18.Охарактеризуйте принцип роботи і технологію визначення місця прихоплення бурильної колони за допомогою акустичного каротажу.

За допомогою акустичних цементомірів визначають інтервал прихвату алюмінієвих і обважнених бурильних труб, чого не можна зробити прихватовизначником.

Виявлення інтервалу прихвату і порівняння його з літологічним складом порід дає змогу з великою точністю встановити категорію (прилипання, заклинювання та ін.) і місце прихвату, а отже — вибрати найбільш дієвий спосіб його ліквідації. Інтервал прихвату ви­являють за допомогою довільної акустичної апаратури відповідного діаметра. При цьому використовують не пряму хвилю по металевій трубі, а імпульси, відбиті від з'єднувальних замків. За такого способу реєстрації акустичного сигналу значно підвищується чутливість методу, оскільки довжина зонда дорівнюватиме подвоєній довжині свічки. За амплітудою відбитих імпульсів можна визначити інтервал прихвату колони, а також оцінити розподіл утримувальної сили в інтервалі прихвату.

Перешкодою для масового застосування акустичних цементомірів для визначення ін­тервалу прихвату є їх обмежений випуск. Причому для труб з висадженими всередину кін­цями діаметром 140 мм потрібні цементоміри із зовнішнім діаметром 80 мм і гумою, добре привулканізованою до корпусу.

19.Визначіть допустиме осьове зусилля натягу при розходжуванні бурильної колони.

Допустиме осьове натягування бурильної колони оцінюють за формулою:

,

де S – площа поперечного перерізу найслабшої труби в колоні, м².

Зрозуміло, що Р_доп повинно бути меншим від допустимого навантаження на бурову вежу.

20.Визначіть допустиме число обертів закручування бурильної колони при її розходжуванні.

Допустиму кількість обертів для розходжування бурильної колони можна визначити за формулою:

,

де d_з – зовнішній діаметр колони, м;

– межа текучості матеріалу, МПа;

– напруження розтягу, яке дорівнює відношенню ваги не прихопленої частини бурильної колони до площі поперечного перерізу тіла труби, МПа;

а – коефіцієнт запасу міцності який дорівнює 1,3-1,5;

L_нк – довжина не прихопленої частини бурильної колони, м.

21.Проаналізуйте ефективність, переваги та недоліки основних способів ліквідації прихоплень бурильної колони.

Для ліквідації прихоплень у практиці буріння застосовують такі способи :

1 Гідроімпульсний спосіб, розрізняють прямий спосіб (ПГІС) та обернений (ОГІС). Оснований на створенні гідравлічних імпульсів . Спосіб призначений для прихоплень 1-2 типів тобто має бути циркуляція .При прямому легку рідину ( вода, нафта ) закачують в труби і створюють надлишковий тиск , а при зворотному легку рідину закачують в затрубний простір. Проходить порив діафрагми тиск різко падає створ. коливання.

2 Вибуховий спосіб; для ліквідації прихоплень застосовують торпеди з детонуючим шнуром (ТДШ) та корпусні торпеди з детонуючим шнуром (КТДШ). Використовують для ліквідації прихоплень першого типу та ліквідації прихоплень при затяжці бур колони в жолоб . ТКДШ застосовують для ліквідації прихоплень при заклинюванні бур колони : в звуженому стовбурі, в привибійній зоні, при попаданні по сторонніх предметів.

3 Установлення рідинних ванн, серед яких найбільш розповсюдженими є нафтові ванни і кислотні . Нафтові ванни застосовують для ліквідації прихоплень в глинистих породах , кислотні застосовують при розбурюванні карбонатних порід. Для встановлення нафтових ванн використовують найменш в’язкі нафти.

4 Застосування ударних механізмів: гідравлічний ударний механізм (ГУМ), збуджувач пружних коливань (ВУК), пристрій для ліквідації прихоплень (УЛП), яс ударний (ЯУ), яс ударно-вібраційний (ЯУВ) тощо. Ці пристрої призначенні для ліквідації прихоплень 1 – 2 типів шляхом створення коливань в бурильній колоні , але в кожного пристрою своя схема створення коливань .

5 Використання випробувачів пластів або пристрою для ліквідації прихоплень пониженням тиску бурового розчину в затрубному просторі (УЛПП). Розпекеровує затрубний простір тобто відсікає дію гідро статичного тиску над зоною прихоплення .Золотникрвий клапан з’єднує затрубний простір в зоні прихоплень з внутрішнім простором в бурильній колоні тиск падає , в зоні прихоплення великий а вбурильних трубах малий величину якого розраховують .

