Cele șase moduri în care o lucrare DTH eșuează: Analiza accidentelor de la fundul găurii

Forajul DTH cu acționare pneumatică este de zece ori mai rapid decât metodele convenționale în rocă dură. Această viteză este întregul său avantaj. Dar același impact de înaltă frecvență care îl face rapid îl face și neiertător atunci când ceva nu merge bine. Un accident DTH nu se dezvoltă lent - se întâmplă cu cincizeci de lovituri pe secundă, iar până când observi, paguba este deja făcută.

Iată cele șase moduri în care o lucrare DTH merge prost, ce cauzează fiecare dintre ele și ce trebuie făcut înainte și după.

1. Fractura capului de ciocan — Ruptura de oboseală la nivelul umărului splinei

Capul ciocanului se rupe aproape întotdeauna în același loc: tranziția diametrului, chiar deasupra secțiunii canelurilor. Aceasta este o concentrare geometrică a tensiunii - acolo unde secțiunea transversală se schimbă, tensiunea se acumulează. De asemenea, acolo este locul unde burghiul transmite cuplul prin caneluri, adăugând tensiune de forfecare la sarcina axială de impact.

Două lucruri împing un cap de ciocan peste limita de oboseală. Primul este fabricația defectuoasă: oțelul de calitate inferioară, tensiunea reziduală din prelucrare, rezistența la oboseală insuficientă. Al doilea sunt condițiile de funcționare: presiunea excesivă de alimentare care îndoaie coarda și amplifică vibrațiile sau găurirea prin tranziții de la moale la dur, unde cuplul fluctuează constant.

Prevenirea începe cu achiziționarea de la un producător care își poate dovedi calitatea. Apoi, este vorba despre disciplina de găurire: reduceți parametrii atunci când intrați în teren fracturat sau eterogen, începeți cu avans ușor atunci când formațiunea este necunoscută și reduceți treptat avansul în straturile moi, unde plăcuțele pot pătrunde prea adânc și pot crește cuplul.

Două măsuri practice de siguranță: folosiți un ciocan cu un manșon de fixare, astfel încât un cap rupt să nu cadă la fund și, dacă capul se rupe, scoateți-l imediat înainte să se blocheze definitiv.

2. Ruperea inserției — Marginea exterioară este prima

În procesul normal de găurire, uzura plăcuțelor este graduală. Majoritatea defecțiunilor plăcuțelor sunt prin ruperea bruscă, iar plăcuțele de la marginea exterioară extremă a feței burghiului sunt cele mai vulnerabile. Acestea suportă cea mai mare sarcină de impact, cel mai abraziv contact cu peretele găurii și cea mai mare solicitare de încovoiere.

Cauzele se împart în trei categorii: formațiune (sol dur, fracturat sau mixt), parametrii de foraj (avans prea mare, viteză de rotație prea mare) și funcționare (avans neregulat, ricoșeu, tragere cu cartuș gol).

Prevenirea este disciplina standard: avans ușor la pornire, parametri reduși în teren dificil, presiune de avans lină și constantă și - cel mai important - alegerea unui burghiu al cărui grad de plăcuță și design al feței corespund formațiunii. O plăcuță care se rupe într-o formațiune pentru care nu a fost proiectată nu este o problemă de calitate. Este o problemă de selecție.

3. Blocajul provocat de ciocan — resturile care provin din propriile țevi

Asta e jenant pentru că e în întregime autoprovocată.

Țevile de foraj noi prezintă reziduuri de rugină, crustă de laminare și resturi de fabricație pe peretele interior. Când aerul comprimat începe să curgă, aceste resturi se eliberează și coboară pe garnitură - direct în partea superioară a ciocanului. Se tasează pe pasajele de aer și pe supapa de sens, restricționând sau blocând fluxul de aer.

Soluția este simplă și universal omisă: curățați fiecare țeavă înainte ca aceasta să intre în gaură. Suflați-o cu aer comprimat. Pentru țevi noi, ștergeți gaura cu o perie de sârmă sau folosiți un bețișor de curățare. Și curățați și conductele de aer de suprafață - în special supapele și coturile unde se acumulează resturi.

4. Reflux — Diferența de presiune care aspiră deșeurile

Acesta este cel mai insidios mod de defecțiune DHT, deoarece se întâmplă atunci când ciocanul nici măcar nu funcționează.

