Профилактика и ликвидация прихватов обсадных колонн

Эффективное крепление скважины — важнейший этап буровых работ, который требует тщательной подготовки и строгого соблюдения технологии. Любое отклонение от плана может привести к серьезным осложнениям, таким как прихваты обсадных колонн, создающих риск остановки работ и повышающих затраты.

Для предотвращения таких ситуаций необходимо разрабатывать план работ с учетом геолого-технических условий месторождения, состояния оборудования, инструментов, а также текущего состояния скважины. Основная цель подготовительных мероприятий заключается в обеспечении непрерывного процесса крепления скважины, что минимизирует вероятность возникновения прихватов.

Подготовка включает комплекс мер: проверку состояния оборудования и контрольно-измерительных приборов, проведение опрессовки, подготовку ствола скважины на основе геофизических исследований (ГИС), а также контроль за процессом спуска обсадной колонны под руководством опытного специалиста.

Скорость спуска колонны строго регламентируется, а долив бурового раствора выполняется без исключений. Эти и другие меры являются основой для надежного и безопасного крепления скважин.

Для предотвращения прихватов обсадных колонн требуется строгий контроль за соблюдением технологических процессов и параметров бурения, а также использование современных методов и оборудования. Ключевыми аспектами профилактики являются выбор оптимальных промывочных жидкостей, обеспечение правильной циркуляции растворов, контроль над движением бурильной колонны и оперативное устранение признаков осложнений.

Основные мероприятия по предупреждению прихватов:

1. Выбор промывочных жидкостей. Промывочные жидкости должны соответствовать геологическим условиям и иметь минимальное содержание глинистых частиц. Используются составы с химическими реагентами и поверхностно-активными веществами (ПАВ), которые предотвращают образование корки на стенках скважины и обеспечивают качественное вскрытие продуктивных пластов.

2. Контроль плотности бурового раствора. Плотность раствора регулируется в соответствии с прогнозируемыми пластовыми давлениями, что минимизирует риск превышения допустимого уровня нагрузки на пласт. Отклонения от заданной плотности не должны превышать ±0,02−0,03 г/см³.

3. Поддержание параметров бурового раствора. Регулярно добавляются смазочные вещества для снижения коэффициента трения, а в утяжеленные растворы вводятся реагенты, предотвращающие гидрофобизацию и осаждение частиц.

4. Мониторинг температуры и циркуляции раствора. Температура промывочной жидкости замеряется каждые 30 минут. При значительных колебаниях температуры выполняется подъем колонны и повторное замеривание. Устанавливаются автоматические сигнализаторы для контроля прекращения циркуляции.

5. Предотвращение неподвижности колонны. Не допускается оставление бурильной колонны без движения в открытом стволе. В случае вынужденных остановок колонну поднимают, обеспечивают циркуляцию бурового раствора и, при возможности, вращают колонну ротором.

6. Плавное спускоподъемное движение. При спуске колонны необходимо избегать резких движений, а также уделять внимание изменению размеров и форм долота, чтобы минимизировать риск застревания.

7. Устранение затяжек. При появлении посадок колонну поднимают на 15−20 метров, прорабатывают опасный интервал, фиксируют все осложнения в буровом журнале и продолжают работы.

8. Контроль оборудования. Обеспечивается исправность насосов, гидроциклонов, вибросит и других механизмов очистки промывочной жидкости.

9. Плановая опрессовка колонны. Опрессовка выполняется согласно графику, чтобы избежать неисправностей и повысить надежность оборудования.

10. Регулярная проработка ствола. После длительных перерывов бурение возобновляется с обязательной проработкой пробуренного интервала для устранения возможных осложнений.


Соблюдение этих мер позволяет минимизировать риск возникновения прихватов и обеспечивает надежность буровых операций.

Для предотвращения прилипания бурильной колонны важны правильный выбор бурового раствора, грамотная компоновка оборудования и соблюдение технологической дисциплины. Использование буровых растворов с низкой водоотдачей уменьшает толщину глинистой корки, что снижает риск прилипания. Растворы на углеводородной основе являются наиболее эффективными для полной защиты от прилипания.