6 Комбінований спосіб (наприклад, нафтова ванна та один із ударних механізмів).

7 Оббурювання та витягування прихопленої колони частинами, спосіб довготривалий, а тому застосовується не часто. В свердловину опускають трубний фрез офрезовують кільцевий простір навколо труби довжиною не менше 12 м розфрезовану трубу відкручують і піднімають на денну поверхню .

8. Встановлення цементного моста і переборювання нового ствола св.

22.Обгрунтуйте технологію проведення прямого гідроімпульсного способу ліквідації прихоплень (ПГІС).

1 Визначити верхню межу прихоплення, а при нагоді і інтервал прихоплення.

2 Забезпечити бурову двома діафрагмовими камерами, засувкою високого тиску, нагнітальною головкою та наголовником.

3 У верхній частині бурильної колони встановити ОБТ так, щоб її верхня частина виступала над ротором не більше, ніж на 40-50 см.

4 Відновити циркуляцію, інтенсивно промити свердловину до вирівнювання параметрів бурового розчину.

5 Приєднати до бурильної колони наголовник з діафрагмами, вибраними відповідно до розрахунку. Опресувати наголовник, нагнітальну головку та діафрагмову камеру на тиск, що перевищує максимальний при ГІС на 25 %. Обв’язати обладнання для проведення ГІС відповідно до схеми на рисунку 2.1.

6 Цементувальні агрегати під’єднати до відвідних патрубків нагнітальної головки і до приймальних ємностей з водою.

7 Розвантажити бурильну колону повністю (якщо її вага до місця прихоплення менша 1000 кН), або частково (якщо її вага до місця прихоплення перевищує 1000 кН). Залишати бурильну колону, підвішену на талевій системі, або закріпляти натягнуту колону у роторі забороняється.

8 Закачати в бурильну колону воду чи іншу рідину, яка має значно меншу густину від густини бурового розчину у свердловині у розрахованій кількості. Перепад тиску необхідно забезпечити в межах 10-15 МПа, але не менше 6 МПа. Висота стовпа води в колоні повинна бути не більше 2/3 її довжини.

9 Для отримання серії імпульсів закачування води не припиняють до розриву діафрагм, яких у наголовнику є 5 штук.

1 - нагнітальна головка; 2 – діафрагма наголовника; 3 - засувка

23.Обгрунтуйте технологію проведення зворотнього гідроімпульсного способу ліквідації прихоплень (ЗГІС).

1 Визначити верхню межу прихоплення, а при нагоді і інтервал прихоплення.

2 Забезпечити бурову двома діафрагмовими камерами, засувкою високого тиску, нагнітальною головкою та наголовником.

3 У верхній частині бурильної колони встановити ОБТ так, щоб її верхня частина виступала над ротором не більше, ніж на 40-50 см.

4 Відновити циркуляцію, інтенсивно промити свердловину до вирівнювання параметрів бурового розчину.

5 Приєднати до бурильної колони наголовник з діафрагмами, вибраними відповідно до розрахунку. Опресувати наголовник, нагнітальну головку та діафрагмову камеру на тиск, що перевищує максимальний при ГІС на 25 %. Обв’язати обладнання для проведення ГІС відповідно до схеми на рисунку 2.1.

6 Цементувальні агрегати під’єднати до відвідних патрубків нагнітальної головки і до приймальних ємностей з водою.

7 Розвантажити бурильну колону повністю (якщо її вага до місця прихоплення менша 1000 кН), або частково (якщо її вага до місця прихоплення перевищує 1000 кН). Залишати бурильну колону, підвішену на талевій системі, або закріпляти натягнуту колону у роторі забороняється.

8 Закачати в затрубний простір воду чи іншу рідину, яка має значно меншу густину від густини бурового розчину у свердловині у розрахованій кількості. Перепад тиску необхідно забезпечити в межах 10-15 МПа, але не менше 6 МПа.

9 Для отримання серії імпульсів закачування води не припиняють до розриву діафрагм, яких у наголовнику є 5 штук.

1 - нагнітальна головка; 2 – діафрагма наголовника; 3 - засувка

24.Визначіть допустиме значення об'єму легкої рідини при проведенні прямого гідроімпульсного способу ліквідації прихоплень.

1 визначити висоту стовпа полегшеної рідини (води) у бурильній колоні за формулою:

де z_о – глибина свердловини, м

р_c – тиск у свердловині (пластовий тиск), МПа;

S₁ – усереднена площа внутрішнього простору бурильних труб, м;

S₂ – усереднена площа затрубного простору, м.

