Бурение - авария & ликвидация

[mechcraft.livejournal.com]

Будучи в лирическом настроении вечером я решил написать про различные аварии которые происходят при бурении глубоких скважин (неважно на газ, нефть или воду):

1. Слом инструмента (бурильных труб, утяжеленных бурильных труб, переводников)

2. Слом забойного двигателя

3. Разрушение долот

Вся данная гадость увы случалась на моих глазах, и как не прискорбно из-за человеческой глупости и жадности.

Слом УБТ

В редких случаях случается с новым инструментом (из-за человеческого фактора), в основном происходит с инструментом который испытывал стрессовые нагрузки при бурении более 600 часов, причем, независимо, была перенарезка (срезается на токарном станке старая резьба и нарезается новая) и дефектоскопия.

На фотографии выше, резьба сломана по ниппельной части, причем бурильщик не распознав сразу слом по весу или падению давления в нагнетательной линии (манифольде), продолжал вращать инструмент ротором тем самым затерев нижнюю отломанную часть ниппеля и верхнюю отломанную часть утяжеленной трубы.

Ликвидируется в 70% случаев наворотом метчика во внутреннюю часть (аварийный инструмент), на фото ниже его отворачивают, от извлеченной на устье нижней компоновки

Фотография слома резьбы в нижней утяжеленной трубе

Развальцованна еще сильнее чем верхняя. Обломок нипеля на фото выглядит как одно целой с телом утяжеленной трубы.

Слом забойного двигателя (ВЗД)

Одно из самых мерзких гадств, которое может случиться при бурении. Ликвидация такой аварии может занимать до 10 суток, что в глубоком бурении означает очень большие убытки. Сутки простоя современной буровой даже без сложного сервиса типа наклонно-направленного бурения стоят до 1 млн. рублей. Специального инструмента для вылавливания забойного двигателя на буровой обычно никто не держит, по этому, во время ликвидации аварии входит так же время изготовления аварийного инструмента на месте или на специализированной ремонтной мастерской.

В данном случае винтовой забойный двигатель сломался по резьбе шпинделя в результате чего получилось три разные части: корпус (статор) ВЗД, ротор (винт) ВЗД, шпиндель с валом и трехшарошечным долотом, на глубине свыше 2000 м. Корпус подняли пустым без ротора, оный при подъеме вывалился обратно в скважину, причем сверху на шпиндель. Ротор поймали тросовой ловушкой изготовленной из ранее поднятого на поверхность корпуса ВЗД.

Потом было необходимо при помощи специального магнита-фреза вытащить все металлические осколки и обломки, для того чтобы они не мешали дальнейшим работам.

Дальнейшие работы по извлечению шпинделя и долота заключались в изготовлении индивидуально ловушки-обурника с внутренним диаметром равным наружному диаметру ВЗД - 240+8 мм со специальными вмятинами по телу и лепестками внутрь (фотографий ловушки-обурника нет, когда бригада выловила оставшуюся часть шпинделя ВЗД с долотом я был по дороге домой). Авария произошла из-за некачественной партии ВЗД (усталость металла однако) сделанной на заводе путем восстановления отработанных двигателей, то есть заменили рабочии пары ну и по мелочи, а корпуса и шпиндель оставили прежними, покрасив и набив новые номера.

Разрушение долот

Раньше весьма распространенная авария, так как использовались в основном шарошечные долота, вот такие как на этой фотографии (кстати отечественное, растеряло вооружение-зубки при бурении доллеритов, то бишь вулканического стекла) .

По мере износа опор шарошек представляющих из себя специфические подшипники и попадания туда абразива из бурового раствора наступает момент, когда шарошки вываливаются с опоры долота и падают в скважину. Так же они могут отвалиться вместе с лапами долота (на них и стоят опоры) причем, у приличных долот лапы отваливаются по вине бурильщика, который может перегрузить долото или ударить его при спуске об забой скважины. Ну а у подделок, не редки случаи когда лапы отваливались сами.

