Yatay Yönlendirmeli Sondaj – İyi Uygulama Kılavuzu 4. Kısım

Bu serinin son bölümünde, araçlara ve aksesuarlara bir göz atalım

Daha yüksek kapasiteli pompaların ve daha yüksek delme sıvısı akış kapasitelerine sahip yatay yönlendirmeli sondaj (HDD) platformlarının tanıtımıyla, yatay delgi mud motoru kayada yönlendirmeli sondaj için sıklıkla tercih edilen bir araçtır. Mud motorlarına güç vermek için gerekli olan sıvı hacimleri, sondaj atıklarını karıştırmak ve taşımak için gerekli olandan çok daha yüksektir; bununla birlikte, akışkanın çoğunluğu geri dönüştürülebilir ve tekrar kullanılabilir. Mud motorları, muhafazanın dış çapı ve güç bölümünün konfigürasyonu ile sınıflandırılır, ancak HDD uygulamaları için önemli faktörler çıkış torku ve sıvı hacmi gereksinimleridir. Ayrıca uzunluk da, izleme ekipmanı sondaj düzeneğinde matkap ucundan 26 feet kadar geride yer aldığından ve istenilen hassasiyetle takip edilmesi zor olabileceğinden, önemlidir.

Delme ucundan yönlendirme aygıtına kadar olan mesafe, büküm açısı, sıvı hacmi, taban basıncı, durma basıncı, çalışma basıncı (durma basıncından yaklaşık 100 psi daha az) ve difransiyel basıncı (çalışma basıncı eksi taban basıncı) gibi önemli operasyonel hususlar izleme doğruluğunu, penetrasyon oranlarını ve takım ömrünü en üst düzeye çıkarmak için önemlidir. Bu konularda tavsiye almak için üreticilere danışılmalıdır. Her bir mud motorunun imalatçıdan teslim edilmesiyle birlikte bir operasyonel test raporu sağlanmalı ve mud motorunun optimal çalışma parametrelerini belirlemek için bir tork / akış şeması ve bir yapı oranı çizelgesi de istenmelidir. Herhangi bir aletle sondaj yaparken fonksiyonel sıvı akış ve basınç ölçüm cihazlarına sahip olmak önemlidir, ancak mud motorları ile sondaj yaparken çok önemlidir.

Mud motorları ile yönlendirme kontrolü, eğimli yüzlü ucun yüzeyindeki eğim ile aynı işlevi gören maksimum 3 derecelik bir kıvrım (genel olarak 2 dereceden daha az) ile ucun yaklaşık 5 fit arkasında elde edilir. Yönlendirme, delgi ucu ile kıvrım arasındaki daha kısa mesafe ve daha büyük kıvrım açısı ile daha agresiftir. Eğimli yüzlü sondaj tekniklerinde olduğu gibi, kıvrım istenen yönde yönlendirilir ve tüm düzenek, yalnızca uç dönerken, yönlendirme düzeltmeleri kazanmak için itilir. Sondaj düzeneği ve uç, düz olarak delmek için döndürülür ve itilir. Bir mud motorlu delme işleminde önemli bir fark, sondaj düzeneği, döndürüldüğünde delik içinde salınım yaptığı ve aşırı hızlarda döndüğü takdirde ciddi şekilde hasar görebileceği veya zamanından önce yıprandığı için 50 rpm’den (genel olarak 30 rpm) daha az dönmesi gerektiğidir. Ek olarak, dönüş, yönlendirmeden sonra yavaş ve dikkatli bir şekilde başlatılmalıdır. Bu, operatörün, bükülmüş düzeneğin delik içinde serbestçe dönmesini engelleyebilecek herhangi bir kısıtlamayı değerlendirmesine ve böylece mud motoruna pahalı zararlar vermesini ve bunun ardından ortaya çıkabilecek gecikmeleri önlemesine izin verir.

