Regole d'uso per le punte diamantate: cinque errori che distruggono una punta nei primi dieci metri.
Le punte diamantate non si usurano. Si distruggono. A causa degli operatori che le lasciano cadere sul fondo del pozzo a piena velocità. A causa dei perforatori che continuano a spingere anche quando la punta inizia a lucidarsi. A causa delle squadre che estraggono la colonna di perforazione da un pozzo profondo con una velocità tale da provocare il crollo della formazione rocciosa. Ogni punta diamantata ha una potenziale vita utile misurata in centinaia di metri. La maggior parte non la raggiunge a causa di errori commessi nei primi e negli ultimi cinque metri di ogni perforazione.
Se state utilizzando punte diamantate per le trivellazioni, che si tratti di pozzi d'acqua, esplorazione o indagini geotecniche, queste regole fanno la differenza tra una punta che dura e una che si rompe.
Regola numero uno: le punte diamantate tagliano. Non martellano, raschiano o spianano.
Una punta diamantata funziona per abrasione. Le particelle di diamante esposte sulla superficie della corona, siano esse diamanti naturali incastonati in una matrice o diamanti sintetici in uno strato impregnato, abradono la roccia micron per micron. La punta non schiaccia come un rullo conico. Non trancia come una punta PDC. Abrade, e necessita di condizioni specifiche per farlo in modo efficace.
La prima regola della perforazione con punte diamantate è che, quando la punta non taglia, non bisogna forzarla. Se la velocità di penetrazione diminuisce improvvisamente – non gradualmente, ma improvvisamente – qualcosa è cambiato sul fondo del foro. La punta potrebbe aver incontrato un'inclusione dura che la grana diamantata non riesce ad abradere efficacemente. Potrebbe esserci del materiale di roccia incoerente che ostruisce la superficie di contatto della punta. Potrebbe esserci un pezzo di roccia staccato che blocca l'anello anulare.
La risposta a ognuno di questi casi è sempre la stessa: interrompere la perforazione e tirare la corda. Non aggiungere peso. Non aumentare i giri al minuto. Non far funzionare la pompa più velocemente sperando di rimuovere l'ostruzione. Una punta diamantata che ruota contro qualcosa che non riesce a tagliare non fa altro che lucidare la propria superficie di taglio. I diamanti si vetrificano, il corpo della matrice si surriscalda e la punta diventa funzionalmente smussata, anche se apparentemente sembra intatta. I diamanti vetrificati non possono essere ripristinati sul campo. La punta è da buttare.
La stessa regola vale per l'alesatura e la pulizia. Non usare una punta diamantata per alesare un foro stretto lasciato dalla punta precedente. Non usarla per rimuovere frammenti di carota residui dal fondo. Non usarla per cercare di forare un utensile o un raccordo in acciaio caduto nel foro. Le punte diamantate servono per tagliare roccia vergine. Qualsiasi altro utilizzo è improprio.
Regola numero due: i nuovi componenti necessitano di un periodo di rodaggio.
Una punta diamantata nuova di zecca, appena estratta dalla confezione, non è pronta per i parametri di perforazione completi. La superficie della corona presenta spigoli vivi, l'esposizione del diamante potrebbe essere irregolare e la punta non è stata abbinata alla roccia specifica che sta per incontrare.
La procedura di rodaggio — chiamata "dressing" o "initial grinding" — è semplice ma non negoziabile:
Abbassate delicatamente la punta fino al fondo del foro. Applicate un peso leggero, circa un terzo del peso di perforazione normale. Ruotate lentamente, a circa 100 giri al minuto. Perforate per circa 0,2-0,3 metri, ovvero circa un piede, con questi parametri ridotti. Quindi aumentate gradualmente il peso e i giri al minuto nel mezzo metro successivo, fino a raggiungere la vostra normale portata di perforazione.
Ecco cosa succede durante i primi decimetri: le particelle di diamante sulla superficie della corona vengono esposte a velocità diverse. La matrice metallica che contiene i diamanti si erode leggermente, permettendo ai diamanti di sporgere fino alla loro altezza di taglio ottimale. La superficie della corona si consuma fino a raggiungere un profilo che si adatta al fondo del foro. E qualsiasi irregolarità microscopica nella geometria della punta, come una leggera ovalizzazione nella zona di misura o una lieve rugosità superficiale dovuta al processo di fabbricazione, viene levigata dall'usura contro la roccia.
