Классификация инструмента для очистки забоя скважин от металлического скрапа

© И.Р. Миннахметов, Р.Н. Талипов, 2012

УДК 622.248

И.Р. Миннахметов, Р.Н. Талипов

КЛАССИФИКАЦИЯ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗАБОЯ СКВАЖИН ОТ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СКРАПА

Рассмотрено влияние засоренности забоя скважин на процесс бурения. Приводятся существующие инструменты и методы очистки забоя скважин. Ключевые слова: металл, шлам, ловильный инструмент, очистка забоя.

Практически трудно найти скважину, на забое которой не находилось бы того или иного количества крупного шлама. О наличии в скважине посторонних, в частности металлических, предметов судят по кратковременному заклиниванию инструмента в процессе бурения, по царапинам на нижней части бурильной колонны, а также по состоянию наружной поверхности породоразру-шаюшего инструмента. Анализ, проведенный в объединении Нижне-волжскнефть по 59 скважинам глубиной 3050-3100 м, показал, что металлический скрап в осадке на забое составляет 209-2275 г.

Некачественная очистка забоя скважин от металла является одной из причин возникновения аварий в бурении, наиболее сложной из которых является прихват бурильного инструмента. Металлические обломки и крупный шлам, связанные к тому же плотной глинистой массой, распола-гаюшиеся на поверхности забоя, снижают проходку на долото и служат причиной прихвата бурильного инструмента.

Анализ причин выхода из строя долот, отработанных в глубоких скважинах, показывает, что до 40% поломок происходит вследствие преждевременного износа и разруше-

ния твердосплавного вооружения при работоспособной опоре. Основной причиной износа вооружения долота является находяшийся на забое абразивный осадок, состояший из крупных обломков горных пород и металлических тел.

Таким образом, степень очистки ствола и забоя скважин влияет не только на процесс углубления скважин, но и на ликвидацию аварий с колонной бурильных труб и породо-разрушаюшим инструментом.

Для удаления металлических предметов с забоя скважины применяют два способа: разрушают предметы на забое скважины; извлекают их без предварительного размельчения.

Наиболее распространенным инструментом для разрушения крупноразмерных твердых тел на забое являются торцевые фрезеры различных конструкций. Однако разбуривание металла на забое приводит также к дополнительному засорению забоя твердым сплавом и в ряде случаев к возникновению новой аварии с шарошечным долотом, и тем самым к углублению тяжести аварии. Поэтому для полного удаления аварийного металла на забое необходимо обязательно проводить специальную очистку забоя от металлического скрапа.

Наиболее эффективный способ очистки забоя скважин от металла -извлечение его без предварительного разрушения с помощью ловильных инструментов, которые по конструкции и принципу действия разделяются на механические, гидромеханические, магнитные и гидравлические.

К механическим ловильным инструментам относят клещи, «кошки», «волчья пасть», фрезер-седло, колокол, шлипсы, метчики, трубные пауки, фрезер-пауки и др. Конструкция механических ловильных инструментов простая, они легки в обращении, однако ненадежны в работе.

Гидромеханические ловильные инструменты имеют общий признак: передача усилия на рабочий орган-захват осуществляется за счет создания давления промывочной жидкости на плунжер (поршень) тем или иным способом.

Магнитные ловильные инструменты делятся на фрезеры магнитные и металлоуловители. Сила притяжения в них образуется за счет воздействия магнитного поля на извлекаемые элементы бурового инструмента. Опыт показывает, что параметры магнитных ловителей невысоки, и даже шарошки и мелкий скрап извлекаются ими не во всех случаях. Еще ниже эффективность применения магнитного ло-вильного инструмента в глубоких и сверхглубоких скважинах.

Гидравлические ловильные инструменты позволяют очищать скважины от твердых тел за счет обеспечения высоких скоростей восходящего потока промывочной жидкости и использования его выносных свойств. По конструктивным признакам гидравлические ловители разделяют на следующие группы: шламометалло-уловители (ШМУ); эжекционные ловители; ловители с пакерными элементами для осуществления местной

обратной циркуляции; ловители с местной обратной циркуляцией, осуществляемой за счет перераспределения потоков.

