O mundo em expansão da perfuração de circulação reversa

 

 

 

O mundo em expansão da perfuração de circulação reversa

 

 

O processo ecológico é ideal para poços de grande diâmetro em várias formações.

 

 

 

A perfuração de circulação inversa é uma técnica de perfuração que continua a evoluir e a proporcionar benefícios reais para a indústria dos recursos hídricos e para além dela.

 

Uma espécie híbrida de perfuração de circulação inversa de tubo duplo é a perfuração inversa inundada de tubo duplo, muitas vezes chamada DTFR.processo de perfuração não invasivo que preserva a ecologia sensível, tanto acima do solo como abaixo da superfície.

 

O DTFR usa uma combinação de água natural, água limpa,e ar comprimido para mobilizar os cortes de brocas para permitir o avanço de perfurações de grande diâmetro em formações que vão desde a geologia não consolidada até rocha dura e fraturada média.

Uma barra de perfuração de tubo duplo de 85/8 de polegada, que liga simultaneamente o tubo interno e o tubo exterior.

 

 

Isto é conseguido como resultado da capacidade única do DTFR de proporcionar um efeito estabilizador no poço através de sua coluna de fluido, exercendo suavemente pressão hidráulica na parede do poço.

 

DTFR employs a tricone bit equipped with an adapter sleeve designed to accept the cuttings that travel from the bit face through the interior of the tricone bit and are directed into the inner tube of the RC drill rod.

 

Esta técnica híbrida ganhou popularidade nas comunidades de perfuração em todo o país, de empreiteiros na costa oeste, nos desertos do sudoeste, nas planícies do centro-oeste,Os limites do sul da FlóridaTambém ganhou força internacional no Canadá, Austrália e América Latina.

 

 

DTFR applications are typically characterized as projects entailing large-diameter water resource wells in sedimentary and/or metamorphic geology with depths commonly ranging from 500 feet to 3000 feet where environmental stewardship is of importance.

 

 

 

 

Diagrama A. Vista da superfície de uma instalação de sistema reverso inundado por dois tubos.

 

 

 

Aplicações

 

O DTFR também foi utilizado em aplicações encontradas na indústria de mineração, como poços de desaguamento, construção de poços de ventilação, buracos de pasta e poços de injeção e descarte.No sector da construção civil, alcançou notoriedade por sua capacidade de avançar em perfuradores de fundação de grande diâmetro em áreas urbanas ambientalmente sensíveis.

 

Tem sido usado muitas vezes em projetos à beira-mar, onde o controle da contaminação é uma preocupação primordial.A circulação inversa de grande diâmetro também ganhou força na sua capacidade de instalar um invólucro de condutor para poços de petróleo/gás e geotérmicos, protegendo simultaneamente os aquíferos potables adjacentes.

 

A recente emergência do DTFR em projectos de recursos hídricos de grande diâmetro é fruto dos pioneiros da indústria e do seu êxito na aplicação desta tecnologia.Os seus benefícios únicos estão a ser gradualmente disseminados e cada vez mais utilizados na comunidade de perfuração e oferecidos como opções aos seus clientes..

 

 

 

 

 

 

Diagrama B. Movimento do ar, cortes e fluido na perfuração reversa inundada por tubos duplos.

 

 

 

 

Como funciona

Ver diagramas A, B e C. O poço é continuamente preenchido com fluido de perfuração e uma coluna de fluido é criada e mantida entre a parede do poço e o exterior da haste de perfuração de tubo duplo.

 

Em seguida, o ar comprimido é introduzido no buraco inferior através do anel da barra de perfuração de tubo duplo RC (o ar flui para baixo entre o interior do tubo externo e o exterior do tubo interno).

 

O fluxo de ar quando se aproxima do fundo da corda de perfuração é redirecionado para o buraco e para o interior do tubo interno.O componente da corda de perfuração responsável por redirecionar o fluxo de ar para o buraco superior do tubo interno é denominado sub-injetor de ar..” Its job is to release the compressed air into the inner tube where it expands and thereby creates a dynamic upward flow—following the path of least resistance—which then carries a slurry comprised of air, fluido de perfuração, e cortes de poços de poços para a superfície.

