Правила эксплуатации каротажных кабелей

После подготовительных работ начинают спуск каротажного кабеля со скважинным прибором в скважину, соблюдая правила техники безопасности. В момент нахождения скважинного прибора на устье скважины установить на ноль указатель глубины.

 

При свободном спуске каротажного кабеля в скважину барабан подъемника растормаживают и каротажный кабель со скважинным прибором погружается в скважину под воздействием собственного веса. Путем торможения барабана необходимо поддерживать скорость движения каротажного кабеля не более 8000 м/ч. резкое торможение барабана не допускается во избежание соскальзывания каротажного кабеля с ролика и обрыва его.

 

При затруднительном спуске каротажного кабеля барабан следует вращать от двигателя путем включения реверса редуктора или гидромотора (электродвигателя). При дальнейшем спуске каротажного кабеля движение скважинного прибора контролировать по натяжению каротажного кабеля и по изменению показаний какого-нибудь параметра ГИС. Контроль необходим для избежания перепуска каротажного кабеля при остановке скважинного прибора, что может привести к прихвату его и образованию на каротажном кабеле узлов. При большой скорости спуска каротажного кабеля, а также при вязкой промывочной жидкости с большим удельным весом контроль за движением скважинного прибора по натяжению каротажного кабеля затруднен. В этом случае необходимо осуществлять спуск каротажного кабеля на пониженных скоростях с контрольными остановками и, при необходимости, подъемами.

 

При спуске каротажного кабеля в необсаженную скважину могут встретиться затруднения, связанные с наличием в скважине пробок, сальников, уступов, обвалов, осадка и др.

 

В некоторых случаях можно добиться прохождения каротажного кабеля, увеличивая вес грузов или пользуясь специальными грузами (шарами и др.), а также применяя гибкие насадки на хвостовики скважинных приборов. Труднопроходимый интервал скважины может быть перекрыт бурильными свечами и каротажный кабель спускают через них (каротаж через свечи). В особенно трудных случаях приходиться проводить ГИС через поднимаемые бурильные трубы (свечи).

 

Обычно ГИС проводят при подъеме каротажного кабеля, начиная от забоя. Для этого спускают груз (скважинный прибор) на забой, перепуская небольшое (1-2 м) количество каротажного кабеля и затем, медленно поднимая каротажный кабель, наблюдают за его натяжением и показаниями каротажного регистратора.

 

Начинать подъем следует плавно, без рывков и медленно увеличивая скорость движения каротажного кабеля.

 

Скорость подъема каротажного кабеля во время измерений в скважине колеблется от 300 до 4000 м/ч и зависит от применяемых методов исследований.

 

Рекомендуется подъем каротажного кабеля из скважины с большой глубины начинать со скоростью, не превышающей 1500-2000 м/ч. Эту скорость следует сохранять на 1/3 глубины скважины, считая от забоя, затем, если позволяют условия измерений, скорость подъема можно увеличить до 3000-5000 м/ч, а начиная с 2/3 глубины скважины скорость подъема по всей скважине может быть еще увеличена, но не более 6000 м/ч. Такая методика подъема каротажного кабеля обеспечит равномерный его износ по всей длине.

 

Скорость спуска и подъема каротажного кабеля необходимо устанавливать в каждом отдельном случае в зависимости от технического состояния скважины.

 

При приближении скважинного прибора на 50 м к башмаку обсадной колонны или к устью скважины скорость должна быть снижена до 250 м/ч. Невыполнение этого требования может вызвать обрыв скважинного прибора в башмаке колонны, затаскивание его на ролик блок-баланса и обрыв каротажного кабеля. Опасность обрыва каротажного кабеля возникает во время приближения скважинного прибора к ролику блок-баланса. При несвоевременной остановке лебедки подъемника скважинный прибор выходит на ролик, отрывается и падает в скважину или деформируется на ролике. Чтобы этого не происходило, на каротажном кабеле следует установить хорошо видимые предохранительные метки из изоляционной ленты на расстоянии 50 и 10 м от места крепления скважинного прибора к каротажному кабелю. После появления из скважины первой предупредительной метки скорость подъема каротажного кабеля необходимо уменьшить.

 

При работе с блок-балансом, установленным на роторе буровой установки, скважинный прибор необходимо остановить на 1-2 м ниже устья скважины, а затем с помощью вспомогательной лебедки буровой установки вынимать из скважины.

