Gręžimo vamzdis plačiai naudojamas hidrologiniuose tyrimuose, geologiniuose gręžiniuose, naftos ir dujų žvalgybose ir kitose srityse. Gręžimo vamzdis, kaip svarbi visos gręžimo grandinės dalis, atlieka pagrindinį vaidmenį gręžimo procese. Gręžimo vamzdžio kokybė ir priežiūra turi didelę įtaką naudojimo vietoje efektui, gręžimo įrankių avarijų atsiradimui ir statybos sąnaudoms. Toliau autorius pasakoja apie paviršutinišką supratimą apie trinties būdu suvirintų gręžtinių vamzdžių naudojimą ir priežiūrą statybvietėje.
Šiuo metu namų naftos ir dujų pramonėje dažniausiai naudojami gręžimo vamzdžių korpusai daugiausia apima keturias plieno rūšis: E75, X95, G105 ir S135, gręžimo vamzdžių jungčių medžiaga dažniausiai yra SAE4137H, o išorinis gręžimo vamzdžio skersmuo yra 2 3/8″-6 5/8″, įvairių dydžių. Kuo aukštesnė plieno klasė, tuo didesnis stiprumas ir laikomoji galia; tačiau didesnis stiprumas gali lemti didesnę korozijos ir nuovargio riziką. Renkantis gręžimo vamzdžius patartina taikyti principą „pasirinkti žemos kokybės gręžimo vamzdžius, kiek įmanoma, atsižvelgiant į tvirtumo reikalavimus“, kad sumažintume pirkimo ir gręžimo operacijų išlaidas bei avarijų riziką.
Bendra frikcinio suvirinimo gręžimo vamzdžio struktūra
Frikcinio suvirinimo gręžimo vamzdis sujungiamas į visumą vidinėmis ir išorinėmis sriegių jungtimis, o gręžimo vamzdis korpusas - frikciniu suvirinimu. Gręžimo vamzdis sukasi po sukamojo stalo pavara arba galios galvute, perduoda galią grąžtui, esančiam skylės apačioje, ir tiekia gręžimo skystį į grąžto pjovimo paviršių. Gręžimo vamzdis užima labai svarbią vietą visoje gręžimo konstrukcijoje.
Šiuo metu galioja du pagrindiniai vietiniai trinties būdu suvirintų gręžimo vamzdžių standartai: Kinijos Liaudies Respublikos naftos ir dujų pramonės standartas SY/T 5114-2014 ir API 5DP, įdiegtas Amerikos Naftos instituto Gręžimo vamzdžių specifikacijoje. Šie standartai nustato reikalavimus korpuso, jungčių, frikcinio suvirinimo srities ir kitų dalių parametrams ir veikimo rodikliams. Vartotojai gali juos naudoti kaip pagrindinę kokybės vertinimo nuorodą.
Gręžimo įrankių naudojimas ir valdymas statybvietėje
Atsargumo priemonės prieš gręžimo vamzdį leidžiantis į šulinį
- Vidinės sriegiuotos jungtys turi būti tvarkingai išdėstytos pagal specifikacijas ir uždedamos ant kilnojamojo gręžimo vamzdžio rėmo su atramomis virš 0,3 m nuo gruntas, kad būtų išvengta korozijos.
- Gręžimo vamzdžio rėmas turi būti laikomas lygiagrečiai ir tame pačiame lygyje, kad vamzdis nebūtų sulenktas.
- Prieš dedant vamzdį, jungtis ir sandarinimo paviršiai turi būti kruopščiai nuvalyti ir patikrinti; naudokite apsauginę vielą kėlimo metu.
- Keliant vamzdi į šulinio grindis, gervė turi palaikyti pastovų greitį; viršutines jungtis reikia užfiksuoti ne mažiau kaip dviejomis sagtimis.
- Prieš vienkartinį prijungimą, teisingai apdorokite sriegius ir peties paviršius, užpildykite sriegio alyva, vengiant dulkių.
