به نکات اصلی فناوری حفاری تسلط پیدا کنید
بیش از 60 درصد از منابع معدنی کشف شده تا کنون در زیر زمین توزیع شده است که نیاز به فناوری حفاری اکتشافی دارد. از آنجایی که اکتشافات زمین شناسی چین نسبتاً دیر توسعه یافته است، سطح فناوری حفاری بسیار بالا نیست و میانگین عمق اکتشاف بین 300 متر تا 500 متر است. این منجر به شکاف خاصی بین اکتشافات عمیق چین و سطح بین المللی شده است که برای توسعه بیشتر کار اکتشاف عمیق چین مناسب نیست. بنابراین، محققان فنی مربوطه نیاز به مطالعه بیشتر فناوری حفاری، به ویژه فناوری حفاری عمیق دارند.
ویژگی های حفاری اکتشافی عمیق:
در مقایسه با اکتشاف کم عمق و اکتشاف گودال باز، کاوش عمیق عمدتاً برای کاوش در پوسته عمیق استفاده می شود. کاوشگران زمین شناسی از فناوری حفاری در چاه های عمیق برای انجام کاوش لایه ها استفاده می کنند. حفاری اکتشاف عمیق دارای ویژگی های اصلی زیر است.
(1) انواع مختلفی از لایه ها در طول فرآیند حفاری مواجه می شوند. لازم است قبل از انجام کاوش عمیق، ابتدا لایه های کم عمق را حفاری کنید و سپس به تدریج عمیق تر شوید. در حین حفاری، نوع لایه ها باید در نظر گرفته شود. این اقشار همگی اقشار باستانی هستند که در مدت زمان طولانی شکل گرفته اند و دستخوش تغییرات مستمر بوده اند. به عنوان مثال، در طول فرآیند حفاری اکتشاف عمیق، معدن آهن جینینگ با انواع مختلف سازندهای سنگی مانند سنگ آهک ماجیاگو، سنگ آهک چانگ کینگ، سنگ آهک جیولونگ، دولومیت و فیلیت سریسیت سیلیسی مواجه شد. هنگام حفاری، برای حل مشکل ریزش دیواره چاه، به یک گمانه با قطر زیاد نیاز است.
(2) اقشار پیچیده. در حین حفاری اکتشاف عمیق، ناگزیر تحت تأثیر ساختارهای زمین شناسی قرار می گیرد. به خصوص هنگام کاوش در کانی های فلزی، انواع مختلف لایه ها و تأثیر عوامل مختلف زمین شناسی منجر به نتایج نادرست اکتشاف می شود.
به عنوان مثال، هنگام مقایسه سنگ های معدنی مختلف از جمله سنگ آهن، سنگ نقره، سنگ معدن طلا و سنگ مس، به دلیل محیط پیچیده زمین شناسی در پایین لایه سنگ، ساختار به طور مداوم در حال حرکت است و منطقه گسلی دائما در حال توسعه است. اقشار ناپایدار هستند برخی از لایه ها نیز حاوی آب هستند که عامل بی ثبات کننده مهمی نیز می باشد.
گل و سنگ در طبقات باعث می شود که طبقات ناپایدار باشند، لغزش ضعیف ساینده نشان داده شوند یا به لایه ها نفوذ کنند. از آنجایی که زمان حفاری نسبتا طولانی است، دیواره سوراخ پایداری خود را از دست می دهد. پس از نمایان شدن سازند، با افزایش زمان حفاری، سازند به ناچار تحت تأثیر حفاری قرار می گیرد و تغییر می کند. هنگام برخورد با سازندهای سخت و لغزنده در حین حفاری، مته آسیب دیده و ناگزیر راندمان حفاری تحت تأثیر قرار می گیرد.