 

Ocasionalmente, as bombas de sucção também são utilizadas para auxiliar ainda mais o fluxo ascendente da lama do fluido de perfuração.

 

 

Após atingir a superfície, a lama entra no ciclone, onde o fluido e as estacas são separados utilizando o próprio peso das estacas combinado com a força centrífuga para efetuar a separação.Os talos podem ser vistos e acessadosEm seguida, o fluido de perfuração produzido pelo ciclone é transportado para o shaker de xisto, onde é limpo removendo os sólidos restantes.

 

O shaker de xisto consegue remover os sólidos e limpar o fluido de perfuração utilizando uma plataforma vibratória que emprega uma combinação de telas, gravidade e energia vibratória. The cleaning of the drilling fluid is a vital step within the DTFR operation as too many solids carried in the drilling fluid can ultimately impede proper bit and hole cleaning and ultimately stick the drill string.

 

Uma vez limpo, o fluido de perfuração é então devolvido ao tanque de retenção de fluido e, eventualmente, de volta ao topo do poço, conforme necessário.Esta recirculação e limpeza do fluido de perfuração é um ciclo contínuo que continua durante todo o processo de perfuração.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Diagrama C. Conjunto de buraco inferior utilizado na perfuração reversa inundada por tubos duplos.

 

 

 

Benefícios da DTFR

 

O DTFR corresponde positivamente aos requisitos básicos necessários para a construção de poços municipais e comerciais de grande diâmetro em muitas regiões do país.permitindo o controlo tanto dos recortes como da descarga do fluido de perfuração, minimizando assim o escoamento e a contaminação do local.

 

As formações que podem impedir o uso de perfuração rotativa de ar ou lama com circulação de perdas podem ser efetivamente perfuradas com DTFR.O fluido do poço associado ao DTFR move-se lentamente para não corroer a parede do poço, protege e preserva o poço exercendo uma pressão hidráulica suave e uniforme contra a sua parede.

 

Isto proporciona estabilidade e permite o avanço de poços de grande diâmetro em formações não consolidadas e/ou sedimentares que, de outra forma, seriam problemáticas com técnicas de perfuração convencionais.

 

A DTFR na maioria dos casos não requer o uso de lama ou aditivos e é uma técnica de perfuração não invasiva que utiliza tanto ar de baixo psi como fluido de perfuração de baixo fluxo.

 

A formação permanece aberta, não selada nem embalada com aditivos para fluidos de perfuração,O que é significativo, pois permite um desenvolvimento mais rápido do poço e muitas vezes resulta em uma melhoria da qualidade do poço e da sua produção..

 

As amostras DTFR podem ser consideradas mais precisas do que as amostras rotativas de ar ou lama, uma vez que não estão expostas à parede do poço que pode contaminar a amostra.A amostra DTFR viaja diretamente do buraco superior da face do bit, contidos com segurança dentro do tubo interno, para a área de coleta.

 

A amostra também é limpa sem revestimento de bentonita. Os cortes revelam instantaneamente a formação atual que está sendo perfurada.A amostra limpa permite uma fácil identificação e caracterização da litologia, auxiliando na colocação óptima da tela do poço.

 

Só é necessário ar de baixa pressão, pelo que não existem compressores de ar e máquinas de perfuração a toda velocidade.Minimizando assim a perturbação nas áreas povoadas e na vida selvagem.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Os abertores de buracos são comumente usados como um componente do BHA para aumentar o diâmetro do poço.um método utilizado para garantir que a perfuração é de chumbo antes da perfuração final de maior diâmetro ser concluídaAlternativamente, dada a geologia correta, o abre-buracos pode ser implantado perto da superfície e alcançar o diâmetro do poço desejado numa única abordagem.

 

 

 

 

 

Limitações do DTFR

 

A preparação de ferramentas para o DTFR requer um investimento substancial para começar: uma plataforma adequada, ferramentas em buracos, agitadoras de xisto e um compressor.E a economia associada com a técnica DTFR só começa a realmente pagar quando o tamanho do poço é de 20 polegadas de diâmetro ou maiorAs perfurações de menor diâmetro são mais propensas a ser perfuradas por rotativas convencionais de ar e lama, ferramentas de cabo ou técnicas de auge.A maioria dos projetos DTFR são pelo menos de profundidade média de buraco e geralmente variam de 500 a 3000 pés.