La prima passata con una punta nuova dovrebbe essere breve: estraetela dopo uno o due metri e ispezionate la superficie della corona. Dovete verificare che l'usura sia uniforme su tutta la superficie, che l'esposizione del diamante sia costante e che il profilo della corona corrisponda al foro. Se l'usura è irregolare, regolate i parametri per la passata successiva. Se la punta ha un aspetto buono, potete aumentare la lunghezza delle passate successive.
Regola numero tre: iniziare la rotazione prima che la punta tocchi il fondo.
Questo errore è quello che distrugge più punte di qualsiasi altro. La punta viene calata sul fondo del foro con la rotazione disattivata, il perforatore innesta la trasmissione e alla punta, che si trova ferma sul fondo sotto l'intero peso della colonna di perforazione, viene chiesto di iniziare a ruotare contro la roccia partendo da fermi.
La coppia necessaria per vincere l'attrito statico tra una punta diamantata e la roccia può essere diverse volte superiore alla normale coppia di funzionamento. Questo improvviso picco di coppia può causare l'asportazione di diamanti dalla matrice, la rottura della corona o il sovraccarico del collegamento tra la punta e il corpo della punta.
La sequenza corretta: abbassare la punta fino a pochi centimetri dal fondo del foro. Avviare la pompa e creare un flusso di lavaggio. Iniziare la rotazione a bassa velocità. Solo allora abbassare la punta degli ultimi centimetri fino a toccare la roccia. La punta entra nel taglio già in rotazione, con il flusso di lavaggio già stabilito e con la batteria di perforazione in tensione anziché in compressione. Tutto è dinamico ed equilibrato fin dal primo contatto.
Regola numero quattro: non aggiungere canne a metà percorso senza aver prima tolto il fondo
In un mondo ideale, la batteria di perforazione sarebbe dimensionata in modo da poter completare l'intera carotatura senza dover aggiungere aste. Nella realtà, a volte è necessario aggiungere un'asta a metà perforazione perché il foro è più profondo del previsto.
Se devi aggiungere un'asta, prima estrai la punta dal fondo. Non lasciare la punta sul fondo del foro mentre interrompi il collegamento all'impianto e aggiungi una nuova asta. Una punta che rimane ferma sul fondo mentre si aggiungono le aste può incastrarsi nel letto di detriti, compattarsi attorno alla corona e non riuscire a riavviarsi o riavviarsi sotto un carico eccessivo.
Sollevate la punta di circa un metro dal fondo, aggiungete l'asta, quindi abbassatela di nuovo e ricominciate secondo la Regola Tre.
Regola numero cinque: Tira fuori lentamente e continua a pompare
L'estrazione da un pozzo profondo non è semplicemente l'inverso dell'ingresso. Quando la batteria di perforazione viene tirata verso l'alto, agisce come un pistone nel pozzo: il movimento verso l'alto crea un effetto di aspirazione sotto la punta, riducendo la pressione nel pozzo e potenzialmente aspirando fluidi di formazione, roccia sciolta o materiale non consolidato nel pozzo. Questo effetto di aspirazione è più forte nella parte inferiore del pozzo, dove lo spazio anulare è più ristretto e la punta e il carotiere creano la maggiore restrizione.
In formazioni fratturate, non consolidate o gonfie, l'aspirazione può far collassare la parete del foro, provocandone il cedimento dietro la colonna di perforazione. La colonna viene estratta intatta, ma ciò che rimane è un foro collassato che deve essere riforato.
La soluzione: tirare lentamente, più lentamente di quanto si pensi sia necessario, e mantenere la pompa di lavaggio in funzione per tutta la durata della discesa. Il flusso continuo di lavaggio riempie lo spazio lasciato libero dalla cima di risalita, impedendo il calo di pressione che causa l'abrasione. In formazioni particolarmente delicate, tirare a metà velocità e non smettere di pompare finché la punta non raggiunge il collare.
