Металлошламоуловители

Шламометаллоуловители типа ШМУ, УМК предназначены для улавливания, извлечения и удаления крупных обломков, разрушаемых в скважине металлических объектов, отдельных фрагментов вооружения разрушающих инструментов (долот, фрезеров и т. п.), частиц шлама, металлического и твердосплавного скрапа из забоя скважины в процессе бурения.

Шламометаллоуловитель ШМУ состоит из корпуса с двумя внутренними присоединительными резьбами (возможны различные варианты выполнения присоединительных резьб) и одной наружной монтажной резьбой, на которую наворачивается ловушка (корзина). Внутренняя поверхность ловушки выполнена в виде ленточной резьбы. Для циркуляции промывочного раствора в корпусе выполнено проходное отверстие. Корпус скомпонован со съемным кожухом, который также имеет отверстия для слива жидкости при подъеме. Кожух зафиксирован на корпусе 2-мя винтами с пружинными шайбами против отворота и центратором. Центратор предназначен для центрирования кожуха относительно корпуса.

Рис. 75. Шламометаллоуловитель ШМУ

Шламометаллоуловители выпускаются следующих видов:

· по длине:

короткий К (по стандарту глубина корзины 250 мм либо 260 мм) - для использования в компоновке с долотом;

средний С (по стандарту глубина корзины 500 мм либо 600 мм );

длинный Д (750 мм либо 800 мм) - для использования в компоновке с фрезером;

· по виду присоединительных элементов:

сверху — ниппель, снизу — муфта: НМ (ЗНМ)

сверху и снизу — муфта: ММ (ЗММ)

сверху — муфта, снизу — ниппель: МН (ЗМН)

сверху и снизу — ниппель: НН (ЗНН)

Пример записи: Шламометаллоуловитель типа ШМУ, короткий, с присоединительными элементами вида «муфта-муфта», наружным диаметром 114 и правой присоединительной резьбой: ШМУ-К-ММ-114. То же, длинный, с левой присоединительной резьбой: ШМУ-Д-ММ-114Л.

Принцип работы шламометаллоуловителя ШМУ. В процессе работы поток жидкости поднимает частицы металла, которые, попадая во внутреннюю часть ловушки (корзины) по резьбе отбрасываются в нижнюю часть ловушки и оседают в ее нижней части. Циркуляцией промывочной жидкости в кольцевом зазоре между кожухом и стенкой скважины создается высокая скорость восходящего потока. Частицы металла, попадая в этот поток, поднимаются. При достижении верхнего торца кожуха, скорость потока промывочной жидкости резко уменьшается вследствие увеличения свободного кольцевого сечения. Находящийся в потоке металл попадает в зону завихрения и под действием гравитационных сил осаждается в зоне покоя между корпусом и кожухом.

Частицы металла, поднявшиеся выше шламометаллоуловителя, также в основном попадают в него после выключения циркуляции.

Скомпонованный с ловильным инструментом (ловителем магнитным и фрезером), шламометаллоуловитель не доводят до забоя на 5-8 м. Циркуляция промывочной жидкости осуществляется с максимальной подачей насосов. Затем с вращением и плавной подачей, шламометаллоуловитель вместе с ловильным инструментом спускают до забоя и производят ловильные работы. При этом компоновку желательно с интенсивной циркуляцией приподнять 3–4 раза на 10–15 метров. Общее время работы шламоуловителя должно составлять не менее часа.

Шламометаллоуловитель ШМУ может эксплуатироваться к как при роторном способе бурения, так и при бурении турбобурами и винтовыми забойными двигателями.

Для работы шламоуловитель устанавливается в компоновке низа бурильной колонны непосредственно над долотом.

Свинчивание и отвинчивание составных частей шламоуловителя, его крепления и раскрепления в компоновке низа бурильной колонны производится машинными ключами при заторможенном роторе

Шламоуловитель УМК. В процессе работы поток жидкости поднимает частицы металла, которые, по резьбе отбрасываются в нижнюю часть ловушки и оседают в ее нижней части. Циркуляцией промывочной жидкости в кольцевом зазоре между кожухом и стенкой скважины создается высокая скорость восходящего потока. Частицы металла, попадая в этот поток, поднимаются. При достижении верхнего торца кожуха, скорость потока промывочной жидкости резко уменьшается вследствие увеличения свободного кольцевого сечения. Находящийся в потоке металл попадает в зону завихрения и под действием гравитационных сил осаждается в зоне покоя между корпусом и кожухом.

