WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Попередження прихватів при бурінні свердловин - Реферат

Попередження прихватів при бурінні свердловин - Реферат

схопленим інструментом. Призначення замка - забезпечити можливість пружнього подовжнього деформування бурильної колони (чи натягом розвантаженням) при заданому положенні бойка стосовно ковадла, а потім різко звільнити бойок, що наприкінці шляху розгону вдаряє по ковадлу. Розгін бойка разом з молотом забезпечується через перетворення потенційної енергії пружно деформованої бурильної колони як пружини в кінетичну енергію молота.
Створено досить багато конструкцій УМ одиничної дії, що по-істоті відрізняються тільки виконанням пристрою, що захватно-вивільнює. Замок повинен насамперед забезпечити за завданням оператора будь-яке зусилля розчіплювання, його робота не повинна залежати від властивостей бурового розчину, температури в свердловині й інше. Цим умовам найбільше повно відповідає замок типу: поршень у циліндрі. На цьому принципі створений УМ у Росії й інших країнах. Крім них іноді використовуються УМ із замком цангового типу, з конусною парою. Але ці конструкції володіють рядом недоліків. УМ і технологія їх використання для ліквідації прихватів докладно розглянута в роботі [ 1 ].
Енергія одиничного удару молота по ковадлу визначається по формулі:
А = (mV2)/2 (5.17)
де т - маса молота, V- швидкість удару.
Оскільки швидкість удару входить у (5.17) у другий степені, той її вплив на роботу УК, а отже, на результативність ліквідації прихвату, великий.
Молот, складений з УБТ, у розглянутій компоновці жорстко з'єднаний з розташованої вище бурильною колоною. Схоплений інструмент, як правило, складається з колони УБТ із долотом, а іноді і з забійним двигунами тому кожен удар представляє собою складний технологічний процес, що заснований на закономірностях взаємозв'язків стрижневих систем, що є своєрідними хвилеводами. Імпульс напруги, що формується при ударі, переміщається зі швидкістю звуку по першому і другому хвилеводах від місця удару, тобто від УМ. Ці імпульси мають, як правило, складну форму і переміщаються, відповідно до фізичних законів руху подовжніх ударних хвиль, тобто піддаються диссипации (загасанню) і відбиваючи у тому чи іншому ступені й у відповідній фазі від різних неоднородностей хвилеводу. Ці хвилі утворять у колонне труб перемінні деформації і відповідні їм напруги стиску і розтягання. Усе це створює переміщення інструменту в зоні прихвату і сприяє його вивільненню.
Діаметр, а краще типо-розмір, ударної маси УБТ, тобто молота, повинний бути дорівнює діаметру інструменту в зоні прихвату.
За рекомендацією Г.Кемпа довжину молота в метрах можна визначити по співвідношенню:
l = 0.36 d ,м (5.18)
де d - діаметр молота, мм.
За іншими оцінками маса молота, як правило, не повинно на перевищувати 5000 кг.
У розглянутому компонуванні як пружину використовується бурильна колона на ділянці від молота до устя свердловини. Сили тертя тут дуже великі, і це помітно погіршує ефективність її роботи. Опір обумовлено взаємодією поверхні тіла труб і замків об стінки свердловини через глинисту кірку, шлам, об промивну рідину. Сила тертя зростає в скривлених ділянках свердловини, при високих щільності і структурно-механічних властивостях бурового розчину і збільшується на ділянках локальних перегинів стовбура.
Тому УК даного типу доцільно застосовувати лише у вертикальній свердловині, коли велика частина її закріплена обсадною колоною, тобто перераховані вище фактори зведені до мінімуму.
Спочатку відгвинчують вільну частину бурильної колони від схопленого інструменту і піднімають її зі свердловини. Знаючи інструмент у зоні прихвату, підбирають і спускають у свердловину УК, що складається з безпечного переводника, ударного механізму, молота і далі бурильної колони і згвинчують з інструментом у зоні прихвату. Оптимальна швидкість удару забезпечується ходом бойка від вихідного положння до ковадла, що приблизно дорівнює 0,2 м. Пружнє подовження бурильної колони при кожнім ударі знизу-нагору залежить від зусилля розчіплювання замка УМ, величина якого при роботі призначається звичайно в межах G2 =200 600 кН. Саме з таким зусиллям треба натягнути бурильну колону понад власну вагу для забезпечення кожного удару. Для наступного удару потрібно знову небагато опустити бурильну колону, зарядити замок УМ, натягнути бурильну колону з необхідним зусиллям G2, і процес повторюється.
Швидкість удару зростає зі збільшенням зусилля G2, а отже, і енергія удару відповідно до формули (5.17).
Пружне подовження бурильної колони при кожнім ударі повинне в два рази і більш перевищувати хід бойка, тобто 0,2 м. Ця умова визначає мінімально можливу глибину застосування КК.
При кожнім ударі виникає коливання верхньої частини бурильної колони, талевої системи і навіть вишки. Тому гальмом лебідки керує майстер по складних роботах, а всі інші працівники віддаляються з буровий. По зсуві інструменту нагору судять про результативність ударів. Для ліквідації прихвату іноді приходиться наносити 60 і більш ударів. Розроблено убудовані ударні механізми, які можна вставити в компонування низу бурильної колони і привести в робочий стан відразу після виникнення прихвату. Такі компонування доцільно використовувати при бурінні ділянок потенційно небезпечних поприхватум. Убудований УМ не повинний послабляти міцність, твердість і герметичність бурильної колони.
Робота ударного компонування в несприятливих умовах, перелік яких був викладений, буде нерезультативної через слабкі удари, незважаючи на коливання верхньої частини бурильної колони, що фіксуються оператором. Ця обставина варто визнати головною причиною невдалого застосування УМ для ліквідації прихватів, що відзначається на практиці.
Несприятливі фактори можна обійти за допомогою автономного ударного компонування (УКА), у якій бурильна колона, що виконує функцію пружини, замінена зануреним акумулятором потенційної енергії (АК). АК - це занурений механізм, типу поршень у циліндрі, із пружним тілом, у якості якого використовується рідинна пружина із силікону. Бурильна колона тут виконує функцію не пружини, а довгого стрижня, за допомогою котрого заряджають АК, тобто стискають пружину. УКА складається з ударного механізму, молота й АК. Далі розташована бурильна колона до устя свердловини. Довжина автономної ударної компоновки не перевищує 50м, причому основну частину довжини займає, молот, тобто гладкоствольний УБТ.
Автономне ударне компонування більш складне через використання АК, але ефективність її работы не залежить від глибини свердловини. Вона буде успішно працювати, тобто ліквідувати прихват, і на малій глибині, коли пружне розтяження бурильної колони мале, і на великій глибині, коли великі сили зовнішнього тертя по довжині бурильної колони.
Тут немає твердого зв'язку молота з бурильною колонной, тому що АК виконує і функцію роз'єднувача - демпфера, і ударна маса УБТ представляє собою вільний довгий молот. При роботі УКА істотно знижується передача коливань на бурильну колону і на талеву систему.
Усе це разом узяте визначає автономність ударної компонувки з АК і велику результативність ліквідації прихвату в порівнянні зі звичайним ударним компонуванням без АК.
Запропоновані й інші конструкції ударних і вібраційних пристроїв, наприклад, безупинної дії, що працюють подібно відбійному молотку, але усі вони виявилися не ефективними в глибокому бурінні, в основному, через слабкі удари.
Loading...

 
 

Цікаве