КОНСТРУКЦИЯ СНАРЯДА И ЕГО СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ

 

Снаряд керноотборный «Колонок» состоит из системы корпуса и несъемного керноприемника, расположенного внутри корпуса.

 

В систему корпуса входят (трёхсекционное исполнение): верхний переводник для соединения с бурильной колонной, три секции корпуса, три промежуточных центратора и нижний центратор для соединения с бурильной головкой.

 

Корпуса и центраторы соединяются между собой при помощи резьбы РКТ-171х7,35х1:12  РД 39-2-863-83.

 

Все центраторы армированы твердым сплавом.

 

К керноприемной трубе присоединяется компоновка кернорвателей. К верху керноприемной трубы присоединяется винт регулировочный, соединенный с шаровой подвеской.

 

Шаровая подвеска состоит из остова,  гайки-фиксатора, стопора, двух опорных подшипниках качения и втулки .

 

Назначение регулировочного винта компенсация разницы длин системы корпуса керноприемного устройства и системы керноприемника, включая глубину расточки в бурильных головках, а также обеспечение возможности проворота керноприемника внутри корпуса. При вращении винта относительно остова подвески он перемещается вдоль него (резьба Тр 80x6). Остов подвески устанавливается на торце верхнего стабилизатора с помощью втулки. Винт фиксируется в нужном положении на остове подвески  стопором.

 

В нижней части регулировочного винта расположен обратный клапан, выполненный в виде сменного двухстороннего седла, на который садится шар диаметром 31,8 мм, сбрасываемый в колонну бурильных труб после промывки забоя скважины перед отбором керна.

 

Назначение шаровой подвески - предотвращение вращения керноприемных труб относительно керна.

 

Компоновка предназначена для отрыва керна и надежного его удержания в процессе подъема бурильного инструмента.

 

Компоновка кернорвателей , состоящая из рычажкового и цангового элементов, служат для отрыва керна от забоя скважины и удержания его в керноприёмной трубе при подъёме снаряда из скважины.

 

 

ПОДГОТОВКА СНАРЯДА КЕРНООТБОРНОГО К РАБОТЕ И ПОРЯДОК РАБОТЫ.

 

Снаряд керноотборный «Колонок» поставляется в собранном виде с ввернутыми предохранительными колпаками и пробками.

 

При получении снаряда проведите ревизию в турбинном или трубном цехе (на базе подготовки оборудования), отрегулируйте и проверьте правильность его сборки.

 

Сборка снаряда керноотборного:

 

Конструкция снаряда керноотборного позволяет работать с двумя схемами размещения в нем керноприемника:

 

- подвешивать керноприемник на подвеске качения с обеспечением зазора между компоновкой кернорвателей и местом его посадки в выточке бурильной головки;

 

- размещать керноприемник между торцами бурильной головки без зазоров. 

 

До начала сборки нового комплекта снаряда керноотборного на буровой:

 

Извлеките из корпусов детали керноприемника

 

На доске для навинчивания бурильных головок установите бурильную головку и опустите доску на место установки роторного зажима ведущей трубы. С помощью хомута и элеватора поднимите корпус с предварительно навинченным снизу нижним центратором, а сверху промежуточным центратором наверните бурильную головку на нижний ниппель центратора и закрепите машинными ключами обе резьбы.

 

Все резьбы системы корпуса снаряда керноотборного необходимо предварительно смазать графитной смазкой и закреплять машинными ключами с моментом 23000-27000 Н. м. (2300 - 2700 кгс. м).

 

Освободите доску и извлеките ее из ротора.

 

Опустите секцию корпуса с бурильной головкой в скважину, установите ее на элеваторе, на столе ротора.