Çok sert kayayı başarılı bir şekilde delmek için, uygun görülen minimum gereksinimler şunlardır:

50,000-pound-thrust rig

27⁄8 inç çaplı sondaj borusu

Tricone silindir biti kullanarak 43⁄4 inçlik pilot delik

33⁄8 inç çaplı mud motoru

135-gpm pompa

Bununla birlikte, penetrasyon oranları yavaş olacaktır ve sınırsız basınç dayanımı 40.000 psi’yi aştığında maliyetler yüksek olacaktır. Sert kaya, beklenildiği ve uygun şekilde test edildiği takdirde, kurulum başlamadan önce uygun ekipmanın seçilmesine izin verecek şekilde delinebilir. Kaya ile karşılaşma beklentisi yoksa ve toprak için takım seçildiyse ya da kaya bekleniyorsa ancak karşılaşılan kaya beklenenden çok daha zor olduğunda bir engel olabilir. Bu durumlarda, delici uç daha sert kayayı kesebilen bir çeşidine dönüştürülebilir. Daha yüksek kapasiteli mud motoru ve pompaları da gerekebilir. Bu değişiklikler zaman alıcı ve pahalı olabilir.

Mekanik Tahrikli Tertibat

Çift üyeli bir sondaj dizisi için çift üst tahrikli özel bir sondaj kulesi, mekanik olarak yönlendirilebilir yatay sondaj tertibatını çalıştırır. Yatay Delgi düzeneği, bir mud motoruna çok benziyor, ancak ondaki sıvı ile çalışan güç bölümü bulunmuyor. Döner uç (genellikle bir tricone silindir ucu), çift elemanlı sondaj dizisinin iç elemanı tarafından sürekli olarak döndürülür. Dış sondaj düzeneği elemanı, büküm haznesini (döner uç için yatak desteği ve ayrıca izleme vericisinin yuvasını) doğru yönde yönlendirerek, yönlendirmeyi kontrol etmek için kullanılır. Düz sondaj, dış boruyu yavaşça döndürerek bir mud motoruna çok benzer şekilde gerçekleştirilir. İzleme vericisi, çoğu mud motorunda mümkün olandan daha fazla yönlendirme yanıtı göstergesi sunarak, ucun/başlığın hemen arkasında yakına konumlandırılmıştır. Bununla birlikte, iç tahrikin varlığı, walkover olmayan izleme sistemlerinin kullanımını engeller.

Sondaj sıvısı pompalarının ve yatay delgi mud motorunun verimsizlikleri, bu mekanik tahrikli sistemle ilgili faktörler değildir. karşılaştırılabilir boyuttaki mud motorlarınkine göre daha büyük tork uca/başlığa uygulanabilir. Pompalanan delikteki kesilen parçaları temizlemek için sadece sondaj sıvısı debisine ihtiyaç vardır. Bu nedenle, sıvı gereksinimleri büyük ölçüde düşüktür ve temizleme sistemi çok daha küçük olabilir veya muhtemelen bir vakum sistemi ile değiştirilebilir. Mekanik olarak tahrik edilen sistem, yumuşak ve orta sert kayadaki kısa delikler için etkili olup, sınırlı çalışma alanı, bir mud motorunu çalıştırmak için gereken büyük bir kulenin ve pompanın kullanımını engelleyebilir. Mekanik olarak tahrik edilen yatay delgi sistemi, sert kayaçtaki büyük çaplı uzun delikler için bir mud motor sistemi kadar verimli değildir.

Vurmalı Sondaj

Birkaç yatay delgi darbeli delme sistemi mevcuttur. Çoğu, dikey yatay delgi darbeli delme teknolojisinden uyarlanmış basınçlı hava ile çalışan sistemlerdir. Konvansiyonel bir sondaj kulesinin küçük modifikasyonu, onu sondaj sıvısını pompalayan bir pompa yerine bir hava kompresörüne uyarlayacaktır. Bununla birlikte, dönüşüm,uygun boyutta delme sıvısı devir daimi olan bir sondaj kulesi ve başlangıç noktası olarak çapları dahilinde sondaj düzeneği takım bağlantısına sahip bir teçhizat gerektirir. Aksi takdirde, yüksek hacimli sıkıştırılmış havaya akış yolu kısıtlamaları, penetrasyon oranlarını düşüren basınç kayıpları yaratacaktır. Vurma ve dönüşün kayayı kırması durumunda çekme gereksinimleri düşüktür. Aşırı itme aslında penetrasyon oranlarını azaltabilir ve sondaj düzeneğine darbe şokunun iletilmesini artırabilir. Vurmalı yatay delgi sistemlerin yönlendirilmesi, tungsten karbür içeren düz yüzlü uca sahip bir eksantrik ile gerçekleştirilir. Uç, dönüş olmadan nüfuz ettiğinde istenen yolu takip edecek şekilde tercihen yönlendirilmiş yüksek bir noktaya sahiptir. Düz delme, orta itme altında yavaşça dönerek gerçekleştirilir.