Prieš nuleidimą į šulinį būtina atlikti papildomus patikrinimus, užtikrinti, kad gręžimo vamzdis vėliau nekeltų problemų. Atsargumo priemonės taikomos ir naudojant naujus vamzdžius: atsukti jungtį du kartus, teisingai paskirstyti sriegio alyvą ir laikytis nustatytų sukimų momentų. Teisingas jungčių užpildymas ir atsakinga priežiūra padeda išvengti gedimų ir užtikrina vamzdžių ilgaamžiškumą.
Konspektuota operacijų seka ir gręžimo proceso sauga
- Nuleidžiant gręžimo vamzdį, stebima jų balansinė jėga ir atsargi rankinė įtampa; naudokite grandinės replės ir atitinkamus laikiklius.
- Prieš kiekvieną nuleidimą kolonos komplektuojama ir surišama; užpildomos ir surišamos visos jungčių poros, siekiant sumažinti lipnumą ir užkirsti kelią sagčiams ar pradinėms skylėms.
- Prieš kiekvieną nuleidimą reikia koreguoti viršutinių ir apatinių gręžimo įrankių padėtį, siekiant vienodo įtempimo visam rinkiniui ir pagerinti tarnavimo laiką.
- Atsižvelgiant į gręžimo sąlygas, derinamas sukimosi greitis ir Work Over Bit (WOB), kad įrankiai būtų optimaliai įrengti ir pateiktas efektyvus gręžimo procesas.
Gręžimo metu būtina išvengti rezonanso, kai gręžimo vamzdis pasiekia kritinį greitį ir grubiai kyla vibracijų dažnis, kuris sutampa su pačio vamzdžio natūraliu dažniu. Tokiu atveju gali būti pavojus visam gręžimo procesui. Taip pat svarbu, kad gręžimo vamzdis korozinėje aplinkoje būtų aptarnautas: PH vertė pakeliama iki virš 10, įtraukiamos korozijai atsparios medžiagos, o įrankiai montuojami su atitinkamomis priemonėmis.
Gręžimo vamzdžio priežiūra po naudojimo
- Po gręžimo įrankiai turi būti tvarkingai uždėti ant vamzdžio rėmo pagal skirtingas specifikacijas; visos dangos ir sandarinimo paviršiai turi būti nuplauti ir nusausinti.
- Kontroliuojama ar nėra įtrūkimų, ar sriegių įpjovimų, ar pečių paviršiai nėra nusidėvėję, ar vamzdžio korpuso deformacijų.
- Periodiškai naudojami ultragarsiniai tyrimai korpuso defektų aptikimui, magnetinių dalelių patikra sriegio srityje; tokios praktikos mažina netikėtus gedimus.
- Prieš laikymą vamzdžius pažymėti dažais ir saugoti atskirai; laiku remontuoti ar keisti pažeistus vamzdžius.
Gręžimo vamzdžių gamyba ir komponentai
Gręžimo vamzdžiai yra esminiai naftos ir dujų pramonės komponentai, naudojami gręžimo operacijoms tirti ir išgauti angliavandenilius iš gilių požeminių rezervuarų. Gamybos proceso pradžia - aukštos kokybės plieno ruošiniai arba besiūlis vamzdinis plienas. Pirmasis žingsnis - vamzdžio galų sustorėjimas (kalimas). Frikcinis suvirinimas - kai galai yra sutirštinti, sujungiami dideliu slėgiu, sudarydami kietojo kūno suvirinimo siūlę. Toliau seka įrankių jungčių apdirbimas, tikslūs sriegiai ant sustorėjusių galų, o kartais ir terminis apdorojimas ar paviršiaus grūdinimas, siekiant didesnio atsparumo dilimui ir stiprumo.
Neardomieji bandymai (NDT) užtikrina vamzdžių defektų nebuvimą; apsauginės dangos padeda apsaugoti nuo korozijos; žymėjimas ir atsekamumas užtikrina vertinimo duomenų saugumą ir skaidrumą per visą tarnavimo laiką. API 5DP ir SY/T 5114-2014 standartai reguliuoja gręžimo vamzdžių korpuso, jungčių bei frikcinio suvirinimo srities reikalavimus, suteikiant vartotojams patikimą pagrindą kokybės vertinimui.