 

Во время спуска и подъема каротажного кабеля, особенно при высокой скорости его движения, запрешается резко тормозить барабан лебедки, так как возникающие при этом динамические нагрузки могут оказаться причиной деформации повива проволок брони, обрыва проволок или токопроводящей жилы. При спуске кабеля в скважину следует строго отслеживать натяжение кабеля с целью исключить перепуск , при котором возможно образование петель и «фонарей» на кабеле. Каротажный кабель, выходящий из скважины, следует очищать или промывать от промывочной жидкости.

 

Во время проведения ГИС через бурильные трубы необходимо соблюдать особые меры предосторожности, чтобы не повредить каротажный кабель, зацепившийся за край трубы и, если на конце трубы отсутствует расширение в виде колокола, подъем каротажного кабеля производить на самой малой скорости, следя за натяжением каротажного кабеля, которое резко возрастет в случае зацепления прибора за острые кромки трубы. В этом случае следует опустить прибор на несколько метров и вновь попытаться поднять каротажный кабель выше конца трубы на небольшой скорости. Натягивать каротажный кабель при этом следует с осторожностью, чтобы не допустить обрыва каротажного кабеля, прибора и грузов. Во всяком случае, надо предпринять несколько попыток, чтобы освободить скважинный прибор и груз.

 

Подъем каротажного кабеля в трубах опасен и тем, что в замковых соединениях оборвавшиеся проволоки брони могут создать запутавшиеся узлы, которые, как правило, приводят к обрыву каротажного кабеля. Поэтому производить спуск каротажного кабеля через бурильные трубы следует в крайнем случае, когда в скважину не проходит каротажный кабель с прибором и грузом.

 

В скважинах иногда встречаются уступы, на которые упираются опускаемые грузы или скважинный прибор. В такую скважину опускают каротажный кабель с гирляндой грузов на его конце, скрепленных друг с другом стальным тросом или цепью. Грузы должны быть выполнены из свинца или чугуна, так как в случае их потери они должны разбуриваться.

 

Если скважина хорошо промыта, имеет незначительный (до 70) зенитный угол, то при достаточном контроле скорость спуска может достигать до 8000 м/ч.

 

При подходе к забою скорость движения каротажного кабеля не должна превышать 500-600 м/ч.

 

По статистическим данным около 60% дефектов каротажного кабеля появляются в результате перепусков каротажного кабеля при остановке скважинного прибора или груза. Характерными повреждениями при этом являются петли, узлы, скручивания. Образование петель и других дефектов наблюдается в разных местах по длине каротажного кабеля. появление таких узлов в скважине вызывает затруднения и обычно заканчивается обрывом каротажного кабеля выше узла.

 

Аварийное состояние во время геофизических работ в скважинах возникает вследствие прихвата каротажного кабеля, скважинного прибора или груза.

 

Причины прихвата каротажного кабеля

 

Причинами прихвата каротажного кабеля в скважине являются в основном выпадение твердых частиц из промывочной жидкости и обвал пород из стенок скважины. В некачественной промывочной жидкости из-за обвала на скважинных приборах или грузах, присоединяемых к каротажному кабелю, могут образовываться утолщения из глины или породы - «сальники», препятствующие движению скважинного прибора или груза по скважине. Возникновению прихвата способствуют также узлы и петли, образующие на каротажном кабеле при его перепуске в скважину, когда нижний конец каротажного кабеля остановился на препятствии, а спуск каротажного кабеля продолжается.

 

Для предотвращения аварий СЛЕДУЕТ:

• избегать длительных остановок каротажного кабеля в необсаженной части скважины, непрерывно перемещая прибор, или вводя его в колонну;
• до спуска каротажного кабеля проверить двигатель подъемника и запустить его;
• при отказе двигателя подъемника рекомендуется производить перемещения каротажного кабеля вверх-вниз либо полностью извлечь его с помощью талевого блока буровой установки.

Прихват каротажного кабеля или скважинного прибора

 

В случае прихвата каротажного кабеля или скважинного прибора, который фиксирует по приближению значения натяжения Т0 к разрывной прочности, НЕОБХОДИМО:

• немедленно остановить подъем;
• ориентировочно определить глубину прихвата, для чего следует создать дополнительную нагрузку Тд на каротажный кабель, а глубину определить из соотношения (3):

v

 

Н = ----------- Тд ,

 

c

 

где Тд - дополнительная нагрузка после прихвата создается для удлинения каротажного кабеля и его регистрации, кН;

 

v - удлинение от дополнительной нагрузки Тд, мм;

 

с - коэффициент упругого удлинения каротажного кабеля, расчетная величина которого составляет для кабелей типа

 