 

 

As ferramentas de tubo duplo são relativamente pesadas; por conseguinte, a plataforma deve ter uma capacidade de carga de gancho adequada (capacidade de elevação e de abaixamento).Mas se você tem um grande o suficiente plataforma de perfuração, o DTFR foi utilizado com sucesso em profundidades de mais de 10.000 pés.

 

Embora o local de perfuração possa ser relativamente pequeno, ainda é um mínimo de aproximadamente 125 pés quadrados, o que é maior do que algumas outras técnicas de perfuração exigem.A DTFR também requer uma boa fonte para grandes volumes de água limpa nas proximidades.

 

A DTFR é menos eficaz em formações ígneas ultra-duras homogéneas; as taxas de penetração são melhores em formações granulares.Ultra-grandes paralelepípedos pode ser um problema se eles são tão grandes que não podem passar através do tubo interno RCO DTFR também não é adequado para a perfuração extensiva de argila pegajosa, sedimentos e outras formações de grãos ultrafinos.

 

Por fim, requer um operador experiente com experiência na utilização desta técnica de perfuração.

 

 

 

Vozes do Campo

A seguir estão comentários de empreiteiros experientes de perfuração DTFR de todo o país.

 

Gingerich Well and Pump Service LLC em Kalona, Iowa

 

Klint Gingerich e seu irmão, Korwin, são co-proprietários da Gingerich Well and Pump Service, uma empresa familiar fundada em 1956. Gingerich’s involvement with dual rotary drilling began in 2007 when Klint made the decision to employ the technique based on its ability to provide containment of drilling fluids and the efficient cleaning of large-diameter boreholesAs principais aplicações de Gingerich para o DTFR são em projectos que envolvem a construção de poços municipais e comerciais.

 

 

Gingerich Well and Pump utiliza DTFR em formações de calcário duro e sedimentares em Iowa e estados vizinhos.As suas equipas usam uma corda de perfuração de 85⁄8 polegadas OD × 5 polegadas IDKlint escolheu este tamanho de ferramentas como o ID de 5 polegadas do tubo interno é combinado com o buraco de 5 polegadas na cabeça superior da plataforma de perfuração.com dimensões comuns ele maximiza o fluxo de fluido que ele pode alcançar com o seu equipamento.

 

O fluxo de fluido é um fator-chave na perfuração de grande diâmetro, pois afeta diretamente a limpeza do poço, a broca e a produtividade geral no avanço do poço.Há um volume extremamente grande de recortes gerados a partir da perfuração de um 20 polegadas a 40 polegadas de perfurador, e quanto maior o volume de fluxo que pode ser alcançado, mais eficiente é a remoção dos cortes do poço.

 

Klint menciona que há limitações no DTFR, dizendo que a despesa de preparação para a perfuração de grande diâmetro requer um investimento substancial, como a plataforma de perfuração apropriada, ferramentas em buracos,e equipamento associado.

 

 

 

 

 

 

Dillon e Klint Gingerich da Gingerich Well and Pump Service LLC se uniram para completar um projeto municipal de poço usando DTFR com um Schramm TX 130.

 

 

 

 

Empresas de truta em Waite Park, Minnesota

 

David Traut, MGWC, CVCLD,É vice-presidente da Traut Companies e comentou inundado reverso é uma boa técnica para perfuração de poços de água de grande diâmetro em formações calcárias fracturadas comuns ao centro de Minnesota.

 

Ele usou pela primeira vez o reverso inundado em 1999, e através da experiência tornou-o um método em que se baseia para poços municipais.As zonas de circulação de perdas que causaram problemas com outros métodos de perfuração não são mais um problema para ele com DTFR.

 

A Traut pode operar DTFR dentro de uma área relativamente pequena (dimensões do local de 125 pés quadrados), incorporando uma plataforma de perfuração e equipamentos auxiliares, incluindo um tanque de fluido de perfuração de 5000 galões,compressor de ar, e equipamento de remoção de sólidos.

