Назначение и типы ловильного инструмента

Под ловильными работами понимают совокупность операций, необходимых для освобождения ствола скважины от посторонних предметов до возобновления в нем бурения ловильный инструмент. Для ловильных работ используют специальные (ловильные) инструменты самых различных типов назначений. Метчики – предназначены для ловли оставшейся в скважине колонны бурильных труб, если обрыв произошел в утолщенной части трубы, в замке или муфте (рисунок 77). Правые метчики применяют для извлечения колонны целиком, а левые – по частям. Ловильный метчик имеет форму усеченного конуса для врезания в детали замка. На верхнем конце метчика резьба нарезана для замка бурильных труб, а в нижнем – специальная ловильная резьба (правая или левая).

Колокол – служит для ловли бурильных или обсадных труб, когда слом произошел в теле трубы, а также при срыве резьбовых соединений трубы, за исключением, когда срыв резьбы произошел со стороны ниппеля замка. Если вдоль трубы имеется трещина, то применяют «сквозной» (открытый) колокол. Для извлечения долота, оставленного в скважине из-за отвинчивания или срыва резьбы, применяют колокол-калибр. Правые колокола используют при ловле правыми бурильными трубами всей оставшейся колонны, а левые – при ловле левыми бурильными трубами для отвинчивания оставленной колонны.

Колокол представляет собой стальной кованый патрубок. В верхнем муфтовом конце резьба бурильного замка, а в нижнем на внутреннем конусе – ловильная резьба специального профиля для захвата бурильных труб.

Наружная труборезка – применяется для освобождения бурильной колонны, если жидкостные ванны не дали положительного результата и оставшиеся в скважине трубы не искривлены.

Удочка («ерш») – применяется для извлечения из скважины оставленного стального каната, каротажного кабеля. На стержне удочки расположены в шахматном порядке крючки. Спуск удочки в скважину запрещается без специального хомута, ограничивающего пропуск этого инструмента в зону нахождения оставленного каната или кабеля.

Магнитные фрезы и ловители – используют для извлечения с забоя крупных металлических предметов. Диаметр магнитного фреза должен быть на 20-60 мм меньше диаметра скважины. Магнитным фрезом работают без перегрузок на забой.

Фрезы – используют для частичного или полного удаления металлических выступающих частей или деталей (рисунок 79). Фрезой разрушают металл, превращая его в стружку. Фрезы бывают различных видов в зависимости от назначения — плоская, коническая, цилиндрическая. Так как работы по фрезерованию очень трудоемкие и требуют много времени, поэтому ликвидация аварий с помощью фрез используется в крайних случаях.

Отводные крючки – предназначены для центрирования оставшегося в скважине конца бурильных труб.

На внутренней поверхности зева крючка перед спуском в скважину делают насечки, по сработанности которых судят о том, как работал крючок, касался он колонны или нет. Отводной крючок разрешается применять только при свободном дохождении до «головы» слома.

Трубный паук – предназначен для извлечения из скважины металлических предметов: лап, шарошек, кувалд и др. Трубный паук изготавливают из обсадной трубы длиной 1,5-2,5 м. В нижней части нарезают зубья высотой 20-35 см, которые потом подвергают обжигу. Диаметр паука должен быть на 30-50 мм меньше диаметра скважины.

Печати — различных видов применяют для определения состояния верхней части предмета, находящегося в скважине, а также места и характера нарушения колонны. Для получения отпечатка печать нагружают с усилием до 20 кН и поднимают из скважины.

Химические методы воздействия на призабойную зону скважины (ПЗС). Химические методы воздействия целесообразно применять только в тех случаях, когда можно растворить породу пласта или элементы, отложение которых обусловило ухудшение проницаемости ПЗС, как например, соли или железистые отложения и др. Типичным методом воздействия является простая кислотная обработка. Применение химических методов воздействия на продуктивные пласты основано на происходящих реакциях взаимодействия закачиваемых химических веществ, восновном различных кислот, с некоторыми породами, которые растворяются, тем самым увеличивая размеры поровых каналов и повышая пластовую проницаемость.