Când gaura conține resturi abrazive groase, asemănătoare nămolului, iar ciocanul se oprește, se dezvoltă o diferență de presiune. Dacă supapa de sens unic nu etanșează perfect sau dacă jocurile interne sunt uzate, această diferență de presiune aspiră resturile abrazive înapoi - în sus, prin golurile interne ale ciocanului, în jocurile pistonului și ale canelurilor. Resturile abrazive se acumulează. Pistonul se blochează. Canelurile se blochează. Orificiile de evacuare se blochează.

Cauza principală este de obicei o supapă de sens unidirecțional uzată sau deteriorată, sau jocuri uzate între piston și cilindru care nu mai etanșează. Prevenirea este inspecția: verificați supapa de sens unidirecțional înainte de fiecare deplasare, verificați jocurile dintre piston și cilindru la timp și înlocuiți piesele uzate înainte ca acestea să permită refluxul.

O soluție mai sofisticată pentru găurile adânci: instalați o îmbinare cu robinet cu plutitor la 150-200 de metri în sus pe garnitură. Robinetul cu plutitor se închide când presiunea aerului scade, prevenind curgerea inversă care împinge deșeurile în ciocan.

Reacția imediată atunci când fluxul de aer devine restricționat: mișcați energic coarda în sus și în jos pentru a elimina blocajul. Dacă acest lucru nu funcționează, trageți de coardă și verificați - nu continuați să forțați aerul într-un ciocan blocat.

5. Înfășurarea inelelor de noroi — Strangularea lentă

În condiții de umiditate ridicată, deșeurile nu sunt curățate de vânt. Se lipesc — de garnitura de foraj, de peretele găurii de foraj, de corpul ciocanului. Se formează un inel de deșeuri compactate. Jocul inelar se micșorează. Deșeurile care curgeau înainte se acumulează pe lângă inel. Inelul crește într-o compresă de noroi, iar compresa de noroi sigilează în cele din urmă complet inelul. Garnitura de foraj este blocată.

Mecanismul este progresiv: fiecare ciclu de circulație lasă puțin mai mult material pe inel, iar inelul face ca următorul ciclu să fie mai puțin eficient. În momentul în care cineva observă că circulația se degradează, pachetul se formează deja.

Prevenirea constă în menținerea curățeniei inelului: volum adecvat de aer, spălare regulată și puternică și atenție la fluxul de retur. Dacă returul încetinește, spălați bine înainte de a se opri complet.

6. Blocat și îngropat — Formațiunea ripostează

Ultimul mod de eșec este cel mai costisitor: șirul este blocat și, cu cât stă mai mult, cu atât se blochează mai mult.

Factorii de formare includ roca fracturată sau faliată care se prăbușește în gaură și straturile acvifere care provoacă umflarea și dezintegrarea șisturilor argiloase. Factorii tehnici includ vibrațiile de înaltă frecvență care slăbesc peretele găurii de sondă, aerul de mare viteză care erodează roca instabilă și lipsa oricărui fluid care susține peretele în forajul cu aer.

Când pereții încep să se prăbușească, secvența este previzibilă: blocurile cad, ciocanul se blochează, iar dacă gaura se prăbușește, ciocanul rămâne îngropat.

Scara de răspuns este gradată. Începeți cu observarea — urmăriți fluxul de retur, urmăriți cuplul, urmăriți modificările de penetrare. Mențineți garnitura de foraj în mișcare — deplasări scurte frecvente, mișcări regulate în sus și în jos pentru a preveni tasarea. La primul semn de problemă, opriți-vă și remediați-o. Folosiți injecție cu spumă pentru a efectua tăieri puternice. Deplasați scurt pentru a verifica starea peretelui găurii de sondă. Dacă gaura nu rămâne deschisă, schimbați tactica — foraj cu spumă, un fluid de susținere a peretelui sau tubaj. Ca ultimă soluție, frezați pentru a elibera o garnitură de foraj blocată.

Modelul

Forajul DTH este rapid, dar recompensează atenția și pedepsește neglijența. Cele șase tipuri de accidente au un lucru în comun: aproape toate pot fi prevenite prin inspecție, curățare și disciplină în foraj. Ciocanul care cedează din cauza resturilor dintr-o țeavă murdară, a unei supape de sens uzate sau a presiunii excesive de alimentare - aceste defecțiuni nu sunt ghinion. Sunt rezultatul previzibil al omiterii etapelor de foraj.