образец титула реферат. Устройство для удаления металлических предметов и каротажного кабеля с забоя скважины

Название	Устройство для удаления металлических предметов и каротажного кабеля с забоя скважины
Анкор	образец титула реферат
Дата	14.05.2023
Размер	156.63 Kb.
Формат файла
Имя файла	Obrazets_titula123.docx
Тип	Реферат #1127926

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Государственное бюджетное образовательно учреждение Российской Федерации «Название учебного заведения»

Кафедра современных технологий бурения скважин
РЕФЕРАТ

Дисциплина: «Введение в специализацию»

Тема: «Устройство для удаления металлических предметов и каротажного кабеля с забоя скважины»
Выполнил студент:

1 курса, группы НД-21

Ильюшин А. В.
Проверил:

Старший преподаватель

Судоплатова А. А.

Москва, 2022

Содержание

Введение

В настоящее время очень сложно найти скважину, на забое которой не находилось бы определенного количества крупного шлама. Наличие в скважине различных, зачастую металлических, предметов судят по кратковременному заклиниванию инструмента в процессе бурения, также немалую роль играют царапины в бурильной колонне и состояние поверхности инструментов.

Актуальность работы заключается в том, что некачественная очистка забоя скважин от металла является одной из причин возникновения аварий в бурении, наиболее сложной из которых является прихват бурильного инструмента. Разные металлические предметы и крупный мусор, связанные к тому же глинистой массой, которые находятся на поверхности, служат причиной прихвата бурильного инструмента. В большинстве случаев они имеют цилиндрическую форму. После обследования скважины печатью определяют точное положение и состояние предмета, после чего подбирают соответствующий ловильный инструмент.

Цели и задачи данной работы заключаются в том, чтобы ознакомиться с устройствами для удаления различных металлических предметов и каротажного кабеля с забоя скважины.

Металлические предметы в забое скважины и способы их удаления.

Металлические обломки в осадке на забое разделяют на четыре группы:

обломки, оставшиеся на забое из-за взаимного разрушения массива горной породы и породоразрушающего инструмента. Они представляют собой сколотые под корень зубья шарошечного долота, выпавшие из тела шарошек твердосплавные штыри, отколотые вершины первой шарошки, а также элементы опоры долота в виде шариков и роликов;
обломки, оставшиеся на забое при разрушении аварийной части бурильного инструмента торцовыми фрезерами или иными инструментами;
металлические предметы, упавшие на забой с устья скважины, такие как: кувалды, секачи, сухари от буровых ключей, болты, гайки, и т. д.;
металлические обломки стоп-кольца, обратного клапана, направляющего башмака колонны, оставшиеся на забое после разбуривания цементного камня в обсадных колоннах или калибрования обсадной колонны.

Самой распространенной является 4 группа металлических обломков. Если чистку забоя скважины начинают сразу после разбуривания обратного клапана и стоп-кольца обсадной колонны, то с забоя извлекают до 40 кг чугунных и стальных обломков. Через 15–20 рейсов обломки до конца убирают с забоя. На больших стальных обломках, в частности замечают множественные следы влияния на них зубьев шарошечных долот.

Присутствие на забое скважины названых предметов уменьшает темп ее углубления, результаты работы долот и вызывает серьезные аварии.

Для того чтобы удалить металлические предметы с забоя скважины применяют два способа: разрушают предметы на забое скважины, либо вынимают их без предварительного размельчения.

Самым эффективным инструментом для фрезерования металлических предметов на забое скважины являются фрезеры забойные торцевые разнообразных конструкций. Тем не менее разбуривание металла на забое вызывает также дополнительное засорение забоя твердым сплавом и, порой, к возникновению новой аварии с шарошечным долотом, и тем самым к ухудшению тяжести аварии. Поэтому для полного извлечения аварийного металла на забое, следует в обязательном порядке производить специальную очистку забоя от металлического скрапа.

Ловильный инструмент для извлечения мелких предметов из забоя.

Наиболее распространенным способом очистки забоя скважин от металлических предметов - вынимание их без предварительного разрушения при помощи ловильных инструментов, которые по принципу действия и своей структуре разделяются на гидромеханические, механические, гидравлические и магнитные

Гидромеханические ловильные инструменты обладают общим признаком: передача усилия на рабочий орган - захват совершается благодаря давлению промывочной жидкости на поршень каким-нибудь способом.