КГ 1-30-.....-503, КГ 1-55-.....-230, КГ 3-40 ......-323,

 

КГ 3-60 ......-197, КГ 7-75 .....-148, 1/ГН;

• для освобождения кабеля от прихвата произвести многократные «расхаживания» каротажного кабеля с изменением нагрузки от свободного веса каротажного кабеля до 0,5 фактического разрывного усилия в заделке кабельного наконечника. Расхаживание прекратить при порывах не более 5 проволок брони наружного повива;
• при неэффективности расхаживания каротажный кабель освободить путем спуска бурильного инструмента. В зависимости от глубины прихвата и общего количества каротажного кабеля на лебедке технология освобождения будет различной:
• а) пропускание всего каротажного кабеля через бурильный инструмент;
• б) обрубание каротажного кабеля у лебедки и пропускание через бурильный инструмент или извлечение отрезками, равными длине буровой свечи и т.д.

Натяжение каротажного кабеля необходимо контролировать по динамометру. Иногда каротажный кабель удается освободить, оставив его на некоторое время под сильным натяжением. Если такая мера не дает положительных результатов, надо попытаться освободить каротажный кабель, прилагая переменные нагрузки. С помощью подъемника натягивать каротажный кабель и резко снимать натяжение, отключая привод лебедки. Последовательное натяжение и ослабление каротажного кабеля производят многократно.

 

 

Чтобы ликвидировать прихват, необходимо:

• освободить каротажный кабель с помощью овершота с воронкой на конце, опущенного в скважину на бурильных или эксплутационных трубах. Овершотом следует пользоваться, если на конце каротажного кабеля присоединен скважинный прибор с головкой, за которую его можно захватить и вытащить.
• если на конце каротажного кабеля имеется только груз, для освобождения каротажного кабеля можно спустить в скважину привинченный к концу бурильных труб патрубок с раструбом. Внутренний диаметр патрубка должен быть больше диаметра груза, чтобы от мог войти внутрь.

При освобождении каротажного кабеля от прихвата с помощью патрубка или овершота с отверстием операцию производить в следующем порядке:

• на трубы навинтить овершот или патрубок;
• закрепить каротажный кабель над устьем скважины с помощью специальных зажимов;
• размотать каротажный кабель на земле (100-150 м) или смотать весь каротажный кабель, который остался на барабане лебедки, если там осталось один-два ряда, и обрезать каротажный кабель;
• протащить конец каротажного кабеля снизу через воронку, раструб овершота или трубы и через отверстие в их стенке, затем стараясь не делать на каротажном кабеле петель и узлов, протащить через окно весь каротажный кабель, смотанный с барабана лебедки, связать концы каротажного кабеля и намотать сброшенный каротажный кабель обратно на барабан лебедки подъемника;
• на край отверстия ротора положить доску и закрепить ее, чтобы каротажный кабель не перетирался об острые углы у отверстия ротора;
• опустить на некоторую глубину овершот, чтобы окно в его стенке было направлено на лебедку подъемника; перекинув каротажный кабель через подвесной блок или блок-баланс и освободив от крепления, натягивать его с силой, равной приблизительно половине разрывной; каротажный кабель выходит из окна овершота и располагается между трубами и стенкой скважины. Медленно опускать трубы, наблюдая за натяжением каротажного кабеля. Если натяжение увеличивается, каротажный кабель следует немного опустить. Соединения труб производить вручную при закрепленном роторе и неподвижных нижних трубах;
• опустив трубы на глубину, превышающую на несколько метров глубину прихвата, восстановить циркуляцию раствора и медленно опуская трубы, промыть скважину до освобождения каротажного кабеля; при ликвидации прихвата происходит резкое ослабление натяжения каротажного кабеля;
• подъем каротажного кабеля и труб после ликвидации прихвата производить одновременно на малой скорости. Во время подъема необходимо контролировать длину поднятых каротажного кабеля и труб.

Если каротажный кабель или скважинный прибор освободить от прихвата не удается, их обрывают.

 

Обрыв каротажного кабеля следует осуществлять:

• при прихвате скважинного прибора - лебедкой каротажного подъемника или буровой лебедкой;
• при прихвате каротажного кабеля - только буровой лебедкой.

До начала работ по обрыву каротажного кабеля при помощи лебедки подъемника необходимо хорошо укрепить автомашину подъемника, чтобы при максимальном натяжении каротажного кабеля до его обрыва автомобиль не мог повернуться или съехать по направлению к скважине. Постановки автомобиля на тормоза и включения коробки скоростей совершенно недостаточно. Под колеса автомобиля, как задние, так и передние, необходимо подложить специальные тормозные колодки. Затем следует проверить крепление подвесного ролика или блок-баланса. После этого можно начать натягивать каротажный кабель, предварительно удалив на безопасное расстояние людей.

