промывочными отверстиями, во внутренней части корпуса жестко установлено седло, выполненное с возможностью перекрытия проходного сечения его канала бросовым шаром.
Ловильный инструмент
Под ловильнымй работами понимают совокупность операций, необходимых для освобождения ствола скважины от посторонних предметов до возобновления в нем бурения.
Ловильный инструмент. Для ловильных работ используют специальные (ловильные) инструменты самых различных типов и назначений. Остановимся на основных из них.
Предназначены для ловли оставшейся в скважине колонны бурильных труб, если обрыв произошел в утолщенной части
Ловильный метчик имеет форму усеченного конуса для врезания в детали замка бурильных труб при ловильных работах.
На верхнем конце метчика нарезана резьба замка бурильных труб, а на нижнем конце — специальная ловильная резьба (правая или левая). трубы, в замке или муфте.
Правые метчики применяют для извлечения колонны целиком, а левые (на левых бурильных трубах) — для извлечения колонны по частям.
Колокола (ГОСТ 8565-81)
Служат для ловли бурильных или обсадных труб, когда слом произошел в теле трубы, а также при срыве резьбовых соединений трубы, за исключением случаев, когда срыв резьбы возник со стороны ниппеля замка.
Если слом неровный с наличием лент или имеется трещина вдоль трубы, не перекрываемая колоколом, то для ловли необходимо применять «сквозной» (открытый) колокол с соответствующим патрубком или трубой. Для извлечения долота, оставшегося в скважине вследствие отвинчивания или срыва резьбы, применяют колокол-калибр.
Правые колокола используют при ловле правыми бурильными трубами всей оставшейся колонны, а левые — при ловле левыми бурильными трубами для отвинчивания части оставленной колонны.
Колокола изготовляют из кованых заготовок, в верхней части которых для присоединения к бурильным трубам нарезают резьбу. В нижней части колокола нарезают внутреннюю ловильную резьбу специального профиля для захвата бурильных труб при ловильных работах.
Когда конец оставшейся в скважине бурильной трубы в результате слома оказался неровным и имеются продольные трещины, то применяют «сквозной» (открытый) шлипс с соответствующим патрубком или трубой для ловли за первую от сломанного конца муфты или за целую часть трубы. Шлипс позволяет промывать скважину через захваченную бурильную колонну. Если не удается поднять оставшуюся часть колонны, шлипс можно освободить.
Овершот
Служит для извлечения бурильной колонны с захватом под замок. Его применяют в основном там, где ловитель нельзя использовать, а колоколом и метчиком не удается соединиться с оставшейся на забое частью бурильной колонны и где длина колонны не превышает 400 м и она не прихвачена.
Овершот представляет собой корпус из толстостенной, обычно башмачной трубы, внутри которого приклепаны четыре стальные пружины. Верхние концы пружин отогнуты согласно размеру бурильных труб, для ловли которых предназначен овершот.
Наружную труборезку применяют в тех случаях, когда освободить прихваченную бурильную колонну при помощи нефтяных, водяных, кислотных ванн или торпедированием не удается и оставшиеся в скважине трубы не искривлены.
Удочка
Удочку («ерш») используют для извлечения оставленного в скважине стального каната и каротажного кабеля.
Удочку изготовляют наваркой крючков на стержень или на метчик в шахматном порядке или же из обсадной трубы, на теле которой делаются вырезы, загибающиеся внутрь.
Запрещается спуск в скважину удочки («ерша») без специального хомута, ограничивающего пропуск этого инструмента в зону нахождения оставленного каната или кабеля.
Отводные крючки предназначены для центрирования оставшегося в скважине конца бурильных труб.
Диаметр (внешний) зева крючка обычно на 52 — 50 мм меньше диаметра скважины. На внутренней поверхности зева крючка перед спуском в скважину делают насечки, по сработанности которых судят (после подъема) о том, как работал крючок, касался он колонны или нет. Применять отводной крючок разрешается только при свободном дохождении его до «головы» слома.
Фрезер
Используют для частичного или полного удаления металлических выступающих частей или деталей. Работа фрезером (фрезерование) состоит в разрушении металлического объекта и превращении его в стружку. Внешняя форма фрезера зависит от его назначения:
- а) фронтального действия: плоский; конический; и цилиндрический;
- б) внешнего воздействия: в форме усеченного конуса, конической, цилиндрической и цилиндрическо-конической.