На моей практике шарошки отваливались с лапами раза два, у некачественных долот (может быть и поддельных). Ниже фотография шарошек с лапами от долота диаметром 490 мм, долотный сервис - Ринако.

Оба раза аварии ликвидировались при помощи мощного магнитного фреза, правда поднимали за один раз по одной шарошке с лапами, ибо тяжелые заразы.

Comments

[og-go.livejournal.com]

Навеяли своим постом ностальгические воспоминания :) В поздне- и постстуденческие времена участвовал немного в научно-хозяйственных проектах в области ликвидации аварий на буровых установках. Только были это буровые станки Wirth L35 с диаметром бурения от 4,5 до 8 метров. Вот там было веселье. Про одну аварию расскажу, надеюсь, за давностью лет да без упоминания конкретных названий можно раскрыть грязные секреты :)

Вот она, красавица:


Итак, шахта. Нет, Шахта! Мощные пласты, огромные выработки... Нужны вентстволы. Собственно, именно вентиляционные стволы на Донбассе и проходили в основном такими станками. В отличие от обычных буровых, где буровая колонна собирается на "замках", в L35 буровая колонна собирается болтовыми фланцевыми соединениями (!). Буровая труба 6 м длиной и около полуметра в диаметре (точно не помню), фланцы соединяются двенадцатью болтам М42. Свинтили пару труб - опустили на 6 метров, еще свинтили... И так через каждые 6-12-18 часов, как пойдет бурение. Долото - диаметром тех самых 4,5 - 8 метров, все усыпано шарошками, каждая размером с долото "нефтяной" буровой.

Вот шарошки:


А вот соединение:


Ствол залит пульпой во избежание обрушения, вынос породы через полость буровой трубы по принципу эрлифта... Упавший в забой металл в этом случае до лампочки, бывало, куски разломанных шарошек наверх вылетали как снаряды, радостно плюхаясь в отстойник...

Да, так вот. Шахта. Очередной вентствол. На глубине около 600 м. обрывается буровой агрегат. Почему обрывается? А очень просто: болты, которые каждый день закручивают-откручивают, довольно быстро приходят в негодность. Не предназначено болтовое соединение для постоянной сборки-разборки, оно стабильность любит :) Итак, какому-нибудь болту надоедает, и он срезается, чаще всего - по плоскости, где резьбовая часть переходит в гладкий стержень. Там получается наибольшая концентрация напряжений. После того, как срезает один-два болта, напряжения на остальных возрастают настолько, что их срезание носит практически взрывной характер. Крутящий то момент такой, что при начале вращения бурового агрегата на такой глубине буровая труба разве что в спираль не закручивается.

Итак, на глубине 600 метров оборван буровой агрегат с утяжелителями, совокупной массой более 200 тонн. Буровой трест попробовал своими силами придумать ловушку и вытащить бур. Придумали, завели, потянули... Да вот только девочка-расчетчица не учла разницы между чистой массой агрегата и массой агрегата, цепляющегося за стенки ствола. Грузоподъемность лебедки позволила агрегат приподнять, и тащить после того, как он таки зацепился. А вот "ловушка" не выдержала, бур сорвался и упал, частично перевернувшись (!). После того, как в донецких степях стихло эхо узкоотраслевых выражений, в которых была оценена попытка подъема, инженеры треста почесали репы и придумали: разбурим ствол чуть большим диаметром, доберемся до упавшего агрегата, зацепим по новой и вытащим. И начали бурить.

И на глубине около 400 м. оборвали второй бур.

Бур, кстати, вот на фото виден. Да-да, вон то большое, грязное, между желтых опор :)


Вот тут и началась, наконец, научная работа :) В общем, на проектировании ловушек, изучении характера работы буровой колонны и т.д. не одна кандидатская да докторская были защищены. Но, главное, оба агрегата были подняты :)

Ну а чем закончилась разработка "неразрывающихся" болтов - это уже совсем другая история, гораздо более печальная...

[Фото взяты из гугля :) Сайты, с которых они взяты, к описанной аварии отношения не имеют]