Хоризонтално сондиране – процес

 

Процес на хоризонтално управляемо сондиране

Инструментите и техниките, използвани при хоризонталното управляемо сондиране, са следствие от индустрията на сондиране за петролни кладенци. Компонентите на сондова кула за хоризонтално сондиране при изграждането на тръбни линии са подобни на тези за сондова кула за сондиране на петролни кладенци с тази разлика, че първата е оборудвана с наклонена рампа, а не с вертикална мачта.

Операциите за пилотен отвор при хоризонтално управляемо сондиране не се различават от тези, включени в сондирането на управляем петролен кладенец. Обикновено инструментите за сондажна тръба и сонда са взаимнозаменяеми и се използва сондажна течност през цялата операция на транспортиране на сондажни остатъци, намаляване на триенето, укрепване на отвора и т.н. Заради тези прилики, процесът обикновено се нарича сондиране за разлика от пробиване.

Полагането на тръбната линия с помощта на хоризонтално управляемо сондиране обикновено се извършва на три етапа, както е показано на фигура 1. Първият етап се състои в управляемо пробиване на пилотния отвор с малък диаметър по продължението на определена управляема посока. Вторият етап включва уголемяване на пилотния отвор до диаметър, подходящ за поставянето на тръбната линия. Третият етап се състои в обратно издърпване на тръбната линия в уголемения отвор.

Пилотен отвор при управляемо сондиране

Контролът на пилотния отвор се постига с помощта на невъртяща се сондажна колона с асиметричен преден ръб. Асиметрията на предния ръб създава отклонение от насочването, докато невъртящата се сондажна колона позволява на това отклонение да се държи в точно определена позиция по време на сондирането. Ако се наложи промяна на посоката, сондажната колона се завърта така, че посоката на отклонението съвпада с желаната промяна в посоката. Посоката на отклонението представлява ъгълът на инструмента в сондажния отвор по посока на часовниковата стрелка спрямо магнитния север. Директен прогрес може да бъде постигнат чрез сондиране на серия от компенсирането на позиции на този ъгъл. Сондажната колона също така може да се върти постоянно, когато не е необходим управляем контрол. Асиметрията на предния ръб може да се постигне по няколко начина. Обикновено предният ръб има ъглово отместване, създадено от огънат моторен корпус. Това е показано схематично на фигура 2.

Често срещано при мека почва е да се постигне сондажен прогрес чрез хидравлично рязане с реактивна дюза. В този случай посоката на потока от дюзата може да е разклонение от централната ос на сондажната колона, като на това място се създава отклонение от насочването. Това може да бъде постигнато чрез блокиране на избрани дюзи върху стандартна глава на сондажна бормашина или чрез подправянето по мярка на главата за реактивна деформация. Ако се срещнат твърди места, сондажната колона може да се завърти да пробива без управляем контрол, докато се проникне в твърдото място.

 

ПИЛОТЕН ОТВОР

пилотен отвор

HORIZONTAL DRILLING RIG – хоризонтална сондова кула
ENTRY POINT – входяща точка
DRILLING FLUID RETURNS – връщане на сондажната течност
DRILL PIPE – сондажна тръба
EXIT POINT – изходяща точка
ANNULUS – зъбно колело
DESIGNED DRILLED PATH – проектирана сондажна посока

 

ПРЕДВАРИТЕЛНО РАЗШИРЯВАНЕ

разширяване на отвора

DRILLING FLUID RETURNS – връщане на сондажната течност
DRILL PIPE – сондажна тръба
ANNULUS – зъбно колело
TYPICAL DIRECTION OF PROGRESS – обичайна посока на прогрес

 

ИЗДЪРПВАНЕ

издърпване

DRILLING FLUID RETURNS – връщане на сондажната течност
DRILL PIPE – сондажна тръба
PREFABRICATED – предварително подправяне
ANNULUS – зъбно колело
TYPICAL DIRECTION OF PROGRESS – обичайна посока на прогрес

Фигура 1. Процес на хоризонтално управляемо сондиране

 

насочено сондиране

ORIENTING SUB – ориентираща сондажна щанга
NON-MAGNETIC COLLAR – немагнитна яка
MUD MOTOR – сондажен мотор
ANGULAR OFFSET – ъглово отместване
STEERING TOOL – инструмент за насочване
BENT MOTOR HOUSING – огънат корпус на мотора
BIT – сондажна глава

Фигура 2. Насочено сондиране

 

Сондажни мотори

Действието на механично сондажно рязане, необходимо за по-твърда почва, се осигурява от сондажни хидравлични мотори. Сондажните хидравлични мотори, често срещани като сондажни мотори, преобразуват хидравличната енергия от изпомпената кал при сондирането в механична енергия към сондажната глава. Това позволява на главата да се върти, без да се върти сондажната колона. Има два основни типа сондажни кални мотори; с положително изместване и турбини. Моторите с положително изместване обикновено се използват при хоризонтално управляемо сондиране. В основата си един сондажен мотор с позитивно изместване се състои от спираловиден статор със синусоиден ротор. Калният поток през статора предава въртене на ротора, който от своя страна е свързан чрез връзка към сондажната глава.

