Механизмы и инструмент, применяемый при СПО.

В процессе углубления скважины (промывки, проработки) необходимо удлинять (наращивать) бурильный инструмент в скважине. Это связано с тем, что квадратная штанга имеет определённую длину. Перед наращиванием скважину необходимо промыть, приподнять квадрат до выхода замка из стола ротора, остановить буровой насос, колонну бурильных труб закрепить в столе ротора клиновым захватом. Затем остановить буровые насосы, отвернуть квадрат от бурильной колонны и установить его в шурф. Отсоединить крюкоблок от вертлюга и с помощью штропов взять со стола ротора предварительно подготовленный элеватор, заводя их в проушины элеватора, которые имеют пружинные защёлки или предохранительные шпильки от самопроизвольного выпадения штропов из проушин. В это же время с приёмных мостков в буровую с помощью вспомогательной лебёдки затаскивается очередная, прошаблонированная бурильная труба со смазанными резьбами. Труба цепляется за элеватор, и бурильщик с помощью талевой системы буровой установки, затаскивает её в буровую, где помощники бурильщика, работая отводными крючками, принимают её и устанавливают в муфту бурильной колонны, удерживаемой в роторе клиньями. Бурильщик наворачивает её, приподнимает бурильную колонну, открывает клиновой захват и приступает к спуску бурильной колонны в скважину. При достижении элеватором клинового захвата, бурильный инструмент останавливается, закрывается клиновой захват, на который разгружается бурильная колонна, снимается элеватор, устанавливается на стол ротора, отцепляется от штропов. Крюкоблок зацепляется за серьгу вертлюга, квадрат извлекается из шурфа и наворачивается на бурильную колонну. Запускаются буровые насосы, восстанавливается циркуляция бурового раствора и продолжается бурение. Рассмотренный способ наращивания бурильного инструмента является классическим.

Спуско-подъёмные операции (СПО) – это операции производимые в скважине с целью замены долота, изменения компоновки и выполнения других технологических работ. СПО при бурении скважин – трудоёмкая и тяжёлая работа, на которую затрачивается в среднем 18 – 20% всего календарного времени бурения. Особенно много времени занимают эти работы при бурении глубоких скважин. Процесс подъёма бурильной колонны из скважины состоит из циклически повторяющихся в определённой последовательности операций:

Ø Подъём всей колонны на длину, немного большую длины одной свечи;

Ø Остановка колонны в подвешенном состоянии;

Ø Установка колонны на стол ротора на клинья и освобождение поднятой свечи от растягивающей нагрузки;

Ø Отвинчивание свечи от колонны и установка её внутри буровой в специальный магазин.

Ø Спуск ненагруженных крюка и элеватора для подъёма колонны на длину очередной свечи;

Ø Остановка крюка для захвата бурильной колонны;

Ø Захват и подъём колонны на длину следующей свечи.

Спускают бурильную колонну в обратной последовательности.

Для выполнения всех этих операций буровая установка снабжается комплексом механизмов и инструмента для захвата, подъёма, удержания на весу или на столе ротора бурильной или обсадной колонны при свинчивании и развинчивании труб, извлекаемых из скважины или спускаемых в неё. Для выполнения этих операций используют элеваторы, клиновые захваты, предохранительные пояса, механические, машинные и круговые ключи.

Клиновые захваты для бурильных и обсадных труб – предназначены для захвата и удержания на весу колонны бурильных труб в роторе в процессе бурения и СПО. В комплект клиньев входят четыре клина с набором плашек, с зубчатой насечкой. Каждый клин при помощи шарниров соединён с параллелями, которые при СПО по команде бурильщика опускаются в зазор между бурильной трубой и внутренней конусной поверхностью роторных вкладышей. При этом бурильные трубы в скважине удерживаются в подвешенном состоянии.

Клиновым захватом управляют сжатым воздухом под давлением 0,6 – 0,8 МПа. с пульта бурильщика.

Бурильные штропа – предназначены для подвешивания элеватора на крюке. Они воспринимают всю нагрузку, возникающую при СПО бурильных и обсадных колонн, так как являются соединительным звеном между крюком и элеватором.

Машинные ключи – предназначены для раскрепления или докрепления бурильных замков, резьбовых соединений обсадных труб и компоновок бурильного инструмента.

Машинные ключи подвешиваются в буровой на канатах диаметром не менее 12,5 мм. с противовесами уравновешивающими ключи. Ключи подвешены в горизонтальном положении внутри буровой на высоте 1,4 – 1,6 м. от пола. При такой системе ключи легко могут перемещаться в вертикальной плоскости на определённую высоту.

