چهار معیار کلیدی تشخیص و اقدامات عملی برای داغ شدن بیش از حد مته (سوختگی مته)
داغ شدن بیش از حد مته (دی دی اچ بیت سوختهههه) یک حالت خرابی رایج و بالقوه شدید در عملیات حفاری است. این حالت معمولاً در اثر اصطکاک بیش از حد بین مته و کف گمانه یا در اثر خرابی گردش سیال حفاری ایجاد میشود که منجر به افزایش سریع دما در داخل چاه میشود. عواقب آن شامل آسیب مته، از دست دادن نفوذ و مشکلات ثانویه مانند ریزش گمانه است. تشخیص سریع شاخصهای سطحی میتواند برای اقدامات اصلاحی زمان بخرد و تلفات را کاهش دهد. در ادامه روشهای شناسایی عملی و اقدامات احتیاطی میدانی در چهار بعد اصلی شرح داده شده است: پارامترهای حفاری، برگشتهای سر چاه، صداهای حفاری و بازرسی مته پس از خروج از چاه.
تغییرات غیرعادی در پارامترهای حفاری را از نزدیک زیر نظر داشته باشید. پایداری پارامترهای حفاری مستقیماً منعکس کننده شرایط درون چاهی است. قبل و در طول مراحل اولیه داغ شدن بیش از حد مته، پارامترهای کلیدی مانند وزن روی مته، دور در دقیقه و فشار پمپ معمولاً ناهنجاریهای واضحی را نشان میدهند. نظارت بر ابزار دقیق در زمان واقعی همراه با تجربه اپراتور ضروری است.
ناهنجاریهای همراه در وزن روی مته و سرعت چرخش: در حفاری معمولی، وزن روی مته (ووب) و سرعت چرخش (دور در دقیقه) برای سازند تنظیم شده و برای دستیابی به برش کارآمد نسبتاً پایدار میمانند. هنگامی که اصطکاک بیش از حد یا چسبندگی جزئی بین مته و کف گمانه رخ میدهد، یک ناهنجاری مرتبط مشخص ظاهر میشود: وزن روی مته ناگهان افزایش مییابد در حالی که دور در دقیقه به طور قابل توجهی کاهش مییابد. ووب میتواند نسبت به حالت عادی 30٪ یا بیشتر افزایش یابد و دور در دقیقه ممکن است به طور ناگهانی کاهش یابد یا چرخش متوقف شود. این نشان دهنده افزایش ناگهانی مقاومت در برابر حرکت مته است. اگر اصلاح نشود، میتواند به سرعت منجر به گرمای بیش از حد شود. توجه داشته باشید که این یک عدم تعادل پارامتر آنی است، نه تغییر تدریجی مورد انتظار از یک گذار لیتولوژی.
تغییرات ناگهانی و بیثباتی در فشار پمپ: گردش مناسب سیال حفاری (گل، آب شیرین و غیره) برای کنترل دمای ته چاه و انتقال خردههای حفاری بسیار مهم است. گرم شدن بیش از حد مته باعث تجمع خردهها و انبساط ماتریس مته میشود که میتواند مسیرهای جریان سیال را مسدود کرده و گردش را مختل کند و باعث رفتار غیرطبیعی فشار پمپ شود. در شرایط عادی، فشار پمپ با حداقل نوسان در یک محدوده مشخص باقی میماند. افزایش ناگهانی فشار پمپ همراه با نوسانات مکرر، یا وضعیتی که فشار افزایش مییابد و کاهش نمییابد (توقف پمپ)، قویاً نشاندهنده گردش محدود و افزایش دمای ته چاه است. در چنین مواردی، فوراً حفاری را متوقف کرده و سیستم گردش را بررسی کنید - سعی نکنید با اعمال فشار بیشتر بر مشکل غلبه کنید.
به جریان برگشتی از سرچاه توجه ویژه داشته باشید. جریان برگشتی از سرچاه دریچهای مستقیم و قابل مشاهده به شرایط درون چاهی فراهم میکند. دمای بالا و تغییرات در ترکیب کندههای حفاری ناشی از گرمای بیش از حد مته، در دما، رنگ و محتوای شن جریان برگشتی منعکس میشود. برای شناسایی مشکلات، بررسیهای حسی را با اندازهگیریهای ساده ترکیب کنید.
افزایش غیرطبیعی دمای جریان برگشتی: در طول حفاری معمولی، جریان برگشتی به دلیل گرمای اصطکاکی کمی گرمتر از محیط است، اما به اندازهای نیست که لمس آن آزاردهنده باشد. با گرم شدن بیش از حد مته، دمای موضعی ته چاه میتواند به صدها درجه سانتیگراد برسد و باعث افزایش شدید دمای برگشتی شود. لمس خط برگشتی یا جمعآوری یک نمونه کوچک ممکن است احساس سوزش آشکاری ایجاد کند. دماسنج ممکن است افزایش ۱۵ درجه سانتیگراد یا بیشتر از جریان برگشتی عملیاتی معمول را با روند صعودی پایدار نشان دهد. چنین الگویی نشان دهنده دمای بالای غیرطبیعی ته چاه و خطر بسیار بالای سوختن مته است. همیشه برای جلوگیری از مثبت کاذب، آن را با دمای پایه محیط مقایسه کنید و از تماس مستقیم با جریان برگشتی بسیار داغ خودداری کنید - از تجهیزات محافظ مناسب استفاده کنید.
