Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 [ 157 ] 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

В зависимости от вида и характера прихвата ВУК может работать в режимах механического ясса - возбудителя упругих колебаний.

Для ликвидации прихватов, вызванных заклиниванием бурильной компоновки в деформированных участках ствола скважины или посторонними предметами при ее спуске, необходимо использовать ВУК в режиме ударного ясса. В этом случае устройство устанавливают непосредственно над прихваченной частью бурильной компоновки под УБТ весом 1 0- 1 5 т. Перед спуском ВУК регулируют по силе расцепленияя телескопического узла при помощи специального регулировочного винта. Силу расцепления определяют по номограмме, приведенной в руководстве по применению устройства.

При прихватах вследствие перепада давления или осыпей и обвалов, а также при заклинивании бурильной колонны при подъеме из скважины ВУК используют в режиме возбудителяя упругих колебаний, для чего его включают в аварийную компоновку так, чтобы длина участка между ним и местом прихвата была не менее 500 м и не более величины, определяемой по формуле

l = Q/q, (7.5)

где Q - осевая сила расцепления ВУК; q - вес 1 м бурильных труб.

С помощью этого устройства ликвидировали прихваты на нескольких скважинах объединений Оренбургнефть и Узбек-нефть.

Одно из основных преимуществ этого устройства - широкий диапазон применения, т.е. наряду с ликвидацией заклиниваний бурильного инструмента, оно используется и при прихватах, вызванных действием перепада давления или вследствие осыпей и обвалов, а также для создания колебаний всей бурильной колонны. Однако ВУК имеет недостатки:

невозможность создания жесткого удара;

при сломе штока часть устройства остается в скважине, усложняя аварийную ситуацию;

сложность изготовления узла сцепления и регулировки;

невозможность регулирования режима работы непосредственно в скважине в момент ликвидации прихвата;

сложность обслуживания.

7.5.8. ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ, СООБЩАЕМЫЕ КОЛОННЕ ПРИХВАЧЕННЫХ ТРУБ ПРИ РАБОТЕ УСТРОЙСТВ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Результативность устройств, применяемых для ликвидации прихватов, зависит от развиваемых ими сил и места их приложения. Важной расчетной характеристикой при этом является динамическая нагрузка, сообщаемая прихваченной части колонны. Расчет динамических нагрузок целесообразно выполнять на примере устройства ударного действия, в котором назовем ударный элемент молотом, а элемент, которому передается удар и который соединен с прихваченной колонной труб, наковальней (рис. 7.19). Обычно перед нанесением удара молот 3 вводят в зацепление (заряжают), затем при создании осевой нагрузки или проворачивании его обеспечивают срыв и удар по наковальне 2, при этом свободная часть прихваченных труб 4 растягивается. При расчете растягивающих сил во время удара возникает известная задача о динамическом нагружении стержня. В принятой расчетной схеме: h - свободный ход молота, l2 - длина свободной части труб от места прихвата до элемента зацепления молота; l1 - расстояние от устья скважины до наковальни.

В связи с небольшим значением свободного хода и полагая, что скважина вертикальна, а элементы верхней части колонны и свободной части прихваченных труб упругие, силами сопротивления при движении колонны труб при срыве молота с зацепления можно пренебречь. Обычно l1 >> l2, так как свободную часть труб отвинчивают и извлекают вблизи места прихвата. В первом приближении диаграмму сила - удлинение при заряжании устройства можно представить в следующем виде диаграммы (рис. 7.20), где N - сила натяжения при заряжании устройства. Согласно этой диаграмме, упругая энергия деформации свободной части прихваченной колонны труб длиной l2

2 Ё! Al22 = 2 EIl (д11 + Д11 - h - Al2) (i + Al2). (7.6)

Считая, что E1 = E2 = E, получают

Al22

- 2(a11 - h)al2 - h(2al1 - h) = 0. (7.7)

F1l 2 )

Рис. 7.19. Схема расположения колонны с прихваченными трубами:

1 - бурильные трубы; 2 - наковальня; 3 - молот; 4 - прихваченные трубы

Рис. 7.20. Диаграмма сила - удлинение

Исходя из этого уравнения определяют удлинение свободной части прихваченной колонны

Al2 =

Al. - h Al, - h

1 + \

1 + -

Al1 - h

F1l 2 )

(a11 - h)2

F211(

F1l 2

. (7.8)

F1l2 F1l2

Принимая во внимание, что динамическая сила

Qд = Al 2,

а статическая сила, действующая на прихваченную колонну после удара и успокоения,

Q ст

AAl1 - h),

получают после преобразований

F1l 2

I -1 - 1

(7.9)