Методы увеличения производительности скважин. Производительность нефтяных и газовых скважин и по­глотительная способность нагнетательных зависят главным образом от проницаемости пород, складывающих продуктив­ный пласт. Чем выше проницаемость пород в зоне действия той или иной скважины, тем выше производительность эксп­луатационной скважины или поглотительная способность на­гнетательной скважины и наоборот. Проницаемость пород одного и того же пласта может резко изменяться в различных его зонах или участках. Иногда при общей хорошей проницаемости пород пласта отдельные скважины вскрывают зоны с пониженной проницаемостью, в результате чего ухудшается приток нефти и газа к ним. Естественная проницаемость пород под влиянием тех или иных причин также может с течением времени ухудшаться. Так, при заканчивании скважин бурением их призабойные зоны часто загрязняются отфильтровавшимся глинистым ра­створом, что приводит к закупорке пор пласта и снижению естественной проницаемости пород. При эксплуатации не­фтяных и газовых скважин проницаемость пород в призабойной зоне может резко снизиться из-за закупорки пор парафинистыми и смолистыми отложениями, а также глини­стыми частицами. Призабойная зона нагнетательных скважин загрязняется различными механическими примесями, имеющимися в зака­чиваемой воде (ил, глина, оксиды железа). Проницаемость по­род призабойной зоны скважин улучшают путем искусствен­ного увеличения числа и размеров дренажных каналов, увели­чения трещиноватости пород, а также путем удаления парафи­на, смол и грязи, осевших на стенках поровых каналов.

Методы увеличения проницаемости пород призабойных зон скважин можно условно разделить на химические, меха­нические, тепловые и физические. Часто для получения луч­ших результатов эти методы применяют в сочетании друг с другом или последовательно.

Выбор метода воздействия на призабойную зону скважин определяется пластовыми условиями. Химические методы воз­действия дают хорошие результаты в слабопроницаемых кар­бонатных породах. Их успешно применяют также в сцемен­тированных песчаниках, в состав которых входят карбонат­ные включения и карбонатные цементирующие вещества. Механические методы обработки применяют обычно в плас­тах, сложенных плотными породами, с целью увеличения их трещиноватости. Тепловые методы воздействия применяют для удаления со стенок поровых каналов парафина и смол, а также для интенсификации химических методов обработки призабойных зон [9]. Физические методы предназначены для удаления из призабойной зоны скважины остаточной воды и твердых мелкодисперсных частиц, что в конечном итоге уве­личивает проницаемость пород для нефти.

Добыча нефти и газа

Изучаем тонкости нефтегазового дела ВМЕСТЕ!

Основные инструменты для ловильных работ при КРС

Ловильные инструменты, применяемые для ликвидации аварий в нефтяных скважинах, разнообразны по типам и конструкциям.

Для ловли труб применяют:

для ловли штанг:

для ловли других предметов:

– магнитные фрезеры и др.

Труболовки (внутренние и наружные, неосвобождающиеся и освобождающиеся) выпускаются нескольких размеров в зависимости от диаметра извлекаемых труб. Труболовки изготовляют в двух исполнениях: упирающиеся в торец захватываемой колонны и заводимые внутрь захватываемой колонны с резьбами левого направления. Они могут извлекать колонны как целиком, так и по частям. По заказу потребителя труболовки могут быть изготовлены и с резьбами правого направления.

Труболовку спускают в скважину на бурильных трубах и НКТ и останавливают на 3-5 м выше конца оставшихся в скважине труб. Затем создают циркуляцию промывочной жидкости и продолжают спуск инструмента при медленном его вращении вправо или влево. Когда труболовку введут в извлекаемую трубу, вращение инструмента и прокачку жидкости прекращают и медленно натягивают колонну труб, расхаживая ее при необходимости. Если трубы не поддаются расхаживанию, освобождающуюся труболовку можно освободить и поднять.

Для ловли сломанных НКТ, верхняя часть которых представляет собой голый конец с сорванной муфтой, применяют колокола. Колокол представляет собой стальной кованый патрубок специальной формы, имеющий на верхнем конце резьбу под муфту бурильного замка или насосно-компрессорных трубы, на которой он спускается в скважину. На внутренней поверхности в нижней части колокола имеется конусная расточка, на которой нарезана ловильная резьба и сделано четыре-пять продольных канавок для выхода стружки при врезании колокола в тело трубы.

Для ловли труб за муфту используется овершот. Внутри овершота расположено несколько плоских пружин. Извлекаемая труба при спуске инструмента, входя в овершот, раздвигает пружины и проходит дальше, а пружины захватывают трубу под муфту только в тех случаях, когда трубы не прихвачены, так как при больших натяжках пружины могут сломаться и остаться в скважине.

Метчики относятся к группе инструментов, вводимых внутрь извлекаемых предметов. Корпус метчика выполнен в виде усеченного конуса, верхний конец которого имеет внутреннюю замковую резьбу для соединения с колонной бурильных или НКТ, а нижний – ловильную резьбу с продольными канавками для выхода стружки при врезании в аварийный объект.

Для ловли насосных штанг применяют шлипсовые муфты, комбинированные ловители. Ловлю перфораторов, кабеля и стального каната проводят различного рода крючками, удочками и ершами в виде двух- или трехрогих вилок, которыми захватывают ловимые предметы за выступающие части. Мелкие предметы (цепи, ключи, сухари др.) извлекают различными пауками. Для ловли небольших металлических предметов применяют магнитные фрезер, состоящий из переводника, магнитной системы и корпуса с фрезерной коронкой, армированной дробленным твердым сплавом.

