Презентация на тему ВНИИБТ - буровой инструмент. Инструкция

Прихват инструмента может обойтись буровой компании в значительные затраты

денежных средств на проведение дорогостоящих ловильных работ и работ по зарезке и проводке обводных стволов.

Успех ликвидации прихвата на прямую зависит от оперативности действий направленных на его ликвидацию. Наличие яса в составе бурильной колонны позволяет незамедлительно приступить к работе по ликвидации прихвата и избежать значительных затрат денежных средств.

Яс предназначен для освобождения, прихваченного в скважине бурового оборудования.
При работе яса используется потенциальная энергия, накопленная растянутой или сжатой колонной бурильных труб. Во время срабатывания яса происходит осевой удар по месту прихвата. Удары могут быть направлены как снизу вверх, так и сверху вниз.

«ВНИИБТ-Буровой инструмент» занимается разработкой и изготовлением ясов собственной конструкции. В том числе:
Гидравлические ясы
ЯГБ-108, SJ-108, SJ-120 и SJ-172;
Гидромеханические ясы
4ЯГ-171 и 4ЯГ-203.

использованы при следующих работах:
1) Работы по ликвидации аварий в

скважине;
2) Капитальный и текущий ремонт скважин;
3) Наклонно-направленное бурение;
4) Горизонтальное бурение.

Эксплуатация ясов возможна, как при наличии, так и при отсутствии циркуляции бурового раствора.

При определении места расположения яса в составе

бурового инструмента необходимо принимать во внимание следующие факторы:
1) Профиль скважины;

2) Участки скважины с возможными осложнениями (осыпи и обвалы горной породы, поглощение промывочной жидкости, желобообразование);

3) Предполагаемый вид прихвата: дифференциальный или механический;

4) Вес бурового инструмента выше и ниже яса, в условиях конкретной скважины;

5) Запас прочности верхних бурильных труб;

6) Место нахождения нейтральной точки во время бурения;

7) Нагрузка от работы бурового насоса.

ЯС

компоновке
В общем случае, для определения места расположения яса в

составе бурового инструмента необходимо учесть следующее:

ЯС

1) Яс должен находиться выше интервала пред-полагаемого прихвата.

L ≥ 2LБТ или УБТ

L → min

2) Для максимальной эффективности освобождения прихваченного инструмента, яс необходимо разме-щать как можно ближе к точке предполагаемого при-хвата, но на расстоянии не менее длины двух бури-льных труб или УБТ от верхнего элемента КНБК.

Øяс

Ø

Øяс ≥ Ø

3) Для исключения прихвата инструмента выше яса, наружный диаметр элементов бурильной колонны, расположенных над ним, не должны превышать наружного диаметра яса.

компоновке
ЯС

α


4) Максимальный зенитный угол α участка ствола скважины, на

котором располагается яс, не должен превышать 70° (для гидравлических ясов) и 50° (для гидромеханических). В случае расположения яса на участке ствола скважины с большим зенитным углом, силы трения действующие на БК выше яса, будут препятствовать передаче к ясу нагрузки, необходимой для его перезарядки.

5) Во время бурения яс не должен находиться в зоне перемещения нейтральной точки (N), при чем нейтральная точка может быть как выше яса (N1), так и ниже (N2). Вес инструмента (P) между ясом и нейтральной точкой должен составлять примерно 20% от максимальной планируемой нагрузки на долото (G).

N1

N2

G

P = 0,2·G

P = 0,2·G

компоновке

N
6) При размещении гидравлического яса в зоне сжатия бурильной

колонны (ниже нейтральной точки N), возможны неконтролируемые срабатывания яса.

Особенности эксплуатации гидравлических ясов!

N

7) При размещении яса в составе бурильной колонны в зоне растяжения (выше нейтральной точки N) яс будет находиться в раскрытом положении. В этом случае неконтролируемые срабатывания яса исключены.

G

Для исключения неконтролируемого срабатывания яса вниз необходимо ограничивать осевую нагрузку на долото в течение первых 3-5 минут бурения. Данное время необходимо для перетока масла в ясе, после чего яс закроется без удара.