- в) внутреннего воздействия: цилиндрическо-коническая форма и комбинированного воздействия.
Ловильный инструмент
ЛОВИЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ (а. catching tool; н. Fanggerat, Fangwerkzeuge; ф. outil de repechage, attrapeur, attrapetout; и. arpon pescatubos) — приспособления и механизмы, используемые для извлечения из скважины прихваченной бурильной колонны, её отдельных элементов, забойных двигателей или посторонних предметов.
По назначению ловильный инструмент условно делят на основной (ловители, овершоты, метчики, колокола, магнитные фрезеры и др.
), применяемый для непосредственного соединения с аварийным объектом и последующего его удаления из скважины, и вспомогательный, служащий для изучения аварийного объекта и подготовки к ликвидации аварии.
Ловители (рис. 1) используют для извлечения оставшейся в скважине части бурильной колонны путём соединения с её верхним концом посредством захвата снаружи трубы или замка.
Ловитель состоит из корпуса, в котором установлены подвижные в осевом направлении плашки, фиксируемые шпонками от проворота относительно корпуса.
В нижней части ловитель соединяется на резьбе с направляющей воронкой, в верхней — с переходником или трубой. На плашках по их внутренней поверхности выполнена левая винтовая нарезка.
Контактирующие поверхности корпуса и плашек выполнены коническими, что обеспечивает надёжный захват верхнего конца аварийной трубы.
Извлечение аварийной бурильной колонны (длиной до 400 м) путём захвата её верхнего конца под замок производится овершотом. Овершот состоит из корпуса, внутри которого установлены пружинные пластины, захватывающие замок бурильной трубы. Полностью пропустив замок, пластины устанавливаются своими верхними торцами против опорного торца замка, что обеспечивает захват трубы при подъёме овершота.
Если верхний конец аварийной колонны оканчивается внутренней резьбой, то для проведения ловильных работ используют метчики. Метчики с правой резьбой применяются для извлечения оставшейся колонны целиком, с левой — для отвинчивания и извлечения колонны по частям.
Часто метчики используют с центрирующим приспособлением (рис. 2), что повышает точность его попадания в отверстие аварийной колонны. Сигналом, свидетельствующим о правильном попадании метчика в отверстие, служит скачок давления на насосе, подающем промывочную жидкость.
В случаях, когда для ликвидации аварии требуются большие крутящие моменты и осевые усилия, применяют колокола (рис. 3), соединяющиеся с аварийной трубой по её наружной поверхности, или труболовки (рис. 4), использующиеся при больших глубинах и малых кольцевых зазорах между стенкой скважины и аварийной трубой.
Ловильная втулка труболовки выполняется продольно разрезанной с конической внутренней поверхностью (угол уклона около 2°). Такой же угол имеет контактирующая с ней поверхность корпуса труболовки. С помощью направляющего конуса, выполненного на конце корпуса, труболовку вводят в аварийную трубу.
При опускании ловильная втулка сначала упирается в торец трубы и перемещается в верхнем положении, где под действием части массы рабочей колонны и благодаря наличию разреза сжимается и заходит внутрь трубы.
В дальнейшем при натяжении рабочей колонны ловильная втулка распирается вследствие взаимодействия с корпусом по коническим поверхностям и врезается в тело аварийной трубы, обеспечивая надёжный захват. Конструкция труболовки исключает деформацию трубы при её захвате.
Для очистки забоя скважины от посторонних металлических предметов применяется магнитный фрезер (рис. 5), состоящий из переходника, корпуса, верхних и нижних полюсов, втулки, магнита и коронки.
Для очистки забоя скважины от посторонних металлических предметов путём их измельчения используют забойные фрезеры.
Как вспомогательный ловильный инструмент применяется башмачный фрезер, с помощью которого производится подготовка концов аварийных колонн и разрушение горных пород и металлических предметов в кольцевом пространстве между аварийной трубой и стенкой скважины. Для извлечения посторонних предметов из забоя используются также так называемые пауки (рис. 6).
Оставленные в скважине канат или каротажный кабель извлекают с помощью так называемого ерша (рис. 7).
