HDD (Yönlendirilebilir Yatay Sondaj) Sıvıları ve Jel Mukavemeti İhtiyacı

Çocukların kumu kazışlarında olduğu gibi, yerde bir delik açmak için birisinin öğrenmesi gereken en temel kural kumun uzaklaştırılmasıdır. Çocuklar; çubuklar, çıplak elleri ve hatta annenin mutfağından izinsiz kaçırılmış mutfak eşyaları gibi derme çatma araçlarla kumu uzaklaştırmayı başarabilirler, fakat toprakta bir delik açmak için kumu uzaklaştırmak kavramı ve amacı açık ve nettir. Yönlendirilebilir yatay sondaj (HDD) yüklenicileri yeraltında bir ürün hattı kurmak için bir delgi sondajı yaparken bu temel konsepti akılda tutmalıdır.Sondaj sıvısı, sadece delgi ucu ve sondaj düzeneğini soğutmak ve yağlamak ve sondajı dengelemek için kullandığımız bir araç değildir.Aynı zamanda, ürün hattını çekmeye yetecek kadar büyük bir delik açmak için kum/toprak veya delgi ucunun kestiklerini zeminden dışarı taşımak için bir araçtır.Jel kuvveti, bir HDD delme sıvısının en önemli özelliklerinden biridir ve jel mukavemetinin nasıl test edileceğini ve farklı zemin koşullarına sondaj sıvılarının nasıl ayarlanacağının anlaşılması, HDD yüklenicilerinin başarı oranını büyük ölçüde artırabilir.

Sondaj sıvıları Newton yasasına uygun sıvılar değildir çünkü viskozite harekete/kesime bağlı olarak değişir, Newton yasasına uygun petrol ve su gibi sıvılarda viskozite sıcaklığa bağlı değişir. Sondaj sıvısı ne kadar hızlı hareket ederse, viskozitesi düşer/azalır, sondaj sıvısı sabit kaldığında ise delgi kesintilerini askıda tutmak (ç.n. çökelme olmadan askıda tutmak) için jel formu oluşturur. Jel mukavemeti, statik/durağan haldeyken bir delme sıvısındaki elektrokimyasal kuvvetlerin bir ölçüsüdür ve sondaj sıvısının sondaj kesimlerini askıda tutmasını sağlayan ve yine bu kesimleri yüzeye taşıyan elektrokimyasal kuvvetlerdir.Bentonit tanecikleri, taneciklerin yüzeyinde negatif elektrostatik yüklere sahiptir ve plakaların uçlarında negatif bir yük oluştururlar, bu da jel mukavemeti ve viskozite oluşturur.Sentetik polimer – reaktif killeri kontrol etmek / inhibe etmek için yaygın olarak kullanılan tipte olduğu gibi – jel mukavemeti / süspansiyonu çok azdır ya da yoktur, bu yüzden kil oluşumların sondajında bile bentonit kullanılması önerilir.

Birçok kişi, jel mukavemetini viskozite ile karıştırır, ki bu da bir sondaj sıvısının akışa direnci olarak tanımlanabilir.Gerçekte, herhangi bir uygulama için ideal sondaj sıvısı, en düşük viskozitede kırılmalara (çevirmen notu: İngilizcede “frackout” diye bir gelime yok, cümleden en uygun “kırılma” anlamı çıkabilir) yol açabilecek dairesel basınçları azaltmak için, sondaj artıklarını askıda tutma ve yüzeye nakletme gibi gerekli tüm fonksiyonları yerine getirecektir.İki akışkan aynı viskoziteye sahip olabilir, ancak sondaj artıklarını askıda turma ve yüzeye taşıma yeteneklerinde tamamen farklı olabilir.