Скважины, в которых нельзя провести ремонтные работы силами бригад текущего ремонта и выполнение которых требует специального оборудования и инструмента, передаются в капитальный ремонт. Обычно капитальный ремонт проводится специализированным управлением, организуемым в объединении, которому передаются все работы на скважинах, связанные с повышением нефтеотдачи пластов. Поэтому оно называется Управление по повышению нефтеотдачи пластов и капитальному ремонту скважин (УПНП и КРС). В нем сосредоточены все технические средства, оборудование, материалы, транспортные средства, квалифицированная инженерно-техническая служба и бригады.

В некоторых случаях, когда на данном месторождении отдельные виды работ носят массовый характер, как, например, кислотные обработки, то их передают специализированному цеху, выполняющему только эти работы.

Такая специализация повышает качество работ, их эффективность и способствует сокращению производственного травматизма.

Особое место в работах по капитальному ремонту скважин занимают ловильные работы, необходимость в которых возникает при обрыве или отвороте подземного оборудования, НКТ, штанг, кабеля и при других осложнениях. При обрыве и ударе о забой оторвавшаяся часть оборудования сминается, расклинивается в обсадной колонне и зачастую выводит скважину из строя. Для ликвидации таких аварий после надежного глушения скважины в нее сначала опускают так называемую печать для обследования места обрыва. На свинцовом или алюминиевом диске печати, спускаемой в скважину и прижимаемой к месту обрыва, отпечатываются следы оторванной части, по которым удается распознать характер обрыва, его положение в обсадной колонне и, таким образом, решить вопрос о выборе ловильного инструмента (овершота, пауков, труболовок, отводных крючков, ловильных колоколов).

Захват ловильным инструментом оборванного конца, даже если он удается, не всегда заканчивается полным извлечением оборвавшейся части оборудования и очисткой скважины. Иногда приходится прибегать к помощи гидравлических домкратов (когда натяжение талевой системы превышает грузоподъемность подъемных сооружений) и с их помощью по частям извлекать оборванное оборудование. Если такая попытка очистки скважины снова кончается повторным обрывом спущенного инструмента (бурильных труб), то для восстановления работоспособности скважины забуривают второй ствол и эксплуатируют его как новую скважину. Эта работа выполняется бригадой капитального ремонта с использованием специальной фрезы и легкого бурового оборудования. Не менее сложны работы по изоляции обсадных колонн, в которых обнаружены дефекты в результате коррозии или смятия, по отвороту и извлечению труб, прихваченных цементом; когда приходится обуривать эти трубы специальными колонковыми долотами или трубными фрезами.

При интенсивном обводнении скважины возникает проблема изоляции того пропластка или того места, через которое произошел прорыв воды в скважину. Такой прорыв может произойти по затрубному пространству в результате нарушения целостности цементного камня. В этом случае вода водоносных горизонтов попадает на забой и препятствует притоку нефти из продуктивного пласта. Источником обводнения может быть хорошо проницаемый пропласток, залегающий в пределах вскрытой толщины пласта, по которому вода от нагнетательной скважины проникает на забой добывающей скважины и снижает ее продуктивность. Обводнение может произойти и по нижней части продуктивного горизонта с образованием в призабойной зоне водяного конуса. Во всех случаях требуется тщательное обследование скважины с применением геофизических методов для обнаружения источников обводнения. Лишь после анализа данных исследования могут быть разработаны и осуществлены конкретные меры по технике и технологии изоляции водопритока. Не всегда работы по изоляции водопритока дают желаемый эффект, однако передача этих работ в ведение специализированной организации существенно повышает их успешность. Существует множество технических приемов изоляции водопритоков, которые сводятся к закачке в обводнившийся прослой или в заколонное пространство различных тампонирующих смесей и материалов, в том числе специальных смол.

Конкретное выполнение работ по капитальному ремонту скважин регламентируется проектом и различными инструктивными картами, в которых указываются последовательность операций, используемые технические средства и оборудование. Эффективность выполненных работ определяется сравнением результатов исследования скважины до и после капитального ремонта, сравнения ее обводненности, коэффициента продуктивности и других показателей. По мере старения фонда скважин, роста обводненности их продукции и увеличения доли механизированной добычи необходимость в ремонте возрастает и выполнение этих работ традиционными методами становится трудно осуществимой задачей. В связи с этим разработаны новые технологические приемы, сокращающие трудовые и материально-технические средства на ремонт скважин.

В состав комплекса оборудования входят: вышка с рабочей площадкой и мостками; талевая система; подъёмная лебедка или установка (агрегат); насосная установка; ротор; вертлюг; противовыбросовое оборудование; устьевой и подземный инструмент.