(3) جلوگیری از کج شدن گمانه دشوار است. هنگام انجام حفاری اکتشافی عمیق، به راحتی می توان با سازندهایی با شاخ و برگ یا بستر به خوبی توسعه یافته روبرو شد. ناهمسانگردی خود سنگ باعث ایجاد مشکل در جلوگیری از کج شدن در حین حفاری خواهد شد. هنگامی که شیب گمانه رخ می دهد، حل آن دشوار است. بهینه سازی فناوری حفاری نه تنها می تواند کیفیت حفاری اکتشافی عمیق را بهبود بخشد، بلکه پیشرفت را نیز تضمین می کند.
نکات کلیدی فناوری حفاری اکتشاف عمیق:
بر اساس تجزیه و تحلیل فوق از ویژگی های حفاری اکتشاف عمیق، به وضوح می توان دریافت که برخی از پدیده های رایج در فرآیند حفاری اکتشاف عمیق رخ خواهد داد و باید تنظیمات فنی مربوطه انجام شود تا اطمینان حاصل شود که عملیات فنی در جای خود است و کیفیت حفاری بهبود یافته است. نکات فنی این تحقیق عمدتاً شامل سه جنبه، یعنی نکات فنی حفاری سازند مجتمع، نکات فنی حفاری گل گسلی و نکات فنی حفاری جهت دار می باشد. جزئیات به شرح زیر است.
(1) نکات کلیدی فناوری حفاری برای اقشار پیچیده در حفاری اکتشاف عمیق:
لایه‌های پیچیده‌ای که در اثر فعالیت رودخانه، سنگ‌های معدنی، هوازدگی و غیره ایجاد می‌شوند، خود سنگ یک لایه ضعیف است که در آن ارزش پیوند ذرات سنگ نسبتاً پایین است. این نوع لایه باید در استفاده از ابزارهای حفاری انتخابی باشد تا از پیشرفت روان کار حفاری اکتشافی اطمینان حاصل کند و با نصف تلاش دو برابر نتیجه حاصل شود.
هنگام ورود به عملیات حفاری، لازم است سرعت حفاری را به طور منطقی کنترل کنید، محل حفاری را به دقت درک کنید و عوامل مؤثر را به طور منطقی کنترل کنید تا از تأثیرات منفی بر کار حفاری جلوگیری شود و باعث ریزش یا شکستن دیواره سوراخ شود.
ویسکوزیته سیال شستشو که در حفاری استفاده می شود می تواند چسبندگی کم ذرات سنگ را افزایش دهد و ذرات سنگ ظاهر شده روی دیواره سوراخ را برای افزایش پیوند بین آنها و سنگ درمان کند. پمپ گل باید در حین کار کنترل شود تا از مشکل ریزش یا آسیب دیواره چاه جلوگیری شود. بنابراین لازم است کنترل هدررفت آب به خوبی انجام شود.
به عنوان مثال، در فرآیند فرآوری سازندهای شیل، کنترل اتلاف آب بین 8 میلی‌لیتر تا 10 میلی‌لیتر برای کاهش مشکل کاهش تشکیل شیل‌های گل و جلوگیری از ریزش یا نشت ضروری است. هدف اصلی استفاده از سیال حفاری پر نمک در حین ساخت، کاهش انحلال و جلوگیری از تاثیر سنگ نمک تشکیل بر قطر گمانه است.
هنگام مواجهه با یک سازند بسیار تکه تکه شده در حین حفاری اکتشافی، لازم است اقدامات خاصی انجام شود. استفاده از مواد فعال یا مواد سیمانی می‌تواند باعث شود که سنگ‌های شکسته سست یا یکپارچه در سازند به جامد شدن ادامه دهند و از ریزش آنها در حین حفاری جلوگیری کند و در نتیجه پایداری سطح سنگ را بهبود بخشد و استحکام سنگ را قبل از حفاری افزایش دهد.
البته از تکنولوژی حفاری گل فوم یا پوشش نیز می توان برای آب بندی قسمت سنگ شکسته استفاده کرد که اثر تقویتی خوبی بر روی سنگ دارد.