 

Натягивать каротажный кабель для обрыва нужно на малой скорости и в несколько последовательных приемов.

 

Натяжение лебедкой каротажного подъемника прекратить при врезании витков верхнего слоя каротажного кабеля в нижний, после чего следует перейти на талевый блок буровой установки.

 

Обрыв кабеля буровой лебедкой осуществляют в следующей последовательности:

• кабель на барабане лебедки ослабляют до свободного веса;
• на столе ротора (фланце обсадной колонны) кабель закрепляют с помощью двух струбцин: одной (основной) на столе ротора, второй (страховой) на расстоянии 0,5-0,7 м от первой; струбцины должны быть испытаны на нагрузку в три раза превышающую разрывное усилие кабеля, периодичность испытаний - раз в два года, а также после каждого применения ;
• с барабана лебедки подъемника смотать количество кабеля, по длине равное двухкратной высоте подъема талевого блока буровой лебедки;
• убрать подвесной и оттяжной ролики или блок-баланс.

Закрепив каротажный кабель на крюке талевого блока, запустить в ход буровую лебедку и медленно начинать поднимать талевый крюк. Во время подъема на мостках буровой не должны находиться люди, кроме бурильщика у тормоза бурового станка. Оборванный кусок каротажного кабеля намотать на лебедку. Намотку осуществлять с определением длины извлекаемого кабеля.

 

 

Каротажный кабель, оставленный в скважине, необходимо извлечь полностью, так как оставшиеся куски кабеля будут мешать дальнейшему бурению. Разбуривать каротажный кабель недопустимо, он может намотаться вокруг долота, образовав сальник, что явится причиной прихвата бурового инструмента.

 

Оборванный в скважине каротажный кабель извлекают с помощью ловильного инструмента, так называемого «ерша», представляющего собой стальной конус с приваренными к нему под углом остроконечными, чаще искривленными, стальными зубьями, образующими по длине конуса несколько крюков. Выше крюков на конус приваривается круглый стальной диск, препятствующий спуску инструмента, если он достиг каротажного кабеля. верхний конец стрежня «ерша» снабжен муфтой для свинчивания с бурильной или эксплуатационной трубой.

 

Глубину места нахождения оборванного конца кабеля определяют расчетным путем, при нахождении места обрыва в обсадной колонне других операций по определению глубины не проводят.

 

При нахождении места обрыва в открытом стволе его глубину определяют с помощью локатора муфт, спускаемого в расчетный интервал.

 

Зная глубину места обрыва каротажного кабеля, следует опустить «ерш» на трубах на 30-50 м ниже точки обрыва, медленно вращать крюк, делая 3-5 оборота, и поднимать инструмент. Если наблюдается увеличение веса инструмента по дрилометру, каротажный кабель зацепился и инструмент можно поднимать на поверхность. Вначале подъем производить медленно, а затем его ускорять. Если инструмент не захватил каротажный кабель или захватил, но оборвал вблизи крюка и вынес небольшой отрезок, спуск инструмента повторить, но опустить крюк не несколько большую глубину, равную длине выловленного каротажного кабеля. повторять операцию подъема каротажного кабеля из скважины до тех пор, пока он не будет полностью извлечен.

 

Срок службы каротажного кабеля во многом зависит от качества технического обслуживания. Техническое обслуживание каротажного кабеля предусматривает:

 

• проверку технического состояния кабелей;
• отыскание и своевременное устранение неисправностей кабелей;
• ремонт кабелей;
• очистку кабеля от промывочной жидкости;
• смазку кабеля.

Контроль технического состояния каротажного кабеля в процессе его эксплуатации предусматривает:

