دانش پایه حفاری
دانش پایه حفاری
۱. ساختار گمانه
تعریف:
ساختار گمانه به تغییر در قطر و طول گمانه از زمان حفر تا عمق نهایی، یعنی مشخصات فنی گمانه، اشاره دارد.
اجزای اصلی:
این موارد عمدتاً شامل قطر سوراخ، تعداد کاهش قطر، تعداد رشتههای پوشش، قطر و طول پوشش، عمق تغییر قطر و روش آببندی ضد آب در کفشک پوشش است.
الزامات بهینهسازی:
با فرض تضمین کیفیت چاه و ایمنی عملیاتی، اولویت باید به گل حفاری با کیفیت بالا، دوغاب سیمان یا دوغاب شیمیایی برای پشتیبانی دیواره و کنترل هرزروی داده شود. تعداد تغییرات قطر باید به حداقل برسد و در صورت امکان از پوشش چاه باید کاسته یا اجتناب شود تا ساختار چاه تا حد امکان ساده شود.
وظیفه اصلی آن جداسازی سازندهای پیچیده و اطمینان از عملیات حفاری روان است.
موقعیتهایی که نیاز به کاهش قطر و نصب پوشش دارند:
هنگام حفاری سازندهای شن و ماسهای سست یا لایههای ماسه روان، اثرات آبهای زیرزمینی ممکن است باعث شود که تکیهگاه دیوار گلی برای نیازهای ساختمانی کافی نباشد.
هنگام نفوذ به مناطق شکسته و درزهدار ضخیم، ریزش شدید دیوار و ریزش بلوک ممکن است حتی با گل یا سایر اقدامات پشتیبانی ادامه یابد.
هنگامی که گمانه، سازههای آبدار و شکستگیهای بزرگ متصل به هم را قطع میکند و باعث هدررفت شدید آب میشود که با سایر روشهای آببندی قابل کنترل نیست.
پس از رسیدن به عمق برنامهریزیشده، حفاری کاهش قطر ممکن است برای مطابقت با ظرفیت بار تجهیزات ساختمانی انجام شود.
عوامل موثر در انتخاب سازه چاه:
انتخاب باید به طور جامع خواص سنگ، شرایط هیدروژئولوژیکی، قطر نهایی چاه، عمق گمانه، روش حفاری، هدف گمانه، اقدامات حفاظتی دیواره و تجهیزات ساختمانی را در نظر بگیرد.
تطبیق رشته مته:
این به رابطه تطبیقی بین قطر میله حفاری و قطر گمانه (مته) اشاره دارد. این امر مستقیماً بر فاصله حلقوی تأثیر میگذارد و در نتیجه به طور قابل توجهی بر شرایط عملیاتی میله حفاری، عملکرد جریان سیال شستشو و مقاومت چرخشی رشته حفاری تأثیر میگذارد.
۲. ملزومات اولیه عملیات حفاری
روش حفاری:
اصطلاحی کلی برای تکنیکها و اقدامات فنی مرتبط که برای شکستن سنگ در کف چاه در حین حفاری زیرسطحی استفاده میشود.
فرآیند حفاری:
گردش کار کاملی که در آن از تجهیزات و ابزارهای خاص برای شکستن سنگ (یا خاک)، ایجاد یک گمانه صاف و منظم با قطر و عمق مورد نیاز و اطمینان از حفاری مداوم از طریق اقدامات فنی پشتیبانی استفاده میشود.
طبقه بندی روش های حفاری:
با نیروی خارجی و حالت سنگشکنی: حفاری چرخشی، حفاری ضربهای و حفاری چرخشی-ضربهای.
با ابزار سنگشکن (نوع ساینده): حفاری با کاربید تنگستن، حفاری با ساچمه فولادی و حفاری با الماس.
بر اساس حالت گردش: گردش مستقیم، گردش معکوس و گردش معکوس موضعی در کف چاه.
بر اساس نیاز به مغزهگیری: حفاری مغزهگیری و حفاری تمامرخ.
اصول انتخاب روش حفاری:
این روش باید عمدتاً با توجه به خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ انتخاب شود:
برای سازندهای نرم و برخی سازندهای با سختی متوسط، از حفاری کاربید تنگستن استفاده کنید.
برای برخی از سازندهای با سختی متوسط تا سخت، از حفاری آلیاژی سوزنی، PDC یا ساچمه فولادی استفاده کنید.
برای سازندهای با سختی متوسط تا خیلی سخت، از حفاری الماسه، ساچمه فولادی یا چکشی درون چاهی استفاده کنید.
آماده سازی قبل از سیخ زدن:
مواد کافی، از جمله میلههای حفاری، غلافها، لولههای جهتیابی، متهها، ساچمههای فولادی، روانکنندهها، سیال شستشو، ابزارهای آمادهسازی و شکستن، ابزارهای تخصصی مغزهگیری، بشکههای مغزهگیری کوتاه لازم، جعبههای مغزهگیری و تمام فرمهای مورد نیاز را آماده کنید.
بازرسی کاملی از تجهیزات حفاری و کیفیت نصب انجام دهید. هرگونه عدم انطباق باید فوراً تعمیر یا تنظیم شود؛ در صورت لزوم دوباره نصب شود. کار اجباری اکیداً ممنوع است.
برای کندن چاه عمیق، برای جلوگیری از انحراف چاه، میتوان گودالی در محل یقه حفر کرد و یک لوله جهتیابی در آن جاسازی کرد؛ سپس پس از حفاری در سنگ بستر، لوله جداری اجرا میشود. برای کندن چاه کمعمق، باید از گل برای پشتیبانی دیوار استفاده شود. اگر ریزش دیوار شدید باشد، میتوان قبل از حفاری در سنگ بستر و اجرای لوله جداری، از روشهای ساخت دیوار مصنوعی استفاده کرد.
در حین حفاری، طول لوله مغزهگیری باید به تدریج افزایش یابد و عملیات باید با فشار کم مته، چرخش آهسته و خروجی مناسب پمپ انجام شود. در حین کاهش قطر، باید از یک مجموعه راهنمای ترکیبی برای جلوگیری از خم شدن گمانه استفاده شود.
از آنجا که پاشش اغلب در چاههای روباره رخ میدهد، سیال شستشو مستعد هدر رفتن است که این امر پایداری دیواره را کاهش میدهد؛ باید توجه ویژهای به جلوگیری از حوادث درون چاهی مانند چسبندگی، دفن شدن، گلوله شدن مته و سوختن مته مبذول شود.
لوله جداری باید روی سنگ بستر مناسب قرار گیرد. قبل از اجرای لوله جداری، گلولههای رسی باید رها شده و در سوراخ کوبیده شوند تا کفشک لوله جداری در خاک رس قرار گیرد و کف لوله جداری را آببندی کند. بالای لوله جداری باید با گوههای چوبی ثابت شده و با خاک رس آببندی شود؛ در صورت لزوم میتوان از آببندی سیمانی استفاده کرد. قبل از تثبیت نهایی لوله جداری، کلی (یا میله محرک) را به لوله جداری متصل کنید تا عمودی بودن لوله جداری و تراز بودن آن بین مرکز گمانه و مرکز لوله جداری بررسی شود.