К механическим относят клещи, «кошки», фрезер-седло, колокол, шлипсы, метчики, трубные пауки, фрезер-пауки и др. Конструкция данных инструментов очень проста, они легки в обращении, но недолговечные в работе.

Гидравлические ловители способствуют производить очистку скважины от твердых тел благодаря своим высоким скоростям возникавшего потока промывочной жидкости. Гидравлические инструменты делят на следующие виды: шламометаллоуловители (ШМУ); эжекционные ловители; ловители с пакерными элементами для осуществления местной обратной циркуляции; ловители с местной обратной циркуляцией, осуществляемой за счет перераспределения потоков.

Магнитные разделяются на фрезеры магнитные и металлоуловители. Сила притяжения в них создается за счет влияния магнитного поля на буровой инструмент. Опыт показывает, что параметры магнитных инструментов невысоки, и даже шарошки и мелкий скрап достаются ими далеко не всегда. Еще ниже эффективность применения магнитного ловильного инструмента в сверхглубоких скважинах.

В соответствии от типа различного мусора и засоренности в забое применяются: специальная ловушка для секторов матриц буровых коронок, ловушка твердого сплава, магнитные ловушки, паук ловильный и имплозивные ловители. Также существуют более современные инструменты: шламометаллоуловительная система Venturi™ и колонный магнит MAX-Force. Остановимся подробнее на каждом из них.

Ловушка секторов матрицы применяется для извлечения отколовшихся частей матрицы алмазной коронки, а также иных металлических объектов небольшого размера. Конструкция такой ловушки состоит из корпуса, наружная часть которого приблизительно совпадает с диаметром скважины, внутренним карманом для улавливания обломков, твердосплавной коронки, предназначенной для разбуривания керна в забое, и трубки для подачи промывочной жидкости. При проведении операции по захвату обломков промывочная жидкость, восходящим потоком проходя через продольный паз, расположенный на наружной поверхности корпуса, замедляется, в результате чего ранее захваченные потоком жидкости обломки оседают в кармане ловушки.

Ловушка твердого сплава, по своей конструкции отличается наличием 4 пазов на наружной поверхности полого цилиндрического корпуса, 2 из которых закрыты стальной лентой. Именно по этим закрытым пазам из бурильных труб промывочная жидкость поступает в забой, поднимая твердосплавные резцы и шлам через открытые пазы во внутреннюю часть. На нижней части инструмента расположено буровое долото, а работа устройства производится с его вращением при одновременном функционировании гидроударника.

Ловильный паук, как правило, изготавливается прямо на месте проведения работ из колонковой трубы. Подогнутые внутрь остроконечные зубцы, вырезанные в нижней части инструмента, под воздействием осевой нагрузки загибаются, захватывая небольшие предметы, находящиеся в забое скважины.

Имплозивные ловители, предназначены для полной очистки забоя от любых мелких предметов, кусков породы и шлама. Действие ловителя основано на всасывании предметов в приемную камеру с глубоким вакуумом после ее разгерметизации на забое. Спуск снаряда выполняется на кабеле (с нарушением его диафрагмы микровзрывом) или на трубах с открытием диафрагмы поворотом бурильной колонны на 45° при увеличенном осевом давлении.

Шламометаллоуловительная система Venturi™. Струйная система Venturi компании Weatherford, предназначена для удаления сыпучего мусора, песка и металлических обломков из ствола скважины. Система включает крышку инжекторного насоса, сопла, промывочную насадку и седло насосного клапана. При приведении клапана в действие и прокачке жидкости через сопла система начинает работать как инжекторный насос, всасывая жидкость из внутренней части корпуса. Жидкость снизу поступает в опорожняющийся корпус, при этом обломки из поступающей жидкости задерживаются над штырьковыми уловителями.

Колонный магнит MAX-Force. Служит для очистки ствола скважины от металлического шлама, металлической стружки при фрезеровании или после него.

Колонный магнит выносит на поверхность в 2 раза большее количества шлама по сравнению с обычными шламо-металлоуловителями (ШМУ) корзиночного типа.