Kaya sertliği arttıkça, darbeli delme işleminin delme hızı döner delme işleminden daha fazladır. Bu nedenle bu sistemler, sert kayalarda mud motorlarına göre daha avantajlı olabilir. Bununla birlikte, geniş bir jeolojik oluşumlar yelpazesinde bir deliğin tamamlanması için uygun olmayabilirler. Sondaj atıkları, yüksek hızdaki (6.000 ft./min.) hava ile deliğinden temizlenir. Sondaj atıkları ve tozlar yüzeyde tutulmalı ve kontrol edilmelidir. Yüksek basınçlı hava, delinmiş deliği erozyona uğratabilir veya dayanımsız formasyonlarda bir çatlak veya kırığı takip ederek yüzeye püskürebilir. Suyun küçük akış hızları (1-3 gpm) veya su ve sondaj köpük karışımı genellikle vericiyi soğutmak için hava ile birlikte enjekte edilmelidir. Bu sıvı aynı zamanda, sondaj atıklarının delikten temizlenmesinde de yardımcı olur (bu, döner sondajdaki atıklardan önemli ölçüde daha büyük olabilir) ve giriş çukuruna geri dönen büyük parçaların içndeki ince tozları bastırır.

Raybalar ve Delik Açıcılar

Raybalar, ürünün kurulumunu kolaylaştırmak için deliği yeterince büyütmek için kullanılır. Rayba, doğal malzemeyi yerinden çıkarabilme veya bunları yönetilebilir atık boyutuna indirgeyebilme, bu atıkları sondaj sıvısı ile karıştırabilme ve montaj için deliği hazırlayabilme kapasitesine sahip olmalıdır. Raybalar genellikle, kovan veya sıkıştırma raybaları, karıştırma ve her amaca uygun olarak olarak sınıflandırılır. Her kategoride birkaç rayba türü vardır. Uygun seçim, toprak koşullarına, delik boyutuna ve pompa kapasitesine dayanır. Uygulama yönergeleri yukarıdaki tabloda sunulmaktadır.

Rayba seçiminde tavsiye edilen uygulama, sürtünmeli geri çekme kuvvetlerini azaltmak için, sondaj sıvılarının ve sondaj atıklarının geri dönüşü için dairesel bir boşluğa izin veren ve borunun büküm açısına imkan sağlayan, dış çapın 1,5 katı veya ürün borusunun çapından 12 inç daha geniş olanı seçmektir. Çökmekte olan toprak oluşumlarında ürünün çapının 1,5 katından daha küçük ayarlı bir çap kullanılması tavsiye edilebilir. Bununla birlikte, ayarlı çap değerlerinin, toprakta büyük bir şişmesinin meydana gelmesi bekleniyorsa, yüzde 25’e kadar artırılması gerekebilir. Delik ne kadar büyükse, ürün montajı öncesinde ve sırasında sondaj sıvısı ile sondaj atıklarını bir bulamaç haline getirmek daha önemlidir. Bu, delikte kalan atıkların, bulamaçın ürün borusu tarafından yer değiştirmesini kısıtlamayacağını garanti eder. Bulamaç, delikten, ürün borusu dış hacmine eşdeğer bir miktarda yer değiştirmelidir. Aksi halde, delikte basınç oluşturabilir, geri çekme işlemini durdurabilir veya yüzeyde kabarma oluşturabilir.

Raybalar ile formasyonlara girilemediğinde veya raybanın durması veya aşırı torklanması durumunda delik açıcılar kullanılmalıdır. Haddeleme kesicileri kullanan delik açıcılar, esas olarak, kaya delikleri içinde sondaj deliğini raybalamak ya da önceden sıkmak için kullanılır ve birçok boyut ve konfigürasyona sahiptir. Çoğu delik açıcı, haddeleme kesicilerinden dolayı mükemmel akış özellikleri, kesme kapasitesi ve düşük tork sağlar. Kesicilerin seçiminin tabloda sunulduğu gibi karşılaşılan oluşumlara bağlı olduğuna dikkat edilmelidir.