Рис. 76. Шламоуловитель УМК

Металлошламоуловитель МШУМ-172, МШУМ-195

Металлошламоуловитель предназначен для улавливания обломков разрушемых в скважине металлических обьектов и отдельных фрагментов вооружения породоразрушающих инструментов (долот, фрезеров и т.д.).

Металошламоулавители выпускаются с правой и левой присоединительной резьбой. По виду присоединительных резьб металошламоулавители выпускаются следующих типов:

- сверху - ниппель, снизу - муфта (НМ);

- сверху и снизу - муфта (ММ);

- сверху - муфта, снизу - ниппель (МН);

- сверху и снизу - ниппель (НН).

Рис. 77. Металлошламоуловитель МШУМ

Фрезеры

При ликвидации аварии в скважинах значительный объем работ занимает фрезерование аварийных металлических предметов и разбуривание цемента.

Фрезеры пилотные.

Скважинные фрезеры типа ФП предназначены для фрезирования верхнего конца насосно-компрессорных, бурильных и обсадных труб с целью захватывания их ловильным инструментом (рис. 78).

Рис. 78. Фрезер пилотный ФП, 2ФП, 3ФП

Фрезеры пилотные Barracuda. Barracuda Pilot Mill, Barracuda Pilot Junk Mill, 1Barracuda 1Pilot Junk Mill.

Рис. 79. Фрезер пилотный Barracuda Pilot Mil	Рис. 80. Фрезер пилотный Barracuda Pilot Junk Mill	Рис. 81. Фрезер пилотный 1Barracuda 1Pilot Junk Mill

Фрезеры пилотные Barracuda Pilot Mill, Barracuda Pilot Junk Mill, 1Barracuda Pilot Junk Mill предназначены для фрезерования секций зацементированных обсадных труб, труб бурильных, насосно-компрессорных, или хвостовиков. Выбор конструктивного исполнения фрезера для комплектации колонны зависит от условий работы.

Фрезеры торцевые.

Фрезер - торцевой, с опорно-центрирующим устройством, позволяющим центрировать его относительно оси колонны. Истирающе-режущие участки фрезера армированы композиционным твердосплавным материалом. В корпусе имеются промывочные отверстия и стружкоотводящие противозаклинивающие каналы.

Для присоединения фрезера к бурильной колонне на верхнем конце корпуса предусмотрена присоединительная резьба.

Фрезер торцевой ФТ предназначен для разрушения всевозможных посторонних металлических предметов, цементного камня, а также иных препятствий, по всему сечению скважины, затрудняющих или вовсе не позволяющих нормальное продолжение технологического цикла при ремонтно-восстановительных работах в нефтяных, газовых и геологоразведочных скважинах. Вогнутый профиль режущей поверхности фрезера торцевого позволяет центрировать фрезер на забое. Верхний конец цилиндрического корпуса имеет резьбу для свинчивания с колонной бурильных труб, а нижний конец корпуса армирован композиционным твердосплавным материалом. В армированном слое фрезера предусмотрены промывочные каналы, по которым промывочно-охлаждающаяся жидкость поступает непосредственно в зону резания. Применительно к ситуациям, возникающим в скважинах, торцевые фрезеры делятся на: ФТ, ФТЭ, ФТИ. Торцевые фрезеры отличаются площадью армировки торцевой (рабочей) поверхности твердосплавной крошкой. Традиционно выпускавшиеся фрезеры торцевые подверглись некоторой модернизации по вооружению (фракционный состав твердого сплава), что позволило заметно улучшить показатели их работы.

Рис. 82. Фрезер торцевой ФТ	Рис. 83. Фрезер торцевой ФТЭ	Рис. 84. Фрезер торцевой импрегнированный ФТИ

Фрезер торцевой ФТ предназначен для разрушения любого осадка, цемента, кусков металла отдельных труб и колонн тонкостенных НКТ. Тип вооружения фрезера - твердосплавные зубки. Фрезер легкого вида.

Фрезер торцевой ФТЭ - вооруженные твердосплавными пластинами - для фрезерования легкосплавных бурильных труб. Вогнутый профиль режущей поверхности фрезера торцевого позволяет центрировать фрезер на забое. Тип вооружения фрезера - твердосплавные пластины. Фрезер среднего вида.

Фрезеры торцевые импрегнированные ФТИ, предназначены для разрушения металлических предметов и цементного камня по всему сечению скважины при ремонтно-восстановительных работах. Вогнутый профиль режущей поверхности фрезера торцевого позволяет центрировать фрезер на забое. ФТИ – импрегнированные армированные твердосплавным композиционным материалом - для разрушения крупных и прочных предметов и устройств. Фрезер тяжелого вида.