При последующем движении бурового инструмента вверх, например, перед его наращиванием, яс полностью откроется под воздействием нагрузки от работы бурового насоса, силы тяжести бурильной колонны ниже яса и действующих на неё сил трения.

массы, необходимой для нанесения удара как вверх так и

вниз.
2) УБТ под ясом необходимо для обеспечения жёсткости компоновки для передачи удара к месту прихвата.
При расчете количества УБТ над ясом, необходимо учесть тип ожидаемого прихвата.
Меньшее количество УБТ сообщает бóльшую ударную нагрузку, а бóльшее количество УБТ, обеспечивает бóльший ударный импульс.
В случае механического прихвата, решающую роль играет ударная нагрузка. В случае дифференциального прихвата – ударный импульс.
Для создания оптимального ударного воздействия по месту прихвата непосредственно над ясом, необходимо установить УБТ общим весом 10÷20% от ожидаемого натяжения/сжатия яса.

Общие рекомендации для расчета количества УБТ

ясу перед ударом стремится к нулю
Удар
Сила прихвата
Максимальная сила удара
Прихват

инструмента с определенной силой

Яс срабатывает

Сила удара превышает силу прихвата, и волнообразно затухает по мере распространения по бурильной колоне.

0

Импульс действующий на прихваченный участок. Импульс = Сила × Время Импульс – площадь под кривой.

Нагрузка приложенная к ясу меньше чем сила прихвата

понятия
Гидравлическая задержка – это интервал времени с момента приложения

к ясу нагрузки, до момента его срабатывания. Время гидравлической задержки зависит от величины нагрузки, приложенной к ясу.
При увеличении нагрузки, приложенной к ясу во время гидравлической задержки, сила удара будет увеличиваться, а время гидравлической задержки будет уменьшаться.
При уменьшении нагрузки, приложенной к ясу во время гидравлической задержки, сила удара будет уменьшаться, а время гидравлической задержки увеличиваться.
Фактическое время гидравлической задержки определяется во время проведения стендовых испытаний яса после его сборки при приложении к нему испытательной нагрузки, и указывается в паспорте яса (см. Паспорт, п.3 Свидетельство о приёмке).
Нагрузка, приложенная к ясу во время гидравлической задержки, не должна превышать значения максимально допустимой растягивающей нагрузки, передаваемой на яс во время гидравлической задержки.

колонны над ясом в буровом растворе, кг………………………105 000
Растягивающая нагрузка,

приложенная к ясу, кгс…………………………………... 40 000
Нагрузка на преодоление сил трения, кгс……………………………………………… 4 000
Нагрузка от работы бурового насоса, кгс……………………………………………... 11 200
Максимально допустимая растягивающая нагрузка, передаваемая на яс во время гидравлической задержки, кгс…………………………………………………………….. 86 000
Тяговое усилие для проведения удара вверх, кгс:
105 000 + 40 000 + 4 000 - 11 200 = 137 800
Максимально допустимое тяговое усилие для проведения удара вверх, кгс:
105 000 + 86 000 + 4 000 - 11 200 = 183 800
Для исключения повреждения яса, тяговое усилие на крюке не должно превышать максимально допустимое тяговое усилие.

Удар вверх

колонну на расчетную величину тягового усилия необходимого для проведения

удара вверх;
«Застопорить» буровую лебедку при помощи основного тормоза;
После окончания времени гидравлической задержки яс откроется и произойдет удар вверх;
Для повторного удара вверх, яс необходимо перезарядить, для этого:
Разгрузить бурильную колонну до момента, пока показания индикатора веса будут соответствовать весу бурильной колонны над ясом.
Дополнительно разгрузить бурильную колонну на величину, составляющую примерно 50% от испытательной сжимающей нагрузки, указанной в паспорте яса.
Для исключения удара вниз, время разгрузки должно быть не более времени гидравлической задержки при испытании яса на сжатие (см. Паспорт яса, п.3 Свидетельство о приемке).
Повторить работы, описанные выше.