Darbeli raybalar, kayadaki deliğin boyutlandırılması için başka bir seçenektir. Bu sistemler, bir yatay delgi hava çekici tarafından desteklenen özel bir karbür düğmeli yüzlü uç kullanır. Bazıları geleneksel geri çekme raybalama için konfigüre edilir, burada (a) hava, sondaj düzeneği ve raybalama ucu aracılığı ile ters sirkülasyon çekiçine sağlanır veya (b) hava, çıkış tarafından sürülen bir hortumdan, raybalama ucunu süren geleneksel bir yatay delgi çekicine verilir. Dayanımlı/sağlam (kesintisiz) bir kayadaki bir deliğin büyütülmesi için uygun olan başka bir teknik, bir pilot rayba ucu ile geleneksel bir yatay delgi çekicidir/tokmağıdır. Kılavuzdaki “pilot burun”, deliği ileri yönde delerken, pilot delik boyunca sistemi yönlendirir. Bu nedenle, çekici kurmak ve ileri delme işlemi için rayba ucuna kılavuzluk etmek üzere sondaj düzeneği tamamlanmış pilot delikten çekilmelidir. Bu delik açma tekniğini elverişsiz koşullarda kullanmamak için, pilot delik sürecinde, deliğin uzunluğu boyunca delinmekte olan kayacın doğası not edilerek, kılavuz burnun mevcut boru deliği içinde kırılma riski azaltılmış olur

Özel takımlar

Özel durumlarda kullanılan ya da sondaj sırasında karşılaşılan sorunları çözmek için kullanılabilecek bir dizi özel araç vardır:

Overshotlar, mızraklar ve basketler de dahil olmak üzere oltalama (yakalama) araçları, öncelikle sondaj borusundaki kayıp sondaj boruları, uçları ve raybaları için kullanılır.
Washover boru, daha küçük çaplı pilot sondaj dizisini stabilize etmek ve döndürülemeyen veya çekilemeyen sıkışmış sondaj borusunu geri kazanmak için kullanılır. Pilot düzenek, uç değişimleri veya yeniden-takım yüklemesi için geri çekilmek zorundaysa, sondaj deliğini korumak için washover boru kullanılabilir. Washover boru aynı zamanda sondaj ucunun arkasındaki deliği stabilize etmek ve dengesiz oluşumlarda dolaşımın sağlanmasına yardımcı olmak için uygun olabilir. Washover borunun kullanılması, koparma anahtarlarının sökülmesini sağlamak ve sondaj borusunu bağlamak üzere bir geçidin üretilmesini sağlamak için sondaj düzeneğinin modifikasyonunu gerektirir.
Crossover subs (bağlantı tüpleri), farklı boyut ve tipte takım eklemlerinin bağlantısını kolaylaştırmak için kullanılır.
Uzaktan koparma anahtarı, manuel veya hidrolik olabilir ve sondaj donanımının önündeki erişim noktalarındaki takım bağlantılarını bağlamak veya kırmak için kullanılır. Sondaj makinesi gücü, takım bağlantılarını yapmak veya kırmak için asla uzaktan anahtarlarla kullanılmamalıdır.
Son yük ve yan yük iletici gövdeleri, kablolu izleme, mud motor uygulamaları ve backreamlerin takibi için kullanılır. Backream’in takibi standart bir uygulama değildir, ancak sahibi veya düzenleyici kurum tarafından istenirse veya rayba ve sondaj düzeneğinin pilot delikten yukarı doğru hareket etmesine izin verebilecek gevşek topraklardan geçiyorsa yapılabilir.

– Geçiş takibi için gerekli olan yüzey erişiminin kısıtlandığı bir delikte gezinmek için çelik halatlı sistemler. Çelik halatlı sistemleri kullanırken, aşağıdakiler dahil olmak üzere çok sayıda gereç gereklidir:

. Sondaj düzeneğine giren teli mühürlemek/tıkama/kapatma için sıkıştırma parçaları

. Yalıtımlı tel (tipik olarak 7-telli, yağ ve aşınmaya dayanıklı yalıtım ile 10-kalibre)

. Birleşme hattı bağlantıları

. Isı düşürme

. Ekleme araçları