Фрезер вогнутый тяжелого вида для предназначен для разрушения металлических предметов, разбуривания цементного камня, при проведении ремонтно-восстановительных работ с центрированием на забое.

Фреза торцевая вогнутая имеет вогнутую полусферическую поверхность с режуще-истирающей напайкой состоящей из частиц дробленого карбида вольфрама, внедренных в матрицу из никельсодержащей латуни. Так же фрезер вогнутый состоит из корпуса, изготовленного из высокопрочной легированной стали. В верхней части корпуса выполнена присоединительная резьба. В боковой поверхности вогнутой фрезы имеются отверстия и соответствующие каналы, обеспечивающие эффективное охлаждение и интенсивную промывку для выноса стружки. Боковая поверхность напайки прошлифована заподлицо с наружным диаметром корпуса.

Рис. 85. Фреза с вогнутым торцом	Рис. 86. Фреза с вогнутым торцом и стабилизирующими выступами

Фрезеры кольцевые ФК, ФКИ предназначены для работы по цементному камню, породе, отложениям, шламу с отдельными металлическими включениями, импрегнированные, предназначенные для работы с металлическими предметами в кольцевом пространстве, освобождения прихваченного или зацементированного инструмента. Для фрезерования металлических предметов высокой твердости по специальному заказу возможно изготовление кольцевых фрезеров с зубками из материала «Славутич» (твердый сплав с армированием природными алмазами). Изготавливаются трех типов: 1 вариант - соединение под сварку, 2 вариант - с резьбовым соединением, 3 вариант - с удлиненным корпусом (У). Фрез кольцевой представляет собой цилиндрический корпус, нижний конец которого либо армирован композиционным материалом из дробленного твердого сплава, либо вооружение твердосплавные пластинами (ФКП), твердосплавными зубьями (ФКЗ). На внутренней поверхности корпуса фреза нарезаны винтовые пазы, пересекающие вертикальные каналы, выполненные в теле корпуса. Направление пазов противоположно направлению вращения фрезы. Наличие пазов обеспечивает равномерное охлаждение фрезера в процессе работы.

Фрезер кольцевой твердосплавный ФК предназначены для фрезерования прихваченных бурильных и насосно-компрессорных труб. Вооружение: твердосплавные пластины (ФКЗ), твердосплавные зубки (ФКП), предназначены для работы по цементному камню, породе, отложениям, шламу с отдельными металлическими включениями.

Фрезер кольцевой импрегнированный ФКИ твердосплавной крошкой предназначен для фрезерования прихваченных бурильных и насосно-компрессорных труб. Вооружение фрез ФКИ: импрегнированные с твердосплавным композиционным материалом, предназначен для работы с металлическими предметами.

Рис. 87. Фрезер кольцевой ФК твердосплавными зубками (ФКЗ)	Рис. 88. Фрезер кольцевой ФК твердосплавными пластинами (ФКП)	Рис. 89. Фрезер кольцевой импрегнированный ФКИ

Скважинные фрезеры-райберы типа ФРЛ предназначены для прорезания окна в обсадной колонне при забуривании бокового ствола. Изготавливаются двух видов вооружения: твердосплавные пластины ФРЛ, твердосплавный композиционный материал - ФРЛИ. Так же фрезер райбер, предназначен для фрезерования стенок обсадных труб, выравнивания геометрических параметров, удаления смятий, задиров, проработки интервалов перфорации с использованием утяжеленных труб, подвешенных к фрезу райберу. Фрезер-райбер состоит из режущей и конический ловильной частей. Режущая часть включает в себя цилиндрический и конический райберы и кольцевой фрезер. Ловильная часть представляет собой специальный захват, установленный внутри цилиндрического райбера. В верхней части фрезера-райбера нарезана замковая резьба для подсоединения к бурильной колонне труб. Промывочное отверстие - центральное.

Окна необходимого профиля и длины в обсадной колонне прорезают за один рейс, одновременно извлекая на поверхность часть обсадной колонны - ленту, образующуюся в процессе прорезания окна.

Фрезер-райбер может использоваться в качестве калибратора с торцовыми фрезами и долотами в условиях умеренного и холодного климатов в макроклиматических районах.