2 Прийнявши l₁=l, oбчислюємо максимальний надлишковий тиск на усті після завершення закачування рідини за формулою:

,

3 Максимальний надлишковий тиск на усті обмежений міцністю бурильних труб на розрив в умовах складного навантаження з урахуванням коефіцієнтів запасу міцності. Граничне значення тиску, виходячи із міцності на розтяг верхньої труби бурильної колони можна оцінити за формулою:

,

де G – вага не прихопленої частини бурильної колони, Н;

f₁ – площа поперечного перерізу тіла труби, м².

4 Граничне значення тиску за формулою Барлоу можна оцінити з виразу:

,

де δ – товщина стінки труби, м;

d_Т – діаметр труби, м.

Порівнюємо значення гранично допустимих тисків і, якщо величини, більші від максимально допустимого то перерахунок висоти стовпа полегшеної рідини у колоні не робимо. Якщо величини, або одна із них менші від максимального надлишкового тиску, то уточнюємо висоту стовпа полегшеної рідини l_m, підставивши найменше значення граничного тиску.

5 Обчислюємо необхідний об'єм легкої рідини для першого циклу ГІС за формулою

,

6 Після циклу ГІС в колоні залишиться стовп легкої рідини висотою:

,

7 Після кожного циклу ГІС із свердловини викидається легка рідина в об’ємі, який обчислюємо за формулою

,

Об'єм рідини, обчислений за формулою 2.11 слід закачувати у свердловину після кожного циклу ГІС.

25.Проаналізуйте технологію ліквідації прихоплень з допомогою ТДШ.

Торпеди з детонувального шнура призначені для двох цілей:

1)повного звільнення прихваченої бурильної колони методом створення вибухової хвилі;

2)полегшення відкручування різьбового з'єднання труб, які знаходяться вище місця при­хвату.

У першому випадку при вибуху торпеди напроти зони прихвату ударна хвиля сприяє відриву труб від стінки свердловини або від сальника.

Цей метод дає позитивні результати, якщо застосовувати його одразу ж після виникнен­ня прихвату і перед встановленням ванн. Торпеди типу ТДШ рекомендується викорис­товувати за тиску в місці вибуху до 80 МПа і температури до 120°С.

Довжина торпеди ТДШ для ліквідації прихвату має дорівнювати або бути трохи біль­шою за довжину зони прихвату, але з розрахунком, щоб загальна маса заряду не перевищу­вала 5 кг.

Для ліквідації прихвату за допомогою шнурової торпеди ТДШ проводять такі роботи:

-визначають інтервал або верхню межу прихвату;

-спускають у свердловину торпеду потрібної довжини і встановлюють її навпроти зони прихвату;

-натягують бурильну колону з максимально можливим зусиллям;

-здійснюють вибух.

-Після цього колона має звільнитися.

Розходження бурильної колони з відбивкою її ротором треба починати одразу після вибуху торпеди ТДШ

26.Проаналізуйте технологію ліквідації прихоплень з допомогою ТКДШ.

ТКДШ для ліквідації прихоплень у звуженому стволі,або при попаданні по сторонніх предметів.

ТДШ для ліквідації прих. Від перепаду тиску, затяжки в жолоб.

27.Обгрунтуйте та проаналізуйте технологію встановлення нафтової ванни.

Нафтові ванни установлюють відразу після виникнення прихоплення. Для установлення ванни рекомендується використовувати безводну високорухливу малопарафінисту нафту низької густини.

Після установлення ванни потрібно проводити розходжування бурильної колони, з періодичністю 1,0-1,5 години, залежно від конкретних гірничо-геологічних умов.

До інтенсивного розходжування для звільнення бурильної колони рекомендується приступити не пізніше, ніж через 4-6 годин дії ванни з урахуванням конкретної ситуації і виду агента. Через кожну годину після початку інтенсивного розходжування потрібно проводити підкачування агента ванни (порціями по 0,2-0,7 м³).

Час витримки бурильної колони під ванною установлюється планом робіт залежно від гірничо-геологічних умов, але не менше 8-12 годин. Час перебування колони під ванною не повинен перевищувати 24 години [7].

Об'єм нафти для підкачування обчислюють за формулою ,

де n – кількість операцій з відновлення циркуляції;q_н – об'єм нафти для провед. одного підкачування, м³.

Якщо протягом установленого планом робіт часу прихоплення ліквідувати не удалося, треба відновити циркуляцію, промити свердловину, вирівняти параметри бурового розчину і повторно установити ванну на більш тривалий період (від 12 до 48 годин). Установлювати більше трьох-чотирьох ванн не рекомендується.