В някои случаи тръба за промиване с по-голям диаметър може да се завърти концентрично над невъртяща се управляема сондажна колона. Това служи за предотвратяване на зацепване на управляемата колона и позволява на неговия ъгъл спрямо магнитния север да се ориентира свободно. Това също така поддържа пилотния отвор, ако се наложи да се изтегли управляемата колона.

 

Сондажно проучване

Фактическата посока на пилотния отвор се наблюдава чрез вземането на периодични резултати на отклонението и азимута на предния ръб. Резултатите се вземат с инструмент, наричан най-често сонда, която се вкарва в сондажна яка възможно най-близо до сондажната глава. Предаването на резултатите от проучването на сондата обикновено се постига посредством тел, преминаваща през сондажната колона. Тези резултати, в допълнение към измерванията на сондираното разстояние от последното проучване, се използват за изчисляване на хоризонталните и вертикалните координати по продължение на пилотния отвор, съответна на първоначалната входяща точка на повърхността.

Азимуталните резултати са взети от земното магнитно поле и са обект на намеса от инструментите за сондажа, сондажна тръба и магнитни полета, създадени от съседни структури. Следователно сондата трябва да бъде поставена в немагнитна яка и позиционирана в колона така, че да бъде подходящо изолирана от инструментите за сондаж и сондажната тръба. Комбинацията от сондажна глава, сондажен мотор (ако се използва), сондажни щанги, сонда за проучване и немагнитни яки се нарича тежък долен край. Типичен тежък долен край е показан на фигура 2.

Наблюдение на повърхността

Посоката на пилотния отвор може да бъде проследена и с помощта на система за наблюдение на повърхността. Системите за наблюдение на повърхността определят местоположението на сондата, като вземат измервания от място или точка на повърхността. Пример за това е системата TruTracker. Тази система използва повърхностна намотка на дадено място, за да индуцира магнитно поле. Сондата усеща местоположението й във връзка с това индуцирано магнитно поле и предава тази информация към повърхността. Това е представено схематично на фигура 3.

наблюдателна система

SURFACE COIL – повърхностна намотка
KNOWN CORNER LOCATIONS – известни ъглови местоположения
SURVEY PROBE – сонда за проучване

Фигура 3. Система за повърхностно наблюдение TruTracker

 

Разширяване и издърпване

Уголемяването на пилотния отвор се постига с помощта на предварително разширяващи проходи преди поставяне на тръбата или едновременно с нейното поставяне. Инструментите за разширяване обикновено се състоят от кръгов набор от ножове и реактивни мотори за хидравлична течност и често са направено по поръчка на изпълнителите за отвор с точно определен размер или определен тип почва.

Предварително разширяване

Повечето изпълнители биха избрали предварително да разширят пилотния отвор преди полагането на тръбата. За разширяващ проход разширителите, прикрепени към сондажната колона на изходната точка се въртят и издърпват към сондовата кула, като по този начин уголемяват пилотния отвор. Зад разширителите се добавя сондажна тръба, докато те напредват към сондовата кула. Това гарантира, че в пробития отвор винаги се поддържа жило. Също така е възможно разширяването да се осъществява настрани от сондовата кула. В този случай разширителите, поставени на сондажната колона се въртят и се оттласкват от нея.

Издърпване

Полагането на тръбата се постига чрез закрепяне на предварително подправения участък за издърпване на тръбната линия зад разширяващия механизъм при изходната точка и чрез издърпване на разширяващия механизъм и участъка за издърпване обратно към сондовата кула. Това се предприема след завършване на предварителното подправяне или за по-малки в диаметър линии в мека почва – направо след завършване на пилотния отвор. Използва се шарнир за съединяване на участъка за дърпане към водещия разширяващ механизъм с цел намаляване на въртенето, предавано на тръбата. Участъкът за издърпване се поддържа с помощта на различна комбинация от сондажни стойки, оборудване за работа с тръби или буферен ров за намаляване на напрежението и да се предотврати повреда на тръбата.

Контрол на подемната сила

Силите на повдигане, получаващи се от подемната сила на линии с по-голям диаметър, могат да бъдат значителни. Може да е необходима голяма сила на издърпване, за да се преодолее дърпането, което се получава от подемната сила при повдигане. Ето защо, изпълнителите често прилагат мерки за контролиране на тръби с диаметър от 30 инча или по-големи. Най-често срещаният метод за контролиране на подемната сила е тръбата да се запълни с вода при влизането й в отвора. Това изисква вътрешна линия за пълнене, която да изхвърля водата при предния ръб на участъка за дърпане (след точката на пробиване). Може да се наложи и въздушна линия, за да разбива вакуума, който може да се е образувал при , когато участъкът за издърпване се дърпа към кулата. Количеството вода, поставено в тръбата се контролира, за да се осигури най-благоприятното разпределение на силите на повдигане.

Някои изпълнители могат да изберат да установят постоянна подемна сила. Това може да се постигне чрез поставяне на линия с по-малък диаметър в участъка за издърпване и напълване на по-малката линия с вода. Малката линия е с размери, които да задържат обема вода, необходим на линеен фут да компенсира силите на повдигане.

 

към Безизкопни технологии

Хоризонтално сондиране – процес
5 (100%) 1 вота



0