Rotacinio gręžimo ir sraigtinio gręžimo palyginimas
Rotacinis gręžimas naudojamas didesniems vandens sluoksniams, dažnai derinamas su plovimo tirpalais ir korpuso fiksavimu. Šio metodo ypatybės: šerdis gali būti išgaunama arba sunaikinta, priklausomai nuo dirvožemio tipo. Rotacinis gręžimas dažnai taikomas akmeningam ir pusiau akmenuotam dirvožemiui iki 150 m gylyje. Sraigtinis gręžimas - greitas, leidžia išvalyti iškastą uolieną ir nėra poreikio praplovimo skysčių rezervuarui. Tačiau šis metodas netinka uolienoms suklostymui arba itin kietoms uolienoms; dažnai naudojamas iki 120 m gylyje, derinant su kitais metodais, pvz., šerdimi ar sukamuoju gręžimu.
Sraigto gręžimo įrankiai - varžtai su ašmenimis; šios sistemos pranašumai: greitas darbas, nereikia praplovimo, galimybė įrengti kompaktiškas gręžimo platformas. Trūkumai: netinka kietoms uolienoms, reikia papildomų operacijų valymui, o kai kuriais atvejais - šoko virvės naudojimui uolienų išvalymui.
Gręžimo vamzdžių techninės detalės: įrankiai ir komponentai
Gręžimo vamzdžiai ir su jais susijusios dalys apima įvairius komponentus: kelimo pogrupius, kėlimo kaupiklius, Kelly Cock vožtuvus, crossover-sub ilgis ir kitos jungtys, kurios kelia didelį atsparumą dilimui bei korozijai. Naftos gręžimo srityje populiarios kelimo pogrindės ir jų eksploatacinės charakteristikos užtikrina patikimą darbinį prisirišimą ir sklandų grąžtų bei stygų darbą.”
Kelly Cock Valve ir slėgio vožtuvai užtikrina skysčių srauto vientisumą bei atsparumą slėgio pokyčiams. Slėgio vožtuvai dažnai gaminami iš korozijai atsparių lydinių, užtikrinančių patvarumą ir saugumą grubaus darbo sąlygomis. Gręžimo įrankių dizainas orientuotas į atsparumą nusidėvėjimui bei ilgaamžiškumą, naudojant volframo karbidą ar deimantais dengtus įdėklus.
Vizualizacijos idėjos
Įvykių sekos pavyzdžiai ir operacijų gairės
Gręžiant vandens pramonės šulinius, svarbu pasirinkti tinkamą gręžimo tipą pagal dirvožemio charakteristikas: šerdies gręžimas išsaugo šerdį vamzdyje ir tinka mineralų žvalgymui bei giliems vandens rezervuarams; rotacinis gręžimas išsprendžia didesnį gylį su plovimu ir korpuso įrengimu; šerdis leidžia gauti vientisą uolienos pavyzdį, tuo tarpu sraigto gręžimas yra greitas, bet ribotas dėl dirvožemio struktūros. Dažnai derinami metodai užtikrina optimalų laiką, kainą ir našumą.
Galiausiai, būtina pažymėti, kad kokybiška gręžimo vamzdžio parinktis, tinkama priežiūra ir laikymasis standartų (API 5DP, SY/T 5114-2014) užtikrina ženklią avarijų sumažinimą ir ilgesnį įrankių tarnavimo laiką.
Priežiūra ir sauga po naudojimo
- Po gręžimo įrankiai turi būti tvarkingai uždėti ant vamzdžio rėmo; patikrinti sriegiai, pečiai, korpusai, ar nėra korozijos ar įtrūkimų.
- Periodiškai atliekama ultragarsinė korpuso diagnostika, magnetinių dalelių ar sūlkinių pažinimas sriegio srityje.
- Vamzdžiai turi būti pažymėti dažais ir laikomi saugioje vietoje, norint užkirsti kelią netinkamam naudojimui.