Магнитные ловушки, предназначены для извлечения и подъема с забоя металлических предметов. Ловушка состоит из корпуса, верхнего переходника, постоянного магнита и фрезерной коронки. Магнит имеет центральный канал для прохода промывочной жидкости. Ловушку спускают в скважину на бурильной колонне. При подходе к забою включают промывочную жидкость и с вращением ставят на забой. Продолжительность вращения ловушки на первой скорости станка 5 -10 мин, при осевой нагрузке 100 - 200 даН и расходе промывочной жидкости 15-25 л/мин. Подъем необходимо выполнять без рывков и ударов. Во избежание размагничивания ловушку не рекомендуется хранить около источников тепла и в зоне действия электромагнитного поля, подвергать воздействию.

Магнитные ловушки для извлечения и подъема с забоя скважины металлических предметов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРЕДМЕТОВ С ЗАБОЯ СКВАЖИНЫ , содержащее соединенный с бурильной колонной корпус, связанный с ним рабочий наконечник с промывочным каналом и приемной полостью, и способный к затвердеванию реагент, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности захвата и удержания металлических предметов, корпус снабжен расположенной над приемной полостью изолированной камерой для затвердевающего реагента, дно которой выполнено из легкоразрушаемого материала, при этом рабочий наконечник выполнен в виде фрезерной коронки с внутренним кольцевым замковым выступом и промывочными окнами в нижней части приемной полости.

Изобретение относится к бурению и ремонту скважин, а именно к ловильным устройствам для извлечения металлических предметов с забоя скважины.

Известен магнитный фрезер, содержащий корпус с фрезеом, магнитной системой и промывочными каналами.

Однако данное устройство не может очистить забой скважины от. предметов, имеющих малую контактную поверхность с вогнутой поверхностью фрезера.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для удаления металлических предметов с забоя скважины, содержащее соединенный с бурильной колонной корпус, связанный с ним рабочий наконечник с промывочным каналом и приемной полостью, и способный к затвердеванию реагент.

Недостатком данного устройства является малая надежность в работе из-за возможности выпадения захваченных металлических предметов на забой скважины.

Цель изобретения - повышение надежности захвата и удержания металлических предметов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для удаления металлических предметов с забоя скважины, содержащем соединенный с бурильной колонной корпус, связанный с ним рабочий наконечник с промывочным каналом и приемной полостью, и способный к затвердеванию реагент, корпус снабжен расположенной над приемной полостью изолированной камерой для затвердевающего реагента, дно которой выполнено из легкоразрушаемого материала, при этом рабочий наконечник выполнен в виде фрезерной коронки с внутренним кольцевым замковым выступом и промывочными: окнами в нижней части приемной полости.

На фиг. 1 изображено устройство, в транспортном положении, общий вид на фиг. 2 - то же, в рабочем положении, на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1

Устройство содержит корпус 1, присоединенный к бурильной колонке 2, рабочий наконечник в виде фрезерной коронки 3 с промывочными боковыми окнами 4 и приемной полостью 5 под металлические предметы 6. В корпусе 1 над приемной полостью 5 расположена изолированная камера 7 с дном 8 из легкоразрушаемого материала и крышкой 9. Рядом с камерой 7, предназначенной под затвердевающий реагент 10, находится промывочный канал 11. Фререзерная коронка 3 выполнена с внутренним кольцевым замковым выступом 12.

Устройство работает следующем образом.

В камере 7 размещают способный к затвердеванию реагент 10, например быстросхватывающий цемент, материалы на основе эпоксидных смол и т.д., способные обволакивать и после затвердевания схватывать и удерживать металлические обломки во время подъема на поверхность. Дно 8 камеры изготавливается из легкоразрушаемого ударами материала, например из свинца, каменного литья и т.д. В собранном виде устройство присоединяется к бурильной колонне и спускается в скважину. Не доходя до забоя 6-7 м, промывают забой скважины, при этом крышка 9 предохраняет реагент 10 от размыва. Дойдя до забоя, при небольшой осевой нагрузке фрезерная коронка забуривается в породу, а металлические предметы 6 собираются в приемной полости 5 и при дальнейшей углубке входят в контакт с дном 8 и разрушают его. Реагент 10 из камеры 7 попадает в приемную полость 5, обволакивает металлические предметы 6 и затвердевает. Кольцевой замковый выступ 12 способствует удержанию затвердевшего реагента в приемной полости 5 при подъеме устройства на поверхность.

