Ударные и ударно-вибрационные механизмы для ликвидации прихватов

Калиниченко О.И.,
Каракозов А.А.,
Русанов В.А.
Донецкий политехнический институт, Украина

Перевод с английского: Кошеверова Е.В.

Источник: Журнал Changchum University of Earth Sciences, Geology Committee of Jilin Province, P.R.C.

    Прихват колонковой и обсадной труб – это одна из главных проблем, которая уменьшает технико-экономические показатели и эффективности разработки месторождений полезных ископаемых. Предупреждение и ликвидация таких аварий занимает 5 – 8 % от рабочего времени. Вынужденная остановка бурения скважины, которая не выполнила геологический план, прежде всего, зависит от прихвата обсадной колонны или колонковой трубы, часть металла тратится, т.к. обсадные трубы повреждаются из-за прихвата. Потери из-за прихвата выросли до 10 млн. руб. за год (цена на январь 1992 г.). Отдельные расходы на ликвидацию прихвата на самом деле продолжают расти.
    Каждая экспедиция имеет один комплект бурового оборудования, который постоянно используется только для ликвидации аварий. Ударные машины являются эффективными и экономичными для ликвидации прихватов. Кафедра «Технологии и техники геологоразведочных работ» Донецкого политехнического института разработала серию погружных гидроударных и ударных комплексов: ударный бур и механизм для ликвидации прихватов.
    Гидроударник ДПИ может включаться в состав снаряда или спускаться в зону прихвата на обсадных трубах после аварии.
Ударный бур – это механизм, в котором разрушение блокировки является результатом скачка давления в обсадных трубах. Этот механизм может включаться в состав снаряда и незамедлительно запускаться в работу после аварии. Кроме того ударный бур может спускаться в зону прихвата на обсадных трубах, и после его свободная часть разъединяется и поднимается на поверхность.
    Совместное действие силы удара и естественных колебаний жидкости в затрубном пространстве в прихваченной зоне обеспечивает высокую эффективность работы ударного бура.
    ДПИ разработал ударный бур с наружным диаметром 0,073 м, 0,089 м и более.

Краткие данные работы гидроударника

Параметры
	Диаметр гидроударника (м)
	0.057	0.073	0.089	0.108	0.146
Скорость истечения жидкости (м/с)	0.0015	0.002	0.003	0.005	0.066
Среднее дифференциальное давление (МПа)	2.94	2.46	2.75	3.5	4
Частота удара (1/с)	30	32	35	35	30
Энергия удара (Дж)	50	80	120	330	350
Масса (кг)	38	55	85	145	170

    ДПИ также разработал ударный механизм подобного действия, в котором энергия гидростатического давления столба жидкости в скважине используется для генерации ударного импульса. Этот механизм позволяет реализовать высокие энергетические показатели при малой приводной мощности. Кроме того, обсадные трубы не принимают участия в генерации и передачи ударных импульсов.
    Также этот механизм надежный и имеет следующие преимущества:
    1) Полезность;
    2) Меньшие трудности в устранении аварий – прихвата труб, благодаря безопасному скачкообразному местному сокращению давления в зоне прихвата;
    3) Сила удара колеблется в широком диапазоне;
    4) Простота конструкции, монтажа и ремонта;
    5) Безопасный в использовании.
    Все механизмы испытаны в лабораторных и промышленных условиях и показывают высокие параметры надежности.

Библиотека