Ответ на вопрос: «Аварии с долотами. Причины. Способы предупреждения и ликвидации».
Аварии с долотами приводят к оставлению в скважине долот или их узлов (шарошки, лапы с шарошками и др.). На извлечение целых долот из скважины затрачивается в 12-20 раз больше времени, чем на извлечение шарошек или лап с шарошками, хотя оставляют долота на забое редко.
Долота остаются в скважине главным образом из-за нарушения правил их крепления. Плохо закрепленные долота часто отвинчиваются при спуске, не достигая забоя. То же происходит при проработках, особенно в зонах сужения, на искривленных участках и в желобах.
При бурении электробурами долота отвинчиваются вследствие неправильного присоединения токопроводами. Крепление долот только цепными ключами непременно приведет в аварии.
Известно много случаев оставления долот из-за плохого состояний резьб у переводников, к которым их крепят.
Часто встречаются случаи оставления долот в скважине при расхаживании заклиненных долот вследствие чрезмерно частых отбивок их путем вращения с большой частотой вперед и со следующей резкой отдачей назад.
Бурильная колонна за счет инерционных усилий поворачивается в обратную сторону на значительно большее число оборотов, что ведет к отвинчиванию долота.
Нередко происходят сломы долот по резьбе в ниппеле. Авариям этого вида предшествуют удары о выступ.
Бывают случаи оставления трехшарошечных долот в скважинах в результате их раскалывания на три части. Это свидетельствует о том, что лапы долот были плохо сварены.
Долота часто отвинчиваются, когда к муфте переводника с резьбой 3-152 (ЗН-168) присоединяют долота с резьбой 3-Н7 (ЗШ-141). Эти резьбы незначительно отличаются друг от друга.
В практике бурения скважин часты случаи поломки узлов шарошечных долот. В результате аварий с долотами в скважине остаются в основном шарошки. Это связано со значительным износом опор, сломом цапф и режимами работы долот в скважине.
Долговечность опоры долота зависит от интенсивности изнашивания и разрушения поверхностей цапфы, шарошки и тел качения. Исследования показали, что характер изнашивания и разрушения этих поверхностей различен. Это связано с неравномерным сложным нагружением различных участков поверхностей опоры, а также с конструкцией, технологией изготовления и размерами долот.
Трущиеся поверхности опоры подвергаются одновременно абразивному износу, осповидному, хрупкому и усталостному выкрашиванию, смятию, окислительному и тепловому износу и высокотемпературным ожогам в микрообъемах металла и в присутствии буровых растворов под высоким давлением.
Одновременное развитие этих процессов, а также несовершенная сборка долот, различие механических свойств металла узлов и шарошек долот и отдельные конструктивные несовершенства приводят к неравномерной сборке опор и вооружения долот и к большому различию в их износостойкости.
Все это создает трудности в определении качества сработки долот, оптимального и предельного времени пребывания долота на забое, особенно при турбинном бурении.
- Причинами поломок долот, в частности оставления шарошек на забое, являются:
- передержка долота на забое;
- бурение с нагрузками, превышающими допустимые;
- удар долотом о забой или уступ;
- разбуривание пород долотами, не соответствующими крепости пород;
- малая прочность опор и сварных швов; заклинивание долот;
- дефекты нарезки резьбы;
- неплотное прилегание заплечиков лап долота к торцу переводника;
- работа долотами по металлу, длительная промывка скважины перед подъемом сработанного долота.
- Причинами заклинивания алмазных долот являются:
- резкая посадка в зоне сужения ствола скважины и в призабойной зоне в результате спуска долота без ограничения скорости, особенно в необсаженной части ствола скважины;
- преждевременное прекращение циркуляции бурового раствора перед подъемом колонны с алмазным долотом, чаще во время процесса наращивания;
- недостаточная промывка скважины через долото утечки раствора через негерметичные участки бурильной колонны и ниппель турбобура, а также из-за малой подачи бурового раствора насосами;
- бурение скважины при несоответствующем соотношении размеров долота, УБТ и забойного двигателя;
- заклинивание долот инородными предметами (металл и куски породы).
Случаи заклинивания алмазного долота часты при первом спуске его в скважину или после работы трехшарошечными долотами (хотя первое имеет несколько меньший диаметр, чем соответствующее трехшарошечное долото), а также после длительной работы алмазного долота на забое без подъема.
При бурении скважин алмазными долотами из-за недостаточного крепления, а также вследствие изнашивания тела долота могут выпадать алмазы. Выпавшие алмазы ломают и крошат другие алмазы в долоте, что может привести его в негодность.
При работе с турбодолотами основное число аварий происходит из-за поломок валов. Конструкция турбодолот мало отличается от конструкции турбобуров, но эти изменения источник возникновения новых разновидностей аварий. К ним относится слом вала турбодолота, причина которого ослабление прочности вала отверстием под колонковую трубу.
Наибольшее число аварий приходится на те валы, которые имеют разную толщину стенок. Однако и при одинаковой толщине стенок вала бывают случаи слома его по телу, преимущественно в верхней части у конца сбега резьбы под гайку или в местах, близких к резьбе. В результате в скважине остаются вал с нижним переводником и долото.
- К основным причинам аварий с турбобурами и турбодолотами относятся:
- нарушение технологии и техники бурения и неправильная эксплуатация;
- недостатки организации ремонта;
- наличие большего числа резьбовых соединений и узлов, не удовлетворяющих требованиям предельной прочности и износоустойчивости;
- заводской брак деталей.