 

Соберите керноприемник, для чего:

 

- на нижний конец керноприемной трубы наверните и закрепите компоновку кернорвателей  и закрепите резьбы с моментом 50 - 60 кгс м;

 

- на верхний конец керноприемной трубы наверните винт регулировочный и  шаровую подвеску , предварительно вставьте в винт регулировочный двустороннее седло клапана и закрепите;

 

- установите остов подвески в крайнее верхнее положение на регулировочном винте. Пропустите в отверстие винта болт с надетым на него стальным штропом, болт закрепите гайкой и контргайкой;

 

- поднимите систему керноприемника с приемных мостков штропом, опустите ее в корпус снаряда керноотборного до упора башмака кернорвателя в выточку бурильной головки;

 

- отвинтите контргайку и гайку, снимите болт, замерьте расстояние N в мм между нижним торцем втулки и верхним торцем ниппеля верхнего центратора. Рассчитайте длину опускания L в мм по резьбе регулировочного винта, исходя из условия обеспечения заданного зазора между посадочным конусом в расточке бурильной головки и нижним торцем компоновки кернорвателей, который должен быть в пределах 8-10мм по формуле: 

L= N+ (8-10)мм

 

- опустите торец втулки, вращая остов подвески на расчётное расстояние L ,не допуская вращения регулировочного винта  

 

Зафиксируйте регулировочный винт стопором введя его в прорези остова подвески и  винта;

- заверните верхний переводник с моментом 25000-27000Н.м

- соедините верхний переводник с бурильными трубами. После этого снаряд готов к спуску в скважину..

 

Подготовка наземного оборудования, ствола и забоя скважины к бурению:

 

Подготовка наземного оборудования, инструмента, ствола и забоя скважины, промывочной жидкости, а также бурение керноотборным инструментом ведутся в соответствии с «Едиными правилами по бурению нефтяных и газовых скважин».

 

Перерывы в процессе бурения, отрывы бурильной головки от забоя отрицательно сказываются на выносе керна. Поэтому при подготовке к бурению особое внимание следует обратить на обеспечение бесперебойной работы всего бурового оборудования. Для обеспечения этого условия перед началом бурения с отбором керна необходимо провести:

 

- ревизию ротора, вертлюга, насосов, их компенсаторов, гидравлической обвязки буровой и всего наземного оборудования с заменой изношенных деталей и узлов новыми, в первую очередь с заменой изношенных вкладышей ротора с целью предотвращения зависания в них ведущей трубы («квадрата»);

 

- наладку работы гидроциклонов, вибросит и т. д. для обеспечения бесперебойной очистки промывочной жидкости;

 

- дооснастить буровую расходомером и моментомером;

 

- градуировку всех контрольно - измерительных приборов и регулирование их на максимальную чувствительность;

 

- контрольные замеры длины и прямолинейность бурильных труб, УБТ, ведущей трубы, элементов КНБК с заменой дефектных.

 

Перед началом бурения с отбором керна рекомендуется оснастить буровую регулятором подачи бурильной колонны, а если это невозможно, провести ревизию и приработку тормоза лебедки для обеспечения равномерной и плавной ручной подачи. Для свинчивания и развинчивания бурильных труб без вращения бурильной колонны на буровой следует применять автоматические буровые ключи с пневмоклиньями ПКР.

 

Бурильная колонна должна включать УБТ, на 25 — 30% превышающие по весу максимально ожидаемую осевую нагрузку на бурильную головку.

 

Перед спуском в скважину снаряда керноотборного обязательна очистка поверхности забоя и призабойной зоны скважины от металлических предметов, обломков твердосплавных зубков и кусков крупного шлама. В трех-пяти рейсах, предшествующих бурению с отбором керна, следует включить в компоновку низа бурильной колонны забойной шламометаллоуловитель. Очистка считается достаточной, если при последнем рейсе, предшествующем бурению с отбором керна, в шламометаллоуловителе не обнаружены металлические или твердосплавные обломки и куски шлама, а также поднятое из скважины долото не имело поломок и выпадения зубков.

