1. Metody Cementowania kolumn rur okładzinowych
cementowanie jednostopniowe,
1. cementowanie dwustopniowe -klocki cementacyjne, -mufy, -dwa rodzaje cementów,
2. cementowanie wielostopniowe,
3. cementowanie z dwoma klockami,
4. cementowanie bez użycia klocków,
5. cementowanie wciskowe,
6. cementowanie z manszetem (manszetowe),
7. cementowanie przez przewód: -dla dużych średnic wymagających dużych ilości cementu,
8. cementowanie stref ucieczek płuczki -przez przewód,
9. cementowanie kolumn rur traconych,
10. cementowanie korków cementowanych,
11. specjalne metody cementowania – np. określonych interwałów,
12. cementowanie odwrotne,
13. cementowanie na zakładkę,
14. cementowanie w poziomych, kierunkowych otworach,
cementowanie horyzontalne.
2. Wymagania odnośnie zaczynów uszczelniających stosowanych w technologiach wiertniczych
1. gęstość zaczynu powinna być dobrana w zależności od istniejących warunków geologicznych
2. zaczyn powinien posiadać odpowiednie właściwości reologiczne
3. powinien posiadać odpowiednią konsystencję i czas przetłaczalności po sporządzeniu
4. receptura powinna umożliwić regulację początku i końca wiązania zaczynu w szerokim zakresie przy uwzględnieniu istniejących warunków.
5. zaczyn po zatłoczeniu powinien szybko wiązać
6. świeży zaczyn powinien posiadać mały odstój, mała filtrację i po zatłoczeniu do górotworu być stabilny
7. zaczyn powinien być odporny na erozyjne działanie wód gruntowych
8. efekty egzotermiczne powstałe podczas wiązania powinny być w odpowiednich granicach
9. zaczyn powinien wiązać w środowisku wodnym
10. zaczym po zatłoczeniu powinien w krótkim okresie czasu tworzyć stwardniały zaczyn o odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej, wysokiej odporności na korozję fizyczną, chemiczną i biologiczną, dużej odporności na agresywne dzianie zmineralizowanych wód podziemnych, odporności na działanie mikroorganizmów
11. zmiany objętości stwardniałego zaczynu powinny mieć tendencję do minimalnej ekspansji
12. stwardniały zacz nie powinien ulegać rozkruszaniu i pękaniu.
13. świeży i stwardniały zaczyn powinien charakteryzować się bardzo dobrą współpraca z górotworem
14. składniki wchodzące w skład zaczynu powinny: być niepalne, nietoksyczne, umożliwiać regulację parametrów technologicznych i zapewniać łatwy transport
15. możliwość sporządzania zaczynu w warunkach przemysłowych
16. względnie niski koszt jednostkowy zaczynu
17. zaczyn powinien nie oddziaływać szkodliwie na środowisko
3. Podział cementów wiertniczych, skład chemiczny i mineralogiczny
Podział:
Norma API:
- 0 – cementy zwyczajne
- MSR – średnio odporne na korozję (moderate sulfate resistant)
- HSR – wysoko odporne na korozję (high sulfate resistant)
Norma GOST
- do otworów zimnych – temp do 400C
- do otworów gorących – temp do 750C
- do otworów warunkowo bardzo gorących – temp 1200C
- do dotworów nadzwyczaj gorących – temp powyżej 1200C
w zależności od osnowy:
- na osnowie cementu portlandzkiego
- na osnowie żużla wielkopiecowego
- na osnowie belitu
Skład chemiczny:
Składniki podstawowe – CaO (59 – 68%), SiO2 (16 – 26%), Al2O3 (3 – 9%), Fe2O3 (1 – 6%), składniki drugorzędowe MgO, TiO2, Mn2O3 (nie wiecej niż kilka % masy)
Skład mineralny:
Krzemian trójwapniowy – 3CaO*SiO2 (C3S) – 50 – 65%
Krzemian dwuwapniowy – 2CaO*SiO2 (C2S) – 15 – 25%
Glinian trójwapniowy – 3CaO*Al2O3 (C3A) – 5 – 15%
Żelazoglinian czterowapniowy – 4CaO*Al2O3-Fe2O3 (C4AF) – 5- 15%
4.Pomiar parametrów technologicznych świerzych i stwardniałych zacznów uszczelniajacych.
