Négy kulcsfontosságú észlelési dimenzió és gyakorlati intézkedések a fúrófej túlmelegedésének (fúrófej-égés) esetén
A fúrófej túlmelegedése ("bit burnd") egy gyakori és potenciálisan súlyos meghibásodási mód a fúrási műveletek során. Általában a fúrófej és a fúrólyuk alja közötti túlzott súrlódás vagy a fúrófolyadék keringésének meghibásodása okozza, ami a hőmérséklet gyors emelkedéséhez vezet a fúrólyukban. A következmények közé tartozik a fúrófej károsodása, a behatolás elvesztése és másodlagos problémák, például a fúrólyuk összeomlása. A felszíni jelzők gyors felismerése időt nyerhet a korrekciós intézkedésekre és csökkentheti a veszteségeket. A következőkben gyakorlati azonosítási módszereket és helyszíni óvintézkedéseket ismertetünk négy magdimenzióra vonatkozóan: fúrási paraméterek, kútfej-visszafolyások, fúrási zajok és a fúrófej kifúrása utáni ellenőrzése.
A fúrási paraméterek rendellenes változásainak szoros figyelemmel kísérése A fúrási paraméterek stabilitása közvetlenül tükrözi a fúrólyuk körülményeit. A fúró túlmelegedésének korai szakaszában és előtt olyan kulcsfontosságú paraméterek, mint a fúróra nehezedő súly, a fordulatszám és a szivattyúnyomás, jellemzően egyértelmű anomáliákat mutatnak. A valós idejű műszeres monitorozás a kezelői tapasztalattal kombinálva elengedhetetlen.
A fúró súlya és a forgási sebesség összekapcsolt anomáliái: Normál fúrás során a fúró súlya (WOB) és a forgási sebesség (RPM) a formációhoz van beállítva, és viszonylag stabil marad a hatékony vágás eléréséhez. Amikor túlzott súrlódás vagy részleges tapadás lép fel a fúró és a fúrólyuk alja között, egy jellegzetes összekapcsolt anomália jelenik meg: a WOB hirtelen megemelkedik, míg a RPM jelentősen csökken. A WOB a normálishoz képest 30%-kal vagy annál is nagyobb mértékben növekedhet, a RPM pedig hirtelen csökkenhet, vagy a forgás leállhat. Ez a fúró mozgásával szembeni ellenállás hirtelen növekedését jelzi; ha nem korrigálják, gyorsan túlmelegedéshez vezethet. Megjegyzendő, hogy ez egy pillanatnyi paraméter-egyensúlyhiány, nem pedig a litológiai átmenettől elvárt fokozatos változás.
Hirtelen változások és instabilitás a szivattyúnyomásban: A fúrófolyadék (iszap, édesvíz stb.) megfelelő keringetése kritikus fontosságú a fúrófúró hőmérsékletének szabályozásához és a forgácsok szállításához. A fúrófej túlmelegedése forgácsfelhalmozódást és a fúrómátrix tágulását okozza, ami elzárhatja a folyadék áramlási útvonalait és megzavarhatja a keringést, rendellenes szivattyúnyomás-viselkedést eredményezve. Normál körülmények között a szivattyúnyomás egy beállított sávon belül marad, minimális ingadozással; a szivattyúnyomás hirtelen emelkedése, amelyet gyakori oszcillációk kísérnek, vagy az az állapot, amikor a nyomás hirtelen megemelkedik és nem csökken (szivattyúleállás), erősen korlátozott keringésre és emelkedő fúrófúró hőmérsékletre utal. Ilyen esetekben azonnal állítsa le a fúrást, és ellenőrizze a keringtető rendszert – ne próbálja meg a problémát nagyobb nyomás alkalmazásával megoldani.
Fordítson különös figyelmet a kútfej-visszaáramlásra A kútfej-visszaáramlások közvetlen, megfigyelhető betekintést nyújtanak a fúrólyuk alatti körülményekbe. A magas hőmérséklet és a fúrólyuk túlmelegedése által okozott összetétel-változások tükröződnek a visszatérő áramlás hőmérsékletében, színében és homoktartalmában. A problémák azonosításához kombinálja az érzékszervi ellenőrzéseket egyszerű mérésekkel.
A visszatérő hőmérséklet rendellenes emelkedése: Normál fúrás során a visszatérő vezetékek a súrlódási hő miatt kissé melegebbek a környezeti hőmérsékletnél, de nem kellemetlenül forróak tapintásra. A fúrófej túlmelegedése esetén a fúrólyuk helyi hőmérséklete elérheti a több száz Celsius-fokot, ami a visszatérő vezeték hőmérsékletének hirtelen emelkedését okozhatja. A visszatérő vezeték megérintése vagy egy kis minta vétele egyértelmű égési érzést okozhat; a hőmérő 15°C-kal vagy annál nagyobb emelkedést mutathat a normál üzemi visszatérő vezetékeknél, tartósan emelkedő tendenciával. Ez a minta rendellenesen magas fúrólyuk-hőmérsékletet és a fúrófej megégésének nagyon magas kockázatát jelzi. Mindig hasonlítsa össze a környezeti alaphőmérséklettel, hogy elkerülje a téves pozitív eredményeket, és kerülje a nagyon forró visszatérő vezetékekkel való közvetlen érintkezést – használjon megfelelő védőfelszerelést.