Особое внимание уделяется противоприхватным опорам. Опоры с квадратным, шестигранным или спиральным профилем, а также стабилизаторы и центраторы, диаметры которых меньше диаметра долота на 5−10 мм, эффективно минимизируют контакт колонны со стенками скважины. Их установка не ограничивается нижней частью колонны — такие опоры размещают и в прихватоопасных участках, например напротив проницаемых пород.

Динамика колонны играет ключевую роль. Нельзя оставлять колонну неподвижной в открытом стволе, особенно при бурении в продуктивных горизонтах. Перед подъемом проводится промывка скважины и утяжеление раствора с обязательным расхаживанием колонны.

Перед входом в опасные зоны тщательно проверяют состояние роторной цепи, насосов и других механизмов. Буровой раствор очищают от твердых частиц, а его плотность регулируют в зависимости от условий. Эти мероприятия помогают избежать осложнений и обеспечить бесперебойную работу колонны.

Заклинивание труб при бурении глубоких скважин случается чаще, чем прихваты из-за перепада давления, поэтому необходимо уделить особое внимание профилактическим мерам.

Ключевую роль играет правильный выбор компоновки низа бурильной колонны. Она должна обеспечивать стабильное бурение на оптимальных режимах, минимизировать гидравлические сопротивления и исключать искривление ствола. Искривление часто становится причиной образования желобов, что увеличивает риск заклинивания. Компоновка также должна предотвращать уменьшение диаметра ствола и скопление шлама на забое.

При бурении скважин с долотами диаметром 394 мм и более рекомендуется использовать роторно-турбинные буры (РТБ). Это особенно актуально в сложных геологических условиях, где традиционные методы бурения приводят к искривлению стволов. Однако расширение ствола с помощью РТБ недопустимо, так как это может спровоцировать самопроизвольное забуривание нового ствола.

Важно фиксировать в буровом журнале участки сужений ствола и интервалы затяжек бурильной колонны. Если затяжки повторяются и становятся сильнее, это может свидетельствовать об образовании желоба. В таких случаях проводится профилеметрия необсаженного интервала ствола для точного определения проблемных зон и предотвращения заклинивания.

Для защиты скважины от посторонних предметов, которые могут стать причиной заклинивания, на устье устанавливают полуавтоматические устройства или резиновые круги под ротором.

Заклинивание может быть вызвано скоплением металла на забое. Чтобы этого избежать, в компоновку включают металлоуловители или периодически спускают магнитные ловители и забойные фрезеры со шламоуловителями. Разовая очистка забоя проводится через каждые 300 м проходки в среднетвердых породах и каждые 100 м в твердых. Очистку также выполняют после разбуривания элементов конструкции обсадных колонн.

При бурении скважин в зонах с неустойчивыми породами (каменная соль, бишофиты, глины, аргиллиты) существует риск прихватов труб из-за выпучивания или осыпания пород. Для минимизации таких рисков необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Бурение с максимальными скоростями. Необходимо организовать бурение без длительных остановок, вызванных отсутствием материалов, труб или оборудования.
2. Использование качественного бурового раствора. Раствор должен поддерживать стенки скважины в устойчивом состоянии, предотвращая затяжки, посадки и образование каверн. Идеальными считаются безводные растворы на углеводородной основе. Для бишофитов лучше применять известково-битумные растворы, а для глин и аргиллитов — хлоркалиевые растворы. Коэффициент трения глинистой корки (КТК) не должен превышать 0,15.
3. Противодействие вибрациям. Для уменьшения вибрационного воздействия бурильных труб на стенки скважины в компоновку низа колонны включают наддолотные амортизаторы.
4. Корректировка параметров раствора. Если породы продолжают выпучиваться, буровой раствор утяжеляют на 10−15% от расчётного значения гидростатического давления или изменяют его состав в соответствии с условиями бурения.
5. Выбор способа бурения. При обнаружении признаков обвала пород при турбинном бурении переходят на роторный способ.
6. Промывка ствола. Бурильные трубы спускают с промежуточными промывками для снижения давления на породы. Рекомендуется регулярная промывка вязким раствором для удаления скоплений.

