Аварии с долотами. Причины. Способы предупреждения и ликвидации.

Аварии с долотами приводят к оставлению в скважине до­лот или их узлов (шарошки, лапы с шарошками и др.). На извлечение целых долот из скважины затрачивается в 12-20 раз больше времени, чем на извлечение шарошек или лап с шарошками, хотя оставляют долота на забое редко. Долота остаются в скважине главным образом из-за нарушения пра­вил их крепления. Плохо закрепленные долота часто отвин­чиваются при спуске, не достигая забоя. То же происходит при проработках, особенно в зонах сужения, на искривлен­ных участках и в желобах.

При бурении электробурами долота отвинчиваются вслед­ствие неправильного присоединения токопроводами. Крепле­ние долот только цепными ключами непременно приведет в аварии. Известно много случаев оставления долот из-за пло­хого состояний резьб у переводников, к которым их крепят. Часто встречаются случаи оставления долот в скважине при расхаживании заклиненных долот вследствие чрезмерно частых отбивок их путем вращения с большой частотой впе­ред и со следующей резкой отдачей назад. Бурильная колонна за счет инерционных усилий поворачивается в обратную сто­рону на значительно большее число оборотов, что ведет к отвинчиванию долота.

Нередко происходят сломы долот по резьбе в ниппеле. Авариям этого вида предшествуют удары о выступ. Бывают случаи оставления трехшарошечных долот в сква­жинах в результате их раскалывания на три части. Это сви­детельствует о том, что лапы долот были плохо сварены.

Долота часто отвинчиваются, когда к муфте переводника с резьбой 3-152 (ЗН-168) присоединяют долота с резьбой 3-Н7 (ЗШ-141). Эти резьбы незначительно отличаются друг от друга.

В практике бурения скважин часты случаи поломки узлов шарошечных долот. В результате аварий с долотами в сква­жине остаются в основном шарошки. Это связано со значи­тельным износом опор, сломом цапф и режимами работы долот в скважине.

Долговечность опоры долота зависит от интенсивности изнашивания и разрушения поверхностей цапфы, шарошки и тел качения. Исследования показали, что характер изнаши­вания и разрушения этих поверхностей различен. Это связа­но с неравномерным сложным нагружением различных уча­стков поверхностей опоры, а также с конструкцией, техно­логией изготовления и размерами долот, Трущиеся поверхно­сти опоры подвергаются одновременно абразивному износу, осповидному, хрупкому и усталостному выкрашиванию, смя­тию, окислительному и тепловому износу и высокотемпера­турным ожогам в микрообъемах металла и в присутствии буровых растворов под высоким давлением. Одновременное развитие этих процессов, а также несовершенная сборка до­лот, различие механических свойств металла узлов и шаро­шек долот и отдельные конструктивные несовершенства приводят к неравномерной сборке опор и вооружения долот и к большому различию в их износостойкости. Все это со­здает трудности в определении качества сработки долот, оп­тимального и предельного времени пребывания долота на за­бое, особенно при турбинном бурении.

Причинами поломок долот, в частности оставления шаро­шек на забое, являются: передержка долота на забое; буре­ние с нагрузками, превышающими допустимые; удар долотом о забой или уступ; разбуривание пород долотами, не соот­ветствующими крепости пород; малая прочность опор и сварных швов; заклинивание долот; дефекты нарезки резь­бы; неплотное прилегание заплечиков лап долота к торцу пе­реводника; работа долотами по металлу, длительная промыв­ка скважины перед подъемом сработанного долота. Причинами заклинивания алмазных долот являются:

1) резкая посадка в зоне сужения ствола скважины и в призабойной зоне в результате спуска долота без ограниче­ния скорости, особенно в необсаженной части ствола сква­жины;

2) преждевременное прекращение циркуляции бурового раствора перед подъемом колонны с алмазным долотом, чаще во время процесса наращивания;

3) недостаточная промывка скважины через долото утечки раствора через негерметичные участки бурильной ко­лонны и ниппель турбобура, а также из-за малой подачи бу­рового раствора насосами;

4) бурение скважины при несоответствующем соотноше­нии размеров долота, УБТ и забойного двигателя;

5) заклинивание долот инородными предметами (металл и куски породы).

Случаи заклинивания алмазного долота часты при первом спуске его в скважину или после работы трехшарошечными долотами (хотя первое имеет несколько меньший диаметр, чем соответствующее трехшарошечное долото), а также по­сле длительной работы алмазного долота на забое без подъе­ма.

При бурении скважин алмазными долотами из-за недоста­точного крепления, а также вследствие изнашивания тела до­лота могут выпадать алмазы. Выпавшие алмазы ломают и крошат другие алмазы в долоте, что может привести его в негодность.

При работе с турбодолотами основное число аварий про­исходит из-за поломок валов. Конструкция турбодолот мало отличается от конструкции турбобуров, но эти изменения источник возникновения новых разновидностей аварий. К ним относится слом вала турбодолота, причина которого ослабление прочности вала отверстием под колонковую тру­бу. Наибольшее число аварий приходится на те валы, кото­рые имеют разную толщину стенок. Однако и при одинако­вой толщине стенок вала бывают случаи слома его по телу, преимущественно в верхней части у конца сбега резьбы под гайку или в местах, близких к резьбе. В результате в сква­жине остаются вал с нижним переводником и долото.

К основным причинам аварий с турбобурами и турбодо­лотами относятся: нарушение технологии и техники бурения и неправильная эксплуатация; недостатки организации ремонта; наличие большего числа резьбовых соединений и уз­лов, не удовлетворяющих требованиям предельной прочности и износоустойчивости; заводской брак деталей.