над ясом в буровом растворе, кгс……………………..105 000
Сжимающая нагрузка, приложенная

к ясу, кгс……………………………………….. 40 000
Нагрузка для преодоления сил трения, кгс…………………………………………..... 4 000
Нагрузка от работы бурового насоса, кгс………………………………………………11 200
Максимально допустимая сжимающая нагрузка, передаваемая на яс во время гидравлической задержки, кгс………………………………………….…………………..86 000
Остаточный вес на крюке для проведения удара вниз, кг:
105 000 – 40 000 – 4 000 – 11 200 = 49 800
Минимально допустимый остаточный вес на крюке для проведения удара вниз, кг:
105 000 – 86 000 – 4 000 – 11 200 = 3 800
При уменьшении остаточного веса на крюке, сила удара будет увеличиваться. Для исключения повреждения яса, остаточный вес на крюке не должен быть меньше минимально допустимого остаточного веса на крюке.

колонну над ясом до расчетной величины, необходимой для удара

вниз;
«Застопорить» буровую лебедку при помощи основного тормоза;
По истечении времени гидравлической задержки, яс полностью закроется и произойдет удар вниз.
Для повторного удара вниз, яс необходимо перезарядить, для этого необходимо:
Натянуть бурильную колонну до момента, когда показания индикатора веса будут соответствовать весу бурильной колонны над ясом.
Дополнительно натянуть бурильную колонну на величину, составляющую примерно 50% от испытательной растягивающей нагрузки, указанной в паспорте яса.
Для исключения удара вверх, время натяжения должно быть не более времени гидравлической задержки при испытании яса на растяжение (см. паспорт яса, п.3, свидетельство о приемке).

удара не произвели перезарядку яса;
При проведении удара вниз с

циркуляцией промывочной жидкости не учитывается растягивающая нагрузка от работы бурового насоса;
При расчете нагрузки для проведении удара вниз или перезарядке яса после удара вверх, не учтены силы трения, действующие на бурильную колонну.

в зоне сжатия бурильной колонны, для исключения неконтролируемого срабатывание

яса вниз необходимо ограничивать осевую нагрузку на долото в течение первых 3 – 5 минут бурения.

Преимущества:

Возможно регулировать силу удара как вверх, так и вниз. Яс эффективно работает:
- в скважинах со сложным профилем с большим коэффициентом трения где затруднительно создать и контролировать осевое усилие, необходимое для перезарядки яса;

- в глубоких скважинах, где прочностные характеристики верхних бурильных труб не позволяют использовать гидромеханический яс.

профилем, силы трения, действующие на бурильную колонну, будут препятствовать

передаче к механизму нагрузки, необходимой для его перезарядки.

Преимущества:

Предохранительная защёлка предотвра-щает неконтролируемое срабатывание яса во время бурения и СПО.

В случае расположения яса в зоне сжатия бурильной колонны не требуется принятия мер для исключения неконтролируемого срабатывание яса вниз.

Ясы 4ЯГ-171 и 4ЯГ-203 позволяют регулировать силу удара как вверх, так и вниз. У других производителей гидромеханические ясы позволяют регулировать силу удара только вверх. А ясы, подобные ясам 4ЯГ, в лучшем случае находятся в стадии разработки.

и яс должен быть доставлен на специализированную базу ООО

«ВНИИБТ-БИ» независимо от текущей наработки в следующих случаях:
1) Яс вышел из строя в процессе эксплуатации;
2) Яс использовался при проведении аварийных работ;
3) После применения кислотных ванн;
4) После работы яса с растягивающими нагрузками, превышающими максимально допустимые значения;
5) В случае обнаружения повреждения корпусных деталей, следов утечки масла.

Критерии отправки яса в сервисный центр

перед ударом вверх. Вес на крюке 79 тонн.

Происходит гидравлическая

задержка перед ударом вверх. Вес на крюке более 80 тонн.

Удары ясом вверх

Превышение максимально допустимой растягивающей нагрузки передаваемой к ясу во время гидравлической задержки составляло до 60%.
Для яса II ЯГБ-108 максимально допустимая растягивающая нагрузка передаваемая на детали яса во время гидравлической задержки составляет 35тс.