Образование сальников в стволе скважины требует особого внимания, особенно при бурении пород, склонных к сальникообразованию. Для профилактики необходимо:

1. Снижение вязкости и трения. Промывочная жидкость должна иметь минимальные вязкость, СНС и коэффициент трения корки. При подозрении на сальникообразование колонну нужно сразу поднять.
2. Использование равнопроходной конструкции колонны. Это позволяет поддерживать высокую скорость восходящего потока, снижая риск образования сальников. Важно избегать ступенчатых диаметров в необсаженной части скважины.
3. Проработка ствола перед сменой оборудования. Если долото режущего типа сменяется на турбобур, необходимо предварительно проработать ствол шарошечным долотом.
4. Контроль за приемными емкостями. Не допускается зашламление выше нижнего уровня приемных труб насосов.
5. Промывка при повышении давления. При повышении давления на выкидной линии насосов бурение прекращают. Скважину промывают, расхаживая и вращая бурильную колонну с частотой не менее 80 об/мин, избегая избыточного натяжения колонны.

Следование этим рекомендациям поможет снизить вероятность прихватов и обеспечит безопасность работ.

Ликвидация прихватов бурильных труб является сложной задачей, требующей применения различных методов в зависимости от конкретной ситуации. Основные способы устранения прихватов включают:

1. Установка жидкостных ванн. Метод предполагает заливку специальной жидкости в зону прихвата для снижения трения и высвобождения колонны.
2. Встряхивание взрывом. Использование торпед для генерации взрывной волны, которая воздействует на прихваченный участок колонны.
3. Установка цементного моста и зарезка нового ствола. Применяется в сложных случаях, когда другие методы неэффективны.
4. Применение ударных механизмов. Используются ударные установки для высвобождения прихваченной колонны.
5. Гидроимпульсный метод. Создание гидравлических импульсов для разрушения зоны прихвата.
6. Фрезерование или обуривание. Механическая обработка прихваченного участка для его удаления.
7. Развинчивание колонны. Использование левого инструмента для развинчивания бурильной колонны и поэтапного подъема её частей.
8. Снижение уровня бурового раствора. Метод, направленный на уменьшение гидростатического давления, действующего на прихваченный участок.
9. Импульсно-волновое воздействие. Генерация волновых импульсов для освобождения труб в зоне прихвата.

Использование испытателей пластов. Метод применяется для регулирования давления и облегчения прихвата.

Для недопущения расширения зоны прихвата вверх по стволу применяют следующие методы, которые редко используются самостоятельно, но являются частью комплексных мер:

• Расхаживание и проворот колонны ротором. Используется для ослабления фиксации труб.
• Восстановление циркуляции и промывка. Применяется для удаления шлама или других преград, препятствующих движению колонны.
• Гидровибрирование колонны. Создание вибраций в колонне для снижения трения и разрушения зоны прихвата.

Эти методы рекомендуются в качестве первоочередных действий, которые должны быть выполнены буровой вахтой сразу после обнаружения прихвата. Их комбинированное применение повышает эффективность ликвидации и снижает риск распространения зоны прихвата.

При ликвидации прихватов бурильной колонны важным фактором является правильный выбор метода, который должен соответствовать природе и типу прихвата. Это позволяет выбрать наиболее эффективный способ и правильно определить последовательность его применения.

Когда ситуация в скважине неопределённа, и невозможно точно предсказать лучший подход, оптимальный способ ликвидации часто определяется в процессе коллективного анализа. Опытные специалисты, опираясь на знания и практический опыт, выбирают подходящий метод ликвидации на основе конкретных условий.

В основе выбора метода ликвидации лежат несколько важных принципов. Первоначально должны применяться способы, не требующие дополнительных материалов и оборудования. Например, гидровибрирование с использованием буровых насосов, параллельно с расхаживанием и отбивкой колонны ротором, а также снижение давления в интервале прихвата путём понижения уровня в затрубном пространстве.