Применение предлагаемого устройства обеспечивает значительное сокращение времени и средств на очистку забоя от крупных металлических и других предметов.

Шламометаллоуловители (ШМУ) и металлоуловители – калибраторы (МУК).

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.

Целевое назначение шламометаллоуловителей в скважине может быть весьма многообразно.

Они применяются:

для улавливания и удаления из ствола и забоя скважины крупных фракций осадка твердых тел в процессе бурения скважин шарошечными, лопастными долотами сплошного бурения и коронками;
при ликвидации аварий с породоразрушающим инструментом в компановке с магнитным или торцевым фрезером для полного удаления с забоя скважин всех обломков твердых тел;
для полной утилизации всего осадка при вскрытии продуктивных горизонтов с низким пластовым давлением и при капитальном ремонте.

Металлоуловители – калибраторы (МУК) предназначены для утилизации забоя от металлических остатков с одновременным калиброванием стенок скважины. Они состоят из корпуса, прикрепленных к нему с помощью сварки лопастей, которые в свою очередь оснащаются породоразрушающими элементами. В нижней части межлопастного пространства привариваются дугообразные пластины 4, которые вместе с корпусом и лопастями образуют карманы. Металлические остатки сначала зависают в жидкости, а потом под действием своей массы складируются в карманах МУК-ов. При смене долота металлические остатки вместе с МУК-ами поднимаются на поверхность.

Принцип работы эжекционных (струйных) ловителей основан на движении промывочной жидкости от забоя вверх во внутренней полости ловителя. Они имеют общий недостаток – сложность конструкции, необходимость наличия комплекта запасных деталей. Ввиду абразивности промывочной жидкости сопла струйных насосов быстро выходят из строя. При утяжеленных промывочных жидкостях их не применяют.

Ловители с пакерными элементами для осуществления местной обратной циркуляции представляют большой интерес. Как показывает опыт, обратная циркуляция – более эффективна, чем прямая, как для процесса бурения, так и для работ, связанных с очисткой забоя скважин от металла и шлама. Обратная циркуляция позволяет использовать внутреннюю полость ловителя для улавливания крупных тел и создавать необходимую скорость движения жидкости в призабойной зоне для подъема тел с забоя и транспорта их во внутреннюю полость ловителя.

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 позволяют сделать следующие выводы:

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.
Очистка забоя магнитным фрезером не только малоэффективна, но и требует большого количества времени и труда.
При дроблении на забое крупных шламов металлических обломков при помощи торцевого фрезера или шарошечного долота часть металлических обломков остается на забое и сопровождает процесс бурения, что увеличивает время бурения. Эти обломки служат к тому же причиной преждевременного износа долота или причиной заклинивания колонны бурильных труб;
Применение шламометаллоуловителя (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.

Ловильное устройство для извлечения каротажного кабеля с забоя скважины.

Ловильное устройство для извлечения каротажного кабеля на гибкой трубе включает последовательно соединенные между собой обратный клапан, переводник, забойный двигатель, ограничитель с выполненными в нем промывочными отверстиями, и ловитель с приваренными к нему крючками, расположенными по корпусу ловителя друг над другом под углом 120 градусов относительно друг друга, и с наконечником в виде пики с крючком остроги. Технический результат от реализации полезной модели заключается в повышении эффективности извлечения каротажного кабеля, спрессованного под воздействием механической нагрузки в клубок, в условиях депрессии на пласт при низких пластовых давлениях с помощью гибкой трубы без глушения скважин.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для очистки забоя в процессе капитального ремонта скважин, в частности к ловильному оборудованию, спускаемому на гибкой трубе.

В отечественной и зарубежной практике для извлечения каротажного кабеля, тартального каната или проволоки от аппарата Яковлева используются различные ловильные инструменты, например, удочка шарнирная, ерш ловильный, вилка и др.

Аварии со стальным канатом, каротажным кабелем и проволокой аппарата Яковлева обычно происходят в результате прихвата в обсадной колонне приспособлений и приборов.

Если инструмент или прибор, спущенный в скважину на стальном канате, проволоке, оказался прихваченным, его не следует длительное время расхаживать, что может привести к обрыву каната, кабеля, проволоки. Если верхний конец каната (кабеля, проволоки) находится на устье скважины, то в нее спускают канаторезку на трубах вплоть до прибора. Перед спуском канаторезки канат (кабель, проволоку) сматывают с барабана лебедки, пропускают его через окна в кожухе и штоке канаторезки и вновь наматывают на барабан. При спуске канаторезки канат держат в натянутом состоянии, чтобы в скважине не образовался сальник.