В буровой у ротора подвешивают два ключа. При помощи ключа, находящегося с левой стороны (если смотреть на лебёдку со стороны мостков), задерживают трубы от проворачивания. На конце плеча этого ключа закреплены два каната, рабочий и страховой, диаметром не менее 18,5 мм. прикреплённые к ноге вышки. Рабочий канат должен быть короче страхового на 5 – 10 см. Второй такой же ключ, с канатами такого же диаметра расположен с правой стороны, только рабочий канат прикреплён к пневмораскрепителю. Эти ключи называются УМК и состоят из рычага, подвески, корпуса и трёх челюстей.

Буровые автоматические ключи – предназначены для раскрепления, развинчивания и свинчивания бурильных и обсадных труб с помощью пневмо или электродвигателя. К таким ключам относятся стационарные ключи АКБ – 3М2 и подвесные ключи типа ПБК, ТСК и др.

Ключ в буровой подвешивается на канате. Высота подвески регулируется пневматическим цилиндром с пульта управления, установленного внутри буровой.

При СПО должны выполняться следующие требования:

Ø Ведение спуско-подъёмных операций должно осуществляться с использованием механизмов для свинчивания и развинчивания труб и специальных приспособлений. Между бурильщиком и верховым рабочим должна быть обеспечена надёжная связь.

Ø Скорости СПО с учётом допустимого колебания гидродинамического давления и продолжительность промежуточных промывок регламентируется проектом.

Ø При отклонении реологических свойств бурового раствора и компоновок бурильной колонны от проектных необходимо внести коррективы в регламент по скорости СПО с учётом допустимых колебаний гидродинамического давления.

Ø При подъёме бурильной колонны наружная поверхность труб должна очищаться от бурового раствора с помощью специальных приспособлений (обтираторов).

Ø При появлении посадок во время спуска бурильной колонны следует произвести промывку и проработку ствола скважины в интервалах посадок.

Ø На устье необходимо устанавливать устройство, предупреждающее падение посторонних предметов в скважину при отсутствии в ней колонны труб и при СПО.

Ø Свечи бурильных труб и утяжелённых бурильных труб, устанавливаемые на вышке, должны страховаться от выпадения из-за пальца.

Запрещается проводить СПО при:

Ø отсутствии или неисправности ограничителя подъёма талевого блока и грузоподъёмности лебёдки;

Ø неисправности оборудования, инструмента;

Ø неполном составе вахты;

Ø скорости ветра не более 20 м/с.

Ø потери видимости более 20 м. при тумане и снегопаде.

Раскреплять и свинчивать резьбовые соединения бурильных труб и других элементов компоновки бурильной колонны при помощи ротора запрещается.

Буровая бригада ежесменно должна проводить профилактический осмотр подъёмного оборудования (лебёдки, талевого блока, крюка, крюкоблока, вертлюга, штропов, талевого каната и устройств для его крепления, элеваторов, спайдеров, предохранительных устройств, блокировок и др.).

При СПО запрещается:

Ø находиться в радиусе (зоне) действия автоматических и машинных ключей, рабочих и страховых канатов;

Ø подавать бурильные свечи с подсвечника и устанавливать их без использования

Ø специальных приспособлений;

Ø пользоваться перевёрнутым элеватором.

Режимы подъёма ненагруженного элеватора, а также снятие с клиньев колонны бурильных и обсадных труб должны исключать раскачивания талевой системы.

Подводить машинные и автоматические ключи к колонне бурильных (обсадных) труб разрешается только после посадки их на клинья или элеватор.

При применении пневмораскрепителя необходимо, чтобы натяжной канат и ключ располагались в одной горизонтальной плоскости. Канат должен надёжно крепиться к штоку пневмораскрепителя. Работа пневмораскрепителя без направляющего поворотного ролика запрещается.

В процессе бурения и после окончания долбления ведущую трубу следует поднимать из скважины на первой скорости.

При спуске бурильной колонны запрещается включать клиновой захват до полной остановки колонны.

Талевый канат нужно заменить на новый если:

Ø оборвана прядь каната;

Ø на шаге свивки каната диаметром до 20 мм. число оборванных проволок составляет более 5%, а каната диаметром свыше 20 мм. – более 10% от всего числа проволок в канате;

Ø одна из прядей вдавлена (вследствие разрыва сердечника);

Ø канат вытянут или сплюснут и его наименьший диаметр составляет 75% и менее от первоначального;

Ø износ и коррозия достигают 40% и более от первоначального диаметра проволок;

Ø канат подвергся действию высокого напряжения.