Аварии с бурильной колонной

Многочисленными теоретическими ис­следованиями и практикой доказано, что аварии вследствие поломки элементов бу­рильной колонны вызваны в основном уста­лостью металла.

Явления усталости возникают главным образом под действием следующих основных переменных нагрузок: изгиба, колебаний бу­рильной колонны в продольном и поперечном направлении.

Усталость металла ускоряют следую­щие факторы:

· дефекты материала труб — расслое­ние и структурная неоднородность металла, незаметные (на глаз) инородные включения в металле и конструктивные дефекты, т.е. резкие переходы в сечении, острые надрезы, царапины и т.д.;

· малые радиусы закругления восьми-ниточных резьб (трубных);

· применение безупорного соединения трубы с замком или соединительной муфтой;

· неблагоприятные геологические и технологические условия бурения и наруше­ния запроектированных режимов бурения.

К таким неблагоприятным условиям относятся:

· переслаивание пород, различные физико-механические свойства, структура и текстура, крутые углы падения пластов;

· работа колонн в средах с агрессивны­ми химическими добавками (соли, кислоты, щелочи), способствующими возникновению коррозии;

· работа бурильной колонны в скважи­нах, имеющих по стволу большие каверны, особенно при роторном бурении;

· несоответствие размера долота диа­метру бурильных труб;

· несоответствие типа долота характеристике разбуриваемых пород;

· возникновение резонанса при совпа­дении частоты колебаний колонны от пуль­сации давления на выкидной линии насоса с частотой собственных колебаний колонн;

· эксплуатация бурильной колонны в состоянии чрезмерного сжатия, т.е. при бу­рении без УБТ или с УБТ незначительной длины, тогда как вес УБТ должен превышать нагрузку на долото на 25 %;

· установка над УБТ труб группы проч­ности Е, К, а также ЛБТ;

· применение труб несоответствующе­го класса для бурения на данной глубине;

· вмятины на трубах от инородных тел (шарошек, долот, крепких пород и т.д.);

· эксцентричность вышки, ротора по отношению к скважине.

Перечисленные факторы способствуют возникновению аварий, вызванных:

· в ведущих трубах поломкой по телу и срывом трубной резьбы;

· в бурильных трубах поломками по те­лу на участках с номинальной толщиной стенки, в концевых утолщениях, в зоне свар­ного шва и трубной резьбы, а также срывом резьбы, соединяющей трубу с бурильным замком;

· в бурильных замках поломками по те­лу на участках, заключенных между резьбо­выми концами и в зоне замковой резьбы ниппеля или муфты, а также срывом по зам­ковой резьбе;

· в УБТ и переводниках поломками по телу в зоне замковой резьбы и срывом по замковой резьбе;

· в соединительных муфтах поломкой по телу.

Кроме этого, встречаются аварии, вы­званные развинчиванием резьб в замковых соединениях бурильных замков, УБТ, пере­водников и ведущих труб.