1. КОНСТРУКЦИЯ УСТРОЙСТВА И ЕГО СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ

Устройство керноприемное УКР-164/80, состоит из системы корпуса и несъемного керноприемника, расположенного внутри корпуса.

В систему корпуса входят: верхний переводник для соединения с бурильной колонной, промежуточный центратор, секция корпуса, нижний центратор для соединения с бурильной головкой.

Корпус и центраторы соединяются между собой при помощи резьбы МК 150x6x1:8 ОСТ 39-226-91.

Все центраторы армированы твердым сплавом.

К керноприемной трубе через переходник присоединяется компоновка кернорвателей. К верху керноприемной трубы присоединяется шаровая подвеска, соединенная с головкой регулировочной - подвеской скольжения.

Головка регулировочная — подвеска скольжения состоит из винта, регулировочной гайки и стопора (фиксатора).

Назначение регулировочной головки - подвески скольжения - компенсация разницы длин системы корпуса керноприемного устройства и системы керноприемника, включая глубину расточки в бурильных головках, а также обеспечение возможности проворота керноприемника внутри корпуса (на опоре скольжения). При вращении винта головки относительно регулировочной гайки он перемещается вдоль регулировочной гайки (резьба Сп Тр 100x6), которая устанавливается на торце корпуса. Гайка фиксируется в нужном положении на винте стопором.

В верхней муфте шаровой подвески расположен обратный клапан выполненный в виде сменного двухстороннего седла, на который садится клапан-эжектор или шар диаметром 50,8 мм (рис. 2), сбрасываемые в колонну бурильных труб после промывки забоя скважины перед отбором керна.

Назначение клапана-эжектора: создание местной обратной циркуляции промывочной жидкости во внутренней полости керноприемника. Клапан-эжектор особенно эффективен при отборе керна в слабоцементированных и трещиноватых породах.

Назначение шаровой подвески - предотвращение вращения керноприемных труб относительно керна.

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

Конструкцией керноприемного устройства и компоновки кернорвателей предусмотрена возможность использования отдельно цангового или рычажкового кернорвателей. При этом используются башмак цангового рвателя или корпус башмака рычажкового кернорвателя (поставляемый в комплекте сменных частей). При этом применение компоновки одного рычажкового кернорвателя рекомендуется при отборе керна рыхлых, слабосцементированных пород.

2. ПОДГОТОВКА УСТРОЙСТВА КЕРНОПРИЕМНОГО К РАБОТЕ И ПОРЯДОК РАБОТЫ.

Устройство керноприемное УКР-164/80 поставляется в собранном виде с ввернутыми предохранительными колпаками и пробками.

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

Сборка керноприемного устройства:

Конституция керноприемного устройства позволяет работать с тремя схемами размещения в нем керноприемника:

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

подвешивать керноприемник на подвеске скольжения с обеспечением указанного зазора;

- размещать керноприемник между торцами бурильной головки без зазоров. До начала сборки нового комплекта керноприемного устройства на буровой

извлеките из корпусов детали керноприемника, а из регулировочной головки - клапан-эжектор.

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, наверните бурильную головку на нижний ниппель центратора и закрепите машинными ключами  резьбу.

Все резьбы системы корпуса керноприемного устройства необходимо предварительно смазать графитной смазкой и закреплять машинными ключами с моментом 10000 - 18000 Н. м. (1000 - 1800 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 с керноотметчиком и закрепите резьбы с моментом 50 -60 кГм;

- на верхний конец керноприемной трубы наверните шаровую подвеску и головку регулировочную, предварительно вставьте в муфту шаровой подвески двустороннее седло клапана и закрепите. При закреплении шаровой подвески между ее торцом и торцом ниппеля регулировочной головки должен оставаться зазор от 0,1до 2мм;

- установите регулировочную гайку в крайнее верхнее положение на винте головки. Пропустите в отверстие винта болт с надетым на него стальным штропом, болт закрепите гайкой контргайкой;

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

- отвинтите контргайку и гайку, снимите болт, наверните регулировочную гайку на винт головки до упора ее в посадочный торец корпуса керноприемного устройства с помощью вилки, следя при этом, чтобы винт не проворачивался. При работе с опорой скольжения оставьте регулировочную гайку в этом положении. При применении шаровой подвески поверните корпус подвески в обратном направлении из расчета половины оборота на одну секцию, не допуская вращения регулировочной гайки;

- застопорите винт головки, опустив фиксатор и введя его шпонки в прорези регулировочной гайки, совместив для этого прорези регулировочной гайки и винта и

наверните на винт предохранительный колпак с резиновыми уплотнительными кольцами. Завинтите предохранительный винт в головку регулировочную. Наверните верхний переводник, закрепите его и приступите к спуску устройства 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 и 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 керноотборного инструмента 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 керноотборного инструмента 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 керноотборного инструмента 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 керноприемного устройства 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 керноотборный инструмент 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 керноприемного устройства 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 различных компоновок; совмещенной цанговорычажковый, одного рычажкового или одного цангового.

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, свободного прохождения через кернорватель цилиндра Ø 82 мм.

Ревизия цангового кернорвателя - проверка наличия релитовой наплавки внутренней поверхности цанги против наружных выступов, равномерности наплавки и свободного прохождения через кернорватель цилиндра Ø 76 мм.

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 башмак клапана-эжектора (или шар Ø 50.8 мм) плотно прилегал к посадочным поверхностям седла.

Ревизия клапана - эжектора заключается в визуальном осмотре целостности отдельных его узлов, присоединительных резьб, сварных швов.

Особое внимание обращается на наличие и целостность конуса гидромониторной насадки (ДхН=ЗЗх26мм, d=14-18MM) и уплотнительного кольца, а также шарика и его конического посадочного седла, установленных в башмаке клапана-эжектора, наружная коническая поверхность башмака не должна также иметь раковин, промоин и других механических повреждений.

Перед первым спуском в скважину рекомендуется над устьем скважины определить гидравлические сопротивления керноотборного инструмента раздельно при установленном в седле клапана-эжектора или шаре и без них 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» клапана-эжектора (или 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.

Керноотборный инструмент следует спускать в скважину без клапана-эжектора или 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, соответствующим 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 обвало-образований 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 керноотборным инструментом;

После выравнивания параметров промывочной жидкости необходимо отвинтить ведущую трубу, бросить внутрь бурильных труб клапан - эжектор или 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 или клапана-эжектора в седло) довести расход бурового раствора до величин, указанных в ГТН.

Эффективность рейса керноотборным инструментом 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, используя клапан-эжектор.

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 керноприемного устройства 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. Извлеките клапан-эжектор или шар из регулировочной головки.

Отвинтите компоновку кернорвателя.

Верхний конец керноприемника медленно приподнимите на высоту от 3 до 5 м над мостками.

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

Извлечение керна производите, пока не выйдет керноотметчик из керноприемных труб. 

После извлечения керна:

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

- проверьте и смажьте все резьбы;

- проверьте исправность шаровой подвески, клапана-эжектора, 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 шаровой подвески должен свободно вращаться. Осевой люфт не должен превышать 6 мм.