На втором этапе работы могут потребоваться дополнительные материалы, такие как нефть, кислота или ПАВ, а также вмешательство других специалистов, например геофизиков. В таких случаях применяют более сложные методы, такие как установка жидкостной ванны, встряхивание инструмента торпедой или импульсно-волновое воздействие.

На третьем этапе, если предыдущие методы не привели к результату, возможно потребуется более трудоёмкое вмешательство. Это может включать разъединение колонны над зоной прихвата, использование ударных механизмов или испытателей пластов, а также использование погружного устройства для снижения давления в зоне прихвата. В некоторых случаях может потребоваться установка цементного моста и бурение нового ствола, что активно используется на практике в Тюменской области.

В мировой практике для ликвидации прихватов в кратчайшие сроки и с минимальными затратами используется зависимость, предложенная М. Броусом, которая связывает время, затраты на работу и стоимость оставленных элементов бурильной колонны. Эта формула помогает оперативно оценить, какие методы ликвидации будут наиболее эффективными и экономичными.

Колебательный инструмент Agitator, разработанный компанией *National Oilwell Varco*, используется для снижения трения и уменьшения вероятности прихватов при бурении, особенно в условиях ориентированного бурения с управляемыми забойными двигателями. Его применение значительно улучшает передачу нагрузки и помогает предотвратить прихваты и проскальзывания при бурении, в том числе при бурении в извилистых скважинах с большими отходами забоя от вертикали.

Этот инструмент эффективно управляет положением рабочей поверхности бурового инструмента, особенно при использовании долот с поликристаллическими алмазами (PDC), даже в сложных пластах, где были значительные изменения азимута. Это позволяет достигать более высоких механических скоростей проходки и исключает необходимость расхаживания колонны.

Кроме того, Agitator совместим с системами MWD/LWD, не искажая сигналы, что делает его эффективным при бурении с большими отходами забоя. Применение инструмента позволяет повышать эффективность бурения, снижать нагрузку на крюки и избегать дифференциальных прихватов.

При применении с различными типами колонн, таких как ГНКТ или КНБК, Agitator обеспечивает легкую адаптацию, создавая необходимые колебания для преодоления статического трения и улучшения буровых характеристик. Таким образом, его использование значительно повышает эффективность бурения и уменьшает риски, связанные с прихватами.

Определение границ прихвата — важная задача для эффективной ликвидации аварий. Верхнюю границу можно установить с помощью упругого удлинения свободной части колонны, что является простым и быстрым методом. Он включает расчёт удлинения колонны под действием растягивающей нагрузки, превышающей её собственный вес. Для одноразмерных колонн применяется формула Гука, которая позволяет определить длину свободной части колонны. Для комбинированных колонн с разными секциями расчёт более сложный и включает параметры каждой секции.

Однако этот метод имеет погрешности, особенно при бурении наклонных и горизонтальных скважин. Для точного определения границ прихвата используют специальные устройства, такие как прихватоопределители (ПО), индикаторы места прихвата (ИМП) и акустические цементомеры (АКЦ).

Прихватоопределители работают на принципе намагничивания стальных труб, фиксируя изменения в магнитном поле из-за деформации труб. Для определения верхней границы прихвата на трубе наносят магнитные метки, которые исчезают в деформированных участках. Это позволяет точно зафиксировать границу прихвата.

Индикаторы места прихвата (ИМП) дают более точные результаты, регистрируя деформации колонны труб. Этот метод позволяет определить верхнюю границу с высокой точностью за несколько замеров во время расхаживания колонны.

Акустические цементомеры позволяют определять как верхнюю, так и нижнюю границу прихвата, используя продольные волны, которые проходят через породы. Интервал прихвата определяется по максимальной амплитуде волны и времени её прохождения, что помогает точно зафиксировать обе границы.

Эти методы обеспечивают точность в определении границ прихвата, что крайне важно для успешной ликвидации аварии и предотвращения дальнейших осложнений.

