نحوه استفاده صحیح از متههای تریکون: مته را با سازند مطابقت دهید
یک مته سه مخروطی میتواند از یک سازند به سازند دیگر بسیار متفاوت عمل کند.
همان مته ای که به سرعت در خاک رس نرم حفاری می کند، ممکن است در ماسه سنگ غنی از کوارتز به سرعت ساییده شود. مته ای که در سنگ آهک عملکرد خوبی دارد، ممکن است در سنگ های شکسته دچار آسیب ضربه ای شود. وقتی عملکرد حفاری تغییر می کند، علت همیشه خود مته نیست. نوع سازند، فشار حفاری، سرعت چرخش، شستشو و شرایط چاه، همگی بر نتیجه تأثیر می گذارند.
استفاده صحیح از مته تری کون با درک زمین آغاز میشود.
شرایط سازند، خرابی مته را کنترل میکند
سازندهای مختلف، مشکلات حفاری متفاوتی ایجاد میکنند.
خاک رس، گل سنگ و شیلمیتواند آب آزاد را از سیال حفاری جذب کرده و متورم شود. سوراخ ممکن است کوچکتر شود، که باعث میشود عملیات حفاری دشوار شود و خطر چسبندگی افزایش یابد. با قرار گرفتن طولانیتر در معرض این شرایط، قطعات سازند ممکن است جدا شوند، سوراخ را بزرگتر کنند و ناپایداری ایجاد کنند.
شیل کربنی اغلب پیوند ضعیفی دارد و ممکن است به راحتی فرو بریزد. گل سنگ نرم میتواند به سرعت حفاری شود، اما همچنین میتواند باعث ایجاد توپی شدن مته شود، زمانی که خردهها به مته میچسبند.
در این سازندها، برنامه سیال حفاری مهم است. آب یا سیالی با چگالی و ویسکوزیته کم ممکن است در برخی شرایط مناسب باشد، اما انتخاب نهایی باید از طرح چاه و الزامات مهندسی محلی پیروی کند.
ماسه سنگبسته به اندازه دانه، محتوای کانیها و سیمانی شدن، بسیار متفاوت است.
دانههای ریز، کوارتز فراوان و سیمان سیلیس یا آهن عموماً ماسهسنگ سختتر و سایندهتری ایجاد میکنند. بنابراین ماسهسنگ کوارتز میتواند سایش دندانهها و یاتاقانهای مته را تسریع کند.
سیمان رسی بیشتر، میکا یا فلدسپات اغلب سازندی نرمتر و آسانتر برای حفاری ایجاد میکند. ماسهسنگ درشت و با سیمان ضعیف ممکن است نفوذپذیرتر باشد و باعث افزایش هدررفت سیال و ایجاد یک کیک دیواره ضخیم شود. این میتواند به چسبندگی افتراقی و عملکرد غیرطبیعی مته کمک کند.
گروه تولیدیمیتواند باعث پرش، نوسانات گشتاور و ریزش گمانه شود. اگر جریان پمپ خیلی کم باشد یا ویسکوزیته سیال حفاری نامناسب باشد، ممکن است شن به طور مؤثر به سطح زمین برنگردد. تماس مکرر با بدنه مته و دندانهها میتواند باعث آسیب شدید شود.
سنگ آهکاغلب سخت است و نرخ نفوذ نسبتاً کمی ایجاد میکند. شکستگیها و حفرهها خطرات بیشتری از جمله از دست دادن ناگهانی گردش خون، سوراخکاری در فضای خالی، گشتاور ناپایدار و بزرگ شدن سوراخ ایجاد میکنند. در جایی که لایههای نرم و سخت به طور متناوب قرار میگیرند، احتمال انحراف نیز بیشتر میشود.
سازندهای محلول مانند گچ یا نمک سنگ ممکن است خواص سیال حفاری را تغییر داده و در عملکرد طبیعی مته اختلال ایجاد کنند.
پارامترهای حفاری باید با مته و سنگ متناسب باشند
پارامترهای اصلی حفاری قابل کنترل عبارتند از:
وزن روی بیت
سرعت چرخشی
نرخ جریان سیال حفاری
این مقادیر باید با توجه به سازند، طراحی مته، ظرفیت دکل، اندازه سوراخ و تجربه اپراتور انتخاب شوند. پارامتری که عملکرد را در یک نوع سنگ بهبود میبخشد، ممکن است عمر مته را در نوع دیگری کاهش دهد.
هیچ فشار حفاری یا سرعت چرخشی «حداکثر» جهانی وجود ندارد که در همه جا کار کند.
وزن روی مته: به اندازهای که بتواند تیغهها را به کار بیندازد
وزن روی مته برای نفوذ دندانهها و شکستن سازند ضروری است.
با افزایش وزن، ممکن است در ابتدا نرخ نفوذ افزایش یابد. با این حال، وزن بیش از حد باعث تسریع سایش یاتاقان، آسیب دندانه، لرزش و بارگذاری سازه نیز میشود.
رابطه بین وزن و شکستن سنگ را میتوان در سه مرحله درک کرد.
مرحله شکست سطحی:وقتی وزن اعمال شده کمتر از مقاومت فرورفتگی سازند باشد، دندانهها نمیتوانند به طور مؤثر نفوذ کنند. آنها عمدتاً سطح را خراشیده و ساییده میکنند. حفاری همچنان کند است، در حالی که سایش دندانهها میتواند به طرز شگفتآوری زیاد باشد.
