Rozszerzający się świat wiertnictwa zwrotnego

 

 

 

Rozszerzający się świat wiertnictwa zwrotnego

 

 

Proces przyjazny dla środowiska jest idealny dla studni o dużej średnicy w różnych formacjach.

 

 

 

Wykonanie wiertnicze z odwrotnym obrotem jest techniką wiertniczą, która stale się rozwija i przynosi realne korzyści dla przemysłu zasobów wodnych i poza nim.

 

Hybridem wiertniczego wiertniczego wiertniczego wiertniczego jest wiertnicze wiertnicze wiertnicze wiertnicze, często nazywane DTFR.nieinwazyjny proces wiercenia, który zachowuje wrażliwą ekologię zarówno nad ziemią, jak i pod powierzchnią.

 

DTFR wykorzystuje połączenie naturalnej wody, dodanej czystej wody,i sprężonego powietrza w celu zmobilizowania odcinków wiertarki, aby umożliwić rozwój wiertniczych o dużej średnicy w formacjach od geologii nieskonsolidowanej po średnio twarde i pęknięte skały.

Dwójka rury wiertniczej o długości 85/8 cali, złączając rury wewnętrzne i zewnętrzne jednocześnie.

 

 

Wynika to z wyjątkowej zdolności DTFR do zapewnienia efektu stabilizującego na otworze poprzez kolumnę płynu poprzez delikatne wywieranie ciśnienia hydraulicznego na ścianie wiercenia.

 

DTFR employs a tricone bit equipped with an adapter sleeve designed to accept the cuttings that travel from the bit face through the interior of the tricone bit and are directed into the inner tube of the RC drill rod.

 

Ta hybrydowa technika zyskała na popularności w społecznościach wiercących w całym kraju od wykonawców na zachodnim wybrzeżu, w pustyniach południowo-zachodnich, równinach środkowego zachodu,południowe zakątki FlorydyZyskał również popularność na arenie międzynarodowej w Kanadzie, Australii i Ameryce Łacińskiej.

 

 

DTFR applications are typically characterized as projects entailing large-diameter water resource wells in sedimentary and/or metamorphic geology with depths commonly ranging from 500 feet to 3000 feet where environmental stewardship is of importance.

 

 

 

 

Rysunek A. Widok powierzchniowy układu zwrotnego z podwójną rurą zatopioną.

 

 

 

Wnioski

 

DTFR jest również wykorzystywany w zastosowaniach znajdujących się w przemyśle górniczym, takich jak studnie odwodniające, budowa szyb wentylacyjnych, otwory pastowe oraz studnie wtrysku i usuwania.W budownictwie cywilnym, osiągnęła sławę ze względu na swoją zdolność do rozwoju dużych średnicy fundamentów wiercenia w obszarze środowiskowo wrażliwych obszarów miejskich.

 

Używano go wielokrotnie w projektach nadbrzeżnych, w których głównym celem jest kontrolowanie zanieczyszczeń.Zwrotna cyrkulacja o dużej średnicy zyskała również pozycję w zakresie możliwości ustawienia obudowy przewodnika do studni naftowych/gazowych i geotermalnych przy jednoczesnej ochronie sąsiednich warstw wodonośnych.

 

Niedawne pojawienie się DTFR na dużych projektach zasobów wodnych jest wynikiem pionierów branży i ich sukcesu w stosowaniu tej technologii.Jego wyjątkowe zalety są stopniowo rozpowszechniane i coraz częściej wykorzystywane w społeczności wierceń oraz oferowane jako opcje ich klientom..

 

 

 

 

 

 

Rysunek B. Ruch powietrza, odcięć i płynu w podwójnej rurociągowej wierceń odwrotnych.

 

 

 

 

Jak to działa

Zobacz rysunki A, B i C. Dołowisko jest nieprzerwanie napełniane płynem wiertniczym, a kolumna płynu jest tworzona i utrzymywana między ścianą dołowiska a zewnętrzną stroną wiertniczki dwustronnej.

 

Następnie wprowadzane jest stłumione powietrze płynące w dół przez pierścienie rury wiertniczej RC (przepływ powietrza w dół pomiędzy wewnątrz zewnętrznej rury a zewnątrz wewnętrznej rury).

 

Przepływ powietrza zbliżającego się do dna sznura wiertniczego jest przekierowywany w górę i do wnętrza rurki.Składnik sznurka wiertniczego odpowiedzialny za przekierowanie przepływu powietrza do wewnętrznego otworu rurki jest nazywany podstroną wtryskiwacza powietrza.” Its job is to release the compressed air into the inner tube where it expands and thereby creates a dynamic upward flow—following the path of least resistance—which then carries a slurry comprised of air, płynu wiertniczego i odcięć dołow do powierzchni.

