Удосконалення конструкції та розширення області застосування гідравлічного ударного механізму

Abstract

Процес спорудження нафтових і газових свердловин, особливо глибоких (понад 3000 м), супроводжується складними гірничо-геологічними умовами, що спричиняють виникнення ускладнень, серед яких прихоплення бурильної колони є основною причиною серйозних простоїв та аварій з бурильним або геофізичним інструментом. Для ліквідації прихоплень застосовують різні ударні механізми, найбільш розповсюдженим серед яких є гідравлічні ударні механізми (ГУМ), що мають просту конструкцію, надійні у роботі. Для підвищення ефективності ліквідації прихоплень до застосування пропонуються багатокамерний гідравлічний ударний механізм (ГУМ-Б), вібраційний гідравлічний ударний механізм (ГУМ-В) та гідравлічний ударний механізм, вмонтований у бурильну колону (ГУМ-БК). З метою удосконалення роботи ГУМ на значних глибинах в умовах високих вибійних температур розроблено рецептуру термостійкого високов’язкого мастила для ударних механізмів, до складу якого входять мазут та водний розчин поліакриламіду (ПАА). Застосування даних компонентів підвищує термостійкість мастила до 140оС та забезпечує надійну роботу ударних механізмів на глибинах до 5000-6000 м.

In practice of construction of oil and gas wells, especially deep ones (over 3000 m), the process of drilling is accompanied by difficult geological conditions that give rise to complications. Among them sticking is considered to be the most frequent cause of significant downtimes and failures of drilling and geophysical tools. To release sticking, various percussion mechanisms, among which the most common are the hydraulic percussion mechanism (HPM) that are reliable and have a simple structure, are utilized. To improve operational reliability and efficiency of the percussion mechanism and expand the sphere of its application, multichamber hydraulic percussion mechanism (HPM-M), vibration hydraulic percussion mechanism (HPM-V), and hydraulic percussion mechanism, built into the drill string (HPM-DS), are used. Heat-resistant high viscosity lubricant composition was developed for percussion mechanisms to improve the HPM operation at great depths at high bottomhole temperatures. This composition includes oil fuel and aqueous polyacrylamide solution (APS), which increases the lubricant thermal stability by 20-30oC (approximately up to 140oC) and provides the possibility to use the mechanisms at depths of up to 5,000-6,000 m. These developments ensure effective releasing of sticking due the mechanisms operational efficiency and reliability.