Ликвидация прихвата методом снижения уровня бурового раствора

Когда возникает прихват, вызванный перепадом давления, эффективным методом его ликвидации является снижение этого перепада. Для этого понижается уровень бурового раствора в затрубном пространстве до безопасных значений, чтобы привести давление в трубах к величине давления в затрубном пространстве. Это позволяет устранить прихват и восстановить нормальное состояние скважины.

Достоинство метода заключается в его быстроте и отсутствии необходимости в специальных жидкостях. Процесс выполняется с использованием того же раствора, который применялся при бурении, что снижает сложности. Однако перед применением метода важно провести подготовку, включая определение пластового давления, чтобы исключить нефтегазопроявления. Для скважин, где пластовое давление неизвестно, его можно приблизительно вычислить, умножив нормальный градиент давления на глубину.

Процесс ликвидации прихвата начинается с промывки скважины и приведения параметров бурового раствора в соответствие с проектом. После этого осуществляется обвязка циркуляционной системы, и закачивается необходимое количество воды в бурильную колонну. Давление в конце закачки фиксируется, а колонна подвергается натяжению до безопасной нагрузки. Затем из бурильной колонны отбирается необходимый объем воды, снижая уровень раствора в затрубном пространстве.

Отбор воды продолжается до тех пор, пока уровень не будет понижен до расчетной величины. При каждом шаге контролируется возможное нефтегазопроявление: если оно не проявляется, давление в колонне падает. В случае проявления нефтегаза отбор воды прекращается, и предпринимаются меры по предотвращению поступления углеводородов в скважину.

После завершения операции по снижению уровня жидкости бурильную колонну расхаживают. Если колонну не удалось освободить, закачивается буровой раствор, вытесняющий воду, и скважина снова промывается. Такой подход позволяет обеспечить надежную ликвидацию прихватов и предотвратить аварийные ситуации.


Ликвидация прихватов с помощью жидкостных ванн

Жидкостные ванны применяются для ликвидации прихватов, когда бурильная колонна застревает в скважине, вызывая значительное давление на стенки. Этот метод позволяет снизить силу трения, освободив колонну и восстановив нормальную циркуляцию бурового раствора. Существует три основные разновидности ванн: нефтяные, водяные и кислотные, каждая из которых используется в зависимости от геологических условий и типа прихвата.


Применение нефтяных ванн

Нефтяные ванны используются в первые моменты прихвата, чтобы предотвратить усиление давления, прижимающего бурильную колонну к стенкам. Нефть является высокоактивным агентом и эффективно устраняет усиливающийся прихват, но не позже чем через 3-5 часов с начала происшествия. Прежде чем установить нефтяную ванну, важно выполнить несколько подготовительных мероприятий:

1. Определить верхнюю границу прихвата с помощью упругого удлинения колонны или с применением специализированных приборов.
2. Проверить работу оборудования для предотвращения выбросов и насосной системы, а также состояние буровой вышки и пожарной безопасности.
3. Установить в бурильной колонне обратный клапан для предотвращения нефтяного проявления.

Объем нефти для ванны определяется по расчету, с учетом покрытия интервала прихвата в затрубном пространстве и подъема выше верхней границы на 50-100 м. Обычно закачивают 3-5 м³ нефти в бурильные трубы, начиная с небольших порций и постепенно увеличивая объем.

После 1 часа нахождения колонны под ванной следует проверить возможность ликвидации аварии с помощью расхаживания, добавив порцию нефти в зону прихвата.


Применение водяных ванн

Водяные ванны используются в случае, если геологические условия скважины стабильны и породы не склонны к осыпям или обвалам. Эффективность водяных ванн доказана при работе с глинистыми растворами, а также в скважинах с натриевыми и магниевыми солями. Преимущества водяных ванн включают легкость установки и безопасность, поскольку вода менее активна, чем нефть, и не вызывает сильных всплывающих эффектов.

Основные преимущества водяных ванн:

• Легкость установки с использованием обычных буровых насосов.
• Быстрое выполнение при отсутствии нефти на буровой.
• Безопасность с точки зрения пожарной безопасности.

