Configuración óptima de equipos y herramientas de perforación de agujeros profundos

Para mejorar efectivamente la eficiencia de la perforación de pozos profundos y reducir la intensidad de mano de obra de los trabajadores, la naturaleza avanzada del equipo y la naturaleza científica de la combinación deben mejorarse mediante la selección y combinación optimizadas de los equipos. y maquinaria. La configuración óptima del equipo de perforación es analizar el impacto de los principales indicadores técnicos de perforación en la eficiencia de la perforación (Tabla 12.5) sobre la base de garantizar la calidad y seguridad de la perforación, y optimizar el diseño o la selección del equipo de perforación (equipos de perforación, bombas de lodo, equipos de perforación). tubos, herramientas de perforación, brocas y equipos y herramientas auxiliares de perforación, etc.) para formar la mejor combinación de equipos de perforación y, en última instancia, obtener la mayor eficiencia de perforación y el menor costo de perforación. El objetivo de optimizar la configuración de los equipos de perforación es obtener los mejores indicadores técnicos de perforación y la mejor economía de construcción de perforación.

Tabla 12.5 El impacto de los principales indicadores técnicos y económicos de perforación en la eficiencia de la perforación

(Según Zhang Wei et al., 2007)

12.3.1 Perforación tecnología en equipos de perforación Requisitos de configuración

La selección óptima de equipos de perforación de extracción de muestras para pozos profundos debe tener en cuenta los requisitos especiales para equipos y maquinaria de diferentes procesos de perforación, consulte la Tabla 12.6.

Tabla 12.6 Requisitos de configuración de tecnología de perforación para equipos de perforación

12.3.2 Selección y configuración del equipo de perforación principal

(1) Selección de equipo de perforación

1) La selección de la plataforma de perforación debe cumplir con los siguientes principios básicos:

(a) Según el propósito de la perforación, se deben cumplir varios requisitos del proyecto, como la profundidad del pozo diseñado y la penetración del mineral. y el diámetro final del agujero espera.

(b) Cumplir con las capacidades constructivas requeridas para la tecnología de perforación seleccionada y adaptarse a posibles cambios en los métodos de perforación. En términos generales, cuando las nuevas áreas mineras y las condiciones estratigráficas son complejas, la capacidad de construcción de la plataforma de perforación debe tener un margen de modelo, capacidad y pozos inclinados que se pueden convertir al 85% y se reducirá en un 5% anual después de 3 años; de uso.

(c) Seleccionar el equipo apropiado en función de la topografía, estratigrafía, caminos, fuentes de agua, suministro de energía, clima y otras condiciones del área de construcción.

(d) Dar prioridad a equipos de perforación con prestaciones técnicas avanzadas, fácil mantenimiento y buena economía.

2) Los principales factores que se deben considerar al seleccionar una plataforma de perforación:

(a) Capacidad de elevación suficiente: para cumplir con los requisitos de elevación del peso máximo de la sarta de tubería de perforación. y sarta de revestimiento;

(b) Par de torsión suficientemente alto - para cumplir con los requisitos para rotar la sarta de tubería de perforación y extracción de núcleos

(c) Velocidad de rotación suficientemente alta - para cumplir con los requisitos; requisitos del proceso de perforación;

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(d) Alta confiabilidad;

(e) Tamaño apropiado.

(2) Selección de la torre de perforación

Durante el proceso de perforación, la torre de perforación se utiliza para colocar y suspender el sistema de elevación, soportar la gravedad de la herramienta de perforación y almacenar la tubería de perforación. o collarín de perforación, etc. La torre de perforación debe seleccionarse en función de la profundidad del pozo diseñada, la plataforma de perforación utilizada y la naturaleza de la construcción, así como la ubicación de la perforación y las condiciones climáticas. Debe tener suficiente capacidad de carga, resistencia, rigidez y en general. estabilidad y espacio operativo necesario.

(3) Selección de la bomba de lodo

1) La bomba de lodo debe seleccionarse de acuerdo con el método de perforación, el tipo de plataforma de perforación, la estructura de perforación y los requisitos del proceso de perforación.

2) Se debe utilizar una bomba variable de alta presión alternativa de émbolo.

3) La bomba de lodo debe estar en buen estado y la válvula de seguridad debe ser sensible y confiable.

4) El sistema de circulación de alta presión del fluido de lavado debe estar equipado con un tanque estabilizador de presión con manómetro, y las conexiones de las tuberías deben ser firmes, seguras y confiables.

12.3.3 La selección y configuración de las herramientas de perforación de pozos profundos

Las herramientas de perforación del aeropuerto deben basarse en la profundidad del pozo diseñada, la penetración del mineral y el diámetro final del pozo, las condiciones estratigráficas y la perforación planificada. estructura, selección y configuración integral de factores como el método y la tecnología de perforación a adoptar, y el manejo de posibles accidentes dentro del pozo.

(1) Requisitos generales para la selección y configuración

1) La tubería de perforación debe equiparse de acuerdo con la profundidad del pozo diseñada y dejar un margen;

2 ) En general, los aeropuertos deben estar equipados con varias herramientas de perforación que van desde Φ130 mm hasta Φ56 mm;

3) Debe haber no menos de 2 juegos de cada especificación de herramientas de perforación de calibre principal para la construcción;

4) Para las máquinas que utilizan perforación con sonda con cable, el aeropuerto debe estar equipado con no menos de 50 m de tubería de perforación de Φ50 mm y las herramientas de perforación correspondientes;

5) El equipo también debe satisfacer las necesidades de perforación especial. métodos y procesos.