(2) نکات کلیدی فناوری حفاری برای بخش های سوراخ گل گسل در حفاری اکتشاف عمیق:
سازندهای عمیق می توانند پدیده های گل گسلی را تحت تأثیر حرکات زمین شناسی ایجاد کنند. هنگام حفاری در چنین سازندهایی، نقاط کلیدی باید به طور موثر کنترل شوند. به عنوان مثال، پس از حفاری سوراخ در سازند سنگ شکسته، معمولاً مشکلات جریان پلاستیک رخ می دهد و در نتیجه مته گیر یا گردن می شود. زمانی که سازند سنگ در ناحیه شکسته برای مدت طولانی تحت تنش زیاد باشد، مشکل عدم تعادل تنش داخلی در سازند به وجود خواهد آمد.
این نوع سازند اغلب حاوی خاک رس مانند مونتموریلونیت است که مستعد جذب آب و تورم است و باعث ایجاد گردن می شود. علاوه بر این، سطح سنگ حفاری شده نسبتاً زیاد است و کیفیت بسیار خوبی دارد. هنگامی که با آب مواجه می شود، میله مته را محکم می کند و در نتیجه سختی کشیدن میله مته را افزایش می دهد.
بنابراین در طول فرآیند حفاری، کنترل هدررفت آب در معدن ضروری است. معمولاً از دست دادن آب 8 تا 10 میلی گرم در هر نیم ساعت است. پس از کنترل روانکاری، باید غلظت خاصی از روغن گیاهی به گل اضافه شود و غلظت آن بین 6 تا 10 درصد کنترل شود.
(3) نکات کلیدی در مورد فناوری حفاری جهت دار در حفاری اکتشافی عمیق:
حفاری سوراخ های انشعاب و سوراخ های اصلی در کاوش های عمیق، پیوندهای مهم ساختمانی هستند. در فرآیند حفاری، باید بر نکات کلیدی فناوری حفاری جهت دار مسلط شد، نیروی حفاری را کنترل کرد و دقت حفاری را در نیم متر کنترل کرد. استفاده از فناوری حفاری جهت دار می تواند به نتایج خوبی در اکتشاف و حفاری سنگ معدن هالوژن دست یابد. در فرآیند حفاری اکتشاف عمیق، قبل از حفاری باید آماده سازی های مختلفی انجام شود تا از کاهش راندمان فناوری حفاری و تأثیر بر کیفیت حفاری جلوگیری شود.
با توسعه مداوم فناوری، فناوری حفاری به پیشرفت خود ادامه خواهد داد. به عنوان مثال، از نظر داده های حفاری، به دقت در تئوری، طراحی حفاری، راه اندازی حفاری، حفاری، اندازه گیری و غیره دست یافته است. عملیات حفاری و تجزیه و تحلیل داده ها به طور همزمان برای بهبود راندمان کار انجام می شود. بنابراین در بکارگیری فناوری حفاری جهت دار باید مزیت های فنی وارد عمل شود و از لوله مته و رشته مته به صورت ترکیبی استفاده شود تا نیروی لوله مته متعادل شود.
علاوه بر این، باید به روغن کاری و نگهداری لوله مته توجه شود تا اصطکاک و مقاومت کاهش یابد و در نتیجه کارایی لوله مته بهبود یابد. هنگامی که عمق حفاری به 50 متر رسید، لازم است زاویه گمانه و ظرفیت باربری آن اندازه گیری شود و سپس نیروی حفاری و زاویه حفاری با توجه به نتایج اندازه گیری تنظیم شود تا سختی حفاری کاهش یابد. هنگامی که عمق حفاری بیش از 150 متر است، قطر و ضخامت دیواره لوله مته باید به طور مناسب افزایش یابد و لوله مته با هسته طناب با استحکام بالا انتخاب شود.