Шламометаллоуловители получили широкое распространение при очистке забоя скважины от металла и шлама. Они работают по принципу перепада скорости восходящего потока промывочной жидкости в скважине. Их можно использовать как при прямой, так и при обратной схеме циркуляции.

Одним из главных достоинств гидравлических снарядов является то, что они способны удалять с поверхности забоя твердые тела независимо от их физико-механических свойств и размеров без предварительного их размельчения.

Таким образом, для повышения технико - экономических показателей бурения скважин необходима систематическая очистка забоя от металла и шлама, успех которой зависит от правильности, выбора и использования необходимого для этого инструмента, его конструктивных особенностей и надежности.

Анализ и обобщение опыта работы существующих технологий и технических средств для очистки забоя скважин позволяет сделать следующие выводы:

1. Металлические обломки и крупный шлам, связанные к тому же плотной глинистой массой, располагающиеся на поверхности забоя, снижают проходку на долото и служат причиной прихвата бурильного инструмента.

2. Очистка забоя магнитным фрезером не только магнитным фрезером не только малоэффективна, но и требует большого количества времени и труда.

3. При дроблении на забое крупных шламов металлических обломков

при помоши торцевого фрезера или шарошечного долота часть металлических обломков остается на забое и сопровождает процесс бурения дополнительное время. Эти обломки служат к тому же причиной преждевременного износа долота или причиной заклинивания колонны бурильных труб;

1. Литвиненко B.C., Калинин А.Г. Основы бурения нефтянык и газовык скважин: Учебное пособие - М.: ЦентрЛитНефтегаз, 2009. - 544 с.

2. Бондаренко H.A., Жуковский А.Н., Мечник B.A. Основы создания алмазосодержащих композиционных материалов для породоразрушающих инструментов: Киев:

4. Применение шламометалло-уловителя (ШМУ) для очистки забоя от технологического осадка в процессе бурения способствует удалению с забоя основной массы осадка и в то же время не вызывает никаких технологических трудностей и нежелательных осложнений.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля HAH Украины, 2008. - 456 с.

3. Курников Ю.А., Концур И.Ф., Кобы-лянский М.Т., Романишин Л.И. Магнитные устройства для очистки скважин: Львов: при Львов, 1988. - 108 с.

4. Акопов Э.А. Очистка забоя глубоких скважин: - М.: Недра, 1970. - 120 с. ПТТТ^

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Миннахметов Ильдар Разумович - аспирант, Minnakhmetov88@gmail.com Талипов Руслан Наилевич - аспирант, rustalip@rambler.ru Санкт-Петербургский государственный горный университет.

--РУКОПИСИ,

ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ГОРНАЯ КНИГА»

ПРИМЕНЕНИЕ ВИБРОМЕЛЬНИЦ ДЛЯ ВТОРИЧНОГО РАЗМОЛА ТОРФА

И ЕГО ДРЕВЕСНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ

Жигульская А.И., кандидат технических наук, Тверской государственный технический университет, 9051963@qmail.com

Использование вибрационных мельниц на второй ступени размола торфа и волокнистой массы из древесных включений торфяной залежи позволяет получить материал без существенного укорочения волокон, что обеспечивает необходимое качество формованной продукции и плит различного назначения, а также существенно сокращает энергозатраты операций по размолу.

Ключевые слова: вибрационная мельница, размол материалов, торф, волокнистая масса, формованная продукция, энергосбережение.

APPLICATION OF VIBRATING MILLS FOR A SECONDARY GRINDING

OF PEAT AND ITS WOOD INCLUSIONS

Zhigulskaya A.I.

Use of vibrating mills at the second step of crushing of peat and fibrous weight from wood inclusions of a peat deposit allows to receive a material without essential shortening of fibres that provides necessary quality of formed production and plates of different function, and also essentially reduces power inputs of operations on crushing.

Key words: vibrating mill, crushing of materials, peat, the fibrous weight, formed production, the power savings.