Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Постепенные (износовые) отказы обусловле­ны неизбежными явлениями износа и определяются режи­мом эксплуатации бурильной колонны. Наибольшее влияние на износ бурильной колонны оказывают следующие факторы: наличие или отсутствие УБТ;

перенос осей свинчиваемых резьб и использование ис­кривленных труб;

превышение частоты вращения снаряда и осевой нагрузки на забой при отсутствии УБТ;

слабая затяжка резьбовых соединений.

Все эти факторы можно подразделить по характеру по­следствий на несколько групп.

Отсутствие УБТ, перекос свинчиваемых соединений, ис­пользование искривленных труб и превышение силовых па­раметров режима бурения приводит к повышенному износу (истиранию) боковой поверхности труб, муфт, замковых и ниппельных соединений в результате чрезмерного прижатия их к стенкам скважины. При этом в случае сложного враще­ния колонны бурильных труб с наложением вращения оси колонны вокруг оси скважины (такое движение возникает при значительных зазорах и повышенном коэффициенте тре­ния) возникает наиболее опасный односторонний или нерав­номерный износ. Такой износ происходит значительно ин­тенсивнее в результате концентрации истирающих воздейст­вий. Кроме того, неравномерный износ вызывает перерас­пределение и концентрацию опасных напряжений в соедини­тельных элементах колонны.

Интенсивность износа в данном случае существенно зави­сит от абразивности горных пород, слагающих разрез. По­этому, помимо соблюдения норм технического контроля (выбраковка изогнутых труб, несоосных и непараллельных резьбовых соединений) и технологических регламентаций (использование УБТ, ограничение силовых режимных пара­метров), интенсивность износа может быть снижена в ре­зультате общего облегчения режима работы колонны за счет применения антивибрационных смазок колонны и смазы­вающих добавок к промывочной жидкости.

Отсутствие резьбовой смазки, слабая затяжка резьбовых соединений, плохая очистка резьбы от шлама ведут к разру­шению резьбы прежде всего вследствие перераспределения и чрезмерной концентрации нагрузок на ограниченной поверх­ности резьбового контакта. Многократное свинчивание и раз­винчивание замковой резьбы в процессе эксплуатации бу­рильной колонны при неблагоприятных условиях (за­грязнение, недозатягивание и т. д.) ведет к эрозии резьбовой поверхности, образованию микротрещин, задиров, вырывов. Уменьшение высоты резьбы и площади рабочего контакта винтовой пары в этом случае приводит к тому, что износ в ходе эксплуатации идет прогрессирующими темпами и в ко­нечном счете приводит к «закусыванию» резьбы замка либо к вырыву резьбы и разъединению колонны в процессе работ (обрыву). Большое значение для предотвращения отказов разъемных резьбовых соединений имеет материал, из кото­рого изготавливаются элементы замка и упрочняющая обра­ботка изделий. Хорошо зарекомендовали себя на практике замковые соединения, изготовленные из стали 40ХИ, поверх­ность которых подвергнута закалке токами высокой частоты. Такие замки в течение первых 5-10 свинчиваний проходят приработку, после чего (если приработка проведена без на­рушения режима) их износ сводится к минимуму, не имею­щему практического значения.

Соединительные муфты бурильных труб не подвергаются частым свинчиваниям и развинчиваниям, поэтому и причины износа их резьбовых соединений иные. Наибольшее значение имеют слабая затяжка и «загружение» резьбы шламом, при­водящие к концентрации разрушающих переменных нагрузок и последующему усталостному разрушению витков резьбы. Характер работы соединительных муфт требует от материала, из которого они изготавливаются, прежде всего повышенной ударной вязкости и износоустойчивости. Такие свойства обе­спечивает легированная марганцовистая сталь 36Г26. При этом упрочняющая термообработка муфт не производится, вследствие чего они имеют невысокую твердость поверхности (НИС 18-20).

Наличие каверн в разрезе и повышенное содержание аб­разивных частиц в промывочной жидкости можно отнести к геолого-техническим, плохо поддающимся регулированию фак­торам.

Каверны и различного рода резкие искривления, уступы в процессе бурения могут быть устранены — для этого сущест­вуют специальные способы, технологические приемы. Но эти работы требуют времени и затрат. Очистка глинистого рас­твора от абразивных частиц также трудоемка и малоэффек­тивна. Снижение интенсивности износа в данном случае обеспечивается только путем общего снижения интенсивно­сти всех параметров режима бурения: частоты вращения бу­рового снаряда, осевой нагрузки на забой скважины и расхо­да промывочной жидкости.

Внезапные отказы бурильной колонны бывают вызваны следующими основными причинами:

отклонения в химическом составе материала и режиме термообработки элементов колонны;

некачественная нарезка резьбы (несоосность сопрягаемых резьб, уменьшение длины, высоты витков, чистоты поверхно­сти) ;

повышенная кривизна труб и перекос опорных поверхно­стей деталей замка.

Отклонения в химическом составе материалов допускают­ся главным образом при изготовлении малогабаритных эле­ментов колонн бурильных труб (муфт, замков, ниппелей, пе­реводников) в геологоразведочных партиях и экспедициях. В результате не обеспечивается необходимая прочность.

Некачественная нарезка резьбы и применение искривлен­ных труб, деталей, имеющих перекошенные опорные поверх­ности, вызывающие концентрацию разрушающих напряже­ний, устраняются путем контроля и выбраковки негодных деталей при сборке колонн бурильных труб. С этой целью применяются специальные калибры и мерный инструмент.

Комментарии запрещены.