 

Czasami pompy odsyskowe są również stosowane w celu dalszego wspomagania przepływu do góry slurry płynu wiertniczego.

 

 

Po dotarciu do powierzchni obornik wchodzi do cyklonu, gdzie płyn i odłamki są oddzielone przy użyciu własnej masy odłamków w połączeniu z siłą odśrodkową w celu dokonania separacji.Po oddzieleniuodcięcia można zobaczyć i uzyskać dostęp do nichNastępnie płyn wiertniczy wydobywany z cyklonu trafia do wstrząsacza łupkowego, gdzie jest oczyszczany poprzez usunięcie pozostałych stałych substancji.

 

Wstrząsacz łupkowy usuwa materiały stałe i oczyszcza płyn wiertniczy, wykorzystując wibrującą platformę, która wykorzystuje kombinację ekranów, grawitacji i energii wibracyjnej. The cleaning of the drilling fluid is a vital step within the DTFR operation as too many solids carried in the drilling fluid can ultimately impede proper bit and hole cleaning and ultimately stick the drill string.

 

Po oczyszczeniu płyn wiertniczy zostaje następnie zwrócony do zbiornika do przechowywania płynu, a następnie w razie potrzeby zwrócony do górnej części otworu.To recyrkulacja i oczyszczanie płynu wiertniczego jest ciągłym cyklem, który trwa przez cały proces wiercenia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rysunek C. Zestaw otworu dolnego stosowany w podwójnym rurociągu zwrotnego wiertniczego.

 

 

 

Korzyści płynące z DTFR

 

DTFR odpowiada pozytywnie podstawowym wymaganiom potrzebnym do budowy wielodiametrowych studni komunalnych i komercyjnych w wielu regionach w całym kraju.umożliwiające kontrolę zarówno odcięć, jak i wyładowania płynu wiercenia, minimalizując w ten sposób odpływ i zanieczyszczenie miejsca.

 

Formacje, które mogą uniemożliwić stosowanie wiertniczych wierceń powietrznych lub błotowych z cyrkulacją stratami, można skutecznie wiercić za pomocą DTFR.Płyn wiertniczy związany z DTFR porusza się powoli, więc nie eroduje ściany wiertniczej, raczej chroni i zachowuje otwór, wywierając delikatne i równomierne ciśnienie hydrauliczne na jego ścianę.

 

Zapewnia to stabilność i umożliwia przeprowadzanie wiertniczych odwiertów o dużej średnicy w formacjach nieskonsolidowanych i/lub osadowych, które w przeciwnym razie byłyby problematyczne w przypadku konwencjonalnych technik wiercenia.

 

DTFR w większości przypadków nie wymaga stosowania błota ani dodatków i jest nieinwazyjną techniką wiertniczą wykorzystującą zarówno powietrze o niskim poziomie psi, jak i płyn wiertniczy o niskim przepływie.

 

Formacja pozostaje otwarta, nie jest zamknięta ani nie jest wypełniona dodatkami do płynów wiertniczych,co jest istotne, ponieważ umożliwia zarówno szybszy rozwój studni, jak i wielokrotnie prowadzi do zwiększenia jakości studni i jej produkcji.

 

Próbki DTFR można uznać za dokładniejsze niż próby rotacyjne powietrza lub błota, ponieważ nie są one narażone na ścianę otworu, co może zanieczyszczyć próbkę.Próbka DTFR przemieszcza się bezpośrednio z otworu twarzy bitów bezpiecznie umieszczonego wewnątrz rurki do obszaru zbierania.

 

Próbka jest również czysta bez powłoki bentonitowej.Czysta próbka umożliwia łatwą identyfikację i charakterystykę litologii, pomagając w optymalnym umieszczeniu zasłony studni.

 

Wymaga się jedynie niskiego ciśnienia powietrza, dlatego nie ma kompresorów powietrza i wiertarki na pełnym gazie.w ten sposób minimalizując zakłócenia w miejscowościach zaludnionych i w dzikiej przyrodzie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Otwieracze otworów są powszechnie stosowane jako komponent BHA w celu zwiększenia średnicy otworu.metodę stosowaną w celu zapewnienia, aby wiercenie było płytkie przed ukończeniem ostatecznego otworu o większej średnicyAlternatywnie, biorąc pod uwagę odpowiednią geologię, otwieracz otworów może być rozmieszczony w pobliżu powierzchni i osiągnąć pożądaną średnicę otworu w jednym podejściu.