Dokonujemy pomiarów nastepujacych parametrów technologicznych dla świerzych i stwardniałych zaczynów uszczelniajacych;
- filtracja zaczynu cementowego , pomiar filtracji polega na okresleniu ilości oddanej wody pod wpływem różnicy cisnień. Istnieje kilka sposobów pomiaru filtracji, jedną z metod jest określenie względnej filtracji za pomoca wzoru :
W= Vf / Vwzc 100 % ,gdzie:
W- względna filtracja [ %],
Vf – zmierzona ilość filtratu [ cm3],
Vwzc- obj. Wody znajdujacej sie w zaczynie [ cm3],
- czas gestnienia zaczynu cementowego : mierzymy rozlewność zaczynu do tego momentu aż zaczyn osiagnie rozlewnośc 180 mm.
- czas wiązania zaczynu , pomiar polega na podstawieniu pod przyrzad Vicata pierscienia z zaczynem, w który zagłebia się igła. Próbe przeprowadza sie tak długo az igła zagłebi sie najwyzej 1 mm od wierzchu zgęstniałego zaczynu – koniec wiazania. W rezutacie znamu czas poczatku wizania tp oraz czas końca wiązania tk , a stad czas wiazania zaczynu cementowego.
- przepuszczalność kamienia cementowego: okreslamy wspł. przepuszczalności badanej próbki przy przepływie cieczy przez nią : K= Q µ L / ( P1 - P2) gdzie:
Q-wydatek przepływu cieczy przez badana próbkę,
µ- wspł. leplkości dynamicznej cieczy ,
L- dł. próbki,
F- pow. Przekroju poprzecznego badanej próbki
P- ciśnienie przed i za badana próbką,
- wytrzymałość mechaniczna kamienia cementowego:
Badamy próbkę stwardniałego zaczynu cementowego o wymiarach 160 x 40 x 40 mm. Do próby wykorzystujemy min. 3 próbki, gdy wynik rożni sie o 5 % od sredniej to odrzucamy tą próbkę i mierzymy jescze raz. Wytrzymałośc belki obliczmy ze wzotu:
σzg = 3KPL / z b h2 ,[ kG / cm2], gdzie:
P- ciężar naczynia ze śrutem [ kG],
K- stała przyrządu,
L- odległośc mięszy podporami belki,
b- szerokość belki,
h- wysokość belki,
5. Czynniki wpływajace na wybór parametrów technologicznych procesu injekcji otworowej .
-rurowanie i uszcelnianie,
-uzbrojenie techniczne kolumny rur okładzinowych ( prowadnik, skrobaki,but, zawory ),
-stosowanie odpowiedniej cieczy buforowej,
-wybór odpowiedniego zakresu predkości wtłaczania w przestrzeń pierścieniową,
-podnoszenie lub obracanie rur okładzinowych podczas uszczelniania,
-zmniejszenie cisnień wewnatrz kolumny rur okładzinowych po zakończeniu uszczelniania,
-własciwości fizyczno chemiczne poszczególnych składników zaczynu, a takze samego zaczynu uszczelniajacego.
6. Budowa koronek wiertniczych.
Obecnie do pozyskiwania rdzeni wiertniczych uzywa się diamentowych lub skrawajacych koronek wiertniczych. Koronki gryzowe zostały wyparte z powodu ich mało korzystnych parametrow.Zasadniczymi cześciami diamentowych koronek wiertniczych sa matryce, w których osadzone sa diamenty i korpus zakonczony gwintem umozliwiajacym połaczenie z rdzeniówka. Diamenty osadzone sa w matrycach w taki sposób ze 1/8-1/3 diamentu wystaje (odkrycie).
W zaleznosci od przeznaczenia koronki firmy stosuja rozne profile matryc. Najczęsciej wystepujace profile to: polplaski, płaski, zaokraglony, połokragły, schodkiwy, stozkowy. W koronkach może wystepowac system chlodzenia bocznego (przy skałach twardych) i czołowy.
Koronki zbrojone posiadaja diamenty w powierzchniach bocznych.
Koronki skrawajace wykonywane sa z weglikow spiekanych z zawartoscia 2-15 % kobaltu. Ostrza slupkowe stosuje się przy koronkach do skał twardych a do skał miekkich stosuje się ostrza płytkowe. Koronki gryzowe rzadko się stosuje z uwago na szybkie zuzywanie się łozysk.
7. Budowa i działanie rdzeniówek wiertniczych.
Rodzaje rdzeniówek:
· Pojedyncza.
Jest najprostszym narzędziem wiertniczym, służącym do pobierania rdzenia przy wierceniu obrotowym. Rdzeniówkę pojedynczą, ze względu na jej wady, można stosować do przewiercania skał nie ulegających rozmywaniu oraz wystarczająco twardych i spoistych, aby nie ulec wykruszeniu w rurze rdzeniowej podczas wiercenia.
Zbudowana jest z: diamentowej koronki rdzeniowej, łącznika dolnego, poszerzacza diamentowego, urywaka rdzenia, rury rdzeniowej, głowicy rdzeniówki.
