Катодный ток

Еще одним методом освобождения колонны от дифференциального прихвата является наложение катодного тока.¹²

Было показано, что катодный ток уменьшает склонность к образованию сальников на долоте. Этот процесс сходен с дифференциальным прихватом, поскольку в шлам в сальнике прижимается к долоту (частично) дифференциальным давлением, точно так же как фильтрационная корка прижимается к колонне.

Считается, что катодный ток уменьшает коэффициент трения между сталью и глинистой коркой благодаря притягиванию воды к стали в результате электроосмотического процесса. Brandon et al. считают, что выделение водорода на катоде играет в освобождении прихваченной колонны даже большую роль, чем пленка воды.

Из работы Brandon следует, что коэффициент трения между сталью и глинистой коркой уменьшается наполовину через две минуты после наложения катодного тока. Крутящий момент, требуемый для освобождения колонны, может уменьшиться на 80 % при использовании глинистого раствора и на 50 % при использовании полимерного раствора¹

Низкочастотные вибраторы

Сейчас на рынке есть низкочастотные вибраторы.¹³ Эти инструменты создают стоячую волну резонансной частоты, энергия которой передается по канату к месту прихвата. Вибрации разрыхляют и "ожижают" породу и шлам, находящиеся в контакте с колонной. Бурильная колонна также растягивается и сжимается, что способствует еще большому уменьшения трения.

Вибрации колонны на резонансной частоте обеспечивают передачу к месту прихвата значительно большей энергии, чем любые механические средства, такие как удары яссом. Большие обломки породы или уступы разрушаются на мелкие зерна, которые затем "ожижаются". Высвобождаемые благодаря энергии вибраций зерна образуют псевдожидкий материал, через который предметы могут проходить так же, как через жидкость.

Осевые вибрации создают в участке колонны вблизи источника энергии переменные растягивающие и сжимающие напряжения. В результате сечение труб попеременно увеличивается и уменьшается. Таким образом, колонна перемещается относительно стенки скважины как в осевом, так и в радиальном направлении. Когда колонна находится в движении, сила трения уменьшается, поскольку коэффициент трения движения меньше коэффициента трения покоя. Время от времени участки колонны будут отрываться от места прихвата. При ожижении слоя зерен породы сила трения будет уменьшаться еще больше, поскольку зерна будут уходить с пути замков, а не заклиниваться между колонной и породой.

Технология вибрационного воздействия для освобождения бурильной колонны применяется уже более 40 лет. В период с 1984 по 1986 гг. она была испытана на более чем 70 скважинах. Сейчас компания Baker Hughes предлагает спускаемый на канате низкочастотный вибратор, называемый "Rattler"

Я слышал также о методе создания вибраций бурильной колонны путем отключения пневмокомпенсаторов бурового насоса, но у меня нет практического опыта или документов, подтверждающих или опровергающих эффективность этой технологии.