Эффективность водяных ванн можно улучшить, добавляя 1-2% ПАВ или другие химические реагенты, такие как ОП-10 или глицерин, для повышения проникающей способности жидкости в фильтрационные корки.


Применение кислотных ванн

Кислотные ванны применяются для ликвидации прихватов в карбонатных породах, известняках и доломитах, а также в глинистых породах. Кислоты, такие как соляная и плавиковая кислота, растворяют породы и эффективно устраняют фильтрационные корки, приводя к снижению давления на бурильную колонну.

Основные особенности кислотных ванн:

• Применение соляной кислоты (8-14%) или смеси соляной и плавиковой кислот.
• Обработка с использованием буферной жидкости, чтобы предотвратить коррозию и повреждения оборудования.
• Специальная осторожность при работах с кислотами, включая соблюдение строгих правил безопасности для буровой бригады.

При установке кислотной ванны бурильную колонну заполняют кислотным раствором, затем повторяют закачку воды и продавочной жидкости. Время нахождения колонны под ванной обычно составляет 3-6 часов, после чего производится расхаживание и дополнение кислоты в зону прихвата.

Каждый из этих методов требует тщательной подготовки, мониторинга состояния скважины и обеспечения безопасности, чтобы минимизировать риски и повысить эффективность ликвидации прихватов.


Гидроимпульсный способ ликвидации прихвата

Гидроимпульсный способ (ГИС) используется для освобождения бурильной колонны, которая была прихвачена под воздействием перепада давления, сальника, заклинивания в желобах или посторонними предметами. Этот метод основывается на создании резкого скачка давления, который вызывает разгрузку колонны и освобождает её от прихвата.

Принцип работы заключается в том, что через нагнетатель бурильной колонны закачивается жидкость, создавая растягивающие нагрузки в материалах труб и сжимающие напряжения в жидкости внутри колонны. Когда давление снижается, происходит сжатие колонны, и буровой раствор быстро перемещается из затрубного пространства в колонну. Это размывает фильтрационную корку или сальник и снижает давление в зоне прихвата. В результате уровень жидкости в затрубном пространстве падает, и колонна освобождается от прихвата.

Для реализации этого метода, верхний конец бурильных труб оснащается нагнетательной головкой, краном высокого давления, задвижкой и диафрагмой. В колонну закачиваются такие жидкости, как вода, нефть, дизельное топливо или газ, при этом плотность бурового раствора в затрубном пространстве должна быть не менее 1350 кг/м³. Когда диафрагма разрывается, давление в колонне резко падает, и буровой раствор начинает двигаться с высокой скоростью, снижая перепад давления и освобождая колонну. Обычно процесс требует 1–5 импульсов для успешного освобождения инструмента.

Однако гидроимпульсный способ имеет ограничения для применения. Он не эффективен при негерметичности бурильной колонны, в скважинах с слабосцементированными породами, склонными к обвалам, при плотности раствора ниже 1350 кг/м³ или зашламленности забоя, когда циркуляция раствора может быть нарушена.


Гидровибрирование колонны труб

Гидровибрирование — это метод, который используется в сочетании с расхаживанием колонны и установкой жидкостных ванн. Вибрационные волны, передаваемые через гидравлический канал, оказывают влияние на колонну труб, что способствует снижению коэффициента трения между трубой и стенками скважины. Это помогает устранить контакт между ними, что в свою очередь способствует освобождению бурильной колонны от прихвата.

Гидровибрирование достигается за счет отключения компенсаторов буровых насосов, оставляя в работе только нагнетательный и всасывающий клапан. Это создаёт вибрации, которые уменьшают нагрузку на колонну и позволяют эффективно удалять препятствия, такие как фильтрационные корки или сальники.

Гидровибрирование не является самостоятельным методом ликвидации прихвата, а используется как дополнение к другим методам, таким как расхаживание колонны или установку жидкостных ванн, для повышения эффективности процесса освобождения инструмента.