Dikey sondaj uygulamalarında, sondaj sıvısının akışı, yerçekiminin sondaj atıklarını çekmeye çalıştığı yönün tersinedir, bu nedenle sondaj atıklarını sondaj deliğinden dışarı aktarmak çok daha kolaydır.Temel olarak, sondaj atıklarını çökelme hızından daha hızlı hareket ettirerek delik temiz tutulabilir. Su kuyusu sondajı için dairesel yükselme hızı dakikada 85 ila 125 feet arasında değişirken, geri dönüş akışının yerçekimsel çekmeye dik olduğu HDD uygulamalarında akış hızları çok daha düşüktür. HDD sondaj uygulamalarında, sondaj atıklarının, sondaj deliğinin zeminine çarpmadan önce düşmesine sadece santimler vardır. Çoğu HDD’ye özel bentonit sondaj sıvısı ürününün yüksek verimli bentonitten çok daha fazla jel dayanımı vardır.

Jel mukavemetinin test edilmesinin en yaygın yolu, sondaj sıvısının 10 saniye ve daha sonra 10 dakika dinlendiğinde jel kuvvetinin test edildiği bir fan reometresidir/akışölçeridir. Jel dayanımını test etmek için daha ucuz bir alternatif yöntem, ortası ölçüm çubuklu metal bir rezervuar olan shearometer kullanmaktır. Ağırlıklı bir manşon, ölçüm çubuğunun üzerine sıvının aşağısına yerleştirilir ve aynı zamanda bir kronometre başlatılır.

Sahadaki sondaj müteahhitleri için, sondaj sıvısının yatay yönlü bir delikten sondaj atıklarını atmak için yeterli jel mukavemetine sahip olup olmadığını belirlemenin en kolay yolu temiz bir konteyner (üst kısmı kesilmiş bir su şişesi harika çalışır) kullanmaktır.Sondaj sıvısının içine dökün, girişine veya çıkış çukuruna gidin ve sondaj işleminde bulunan malzemenin / toprağın bir kısmını alın ve sondaj sıvısı örneğine karıştırın. Bir süre çökmesine müsade edin (en az bir saat veya hatta bir gecede) ve çökelmeyi kontrol edin.

Bentonit tabanlı bir sondaj sıvısı kullanırken, jel mukavemetini ayarlamak için iki yol vardır. Daha fazla bentonit ilavesiyle mukavemet arttırılabilir, ancak bu aynı zamanda viskoziteyi ve dairesel basıncı arttırır.Diğer bir alternatif, jel-mukavemet-arttırıcı ürün kullanmaktır, ki böylece jel mukavemetini önemli ölçüde arttırırken viskozitede minimum bir artış olur. Bu uygulamada kullanılacak en yaygın ürün, yiyecek ve içecek endüstrisinde sıklıkla bir koyulaştırıcı olarak kullanılan biyo-çözünebilir bir doğal polimer (polisakkarit) olan ksantan sakızıdır. Çoğu sondaj sıvısı üreticisi bu ürünü kuru bir toz formunda bulundurur ve bentonit tamamen verimli hale geldikten sonra bentonit sondaj sıvısına eklenebilir.Diğer bir alternatif, sondaj sıvılarının kayma inceltmesi prensibini en üst düzeye taşıyan bir karma metal oksit (MMO) ürünüdür ve çamur pompası / dairesel basınçları önemli ölçüde azaltırken bol miktarda jel mukavemeti / süspansiyonu sağlayacaktır. MMO ürünleri, çakıl ve iri taş gibi aşırı toprak koşullarında mükemmeldir, ancak kullanımları oldukça farklıdır ve alternatif test metotlarına ihtiyaç duyulabilir.

Unutmayın, zeminde bir delik açmak için toprak uzaklaştırılmalıdır ve sondaj sıvısının geri dönüşü sondaj atıklarının yüzeye taşınması anlamına gelmektedir.Jel mukavemeti, bir HDD sondaj sıvısının en önemli özelliklerinden biridir ve daha önce tarif edildiği gibi kap testi ile, bir delme sıvısı karışımının zorluğun üstesinden gelip gelemeyeceği kolayca belirleyebilir.