 

 

 

 

 

 

Um shaker de xisto removendo sólidos do fluido de perfuração.

 

 

 

Traut observa que o volume de ar necessário para um poço DTFR é relativamente baixo em comparação com o ar rotativo.

 

Embora não seja usado com tanta frequência quanto um pedaço de tricone quando se encontra rocha mais dura, o Traut usa um martelo de buraco com um desviador / embalador posicionado acima do intercâmbio (crossover).O desviador / embalador é um donut de borracha grande que envolve a barra de perfuração RC e vedações parcialmente contra a parede do poçoO sistema permite que a entrada de água no buraco inferior para o martelo seja limitada.

 

 

O uso de um martelo para Traut é em dolomitas e granitos.As tripulações de pesca utilizam comumente aproximadamente 3000 cfm a 325 psi e superior, novamente com o psi uma função relacionada com a profundidade do buraco.

 

 

 

 

 

 

As amostras são muito precisas com perfuração reversa de tubo duplo inundado.

 

 

 

O Dr. Traut acrescenta que a corda de perfuração de tubo duplo também é usada como uma corda de perfuração convencional. the first 50 feet to 80 feet must be drilled conventionally as the DTFR process requires submergence when enough head differential pressure is created to initiate the dynamic suction required to sustain a robust upward flowMuitos perfuradores configuram as suas brocas para poderem ir e vir da perfuração convencional para a DTFR.O perfurador pode optar por perfurar convencionalmente como

Pode ser um método mais rápido para avançar através da argila antes de retornar ao DTFR.

 

 

Poço e bomba municipais em Waupun, Wisconsin

Mason Rens é o perfurador principal da Municipal Well and Pump, que opera duas brocas rotativas duplas Foremost.Rens diz que através de anos de experiência na perfuração de poços de água de grande diâmetro sua empresa concluiu que DTFR é o seu método preferido de construção de poços com base em uma variedade de fatores.

 

Em primeiro lugar, o DTFR permite o controle completo da descarga de fluido de corte no local, minimizando assim a contaminação.não corrói o poço como a perfuração rotativa a ar e mantém a estabilidade do poço mesmo em formações não consolidadas.

 

Não são necessários bentonitos e aditivos de fluidos de perfuração para o DTFR, pelo que a formação não é submetida a embalagens ou vedações não naturais.Assim, o desenvolvimento de poços pode ser mais rápido e mais completo, enquanto a qualidade e a produção dos poços podem ser muitas vezes melhores do que os poços onde são utilizados aditivos fluidos..

 

Além disso, Rens afirma que a precisão da amostra com DTFR é superior, pois os cortes viajam rapidamente e diretamente do bit virado para cima do tubo interno até a superfície sem exposição à parede do poço.

 

O DTFR contém e protege a amostra de estacas no interior do tubo e a entrega rapidamente diretamente à superfície para exame,permitindo a identificação rápida e precisa das alterações de formação, o que Rens menciona como fundamental para uma colocação óptima da tela.

 

Outro aspecto que Rens menciona é a redução do ruído do local de trabalho.que, para além de um recurso de segurança, implica um menor consumo de combustível.

 

Com o DTFR, um único compressor de 350 psi é adequado para perfurações de grande diâmetro.

 

Rens enfatiza que a produção utilizando DTFR é excepcionalmente boa em formações sedimentares, comuns em Wisconsin e Illinois.Ele acrescenta que isso é especialmente verdadeiro para formações granulares como arenitos, areias e cascalho.

 

 

Resumo

A DTFR distinguiu-se principalmente em formações não consolidadas, sedimentares ou metamórficas quebradas/fracturadas.que permitem, de forma exclusiva, avançar em poços de grande diâmetro em geologia não consolidada, ao mesmo tempo que proporcionam benefícios essenciais de contenção ambiental.

 

 

À medida que o mundo da perfuração se torna mais familiarizado com o DTFR, provavelmente veremos inovações contínuas em sua aplicação na indústria de recursos hídricos e em outros campos.