Ликвидация прихвата бурильной колонны торпедами из детонирующего шнура

Метод ликвидации прихвата бурильной колонны с использованием торпед из детонирующего шнура основан на создании ударной волны, которая «встряхивает» колонну и отрывает её от стенки скважины или сальника. Этот способ используется с целью ослабления сцепления между колонной и окружающей средой, что способствует освобождению инструмента. Применение торпед даёт хорошие результаты, если используется сразу после возникновения прихвата, пока проводятся работы по подготовке установки ванны.

Принцип работы метода заключается в том, что взрыв торпеды создаёт ударную волну, которая действует на трубы, ослабляя силы, удерживающие их в скважине. Вследствие этого происходит выравнивание давления в области прихвата, что помогает снизить степень прижатия колонны и облегчить её расхаживание. Этот способ эффективен при давлении до 150 МПа и температуре до 250°C.

Технология применения торпед для ликвидации прихватов:

1. Подготовка взрыва, выбор заряда и проведение торпедирования осуществляется по заранее утвержденному регламенту.
2. Длина детонирующего шнура (ТДШ) должна превышать длину прихваченной части колонны на 5-10 метров, а масса заряда — не более 5 кг. Для больших интервалов (более 100 м) торпедирование проводится по частям.
3. Сначала выясняется причина прихвата и проводится расхаживание колонны, затем спускается шаблон, и в скважину опускается торпеда.
4. Далее производится натяжение колонны до максимально допустимого усилия и проворачивание её ротором.
5. После взрыва колонна расхаживается или отбивается ротором, а затем промывается и поднимается.

Кроме того, метод торпедирования также применяется для отсоединения неприхваченной части колонны путём ослабления резьбового соединения и последующего развинчивания, а также для освобождения колонны путём обрыва труб в случае неудачи с расхаживанием.

Ликвидация прихвата с помощью ударных механизмов

Ударные механизмы, такие как ГУМ, ВУК и УПП, широко применяются для ликвидации прихватов, вызванных заклиниванием, прилипаниями на большую высоту и обвалами. Эти механизмы, известные как яссы, разрушают связь между прихваченной частью колонны и стволом скважины, облегчая освобождение бурильных труб.

Наиболее часто используются механический ударный (ГУМ) и вибрационный (ВУК) механизмы. Для ускорения ликвидации прихвата в начальной стадии рекомендуется устанавливать механические ударные устройства в компоновку бурильной колонны. Это особенно важно при бурении в осложненных условиях.

Яссы предназначены для освобождения прихваченных бурильных колонн ударами вверх и вниз. Они наиболее эффективны при ликвидации прихватов типа заклинивания. Основной элемент ударного механизма — боек, перемещающийся в корпусе и наносящий удары по наковальне, жестко связанной с прихваченной частью колонны.

Существует два основных типа яссов:

1. Со свободным бойком, наносящим непрерывные удары по наковальне с силой, пропорциональной собственной массе. Эти механизмы известны как гидроударники или гидровибраторы.
2. С бойком и присоединенной к нему массой в виде части бурильной колонны, на которой ясс спущен к месту прихвата.

Яссы второго типа генерируют вибрации с частотой 25-50 Гц, которые передаются к месту контакта труб с глинистой коркой, сальником или шламом. Вибрации разжижают среду в зоне контакта, уменьшая ее прочность на сдвиг и сопротивление перемещению прихваченной колонны.

Механизмы непрерывного действия не вышли из стадии лабораторных разработок, а яссы единичного действия применяются в различных регионах России и стран СНГ. Примеры таких устройств включают гидравлический ударный механизм ГУМ, разработанный ВНИИБТ, и устройство для ликвидации прихватов УЛП института ВНИИКрнефть.

Все эти механизмы состоят из корпуса, бойка, наковален и захватно-освобождающего устройства или замка. Боек связан с колонной труб, а корпус и наковальни соединяются с прихваченными трубами. Замок имеет различную конструкцию, но его назначение одинаково: после зарядки замка создается условия упругого продольного деформирования части бурильной колонны, а после разрядки замка освободившийся боек ударяет по наковальне.

Использование ударных механизмов позволяет эффективно ликвидировать прихваты и обеспечивать бесперебойное бурение даже в самых сложных условиях.