(2) Selección de la tubería de perforación

La tubería de perforación es una herramienta para transmitir torque durante la perforación. Transmite el torque y la potencia de la broca desde la boca del pozo a la broca en la punta. fondo del pozo para triturar la roca. Los principios generales para seleccionar soluciones de sartas de tubería de perforación son los siguientes (Tabla 12.7):

1) El método de perforación con núcleo determina el tipo de tubería de perforación;

2) El material y la estructura de la sarta de tubería de perforación, etc. debe satisfacer las necesidades de la tecnología de perforación

3) El peso de la combinación de herramienta de perforación y sarta de perforación no puede exceder la capacidad de carga de la plataforma de perforación - carga del gancho

4) La perforación de pozos profundos debe elegir tubos de perforación y herramientas de extracción de muestras con cable.

Tabla 12.7 Tabla de análisis de selección del tipo de tubería de perforación

(3) Requisitos de desempeño que debe cumplir la tubería de perforación con extracción de testigos con cable

1) La resistencia debe satisfacer las necesidades de agujeros profundos Requisitos de perforación

2) Espesor razonable de la pared de la tubería de perforación para reducir el área de roca rota en el labio de la broca y mejorar los indicadores técnicos y económicos de perforación

3) Dentro de la perforadora; sarta de tubería Plana o básicamente plana por dentro, el conjunto de tubería interna puede pasar suavemente a través de la tubería de perforación

4) El espacio entre la sarta de tubería de perforación, la pared del pozo y la tubería central interna debe ser razonable para reduce la resistencia a la circulación del fluido de lavado y el tiempo necesario para levantar la tubería de perforación. El efecto de succión mantiene estable la pared del pozo al recuperar el núcleo.

5) La superficie exterior de la rosca de la tubería de perforación y. las roscas macho y hembra tienen buena resistencia al desgaste y propiedades de sellado.

(4) Principales aspectos a los que se debe prestar atención al seleccionar la tubería de perforación para perforación de pozos profundos

1) Requisitos de la tubería de perforación con cable de alta resistencia: las especificaciones cumplen con los estándares y los requisitos de tolerancia dimensional ; el material tiene un alto límite elástico, buena elasticidad y plasticidad; estructura metalográfica uniforme de la tubería, baja tensión residual; buena rectitud e identidad; excelente tratamiento térmico, tratamiento superficial y cierta resistencia a la corrosión.

2) Hay muchos factores inciertos en la construcción de perforación de pozos profundos. La tensión sobre la tubería de perforación es compleja y la torsión es grande. Los materiales (resistencia, tenacidad, alargamiento, tratamiento térmico) de la tubería de perforación. Se deben considerar el cuerpo y las juntas, el espesor de la pared del cuerpo de la tubería, la forma del diseño de la rosca, la resistencia de la conexión y el rendimiento del sellado, etc., las tuberías de perforación seleccionadas.

3) Tubo de perforación con cable: para perforaciones más profundas, utilice un tubo de perforación recalcado de Ф71 mm; si la profundidad del orificio excede los 1500 m, se debe probar la resistencia del tubo de perforación con cable.

4) La mayoría de las partes del tubo de perforación que se rompen fácilmente se encuentran en la raíz de la rosca. Al seleccionar una tubería de perforación para agujeros profundos, primero debe considerar mejorar la resistencia de la rosca de la tubería de perforación.

12.3.4 Selección del equipo auxiliar relacionado

1) Cada equipo de perforación debe estar equipado con un mezclador de lodo y un contenedor de agente de tratamiento de 0,2~0,3 m3, y debe instalarse y colocarse estable para una fácil operación, fácil de usar.

2) Equipado con el equipo necesario de control de sólidos de lodo, como desarenador ciclónico, desarenador, etc.

3) Las plataformas de perforación que utilizan tecnología de perforación con sonda diamantada deben estar equipadas con un malacate que coincida con la profundidad del orificio de perforación, y el malacate debe estar instalado firmemente, tener un rendimiento confiable y un funcionamiento flexible.

4) De acuerdo con la plataforma de perforación y las herramientas de perforación seleccionadas, seleccione una máquina torsionadora de tubos. Se deben utilizar pinzas de elevación hidráulicas para la perforación con sonda con cable, a fin de reducir la intensidad de trabajo de los trabajadores y garantizar el par de apriete previo necesario al desenroscar la tubería de perforación.

12.3.5 Instrumentos de medida y ensayo

1) Instrumentos de medida: inclinómetro, instrumento de corrección y posicionamiento de deflexión, etc.

2) Instrumentos de prueba: El sitio donde se utiliza el lodo debe estar equipado con viscosímetro, hidrómetro, medidor de contenido de arena, medidor de pérdida de agua y papel de prueba de pH, etc.

3) Debe estar equipado con un manómetro indicador de presión en el fondo del orificio y un manómetro de bomba. Si es posible, debe estar equipado con un medidor de torsión, un tacómetro, un medidor de flujo de fluido de lavado o un medidor de perforación. -instrumento de parámetros. El accionamiento eléctrico debe tener un voltímetro y un amperímetro y un medidor de potencia.

4) Se deben equipar herramientas de medición para verificar el desgaste de las herramientas de perforación, como los necesarios detectores de daños en la tubería de perforación.