A visszamaradó anyag színének és a homok/forgács tartalmának változásai: A normál visszamaradó anyag színe megegyezik a fúrt kőzettípussal (például halványsárga a homokkőnél, szürkésbarna a palánál), és minimális homokot tartalmaz, kevés vagy semmilyen látható ülepedéssel. A fúró túlmelegedése fúrómátrix anyagot (gyakran keményfémet, polikristályos gyémántot vagy hasonló anyagokat) juttat a felszínre, amelyet termikusan megváltoztattak és kőzetfinomsággal kevertek, így sötétebb – fekete, sötétszürke vagy sötétbarna – visszamaradó anyagokat eredményez, amelyek az égés intenzitásával mélyülnek. A homok és a finom töredékek mennyisége észrevehetően növekszik; ha a minta rövid ideig ülepedik, akkor finom fekete részecskék (fúrómátrix por) nehéz lerakódásai láthatók, amelyek kőzethomokkal és kaviccsal keverednek, durva textúrájúak. A színváltozás és a megnövekedett üledékterhelés egyidejű jelenléte a fúró túlmelegedésének jellegzetes felületi mutatója.
Figyeljen a fúrási hangok változásaira A fúrószerszám és a formáció közötti kölcsönhatás által keltett zaj hasznos diagnosztikai információkat hordoz. A tapasztalt kezelők a hang alapján képesek észlelni a rendellenességeket: a normál fúrás állandó, szabályos vágási zajt produkál – gyakran zümmögő vagy ritmikus dübörgésként írják le –, külső hangok nélkül. Ahogy a túlmelegedés kialakul, a kölcsönhatás a súrlódó kenéssel történő vágásról a száraz vagy félszáraz csiszolásra vált; az akusztikus jel észrevehetően deformálódik. A korai stádiumú égés éles, sziszegő vagy visító súrlódási hangokat produkálhat, amelyeket fokozott fúrószál-rezgés kísér. Súlyosabb égés, ahol a fúrószerszám mátrixa a formációhoz tapad vagy ahhoz képest deformálódik, tompa ütési hangokat – puffanásokat vagy nehéz kopogásokat – és fokozott rezgést okoz, amely átterjedhet a fúrótorony aljára. Ilyen változások hallatán állítsa le a fúrást, és ellenőrizze a fúrást a további fúrószerszám-károsodás megelőzése érdekében.
A fúrófej szabványosított ellenőrzésének elvégzése a kioldás után Ha a felületi jelzések a fúrófej túlmelegedésére utalnak, vagy ha fúrás közben továbbra is megoldatlan rendellenességek merülnek fel, húzza ki a fúrófejet közvetlen ellenőrzés céljából. A fúrófej megjelenésének és kopási mintázatainak vizsgálata a végleges módszer az égés megerősítésére és a későbbi korrekciós intézkedések iránymutatására.
A hőkárosodás vizuális jelei: Egy normálisan működő fúró egyenletes színt és ép mátrixot mutat elszíneződés vagy deformáció nélkül. Egy megégett fúró egyértelmű hőkárosodási jeleket mutat: felületi elszíneződés (jellemzően kékesfekete vagy sötétvörös a magas hőmérsékletű oxidációtól), lokalizált vetemedés vagy torzulás, delamináció vagy repedés a mátrix és a fúrótest találkozásánál, súlyos esetekben pedig szabálytalan, összeolvadt és megszilárdult kiemelkedések a lokalizált olvadásból. Gyémántfúró esetén keressen gyémántszemcse-veszteséget és elszenesedett, megfeketedett mátrixanyagot. Ezen jellemzők jelenléte a fúró túlmelegedésének közvetlen megerősítése.
Rendellenes kopási mintázatok: Normál fúrás során a kopás egyenletes és összhangban van a behatolási mélységgel és a formáció keménységével (enyhe kopás lágy kőzetben, rendszeres kopás keményebb formációkban). A fúró túlmelegedése határozott rendellenes kopást eredményez: felgyorsult kopás, ahol a fúró viszonylag kis behatolás után is súlyos kopást mutat – ami a normálisnál jóval magasabb kopási sebességet jelez –, valamint rendkívül egyenetlen kopás, amely az egyik oldalon vagy lokalizált gödrökben vagy hornyokban koncentrálódik ("h elfogult kopás vagy lyukacsosodás). Ez az eltérés a behatolási hossz és a kopás súlyossága között, valamint a lokalizált sérülés jelenléte erősen alátámasztja a fúróégés diagnózisát, különösen akkor, ha a látható hő okozta elszíneződés minimális.
Integrált diagnózis és reagálás A fúró túlmelegedésének felületi jelzői összefüggenek és progresszívek. Kombinálja a többdimenziós megfigyeléseket – például a paraméter-anomáliákat az emelkedő visszatérő hőmérséklettel és a torz fúrási hangokkal – a korai stádiumú diagnózishoz; erősítse meg a fúró leállításával és ellenőrzésével. Az időben történő intézkedések, mint például a fúróberendezés leállítása, a keringtetőcsatornák megtisztítása és a fúró cseréje, jelentősen csökkenthetik a berendezések károsodását és a projekt késedelmeit, valamint segíthetnek fenntartani a fúrás biztonságát és hatékonyságát. A rutinszerű üzemeltetési fegyelem – a fúrási paraméterek megfelelő beállítása, a megbízható folyadékkeringés biztosítása és az ellenőrzési eljárások betartása – már a kezdetektől csökkenti a fúró túlmelegedésének kockázatát.