تغییرات در رنگ برگشتی و محتوای ماسه/قلمهها: رنگ برگشتی طبیعی با سنگشناسی حفاری مطابقت دارد (به عنوان مثال، زرد کمرنگ برای ماسهسنگ، خاکستری-قهوهای برای شیل) و حاوی حداقل ماسه با تهنشینی کم یا بدون قابل مشاهده است. گرم شدن بیش از حد مته، ماده ماتریس مته (اغلب کاربید سیمانی، الماس پلی کریستالی یا مواد مشابه) را که از نظر حرارتی تغییر یافته و با ریزههای سنگ مخلوط شده است، وارد میکند و باعث ایجاد برگشتیهای تیرهتر - سیاه، خاکستری تیره یا قهوهای تیره - میشود که با شدت سوختن عمیقتر میشوند. ماسه و قطعات ریز به طور قابل توجهی افزایش مییابند. اجازه دادن به یک نمونه برای تهنشینی کوتاه، رسوبات سنگین ذرات سیاه ریز (پودر ماتریس مته) مخلوط با ماسه سنگ و شن با بافتی خشن را نشان میدهد. تغییر همزمان رنگ و افزایش بار رسوب، یک شاخص سطحی مشخص از گرم شدن بیش از حد مته است.
به تغییرات در صداهای حفاری گوش دهید. نویز تولید شده توسط مته در تعامل با سازند، اطلاعات تشخیصی مفیدی را در بر دارد. اپراتورهای باتجربه میتوانند ناهنجاریها را از طریق صدا تشخیص دهند: حفاری معمولی یک صدای برش ثابت و منظم - که اغلب به عنوان صدای زمزمه یا ضربه ریتمیک توصیف میشود - بدون صداهای اضافی تولید میکند. با افزایش گرمای بیش از حد، تعامل از برش با روانکاری اصطکاکی به سنگزنی خشک یا نیمه خشک تغییر میکند. امضای صوتی به طور قابل توجهی تغییر شکل میدهد. سوختن در مراحل اولیه ممکن است صداهای اصطکاک تیز، هیس یا جیغ مانند همراه با افزایش ارتعاش رشته حفاری ایجاد کند. سوختن شدیدتر، جایی که ماتریس مته به سازند میچسبد یا در برابر آن تغییر شکل میدهد، صداهای ضربهای مبهم - ضربات یا ضربات سنگین - و ارتعاش تشدید شدهای ایجاد میکند که میتواند به کف دکل منتقل شود. با شنیدن چنین تغییراتی، حفاری را متوقف کرده و بازرسی کنید تا از آسیب بیشتر مته جلوگیری شود.
پس از خارج کردن مته، بازرسیهای استانداردی از آن انجام دهید. اگر نشانههای سطحی نشاندهندهی داغ شدن بیش از حد مته باشد یا اگر ناهنجاریهای حل نشده در حین حفاری ادامه داشته باشند، مته را برای بازرسی مستقیم بیرون بکشید. بررسی ظاهر مته و الگوهای سایش، روش قطعی برای تأیید سوختن و هدایت اقدامات اصلاحی بعدی است.
علائم بصری آسیب حرارتی: یک مته با عملکرد طبیعی، رنگ یکنواخت و ماتریس سالم بدون تغییر رنگ یا تغییر شکل را نشان میدهد. یک مته سوخته، نشانههای واضح آسیب حرارتی را نشان میدهد: تغییر رنگ سطح (معمولاً آبی-سیاه یا قرمز تیره ناشی از اکسیداسیون در دمای بالا)، تاب برداشتن یا اعوجاج موضعی، لایه لایه شدن یا ترک خوردن در محل اتصال بین ماتریس و بدنه مته، و در موارد شدید، برآمدگیهای نامنظم ذوب و جامد شده ناشی از ذوب موضعی. برای متههای الماس، به دنبال از دست دادن دانههای الماس و ماده ماتریس کربنیزه و سیاه شده باشید. وجود این ویژگیها، تأیید مستقیم گرمای بیش از حد مته است.
الگوهای سایش غیرطبیعی: در حفاری معمولی، سایش یکنواخت و مطابق با عمق نفوذ و سختی سازند است (سایش سبک در سنگ نرم، سایش معمولی در سازندهای سختتر). گرم شدن بیش از حد مته باعث سایش غیرطبیعی مشخصی میشود: سایش شتابیافته که در آن مته پس از نفوذ نسبتاً کم، تخریب شدیدی نشان میدهد - که نشان دهنده نرخ سایش بسیار بالاتر از حد معمول است - و سایش بسیار ناهموار که در یک طرف یا در چالهها یا شیارهای موضعی متمرکز شده است (مغرضانه خستهام یا حفره). این عدم تطابق بین طول نفوذ و شدت سایش، و وجود آسیب موضعی، به شدت از تشخیص سوختن مته پشتیبانی میکند، به خصوص هنگامی که تغییر رنگ ناشی از حرارت قابل مشاهده حداقل باشد.
تشخیص و پاسخ یکپارچه شاخصهای سطحی گرمای بیش از حد مته به هم مرتبط و پیشرونده هستند. مشاهدات چند بعدی - به عنوان مثال، ناهنجاریهای پارامتری با افزایش دمای برگشتی و صداهای حفاری تحریف شده - را برای تشخیص در مراحل اولیه ترکیب کنید؛ با قطع و بازرسی مته، آن را تأیید کنید. اقدامات به موقع مانند متوقف کردن دکل، پاکسازی کانالهای گردش و تعویض مته میتواند به طور قابل توجهی آسیب تجهیزات و تأخیرهای پروژه را کاهش داده و به حفظ ایمنی و کارایی حفاری کمک کند. نظم و انضباط عملیاتی معمول - تنظیم صحیح پارامترهای حفاری، اطمینان از گردش سیال قابل اعتماد و رعایت رویههای بازرسی - خطر گرمای بیش از حد مته را از همان ابتدا کاهش میدهد.