 

Конфигурация бурильных головок отличается от конфигурации долот сплошного бурения. Несмотря на уменьшение диаметра некоторых бурильных головок (по сравнению с долотом сплошного бурения), прохождение бурильных головок по стволу скважины часто вызывает затруднения. При спуске бурильных головок клиновидной формы (серий К типов М и СЗ, алмазных и ИСМ) может произойти заклинивание их в суженных и искривленных участках ствола скважины.

 

Перед спуском снаряда керноотборного в скважину, где имеются такие явления или большой выход из-под башмака обсадной колонны, должна быть проведена тщательная проработка ствола скважины теми же типами долот, которые использовались при бурении этого интервала до такого состояния, при котором долото должно свободно «проходить» проработанный участок ствола скважины. Проходка на трехшарошечное долото сплошного бурения, непосредственно отрабатываемое перед началом бурения с отбором керна, должна быть ограничена до 0,6 - 0.7 от планируемой величины по ГТН (РТК), чтобы потеря диаметра скважины была минимальной. Уровень износа вооружения долота по коду при этом не должен превышать В1... В2.

 

Запрещается спуск снаряда керноотборного в скважину непосредственно после ее длительного простоя (2 суток и более). В этом случае также следует предварительно проработать  ствол и призабойную зону скважины долотом сплошного бурения.

 

До начала бурения с отбором керна параметры всего объема промывочного раствора должны быть приведены в строгое соответствие с требованиями ГТН (РТК). При отборе из слабосцементированных пород рекомендуется применять промывочный раствор с минимальными уровнями водоотдачи и повышенной вязкостью, допускаемыми конкретными условиями бурения.

Необходимо помнить, что, недоброкачественная промывочная жидкость (с повышенной водоотдачей, большой толщиной корки) вызывает осложнения при спуске, подъеме и в процессе бурения с отбором керна (посадки, затяжки, заклинивания, прихвата и т. д.), приводит к набуханию, разрушению породы керна и уменьшению его выноса.

 

На трубно-инструментальной базе (в турбинном цехе) перед отправкой снаряда керноотборного на буровую следует провести его ревизию и контрольную сборку. Бурильные головки, центраторы и кернорватели необходимо подвергнуть тщательному визуальному осмотру и обмерам.

 

Ревизия керноотборного инструмента:

 

Перед поставкой на буровую снаряд керноотборный должен пройти на трубно-инструментальной базе ревизию. Новый и подвергшийся ремонту керноотборный инструмент, кроме того, должен пройти контрольную сборку в компоновке со всеми, применяющимися на данном буровом предприятии, типами бурильных головок с целью установления возможности регулировки устройства при любой сборке керноприемника.

 

Ревизия снаряда керноотборного заключается в визуальном осмотре целостности присоединительных резьб, корпуса устройства, его переводников, керноприемных труб (корпус и трубы не должны иметь вмятин, глубоких рисок и искривлений) и проверке наличия комплектующих изделий и запасных частей.

 

Ревизия компоновок кернорвателей заключается в визуальном осмотре целостности отдельных их узлов, присоединительных резьб. Проверяется возможность сборки компоновки кернорвателей.

 

Ревизия рычажкового кернорвателя - проверка свободного проворачивания его в месте его установки в различных компоновках, поднятия рычажков в вертикальное положение под действием небольшого усилия пальца руки человека и возвращения в горизонтальное положение под действием своих пружин.

 

Ревизия цангового кернорвателя - проверка наличия релитовой наплавки внутренней поверхности цанги против наружных выступов и равномерности наплавки.

 

Ревизия шаровой подвески заключается в визуальном осмотре целостности отдельных ее узлов и деталей, а также в проверке свободного вращения вала относительно корпуса наличия стопорения вала подвески.

 

Ревизия двустороннего седла дренажного клапана заключается в визуальном осмотре седла, которое не должно иметь раковин, промоин и других механических повреждений наружной цилиндрической и посадочных конических поверхностей седла.

 

Особое внимание обращается на то, чтобы шар Ø 31.8 мм плотно прилегал к посадочным поверхностям седла.