· Podwójna.
a). z obracającą się rurą wewnętrzną.
Przeznaczona jest do pracy w skałach o zmiennej Twardości, szczelinowatych.
Zbudowana jest z: koronki rdzeniowej, urywaka rdzenia, korpusu urywaka rdzenia, łącznika dolnego z poszerzaczem diamentowym, rury zewnętrznej i wewnętrznej, głowicy rdzeniówki, łącznika górnego.
b). z nie obracającą się rurą wewnętrzną.
Wyróżnia się rdzeniówki, w których urywak rdzenia jest umieszczony w korpusie koronki lub w rurze wewnętrznej. W skład rdzeniówki z urywakiem w korpusie koronki wchodzą: głowica, rura zewnętrzna, ułożyskowana rura wewnętrzna (w głowicy), urywak rdzenia zabudowany w korpusie koronki.
Przeznaczona jest do skał o zmiennej twardości, szczelinowatych i spękanych, skał sypkich i luźnych.
8. Zadania płuczki wiertniczej.
Płuczka wiertnicza odgrywa bardzo ważną rolę przy wierceniach obrotowych, gdyż dobre postępy wiercenia zależą w dużym stopniu od ilości i jakości płuczki krążącej w odwiercie oraz należytej kontroli jej własności. Nieodpowiednia płuczka może stać się przyczyną wielu trudności w czasie wiercenia.
Zadania płuczki podczas wiercenia:
1. oczyszczanie dna odwiertu, tzn. wynoszenie okruchów skalnych, czyli zwiercin, z dna odwiertu na powierzchnię ziemi,
2. iłowanie ściany odwiertu, czyli tworzenie osadu na jego ścianie,
3. ochładzanie świdra przez odprowadzanie ciepła wywiązującego się wskutek jego pracy na dnie odwiertu,
4. utrzymywanie w stanie zawieszania cząstek i okruchów przewierconych skał w czasie, gdy płuczka z jakiegokolwiek powodu przestanie krążyć w odwiercie,
5. stwarzanie ciśnienia hydrostatycznego w odwiercie, które powinno być wyższe od ciśnienia, jakie może być w odwiercie w czasie jego głębienia,
6. zmniejszenie tarcia przewodu wiertniczego o ścianę odwiertu,
7. dostarczanie mocy hydraulicznej na dno (silniki wgłębne),
8. wspomaganie urabiania skał,
9. przekazywanie informacji z dna otworu na powierzchnię,
10. nadawanie stabilności ścianom otworu w skałach słabozwięzłych
11. likwidacja erupcji wstępnej przez zatłaczanie płuczki obciążonej,
12. stosowana jako przybitka przy cementowaniu
napęd turbiny hydraulicznej przy wierceniach za pomocą turbowiertów,.
9. Scharakteryzować suspensję bentonitową i zjawiska zachodzące pod wpływem czynników zewnętrznych (sole).
. Charakterystyka płuczki iłowej Bentonit jest wielofunkcyjnym składnikiem płuczki ilastej W odniesieniu do wody, z którą tworzy układ dyspersyjny spełnia rolę zagęstnika zwiększającego parametry reologiczne, środka obniżającego filtrację oraz tworzącego na ścianie otworu cieki ściśliwy osad filtracyjny chroniący przewiercane warstwy przed migracją fazy wodnej płuczki. Najbardziej odpowiednie są wysokokoloidalne bentonity w warunkach naturalnych nazywane sodowymi. Płuczki iłowe ulegają koagulacji i flokulacji. Podstawową metodą zapobiegania i regulowania koagulacji jest stabilizacja i ochrona koloidowa. Stabilizacja polega na zwiększeniu hydrofilności cząstek iłu przed dodanie odpowiednich środków chemicznych. Rolę stabilizatorów spełniają peptyzatory, środki zmniejszające lepkość, i polimery wielkocząsteczkowe. Charakterystyczną cechą płuczek ilastych jest zdolność do wymiany jonowej, polegająca na adsorbowaniu z roztworu wodnego niektórych kationów i wymienianie je na inne. Wymiennymi kationami w materiałach ilastych są:Ca2+, Mg2+, K+, Na+. W składzie wymiennych kationów bentonitu sodowego przeważają K+, Na+, w związku z czym bentonity te dobrze pęcznieją pod wpływem wody, łatwo dyspergują, a ich zawiesiny wodne charakteryzują się dużą tiksotropią (upłynnianie się żelu w zol pod wpływem sił zew.) i wysokim ciśnieniem osmotycznym. Wydajność tego bentonitu przy sporządzaniu płuczki jest bardzo duża
bianka222