Когда канаторезка доходит до прихваченного прибора, канат (кабель, проволоку) натягивают. Затем поднимают трубы и канат (кабель, проволока) обрезается. Из скважины вначале поднимают обрезанный канат (кабель, проволоку), затем канаторезку. После этого приступают к извлечению прихваченного инструмента.

Если нельзя использовать канаторезку, то на трубах спускают специальную воронку с «окном». Перед прихваченным прибором (инструментом) трубы поворачивают на 10-15 оборотов, чтобы канат (кабель, проволока) навился на воронку и трубы, затем дают натяжку на трубы. В этом случае обрыв обычно происходит у прихваченного инструмента (аппарата). После обрыва канат (кабель, проволоку) поднимают параллельно с трубами, соблюдая равные скорости подъема, иначе возможен их обрыв.

Извлечение каната (кабеля, проволоки) начинают со спуска одно-, двухрогой удочки с ограничителем. Ограничитель может быть в виде диска, колокола, наружный диаметр которого должен быть равным диаметру нормального шаблона для данной обсадной колонны.

Каждый спуск ловильного инструмента должен контролироваться по индикатору веса (ГИВ). Когда инструмент достигает оставшегося в скважине каната (кабеля, проволоки), что видно по индикатору веса, следует нагрузку довести до 1000-3000 кгс при одновременном вращении труб. Затем трубы поднимают. После подъема ловильного инструмента с навитым канатом (кабелем, проволокой) его захватывают, крепят специальными хомутами, освободив канат (кабель, проволоку) от инструмента, приступают к извлечению оставшейся части каната (кабеля, проволоки).

Если по ходу ловильных работ установлено, что образовались клубки из каната (кабеля, проволоки), то извлечение лучше производить шарнирными удочками.

Таким образом, заявляемое устройство помимо повышения надежности и эффективности ловильных работ существенно снижает затраты на ремонт скважины по извлечению каротажного кабеля, даже в условиях образования плотного клубка петель каротажного кабеля, их трудоемкость и стоимость, обеспечивает проведение ловильных работ с помощью ГТ без глушения скважины под давлением.

Ловильное устройство для извлечения каротажного кабеля на гибкой трубе, характеризующееся тем, что содержит последовательно соединенные между собой обратный клапан, переводник, забойный двигатель, ограничитель с выполненными в нем промывочными отверстиями и ловитель, корпус которого выполнен в виде стержня, при этом корпус ловителя снабжен 5 крючками, жестко соединенными с корпусом ловителя и расположенными по корпусу друг над другом под углом 120° относительно друг друга, а снизу корпус ловителя снабжен наконечником.

Также, для очистки и удаления каротажного кабеля с забоя скважины используют устройство УОК-5 (СТП 9004-2008).

Назначение: очистка каротажного кабеля при подъеме из скважины.

Устройство и принцип действия: Устройство состоит из двух резиновых муфт, верхней скобы, нижней скобы с тросиками для крепления УОК-5 на устье скважины и трех гаек-барашков для фиксации резиновых муфт.

Непосредственно перед подъемом на каротажный кабель через прорези надеваются две резиновой муфты. Муфты совмещаются так, чтобы совпали отверстия для кабеля и шпилек, а прорези находились в противоположных направлениях. Снизу накладывается скоба, шпильки которой вставляются в отверстия резиновых муфт. Сверху накладывается вторая скоба и скобы с резиновыми муфтами соединяются между собой гайками-барашками. За ушки в нижней части нижней скобы при помощи карабинов зацепляются тросики, которые продеваются в болтовые отверстия на фланце скважины и вторыми карабинами зацепляются за соответствующие ушки себя.

Очистка кабеля производится за счет плотного прилегания резиновых муфт к кабелю. Тросики обеспечивают мягкую подвеску УОК-5, что позволяет качественно очищать каротажный кабель независимо от размеров фланца и положения кабеля в скважине. А резиновые муфта в виде полого конуса препятствует разбрызгиванию жидкости.

В случае износа резиновых муфт, они заменяются новыми.