Conoscenze di base sulla perforazione
Conoscenze di base sulla perforazione
1. Struttura del foro di trivellazione
Definizione:
La struttura del foro si riferisce alla variazione del diametro e della lunghezza del foro dalla perforazione alla profondità finale, ovvero al profilo tecnico del foro.
Componenti principali:
Tra questi rientrano principalmente il diametro del foro, il numero di riduzioni del diametro, il numero di stringhe di rivestimento, il diametro e la lunghezza del rivestimento, la profondità della variazione del diametro e il metodo di sigillatura impermeabile della scarpa del rivestimento.
Requisiti di ottimizzazione:
Per garantire la qualità del foro e la sicurezza operativa, si dovrebbe dare priorità all'utilizzo di fanghi di perforazione, fanghi cementizi o malte chimiche di alta qualità per il supporto delle pareti e il controllo della perdita di circolazione. È necessario ridurre al minimo il numero di variazioni di diametro e, ove possibile, ridurre o evitare il rivestimento, in modo da semplificare al massimo la struttura del foro.
La sua funzione principale è quella di isolare formazioni complesse e garantire operazioni di perforazione senza intoppi.
Situazioni che richiedono la riduzione del diametro e l'installazione del rivestimento:
Durante la perforazione di formazioni di sabbia e ghiaia sciolte o strati di sabbie mobili, gli effetti delle acque sotterranee possono rendere il supporto del muro di fango insufficiente per le esigenze di costruzione.
Quando si penetrano zone spesse, fratturate e rotte, il crollo grave del muro e la caduta dei blocchi possono persistere anche con fango o altre misure di supporto.
Quando il foro di trivellazione interseca strutture portanti acqua e grandi fratture collegate, causando una grave perdita d'acqua che non può essere controllata con altri metodi di sigillatura.
Dopo aver raggiunto la profondità pianificata, è possibile effettuare una perforazione con riduzione del diametro per adattarla alla capacità di carico delle attrezzature da costruzione.
Fattori nella scelta della struttura del foro:
La selezione dovrebbe considerare in modo esaustivo le proprietà della roccia, le condizioni idrogeologiche, il diametro finale del foro, la profondità del foro, il metodo di perforazione, lo scopo del foro, le misure di protezione delle pareti e le attrezzature di costruzione.
Abbinamento delle colonne di perforazione:
Si riferisce alla relazione di corrispondenza tra il diametro dell'asta di perforazione e il diametro del foro (punta). Influisce direttamente sul gioco anulare e, di conseguenza, influenza significativamente le condizioni operative dell'asta di perforazione, le prestazioni del flusso del fluido di lavaggio e la resistenza alla rotazione della batteria di perforazione.
2. Nozioni fondamentali sulle operazioni di perforazione di base
Metodo di perforazione:
Termine generico per indicare le tecniche e le misure tecniche correlate utilizzate per rompere la roccia sul fondo del foro durante la perforazione sotterranea.
Processo di perforazione:
Flusso di lavoro completo in cui vengono utilizzate attrezzature e utensili specifici per rompere la roccia (o il terreno), formare un foro liscio e regolare del diametro e della profondità richiesti e garantire una perforazione continua attraverso misure tecniche di supporto.
Classificazione dei metodi di perforazione:
Con forza esterna e modalità di rottura della roccia: perforazione a rotazione, perforazione a percussione e perforazione a rotazione-percussione.
Con utensili per la frantumazione delle rocce (tipo abrasivo): perforazione con carburo di tungsteno, perforazione con pallini d'acciaio e perforazione con diamante.
Per modalità di circolazione: circolazione diretta, circolazione inversa e circolazione inversa localizzata sul fondo del foro.
In base alle esigenze di carotaggio: carotaggio e perforazione a piena superficie.
Principi per la selezione di un metodo di perforazione:
Il metodo deve essere scelto principalmente in base alle proprietà fisiche e meccaniche della roccia:
Per formazioni morbide e alcune di media durezza, utilizzare la perforazione in carburo di tungsteno.
Per alcune formazioni da medio-dure a dure, utilizzare la perforazione con lega ad ago, PDC o pallini d'acciaio.
Per formazioni da mediamente dure a molto dure, utilizzare perforazioni con diamante, pallini d'acciaio o martello fondo foro.
Preparazione pre-patate:
Preparare materiali sufficienti, tra cui aste di perforazione, rivestimenti, tubi di orientamento, punte, pallini d'acciaio, lubrificanti, fluido di lavaggio, utensili di reintegro e di scavo, utensili di carotaggio specializzati, i necessari carotieri corti, le scatole porta-carota e tutti i moduli richiesti.
Eseguire un'ispezione completa dell'attrezzatura di perforazione e della qualità dell'installazione. Qualsiasi non conformità deve essere riparata o risolta immediatamente; reinstallare se necessario. Il funzionamento forzato è severamente vietato.
Per la perforazione di fori profondi, per evitare deviazioni del foro, si può scavare una fossa in corrispondenza del collare e inserire un tubo di orientamento; il rivestimento viene quindi posato dopo la perforazione nel substrato roccioso. Per la perforazione di fori superficiali, si dovrebbe utilizzare fango per il supporto del muro. Se il crollo del muro è grave, si possono utilizzare metodi di costruzione artificiale del muro prima di perforare il substrato roccioso e posare il rivestimento.
Durante la perforazione, il carotiere deve essere allungato gradualmente e le operazioni devono essere eseguite con una leggera pressione della punta, una rotazione lenta e un'adeguata portata della pompa. Durante la riduzione del diametro, è necessario utilizzare un gruppo guida combinato per evitare la flessione del foro.
Poiché lo sversamento avviene spesso in terreni sovraccarichi, il fluido di lavaggio è soggetto a perdite, il che riduce la stabilità della parete; occorre prestare particolare attenzione alla prevenzione di incidenti nel fondo del foro, quali incollamenti, interramenti, formazione di palline di bit e bruciature di bit.
Il rivestimento deve essere fissato su un substrato roccioso idoneo. Prima di procedere con il rivestimento, è necessario far cadere delle sfere di argilla e pressarle nel foro in modo che la scarpa del rivestimento si incastri nell'argilla per sigillare il fondo del rivestimento. La parte superiore del rivestimento deve essere fissata con cunei di legno e sigillata con argilla; se necessario, è possibile utilizzare una sigillatura cementizia. Prima del fissaggio finale del rivestimento, collegare il kelly (o l'asta di guida) al rivestimento per verificarne la verticalità e l'allineamento tra il centro del foro e il centro del rivestimento.
