Предотвращение и ликвидация буровых аварий: практика безопасного управления и контроля рисков

Буровые работы относятся к высокорисковым отраслям, где такие аварии, как выброс, поглощение бурового раствора и прихват бурильной колонны, могут привести к серьёзным последствиям: травмам и гибели людей, повреждению оборудования, загрязнению окружающей среды. Безопасное управление является ключевым элементом эффективной деятельности буровых предприятий. XI'AN SHUZHIHUI ENERGY TECHNOLOGY LIMITED интегрирует концепцию безопасного управления в проектирование оборудования и услуги, предоставляя клиентам внутренне безопасные буровые решения.

1. Основные типы буровых аварий

Общие аварии при буровых работах подразделяются на следующие категории: аварии контроля скважины являются наиболее серьёзными рисками, включая выброс, фонтанирование, неконтролируемое фонтанирование и др.; поглощение бурового раствора может привести к нестабильности стенок скважины и прихвату колонны; прихват колонны препятствует нормальному подъёму и спуску бурильной колонны, влияя на ход работ; аварии бурильной колонны включают обрыв бурильных труб, отказ соединений и др.; аварии оборудования связаны с механическими и электрическими неисправностями различных систем буровой установки. Понимание типов аварий является предпосылкой для их предотвращения.

2. Контроль скважины и безопасное управление

Контроль скважины является ключевым звеном буровой безопасности. Основной принцип заключается в поддержании баланса давления в стволе скважины и предотвращении поступления пластовых флюидов в ствол скважины. Ключевые меры включают: точный расчёт плотности бурового раствора для обеспечения гидростатического давления, несколько превышающего пластовое давление; установку комплектов противовыбросового оборудования в соответствии с нормами и их регулярную проверку; оснащение полным комплектом контрольно-измерительных приборов для контроля скважины (мониторинг уровня в приёмной ёмкости, манометры на стояке, манометры на обсадной колонне и др.); разработку строгих регламентов спуско-подъёмных операций для предотвращения притока, вызванного всасыванием и волнением давления. Буровик должен пройти профессиональную подготовку по контролю скважины и иметь соответствующий сертификат.

3. Предотвращение и ликвидация поглощения бурового раствора

Поглощение бурового раствора происходит, когда буровой раствор поступает в пласт вместо возврата из устья скважины, обычное явление для трещиноватых, карстовых или рыхлых песчаных пород. Меры по предотвращению включают: точное управление давлением при бурении, избежание резких колебаний давления; оптимизацию характеристик бурового раствора для снижения фильтрации; плавные операции спуска-подъёма бурильной колонны для предотвращения волнения давления. При возникновении поглощения бурового раствора метод ликвидации выбирается в зависимости от степени поглощения: при незначительном поглощении можно повысить вязкость бурового раствора для восстановления циркуляции; при значительном поглощении необходимо использовать материалы для ликвидации поглощения (скорлупа ореха, слюда, цементный раствор и др.) для восстановления. При серьёзном поглощении в карстовых породах может потребоваться специальная технология.

4. Предотвращение и ликвидация прихвата колонны

Прихват колонны — это авария, при которой бурильная колонна прихвачена в скважине и не может нормально осуществлять спуск и подъём. Основные типы включают: прихват вследствие прилипания к глинистой корке, прихват от перепада давления между продуктивным и водоносным горизонтами, прихват посторонними предметами, упавшими в скважину. Меры по предотвращению: оптимизация характеристик бурового раствора, контроль толщины глинистой корки; контроль скорости спуска-подъёма для предотвращения волнения давления; использование качественного бурового раствора для снижения содержания твёрдой фазы; регулярная работа с колонной во избежание длительного нахождения в неподвижном состоянии. Методы ликвидации прихвата включают: обработку нефтью, обработку раствором для ликвидации прихвата; верхние и нижние удары для ликвидации прихвата; отворот и фрезерование и другие сложные операции.

5. Предотвращение аварий бурильной колонны

Аварии бурильной колонны часто связаны с усталостными повреждениями и неправильной эксплуатацией. Меры по предотвращению: создание системы проверки бурильных труб, регулярное измерение и записи, своевременная замена при превышении норм износа; контроль буровых параметров, избежание чрезмерных оборотов и веса на долото, которые могут вызвать усталостное разрушение; правильная эксплуатация, сокращение ударных нагрузок от падения и проскальзывания долота; резьбовые соединения должны быть свинчены в соответствии с нормами, с использованием соответствующего крутящего момента. Аварии бурильной колонны не только причиняют экономические убытки, но и в процессе обработки могут вызвать другие осложнения.

6. Безопасность и защита оборудования

Безопасность бурового оборудования охватывает механические, электрические, гидравлические и другие системы. Защита механического оборудования: установка защитных кожухов на вращающихся частях; установка устройств против падения на буровой вышке; создание системы проверки оборудования. Электробезопасность: заземление электрооборудования; взрывозащищённое электрооборудование для работы в средах с горючими газами; регулярная проверка изоляции проводов и кабелей. Безопасность гидравлической системы: предотвращение разрыва высоконапорных шлангов и травмирования; проведение ремонтных работ только после сброса давления в системе.

7. Планы действий при чрезвычайных ситуациях и учения

Совершенный план действий при ЧС является основой для реагирования на аварии. План должен включать: типы аварий и критерии классификации; организационную структуру и обязанности при ЧС; оснащение аварийными ресурсами (оборудование, материалы, связь); процедуры экстренной эвакуации; процедуры контроля скважины при чрезвычайных ситуациях; оказание первой помощи и медицинскую помощь; реагирование на загрязнение окружающей среды; координацию с внешними спасательными службами. Регулярно организуются учения для проверки осуществимости плана и повышения готовности всего персонала. Учения должны охватывать различные формы: настольные учения, отдельные учения и комплексные учения.

8. Система управления HSE

Создание интегрированной системы управления здоровьем, безопасностью и окружающей средой (HSE) является гарантией устойчивого развития буровых предприятий. Элементы системы включают: обязательства и ответственность руководства; оценку и контроль рисков; разработку правил и процедур; подготовку и развитие компетенций; управление подрядчиками; проверки и аудиты; непрерывное совершенствование. XI'AN SHUZHIHUI ENERGY TECHNOLOGY LIMITED предоставляет клиентам консалтинговые услуги по созданию системы управления HSE, помогая предприятиям повышать уровень безопасного управления.

Безопасность буровых работ — дело первостепенной важности, и профилактика является основополагающим принципом. Посредством совершенной системы управления, квалифицированного оборудования, хорошо обученного персонала и научных технических мер можно эффективно снизить риски буровых работ и достичь целей безопасного производства.