• визуальную оценку состояния брони при первой и последней СПО на каждой скважине, а также при появлении дефектов наружного повива брони;
• определение диаметра каротажного кабеля через 300 км пробега при нормальных условиях эксплуатации и 150 км - при эксплуатации в осложненных условиях (наклонно-направленные скважины, работа через бурильный инструмент, др.); перед первой и после последней СПО на каждой скважине; при работах через лубрикатор, а также при появлении дефектов наружного повива брони;
• определение разрывного усилия кабеля перед выездом на скважину, если этому предшествовали работы в скважине, скважинная жидкость которой содержала агрессивные вещества: соляную кислоту, сероводород и др. Для непрерывного бесконтактного неразрушающего контроля эффективного сечения и дефектов брони кабеля при его перемотке необходимо использовать прибор контроля износа брони кабеля типа ИРК-ПРО-И. Прибор позволяет выделить слабые места брони, где возможен обрыв проволок, оценить степень коррозийного износа внутреннего повива брони. Диапазон измерения износа каротажного кабеля диаметром 8-12 мм при скорости перемещения 0-3 м/с составляет 3-40%;
• определение электрического сопротивления изоляции перед первой и после последней СПО, а также при подозрении на его снижение ниже нормы. Измерение сопротивления изоляции проводят одним из приборов типа ИРК-ПРО-ГЕО.

• уменьшении диаметра каротажного кабеля в долях диаметра проволок брони наружного повива на 30% при работах в скважинах с углом отклонения от вертикали не менее 250 и 50% во всех остальных случаях;
• овальность каротажного кабеля более 3,5% при работах через лубрикатор и более 25% в остальных случаях. Овальность каротажного кабеля - отношение диаметра в экстремальных точках от среднего значения к среднему значению, выраженная в процентах;
• при недостаточном запасе прочности по результатам контрольного определения разрывного усилия.

Определение места обрыва осуществляют одним из двух способов, основанных на сравнительной оценке емкостей между участками неповрежденной жилы и броней каротажного кабеля.

 

В первом способе емкость оценивают по току ее заряда, во втором - при помощи мостовой схемы на переменном токе.

 

Если место обрыва находится недалеко от конца каротажного кабеля, его необходимо укоротить.

 

Если место обрыва находится в средней части, каротажный кабель разрубить, затем эксплуатировать отдельными кусками или срастить.

 

Отыскание места обрыва токопроводящей жилы можно быстро осуществить любым пробором из состава средств, указанных в настоящей Инструкции (Приложение 2).

 

Определение места нарушения изоляции осуществляют одним из следующих способов: мостовым методом, методом вольтметра, методом улавливающих контактов.

 

Мостовой метод определения расстояния до места утечки в изоляции каротажного кабеля реализован в устройстве ИРК-ПРО-ГЕО. Устройство позволяет определять место утечки в диапазоне 0-20 МОм при приоженном напряжении 250 В с погрешностью 1 м на 1 км.

 

В зависимости от местопоожения утечки для устранения дефекта поступают аналогично вышеописанному.

 

К дефектам брони относятся:

• фонари, возникающие в случае потери контакта между внутренним и наружным повивами брони при нарушении правил эксплуатации;
• узлы, перегибы, «жучки», возникающие при петлеобразованиях, вызванных нарушением правил перемотки и СПО в скважине;
• обрывы проволок брони, появляющиеся при абразивном износе в процессе эксплуатации и при нарушении правил эксплуатации.

Дефекты брони могут быть вызваны также нарушением технологии производства каротажных кабелей.

 

Ремонт каротажного кабеля заключается в :

• ликвидации обрывов проволок наружного повива брони;
• сращивании отрезков проволок наружного повива брони;
• сращивании отрезков каротажного кабеля.

Ликвидацию обрывов проволок брони следует осуществлять:

• в случае, если обрыв или другое механическое повреждение проволок брони произошло на концевом отрезке длиной не более 300 м. В этом случае каротажный кабель с поврежденным участком необходимо отрубить;
• в случае, если обрыв проволоки брони произошел на рабочем участке каротажного кабеля, необходимо:
• к одной из оборвавшихся проволок приварить проволоку аналогичного диаметра (преформированную или непреформированную) длиной не менее 5 м. Другой конец оборвавшейся проволоки удалить на участке не менее 5 м;
• с помощью бандажа уложить на место удаленную новую проволоку. Длина вновь уложенной проволоки должна превышать удаленную на 1-2 мм, т.е. должно учитываться укорочение при сварке;
• снять на участке 10-15 шагов брони вновь уложенную проволоку и закрепить ее бандажом от дальнейшего прослабления. На небольшом участке обмотать вокруг каротажного кабеля свободный конец проволоки;
• свернуть каротажный кабель петлей (рис. 10) и произвести сварку. Участок проволоки длиной не менее 100 мм в месте сварки необходимо отжечь;
• плавными движениями с помощью бандажа уложить проволоку на место;
• допускается любой способ сварки, обеспечивающий надежное соединение. Расстояние между сварками должно быть не менее 5 м. сварку проволоки в месте обрыва при износе брони более 40% не производят.

Сращивание каротажного кабеля