Над крючками ерша размещается воронка, служащая для фиксации извлекаемого каната и предотвращения его заклинивания в скважине. Если для освобождения от прихвата бурильной или обсадной колонны грузоподъёмность вышки и талевой системы недостаточна, то для этой цели иногда применяют гидравлические домкраты.
В случаях, когда не удаётся освободить прихваченную колонну или она имеет сложные контуры излома, используют ловильный инструмент, с помощью которого производят разрезку колонны с целью последующего извлечения из скважины по частям. Разрезку трубы снаружи производят наружной труборезкой (рис. 8).
Для разрезки трубы изнутри применяют внутренние труборезки. Расчленение аварийной колонны производят также с помощью торпед, для определения места размещения которых в скважине используется магнитный локатор (рис. 9).
С помощью локатора регистрируют местонахождение муфтовых и замковых соединений.
3.7.2 Трубный паук
Трубные
пауки (рис. 25) предназначены для извлечения
из скважины металлических предметов:
лап, шарошек, кувалд и др. Изготовляют
трубные пауки из обсадной трубы длиной
1,5-2,5 м так, чтобы её можно использовать
повторно. В нижней части трубы нарезают
зубья высотой 200-350 мм, которые потом
подвергают обжигу.
Для
предотвращения преждевременного загиба
отдельные зубья делают бочкообразными.
Диаметр паука должен быть на 30-50 мм
меньше диаметра скважины.
Перед спуском
паука желательно проработать ствол
скважины на 2-3 м выше забоя и затем
углубить скважину на 0,3-0,5 м пикообразным
долотом. После этого на забой спускают
паук и создают нагрузку на него.
Зубья
паука сходятся, металлические предметы
находящиеся на забое, вместе с частью
породы заходят внутрь и остаются в
пауке.
Рис.
25. Трубный паук: 1-корпус; 2-зубья
3.7.3 Гидравлические ловители мелких предметов
Гидравлический
ловитель (рис. 26) применяется для
извлечения мелких предметов из скважины.
Его работа основана на заталкивании
обратной циркуляцией внутрь устройства
предметов, находящихся в скважине,
потоком промывочной жидкости.
Гидравлический ловитель работает
следующим образом.
После присоединения ведущей трубы за 10-15 м от забоя
восстанавливается циркуляция промывочной
жидкости. Вращая ловильный инструмент,
спускают его до извлекаемых предметов.
Ловителем на забое работают в течение
10-15 минут с интенсивной циркуляцией,
периодически поднимая его над забоем.
Рис.
26. Металлоуловитель:
1-сопло
насоса; 2-горловина; 3-диффузор; 4-каналы;
8-воронка;
6-фильтр; 7-каналы вертикальные; 5-переводник
3.7.4 Шламометаллоуловители
При
ликвидации аварий в скважине во время
удаления металлических предметов в
компоновке с ловильным инструментом
(ловителем магнитным и фрезерами)
рекомендуется использовать
шламометаллоуловители ШМУ-О или Н1МУ-3
открытого и закрытого типов, нашедшие
широкое применение при очистке забоя
от мелких металлических предметов
(шариков и роликов опор долот, зубьев,
мелких узлов кернорвателей, твердосплавных
штырей долот и т.д.), особенно перед
спуском алмазных долот. Шламоуловитель
ШМУ-О конструкции ВНИИБТ (рис. 27)
представляет собой вал, к которому с
помощью трубной резьбы присоединяются
трубный переводник и переводник-база.
К последнему с помощью левой трубной
резьбы присоединяется кожух. Длина
кожуха на 1-1,5м меньше длины вала для
обеспечения выпадения металла в карман
ШМУ. Общая длина ШМУ ~ 8м. Выпадение
металла происходит в связи с уменьшением
скорости восходящего потока промывочной
жидкости в местах увеличения кольцевого
зазора. Поднятый с забоя металл
улавливается кожухом.
Рис.
27. Шламометаллоуловитель типа ШМУ-О:
1-трубный
переводник; 2-вал; 3-кожух; 4-переводник-база
Шламометаллоуловитель
закрытого типа ШМУ-3 приведен на рис.28.
Шламометаллоуловители
обоих типов работают следующим образом.
Скомпонованный с ловильным инструментом
шламометаллоуловитель не доводят до
забоя на 5-8 м, циркуляция промывочной
жидкости осуществляется с максимальной
подачей.