 

 

 

 

 

Ograniczenia DTFR

 

Przygotowanie narzędzi do DTFR wymaga istotnych inwestycji: odpowiedniej platformy, narzędzi w otworze, wstrząsaczy łupkowych i sprężarki.A ekonomiczne korzyści związane z techniką DTFR zaczynają się naprawdę opłacać, gdy wielkość otworu jest 20 cali w średnicy lub większaWiększa prawdopodobieństwo, że wiertarki płytkie o mniejszej średnicy będą wiercione za pomocą konwencjonalnych metod obrotowych powietrza i błota, narzędzia kablowego lub żurawicy.Większość projektów DTFR ma co najmniej średnią głębokość otworu i zazwyczaj waha się od 500 do 3000 stóp.

 

 

Narzędzia z podwójnymi rurami są stosunkowo ciężkie, dlatego platforma musi mieć odpowiednią zdolność obciążenia haczykiem (zdolność podnoszenia i opuszczania).ale jeśli masz wystarczająco dużą wiertarkę, DTFR został z powodzeniem wykorzystany na głębokościach ponad 10 000 stóp.

 

Chociaż miejsce wiercenia może być stosunkowo małe, to nadal ma minimum około 125 stóp kwadratowych, co jest większe niż niektóre inne techniki wiercenia.DTFR wymaga również dobrego źródła dla dużych ilości czystej wody w pobliżu.

 

DTFR jest mniej skuteczny w jednorodnych formacjach magmowych o bardzo twardym składzie; wskaźniki penetracji są najlepsze w formacjach granulowych.Ultra duże brukowane może być problemem, jeśli są tak duże, że nie mogą przejść przez RC wewnętrznej rurkiDTFR nie jest również odpowiedni do intensywnych wierceń kleistej gliny, osadów i innych ultrafińszych formacji ziarnistych.

 

Wreszcie wymaga doświadczonego operatora posiadającego doświadczenie w wykorzystaniu tej techniki wiercenia.

 

 

 

Głosy z pola

Poniżej znajdują się uwagi doświadczonych wykonawców wierceń DTFR z całego kraju.

 

Gingerich Well and Pump Service LLC w Kalonie w stanie Iowa

 

Klint Gingerich i jego brat, Korwin, są współwłaścicielami firmy Gingerich Well and Pump Service, rodzinnej firmy założonej w 1956 roku. Gingerich’s involvement with dual rotary drilling began in 2007 when Klint made the decision to employ the technique based on its ability to provide containment of drilling fluids and the efficient cleaning of large-diameter boreholesGłówną zastosowaniem DTFR jest budowa studni komunalnych i komercyjnych.

 

 

Gingerich Well and Pump wykorzystuje DTFR w twardych formacjach wapiennych i osadowych w Iowa i okolicznych stanach.Jego załogi używają niestandardowej sznurki wiertniczej RC o długości 85⁄8 cali OD × 5 cali IDKlint wybrał ten rozmiar narzędzi, ponieważ 5-calowy ID wewnętrznej rury jest dopasowany do 5-calowego otworu w górnej części wiertarki.Z powszechnymi wymiarami maksymalnie zwiększa przepływ płynu, który może osiągnąć za pomocą sprzętu..

 

Przepływ płynu jest kluczowym czynnikiem w wierceń o dużej średnicy, ponieważ ma bezpośredni wpływ na czyszczenie otworu, wiertarkę i ogólną wydajność w przeprowadzaniu wierceń.Istnieje niezwykle duża ilość wycinek generowane z wiercenia 20-calowy do 40-calowy wiercenia, a im większy objętość przepływu można osiągnąć, tym skuteczniejsze jest usuwanie odcięć z otworu.

 

Klint wspomina, że istnieją ograniczenia DTFR. Mówi, że koszty przygotowania do wiertni o dużej średnicy wymagają znacznych inwestycji, takich jak odpowiednia platforma wiertnicza, narzędzia w dołach,i sprzętu powiązanego.

 

 

 

 

 

 

Dillon i Klint Gingerich z Gingerich Well and Pump Service LLC połączyli siły, aby zakończyć projekt komunalnego studni przy użyciu DTFR z Schramm TX 130.

 

 

 

 

Spółki łowiące pstrąg w Waite Park w stanie Minnesota

 

David Traut, MGWC, CVCLD,Jest wiceprezesem Spółki Traut i skomentował zatopiony odwrotny jest dobrą techniką do wiercenia dużych średnicy studni wodnych w pękniętych formacjach wapiennych wspólnych do centralnej Minnesoty.

 

Po raz pierwszy użył odwrotnego przepływu w 1999 roku, a dzięki doświadczeniu uczynił z niego metodę, na której polega dla komunalnych studni.Strefy cyrkulacji strat, które powodowały problemy z innymi metodami wiercenia, nie są już problemem dla niego z DTFR.

 

Traut może obsługiwać DTFR w stosunkowo niewielkim obszarze (125 stóp kwadratowych) z wykorzystaniem wiertarki i sprzętu pomocniczego, w tym zbiornika płynu wiertniczego o pojemności 5000 galonów,sprężarka powietrza, oraz urządzenia do usuwania materiałów stałych.

