I. Struttura di perforazione
1. Definizione
Il struttura di foratura si riferisce ai cambiamenti del diametro e della lunghezza di un foro da l'apertura iniziale alla sua profondità finale. Questo è anche noto come il profilo tecnico del foro.
2. Componenti
Gli elementi chiave della struttura di foratura includono:
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Diametro del foro
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Numero di variazioni di diametro
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Numero di strati di casing
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Diametri e lunghezze dei tubi
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Profondità a cui si verificano cambiamenti di diametro
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Metodi per sigillare il fondo del casing
3. Requisiti
Per garantire la qualità e la sicurezza della perforazione:
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Utilizzare fango di alta qualità, fango di cemento o fango chimico per la protezione delle pareti e la tenuta di perdite.
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Obiettivo di ridurre al minimo i cambiamenti di diametro e ridurre o eliminare la necessità di casing, semplificando quanto più possibile la struttura di foratura.
4. Scopo della custodia
I rivestimenti sono impiegati per isolare complesse formazioni geologiche, garantendo stabilità durante la perforazione.
5. Situazioni che richiedono cambiamenti di diametro e custodia
Le regolazioni del diametro e le installazioni del casing sono necessarie nei seguenti scenari:
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Foratura attraverso strati sciolti di ghiaia o sabbia mobile dove la protezione del fango non riesce a causa dell'influenza delle acque sotterranee.
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Passando attraverso zone spesse e fratturate con giunzioni sviluppate, crollo grave o caduta di blocchi, dove fango o altri metodi di protezione sono inefficaci.
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Incontrare strutture che portano acqua collegate a grandi fessure, causando gravi perdite che altri metodi di arresto dell'acqua non possono affrontare.
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Raggiungere una profondità dove la capacità di carico dell'attrezzatura richiede un cambiamento di diametro.
6. Fattori che influenzano la selezione della struttura di foratura
La scelta della struttura di foratura dipende da:
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Proprietà della roccia
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Condizioni idrogeologiche
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Diametro del foro finale
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Profondità di foratura
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Metodo e scopo di perforazione
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Misure di protezione dei fori
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Attrezzature da costruzione
7. Configurazione della stringa del trapano
Il configurazione della stringa del trapano definisce la relazione tra il diametro del tubo di foratura e il diametro del foro (diametro della broca). Questa configurazione determina la dimensione dello spazio annulare, che influenza:
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Prestazioni del tubo di trapano
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Flusso del fluido di risciacquo
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Resistenza rotazionale della corda di foratura
II. Conoscenza di base della perforazione
1. Metodo di perforazione
Un metodo di foratura è il termine collettivo per le tecniche e le misure utilizzate per rompere la roccia nel fondo di un foro durante la perforazione sotterranea.
2. Tecnologia di perforazione
Tecnologia di perforazione implica l'utilizzo di attrezzature e strumenti specializzati per rompere roccia o terreno, creando un foro liscio e regolare con un diametro e profondità specifici. Esso comprende misure tecniche per garantire operazioni di perforazione senza problemi.
3. Classificazione dei metodi di perforazione
I metodi di perforazione sono classificati in base a:
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Forza e metodo di rottura della roccia: Perforazione rotativa, perforazione a percussioni, perforazione a percussioni rotative.
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Materiale dell'utensile di taglio: Foratura in carburo, foratura in acciaio, foratura in diamante.
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Metodo di circolazione di risciacquo: circolazione diretta, circolazione inversa, circolazione inversa locale al fondo del foro.
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Recupero del core: Perforazione del nucleo, perforazione a faccia completa.
4. Come scegliere un metodo di perforazione
La scelta di un metodo di perforazione dipende dalle proprietà fisiche e meccaniche della roccia:
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Molti e alcuni strati di roccia media-dura: Usare la perforazione in carburo.
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Strati di roccia da medio-duro a duro: Optare per il carburo dell'ago, il composito di diamante o la perforazione in acciaio.
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Strati di roccia medio-duro a molto duro: impiegare diamante, acciaio sparo, o giù-il-foro martello di foratura.