Затем с вращением
шламометаллоуловитель вместе с ловильным
инструментом плавно спускают до забоя
и производят ловильные работы.
При этом
шламометаллоуловитель вместе с
ловильным инструментом с интенсивной
циркуляцией приподнимается 3-4 раза
на 10-15 м; общее время работы ШМУ должно
составлять не менее 1 часа. Для очистки
забоя от металла скорость восходящего
потока должна быть >3,7 м/с.
Рис.
28. Шламометаллоуловитель типа ШМУ-3:
1-центратор;
2-гайка; 3-резьбовая втулка; 4-втулка;
5-вал;
6-переводник
Добыча нефти и газа
- Ловильные инструменты, применяемые для ликвидации аварий в нефтяных скважинах, разнообразны по типам и конструкциям.
- Для ловли труб применяют:
- – труболовки,
- – овершоты,
- – колокола,
- – метчики;
- для ловли штанг:
- – шлипсы,
- – овершоты,
- – крючки;
- для ловли других предметов:
- – удочки,
- – крючки,
- – ерши,
- – штропы,
- – магнитные фрезеры и др.
Труболовки (внутренние и наружные, неосвобождающиеся и освобождающиеся) выпускаются нескольких размеров в зависимости от диаметра извлекаемых труб. Труболовки изготовляют в двух исполнениях: упирающиеся в торец захватываемой колонны и заводимые внутрь захватываемой колонны с резьбами левого направления. Они могут извлекать колонны как целиком, так и по частям. По заказу потребителя труболовки могут быть изготовлены и с резьбами правого направления.
Труболовку спускают в скважину на бурильных трубах и НКТ и останавливают на 3-5 м выше конца оставшихся в скважине труб. Затем создают циркуляцию промывочной жидкости и продолжают спуск инструмента при медленном его вращении вправо или влево.
Когда труболовку введут в извлекаемую трубу, вращение инструмента и прокачку жидкости прекращают и медленно натягивают колонну труб, расхаживая ее при необходимости. Если трубы не поддаются расхаживанию, освобождающуюся труболовку можно освободить и поднять.
Для ловли сломанных НКТ, верхняя часть которых представляет собой голый конец с сорванной муфтой, применяют колокола.
Колокол представляет собой стальной кованый патрубок специальной формы, имеющий на верхнем конце резьбу под муфту бурильного замка или насосно-компрессорных трубы, на которой он спускается в скважину.
На внутренней поверхности в нижней части колокола имеется конусная расточка, на которой нарезана ловильная резьба и сделано четыре-пять продольных канавок для выхода стружки при врезании колокола в тело трубы.
Для ловли труб за муфту используется овершот. Внутри овершота расположено несколько плоских пружин. Извлекаемая труба при спуске инструмента, входя в овершот, раздвигает пружины и проходит дальше, а пружины захватывают трубу под муфту только в тех случаях, когда трубы не прихвачены, так как при больших натяжках пружины могут сломаться и остаться в скважине.
Метчики относятся к группе инструментов, вводимых внутрь извлекаемых предметов. Корпус метчика выполнен в виде усеченного конуса, верхний конец которого имеет внутреннюю замковую резьбу для соединения с колонной бурильных или НКТ, а нижний – ловильную резьбу с продольными канавками для выхода стружки при врезании в аварийный объект.
Для ловли насосных штанг применяют шлипсовые муфты, комбинированные ловители.
Ловлю перфораторов, кабеля и стального каната проводят различного рода крючками, удочками и ершами в виде двух- или трехрогих вилок, которыми захватывают ловимые предметы за выступающие части. Мелкие предметы (цепи, ключи, сухари др.) извлекают различными пауками.
Для ловли небольших металлических предметов применяют магнитные фрезер, состоящий из переводника, магнитной системы и корпуса с фрезерной коронкой, армированной дробленным твердым сплавом.
Скважины, в которых нельзя провести ремонтные работы силами бригад текущего ремонта и выполнение которых требует специального оборудования и инструмента, передаются в капитальный ремонт.
Обычно капитальный ремонт проводится специализированным управлением, организуемым в объединении, которому передаются все работы на скважинах, связанные с повышением нефтеотдачи пластов. Поэтому оно называется Управление по повышению нефтеотдачи пластов и капитальному ремонту скважин (УПНП и КРС).