مرحله خستگی-شکستگی:با نزدیک شدن وزن به سطح مورد نیاز، تماس مکرر دندانهها باعث ایجاد ترک در سنگ میشود. سازند با بارگذاری مکرر شروع به شکستن میکند، اما این فرآیند هنوز نسبت به نفوذ کامل، کارایی کمتری دارد.
مرحله شکست حجمی:وقتی دندانهها به اندازه کافی نفوذ کردند، برادههای بزرگتر جدا میشوند و مته وارد شرایط حفاری پربارتری میشود.
هدف، رسیدن به نفوذ مؤثر بدون وارد کردن بار اضافی به مته است.
سازندهای نرم و چسبنده ممکن است برای کاهش گلوله شدن و انسداد به وزن کمتری نیاز داشته باشند. سنگهای ساینده ممکن است به وزن کافی نیاز داشته باشند تا از سایش دندانهها بدون برش جلوگیری شود. سازندهای شکسته اغلب برای کاهش پرش و جلوگیری از شکستگی دندانه به وزن کمتری نیاز دارند.
بهترین تنظیم، تنظیمی است که به ساختار برش اجازه کار میدهد و در عین حال سایش غیرضروری را محدود میکند.
سرعت چرخش: سرعت بیشتر همیشه بهتر نیست
سرعت چرخش، سرعت چرخش مته به سنگ را تعیین میکند.
در سازندهای نرم، پلاستیکی و کم سایش، سرعت چرخشی بالاتر اغلب میتواند سرعت حفاری مکانیکی را در صورت مناسب بودن وزن افزایش دهد. دندانههای برش نسبتاً به راحتی نفوذ میکنند و سایش ممکن است محدود بماند.
سازندهای سخت و ساینده رفتار متفاوتی دارند. با ساییده شدن دندانهها و افزایش سطح تماس، تغییر شکل سنگ و ایجاد ترک به زمان بیشتری نیاز دارد. اگر مته خیلی سریع بچرخد، دندانهها ممکن است قبل از اینکه سنگ کاملاً بشکند، از منطقه تماس خارج شوند.
این میتواند عمق برش مؤثر را کاهش دهد، گرما و سایش را افزایش دهد و در نهایت نرخ نفوذ را کاهش دهد.
آزمایشهای میدانی نشان داده است که افزایش سرعت در سازندهای مختلف یکسان نیست. در یک مقایسه، دو برابر شدن سرعت چرخشی، سرعت حفاری را در یک سنگ مرمر نرمتر تقریباً ۹۳٪ افزایش داد، اما در یک گرانیت پورفیری بسیار سخت، این افزایش تنها حدود ۲۸٪ بود.
درس ساده است: سرعت بالاتر ممکن است به سازندهای نرمتر کمک کند، در حالی که سنگ سخت و ساینده اغلب از سرعت کنترلشده و وزن کافی سود بیشتری میبرد.
شستشو از مته محافظت میکند
جریان سیال حفاری فقط مربوط به خنکسازی نیست، بلکه باعث حذف خردههای حفاری، تثبیت سوراخ و تمیز نگه داشتن سطح مته نیز میشود.
شستشوی نامناسب میتواند باعث موارد زیر شود:
خرد کردن مکرر قلمههای قدیمی
بیت بال زدن
افزایش ساییدگی دندان
گشتاور بالاتر
گیر کردن یا گرفتگی
انحراف سوراخ
آسیب به یاتاقانها و بدنه مته
نرخ جریان باید با قطر چاه، نفوذپذیری سازند، ظرفیت پمپ و حجم خردههای حفاری مطابقت داشته باشد. عددی که از دکل دیگری کپی شده باشد، به طور خودکار صحیح نیست.
بررسی کامل سیستم حفاری
یک مته سه مخروطی باید به همراه رشته حفاری و دکل حفاری ارزیابی شود.
قبل از حفاری، بررسی کنید:
نوع مته و ساختار دندانه
سختی و سایندگی سازند
وزن برنامهریزیشده و سرعت چرخشی
ظرفیت پمپ و کیفیت شستشو
قدرت و طول میله حفاری
گشتاور دکل و قابلیت تغذیه
خطر انحراف سوراخ
حالت خرابی مورد انتظار
یک مته میتواند به درستی ساخته شود و در صورت تطابق ضعیف سیستم حفاری، زود خراب شود.
به همین ترتیب، افت ناگهانی نرخ نفوذ همیشه به این معنی نیست که مته باید فوراً تعویض شود. این ممکن است نشان دهنده شستشوی ضعیف، تغییر سازند، سرعت بیش از حد، وزن ناکافی، ناپایداری چاه یا مشکلات رشته حفاری باشد.
عملکرد را انتخاب کنید، نه فقط قیمت را
انتخاب مته تری کون باید هزینه هر متر را در نظر بگیرد، نه فقط قیمت خرید.
یک مته کمهزینه که به آرامی حفاری میکند، نیاز به تعویض مکرر دارد یا باعث خرابی میشود، ممکن است در طول عمر پروژه هزینه بیشتری داشته باشد. یک مقایسه بهتر شامل نرخ نفوذ، فیلم، عمر یاتاقان، سایش دندانه، نیاز به سیال حفاری و عواقب خرابی است.
شرکت Gaea Rock متههای سه مخروطی، متههای DTH، متههای دکمهای، میلههای حفاری، آداپتورهای ساق و ابزارهای مرتبط با حفاری سنگ را تأمین میکند. تطبیق طراحی مته و پارامترهای حفاری با سازند، مطمئنترین راه برای بهبود فیلمبرداری، محافظت از رشته حفاری و کنترل کل هزینه حفاری است.