 

Перед первым спуском в скважину рекомендуется над устьем скважины определить гидравлические сопротивления керноотборного инструмента раздельно при установленном в седле  шаре и без него при подаче буровых насосов, рекомендуемой для бурения с отбором керна. Разница в гидравлических сопротивлениях позволит судить о степени чистоты межтрубного пространства (между корпусом керноприемного устройства и системой керноприемных труб) после «посадки»  шара в гнездо перед бурением с отбором керна.

 

Результаты определения гидравлических сопротивлений необходимо заносить в буровой журнал и повторить в случае изменения типа бурильной головки или величины подачи насосов.

 

Снаряд керноотборный следует спускать в скважину без  шара. В обсаженной части ствола, а также в необсаженной части, пробуренной долотами большого диаметра, чем спускаемая в скважину бурильная головка, спуск инструмента должен производиться со скоростью, предусмотренной ГТН (РТК). В открытом стволе скважины, со-ответствующим диаметру спускаемой бурильной головки, спуск инструмента необходимо проводить с уменьшенной скоростью, при включенном гидравлическом тормозе, тщательно прорабатывать места «посадок». Аналогично следует проводить спуск инструмента в зонах головных частей и башмаков обсадных колонн, в местах сужений и искривлений ствола, возможных уступов, интервалах обвалообразований и в призабойной зоне скважины. Не разрешаются длительные (более 1-2 ч.) проработки участков ствола скважины бурильными головками серии К типов МСЗ и СЗ, а также алмазными и ИСМ. В этих случаях ствол нужно проработать долотом сплошного бурения, для чего следует из скважины керноотборный инструмент поднять и спустить долото сплошного бурения. Время проработки скважины бурильной головкой необходимо учитывать при определении оптимального времени ее пребывания на забое в процессе бурения.

 

Последние 10 — 15 м спуск проводить с циркуляцией бурового раствора. Для обязательной очистки забоя в период выравнивания параметров бурового раствора, необходимо в течение максимально возможного времени держать бурильную головку на забое, чередуя с проработками призабойной зоны. С целью улучшения состояния поверхности забоя скважины до начала отбора керна рекомендуется проводить промывку при максимально возможной подаче буровых насосов, продолжительностью промывки - один цикл.

 

Основные указания по работе снарядом керноотборным;

 

После выравнивания параметров промывочной жидкости необходимо отвинтить ведущую трубу, бросить внутрь бурильных труб   бросовой шар , далее медленно, плавно, без рывков, толчков и ударов опускать инструмент до поверхности забоя с промывкой и проворачиванием. Не ожидая повышения давления (что свидетельствует о «посадке» шара в седло) довести расход бурового раствора до величин, указанных в ГТН.

 

Эффективность рейса снарядом керноотборным во многом предопределяется технологией приработки бурильной головки. В этот период бурение осуществляется «с навеса» (при нагрузке 1-3 тс.) и минимальной частоте вращения ротора. После бурения 0.2 - 0,3 м нагрузку постепенно, с плавной (в пределах 1-2 делений шкалы верньера индикатора веса) подачей инструмента в течение 30 - 40 мин. или после углубления скважины на высоту бурильной головки следует довести до рабочего значения для данного типа размера бурильной головки.

 

В процессе бурения подачи инструмента должна быть равномерной, плавной без резких колебаний осевой нагрузки и зависания инструмента, что обеспечивается автоматами и регуляторами подачи, а при их отсутствии - ручной подачей, контролируемой бурильщиком.

 

Для обеспечения высокого процента выноса керна рекомендуется не отрывать бурильную головку от забоя в течение всего рейса.

 

При необходимости отрыва бурильной головки от забоя по технологическим причинам следует приподнимать инструмент на минимально возможную высоту, после чего опускать его на поверхность забоя без вращения. Если инструмент не дошел до поверхности забоя, что свидетельствует о выпадении части керна на забой, рекомендуется поднять керноотборный инструмент на дневную поверхность.