 

 

 

 

 

 

Szachowiec do usuwania materiałów stałych z płynu wiercenia.

 

 

 

Traut zauważa, że objętość powietrza wymagana do odwiertów DTFR jest stosunkowo niska w porównaniu z powietrzem obrotowym.

 

Chociaż nie jest stosowany tak często jak trykona, gdy napotka się twardszą skałę, Traut używa młotka z dziurą z przekierowaczem / opakowaczem umieszczonym nad przemianą (crossover).Odwracacz / pakownik jest dużym gumkowym pączkiem, który otacza wiertarkę RC i częściowo uszczelnia ścianę otworuOgranicza on dopływ wody z otworu do młotka.

 

 

W przypadku dolomitów i granitów używa się młotka.Załogi trautów zazwyczaj wykorzystują około 3000 cfm przy 325 psi i wyższych, ponownie z psi funkcją związaną z głębią dziury.

 

 

 

 

 

 

Próbki są bardzo precyzyjne z podwójnym rurowym inundated odwrotnym wierceniem.

 

 

 

Na początku wiertni drążki, w której znajdują się dwie rury wiertnicze, używane są również jako konwencjonalne wiertnicze. the first 50 feet to 80 feet must be drilled conventionally as the DTFR process requires submergence when enough head differential pressure is created to initiate the dynamic suction required to sustain a robust upward flowWielu wiercą ustawia swoje wiertarki tak, aby mogły przechodzić z konwencjonalnego wiertnictwa do DTFR.wiertarka może wybrać wiertarkę konwencjonalną jako

może to być szybsza metoda przemieszczania się przez glinę przed powrotem do DTFR.

 

 

Miejskiej studni i pompy w Waupun, Wisconsin

Mason Rens jest wiodącym wiercą w Municipal Well and Pump, który obsługuje dwa Foremost podwójne wiertarki.Rens twierdzi, że dzięki wieloletniemu doświadczeniu w wierceniu wielorakich studni wodnych jego firma doszła do wniosku, że DTFR jest preferowaną metodą budowy studni w oparciu o różne czynniki..

 

Po pierwsze, DTFR umożliwia całkowitą kontrolę wyładowania płynu w miejscu cięcia, minimalizując w ten sposób zanieczyszczenie.nie eroduje wiertarki jak wiertarka rotacyjna powietrzna i utrzymuje stabilność wiertarki nawet w formacjach niespokojonych.

 

Bentonity i dodatki do płynów wiertniczych nie są wymagane do DTFR, więc formacja nie jest poddawana nienaturalnemu pakowaniu ani uszczelnianiu.W ten sposób rozwój studni może być szybszy i bardziej kompletny, a jakość i produkcja studni może być wielokrotnie lepsza niż studnie, w których stosowane są dodatki płynne.

 

Ponadto Rens stwierdza, że dokładność próbki przy zastosowaniu DTFR jest lepsza, ponieważ odcięcia poruszają się szybko i bezpośrednio od kawałka skierowanego w górę rurki wewnętrznej do powierzchni bez narażenia na ścianę otworu.

 

DTFR zarówno zawiera, jak i chroni próbkę odcięć wewnątrz rurki wewnętrznej i szybko dostarcza ją bezpośrednio na powierzchnię do badania,umożliwienie szybkiej i dokładnej identyfikacji zmian formacji, co według Rensa jest kluczem do optymalnego umieszczenia ekranu.

 

Innym aspektem, o którym wspomina Rens, jest zmniejszenie hałasu w miejscu pracy.który oprócz funkcji bezpieczeństwa oznacza mniejsze zużycie paliwa.

 

W przypadku DTFR pojedynczy sprężarka o pojemności 350 psi jest wystarczająca nawet do wierceń o dużej średnicy.

 

Rens podkreśla, że produkcja wykorzystująca DTFR jest wyjątkowo dobra w formacjach osadowych, powszechnych w Wisconsin i Illinois.Dodaje, że jest to szczególnie prawdziwe w przypadku granulowanych formacji, takich jak piaskowce., piasek i żwir.

 

 

Podsumowanie

DTFR wyróżnia się przede wszystkim w formacjach nieskonsolidowanych, osadowych lub metamorficznych.umożliwiające w sposób wyjątkowy rozwinięcie szyb wiertniczych o dużej średnicy w geologii nieskonsolidowanej, zapewniając jednocześnie kluczowe korzyści środowiskowe.

 

 

W miarę jak świat wierceń będzie coraz bardziej zapoznawany z DTFR, prawdopodobnie zobaczymy dalsze innowacje w jego zastosowaniu w przemyśle zasobów wodnych i w innych dziedzinach.