5. Preparazioni prima della perforazione
Prima di iniziare:
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Preparare quantità sufficienti di tubi di foratura, carcasse, tubi direzionali, trapani, colpi di acciaio, olio, fluido di risciacquo, strumenti di montaggio / smontaggio, strumenti di recupero del nucleo, barili a nucleo corto, scatole di nucleo e rapporti.
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Ispettare accuratamente le attrezzature di foratura e la qualità dell'installazione; riparare, regolare o reinstallare se necessario, non compromettere mai.
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Per fori profondi, scavare un pozzo all'apertura per incorporare un tubo direzionale per prevenire la deviazione, inserendo l'involucro dopo aver raggiunto il fondale roccioso. Per fori poco profondi, utilizzare fango per la protezione; se il crollo è grave, costruire pareti artificiali prima dell'inserimento dell'involucro.
6. Precauzioni durante la foratura iniziale
Durante la perforazione iniziale:
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Estendere gradualmente il barile del nucleo utilizzando pressione leggera, rotazione lenta e volume della pompa appropriato. Utilizzare un trapano guida completo durante i cambiamenti di diametro per prevenire la curvatura del foro.
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Attenzione alla perdita di fluido di risciacquo negli strati di sovraccarico, che possono destabilizzare la parete del foro e portare ad incidenti come trapani bloccati, sepolti, impacchiati di fango o bruciati.
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Impostare gli involucri su una roccia intatta. Sigillare il fondo della carcassa con sfere di argilla tamponate, fissare la parte superiore con cunei di legno e sigillare con argilla (o cemento se necessario). Verificare l'allineamento collegando il tubo di trapano attivo al contenitore.
III. Parametri tecnici di perforazione (procedure di perforazione)
1. Definizione
Parametri tecnici della perforazione sono fattori controllabili che influenzano l'efficienza di foratura e la durata della borsa, insieme alle loro interrelazioni.
2. Componenti
Per i metodi generali di perforazione, i parametri includono:
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Pressione di foratura (P)
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Velocità di rotazione (n)
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Volume della pompa (Q)
Fattori aggiuntivi per metodi specifici: -
Foratura in acciaioQuantità e metodo di aggiunta del tiro.
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Perforazione a rotazioneIntervallo di impatto, frequenza ed energia.
3. Comprensione
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Questi parametri influenzano direttamente l'efficienza della perforazione e la durata della borsa.
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Possono essere regolati in base alle condizioni di formazione e ai metodi di foratura.
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I parametri sono interconnessi e devono funzionare in armonia.
4. Classificazioni
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Procedura di perforazione ottimaleValori parametrici che consentono di ottenere i migliori risultati tecnici ed economici in condizioni specifiche.
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Procedura di foratura aggressivaValori dei parametri più alti del normale per una velocità di foratura aumentata (chiamata anche foratura rapida).
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Procedura di perforazione specialeValori di parametri limitati e misure speciali per scopi specifici.
5. Come controllare e regolare i parametri
Gli aggiustamenti dipendono da:
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Condizioni del foro (proprietà della roccia, stabilità della parete del foro, profondità, diametro, angolo, tipo/usura del trapano, condizioni della corda del trapano, proprietà del fluido di risciacquo).
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Gli operatori devono osservare con diligenza, analizzare con abilità e sfruttare l'esperienza, poiché l'osservazione diretta downhole è impossibile.
IV. Modi per rompere la roccia nella perforazione
1. Tre meccanismi di rottura della roccia
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Retificazione superficialeSi verifica con pressione di foratura insufficiente, impedendo all'utensile di taglio di penetrare la roccia - inefficiente.
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Fatigue BreakPressione leggermente superiore crea crepe sulla superficie, richiedendo azioni ripetute per rompere la roccia - bassa efficienza.
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rottura del volumeUna pressione adeguata garantisce la penetrazione e la forza di rotazione provoca la rottura del taglio - più efficiente.
2. Processo di rottura del volume
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Penetrazione: Lo strumento di taglio preme nella roccia.
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taglioLa forza rotazionale rompe la roccia attraverso l'azione di taglio.
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