При использовании фрезеров-райберов типа ФРС вырезание «окна» ведется за три спуско-подъемные операции последовательно тремя фрезерами-райберами различных диаметров (каждый типоразмер фрезера-райбера ФРС подразделяется на три номера — 1, 2 и 3). Фрезеры типа ФРС выпускаются двух типоразмеров ФРС-146 и ФРС-168 для колонн диаметром 146 и 168 мм.

Рис. 90. Фрезер-райбер типа ФРС

Фрезер-райбер типа РПМ прорезает «окно» в колоннах за один спуско-подъем. Отличается от предыдущей конструкции наличием цилиндрической режущей части. Фрезеры-райберы выпускаются для вырезания колонн диаметром 146, 168, 219 и 245 мм.

Рис. 91. Фрезер-райбер типа РПМ

Фрезер-райбер типа ФРЛ также предназначен для вырезания «окна» в обсадной колонне за один рейс. Фрезер-райбер ФРЛ — комбинация из кольцевого фрезера, фрезера-райбера с двумя дополнительными цилиндрическими режущими частями и ловителя. В процессе вырезания «окна» часть обсадной колонны в виде ленты попадает во внутреннюю поверхность райбера и при помощи специального ловителя извлекается на поверхность.

Рис. 92. Фрезер-райбер типа ФРЛ

Фрезер-райбер состоит из режущей и ловильной частей. Режущая часть включает в себя цилиндрический и конический райберы и кольцевой фрезер. Ловильная часть представляет собой специальный захват, установленный внутри цилиндрического райбера.

Фрезер-райбер калибрующий ФРК (Фрез КФР) предназначен для калибрования стенок в вырезанном «окне».

Фрезер-райбер ФРК (КФР) состоит из корпуса, изготовленного из высокопрочной легированной стали и режущеи стирающей наплавки, состоящей из частиц дробленного карбида вольфрама, внедренного в матрицу из никельсодержащей латуни. Фрезерующие зубья выполнены в виде винтовых поверхностей, расположены в средней части корпуса. В верхней и нижней части корпуса фрезер-райбер ФРК (КФР) выполняются присоединительные резьбы.

Рис. 93. Фрезер-райбер калибрующий ФРК (Фрез КФР)

Магнитные фрезеры - ловители типа ФМ (рис. 94) предназначены для извлечения из скважины металлических предметов, обладающих ферромагнитными свойствами. Они позволяют предварительно офрезеровать аварийные металлические предметы, для чего снабжены режущей коронкой. Принцип действия заключается в применении режущего торца корпуса для фрезерования и действия постоянного магнита для захвата и извлечения мелких металлических предметов. Изготавливают их в двух исполнениях: ФМ — без механического захвата; ФМЗ — с механическим захватом.

Выпускаются также фрезеры типа ФЗ, ФТК, ФК, ФЗО, ФЗК и др.

Рис. 94. Магнитный фрезер-ловитель типа ФМ	Рис. 95. Магнитный фрезер ФМЗ

Пауки

Паук ловильный (рис. 96) применяют для извлечения с забоя различных мелких предметов. Его изготавливают на месте работ из колонковой трубы. На конце трубы вырезают остроугольные зубья высотой 150-200 мм и подгибают их вовнутрь. Паук спускают в скважину на бурильных трубах. За счет осевой нагрузки зубья загибаются, захватывая мелкие предметы.

Паук гидравлический наружный с обратной промывкой (рис. 97) предназначен для улавливания и извлечения разнообразных металлических предметов и скрапа с забоя скважин.

Рис. 96. Паук ловильный	Рис. 97. Паук гидравлический наружный с обратной промывкой

Приводится в рабочее положение после посадки шара в седло, что обеспечивает местную обратную промывку на забое. Изменение направления движения потока промывочной жидкости открывает рычажковые захваты, улавливая мелкий шлам. Паук снабжен кольцевым фрезером, что позволяет при необходимости отобрать небольшой керн, профрезеровав 350-400 мм.

Труборезы

Труборез-фрезер ТФ предназначен для резки насосно-компрессорных, обсадных труб и бурильных труб.

Труборез обеспечивает:

- резку толстостенных труб путем воздействия давления промывочной жидкости на резцы;

- возможность использования как самостоятельно, так и с якорем. Присоединительные резьбы по ГОСТ 633-80.

Рис. 98 Труборез-фрезер

1 – корпус; 2 – выжымной канал резца; 3-коническая направляющая с седлом; 4-шаровой клапан; 5-ограничитель для резцов; 6-промывочное отверстие;7 резцедержатель; 8-резец; 9-ограничитель.