В нем сосредоточены все технические средства, оборудование, материалы, транспортные средства, квалифицированная инженерно-техническая служба и бригады.
В некоторых случаях, когда на данном месторождении отдельные виды работ носят массовый характер, как, например, кислотные обработки, то их передают специализированному цеху, выполняющему только эти работы.
Такая специализация повышает качество работ, их эффективность и способствует сокращению производственного травматизма.
Особое место в работах по капитальному ремонту скважин занимают ловильные работы, необходимость в которых возникает при обрыве или отвороте подземного оборудования, НКТ, штанг, кабеля и при других осложнениях.
При обрыве и ударе о забой оторвавшаяся часть оборудования сминается, расклинивается в обсадной колонне и зачастую выводит скважину из строя.
Для ликвидации таких аварий после надежного глушения скважины в нее сначала опускают так называемую печать для обследования места обрыва.
На свинцовом или алюминиевом диске печати, спускаемой в скважину и прижимаемой к месту обрыва, отпечатываются следы оторванной части, по которым удается распознать характер обрыва, его положение в обсадной колонне и, таким образом, решить вопрос о выборе ловильного инструмента (овершота, пауков, труболовок, отводных крючков, ловильных колоколов).
Захват ловильным инструментом оборванного конца, даже если он удается, не всегда заканчивается полным извлечением оборвавшейся части оборудования и очисткой скважины.
Иногда приходится прибегать к помощи гидравлических домкратов (когда натяжение талевой системы превышает грузоподъемность подъемных сооружений) и с их помощью по частям извлекать оборванное оборудование.
Если такая попытка очистки скважины снова кончается повторным обрывом спущенного инструмента (бурильных труб), то для восстановления работоспособности скважины забуривают второй ствол и эксплуатируют его как новую скважину.
Эта работа выполняется бригадой капитального ремонта с использованием специальной фрезы и легкого бурового оборудования. Не менее сложны работы по изоляции обсадных колонн, в которых обнаружены дефекты в результате коррозии или смятия, по отвороту и извлечению труб, прихваченных цементом; когда приходится обуривать эти трубы специальными колонковыми долотами или трубными фрезами.
При интенсивном обводнении скважины возникает проблема изоляции того пропластка или того места, через которое произошел прорыв воды в скважину. Такой прорыв может произойти по затрубному пространству в результате нарушения целостности цементного камня.
В этом случае вода водоносных горизонтов попадает на забой и препятствует притоку нефти из продуктивного пласта.
Источником обводнения может быть хорошо проницаемый пропласток, залегающий в пределах вскрытой толщины пласта, по которому вода от нагнетательной скважины проникает на забой добывающей скважины и снижает ее продуктивность. Обводнение может произойти и по нижней части продуктивного горизонта с образованием в призабойной зоне водяного конуса.
Во всех случаях требуется тщательное обследование скважины с применением геофизических методов для обнаружения источников обводнения. Лишь после анализа данных исследования могут быть разработаны и осуществлены конкретные меры по технике и технологии изоляции водопритока.
Не всегда работы по изоляции водопритока дают желаемый эффект, однако передача этих работ в ведение специализированной организации существенно повышает их успешность. Существует множество технических приемов изоляции водопритоков, которые сводятся к закачке в обводнившийся прослой или в заколонное пространство различных тампонирующих смесей и материалов, в том числе специальных смол.
Конкретное выполнение работ по капитальному ремонту скважин регламентируется проектом и различными инструктивными картами, в которых указываются последовательность операций, используемые технические средства и оборудование.
Эффективность выполненных работ определяется сравнением результатов исследования скважины до и после капитального ремонта, сравнения ее обводненности, коэффициента продуктивности и других показателей.
По мере старения фонда скважин, роста обводненности их продукции и увеличения доли механизированной добычи необходимость в ремонте возрастает и выполнение этих работ традиционными методами становится трудно осуществимой задачей.
В связи с этим разработаны новые технологические приемы, сокращающие трудовые и материально-технические средства на ремонт скважин.
В состав комплекса оборудования входят: вышка с рабочей площадкой и мостками; талевая система; подъёмная лебедка или установка (агрегат); насосная установка; ротор; вертлюг; противовыбросовое оборудование; устьевой и подземный инструмент.