 

В процессе формирования бурильной головкой керна и его подъема вверх по керноприемной трубе, необходимо обеспечить выход вытесненной жидкости для предотвращения действия керна как гидравлического поршня. Очень важно (во избежание заклинивания керна осколками керна и шлама) обеспечить чистоту стенок керноприемных труб и кернорвателей в процессе бурения, например, путем создания местной (с небольшим расходом) циркуляции бурового раствора в керноприемной трубе.

 

Для уменьшения влияния разрушающих керн сил, повышения его выноса обязательно применение шаровой подвески системы керноприемных труб.

 

Проходка за рейс определяется износостойкостью бурильной головки, но она не должна превышать длины керноприема.

 

Перед отрывом керна от забоя или перед наращиванием, для надежного захвата керна, необходимо вращать инструмент до снятия осевой нагрузки на бурильную головку. Если нагрузка по гидравлическому индикатору веса не уменьшается (бурильная головка изношена и не углубляется), необходимо приподнять ведущую трубу на величину 0,2 - 0.5 мм (на длину «пружины» инструмента) и вращать перед подъемом не менее 10 - 20мин. (в мягких, рыхлых породах - 3-5 мин.).

 

Отрыв бурильной головки от забоя нужно проводить при непрерывной промывке и замедленном подъеме инструмента. Для гарантии отрыва и удержания керна следует провести 2-3 раза подъем и спуск на забой без вращения (с осевой нагрузкой на 2-3 тс. превышающей нагрузку при бурении).

 

По окончании бурения с отбором керна рекомендуется сократить до минимума время выравнивания параметров бурового раствора перед подъемом инструмента.

 

Чтобы лучше сохранить керн при подъеме инструмента, следует избегать резких ударов бурильных труб при посадке в ротор и отвинчивать бурильные трубы автоматическими ключами. Отвинчивать бурильные трубы ротором нельзя.

 

Разборка снаряда керноотборного для извлечения керна:

 

Отвинтите верхний переводник.

 

Пропустите в отверстие подвески болт с надетым на него стальным штропом, болт закрепите гайкой и контргайкой. Выньте систему керноприемника штропом из корпуса, уложите на мостки. В случае трёхсекционной сборки во избежание чрезмерного прогиба керноприёмных труб, керноприёмник должен поддерживаться в средней части. 

 

Извлеките  шар из регулировочной головки.

 

Отвинтите компоновку кернорвателя.

 

Верхний конец керноприемника медленно приподнимите на высоту от 3 до 5 м над мостками. Во избежание прогиба керноприёмных труб керноприёмник должен поддерживаться в середине. 

 

Соберите и уложите в ящики керн, выпадающий из керноприемных труб. 

 

При извлечении керна на буровой не укладывая на мостки, используется керноудерживающее устройство, предназначенное  для удержания столба керна в керноприемной трубе и для его порционного отламывания. Для этого необходимо:

- Отсоединить бурильную головку;

-Отвести в сторону от стола ротора нижний конец керноприемной трубы;

- Удалить с поверхности керноприемной трубы остатки шлама;

- Установить хомут захвата над компоновкой кернорвателей на трубе и произвести его стяжку;

- Присоединить рычаг к хомуту;

- Отсоединить компоновку и надавив на рычаг заблокировать выход керна. 

 

После извлечения керна:

-промойте технической водой керноприемные трубы, седло клапана, компоновку кернорвателей, шаровую подвеску,  бурильную головку;

- проверьте и смажьте все резьбы;

- проверьте исправность шаровой подвески, кернорвателей и замените неисправные;

- рычажковый кернорватель должен свободно проворачиваться от руки в своих гнездах; рычажки должны подниматься в вертикальное положение и возвращаться в горизонтальное положение под действием своих пружин;

-цанговый кернорватель должен иметь рэлитовую наплавку внутренней поверхности и не быть деформированным;

- вал регулировочный на шаровой подвеске должен свободно вращаться. Осевой люфт не должен превышать 0,3 мм.