عند الحفر في الطبقات التفاعلية حيث يكون تثبيط التكسير الهيدروليكي مشكلة كبيرة، سائل الحفر البوليمرييُستخدم البنتونيت، المعروف أيضًا باسم سائل البوليمر. الأملاح والجليكولات والأمينات - وهي مثبطات شائعة الاستخدام في التكسير الهيدروليكي - غير متوافقة مع البنتونيت.
كلوريد البوتاسيوم مُثبِّطٌ فعّالٌ ورخيصٌ للصخر الزيتي، ويُستخدم بكثرة كأساسٍ لسوائل الحفر البوليمرية. لزيادة تأثيره المثبِّط، يُمكن إضافة مُثبِّطاتٍ أساسها الجليكول والأمين إلى سائل الحفر.
يلزم استخدام سوائل حفر عالية الجودة لضمان تشغيل الفتاحة بأعلى كفاءة ممكنة. يعمل الماء كـ سائل حامل لسائل الحفر، والبنتونيت والبوليمرات هي مواد مضافة إليه. في تطبيقات الحفر العميق، تُعد سوائل الحفر المُصنّعة من البنتونيت من أكثرها شيوعًا. عند خلطه بالماء، يتحول معدن البنتونيت الطيني الطبيعي (المونتموريلونيت) إلى طين. لذلك، يُستخدم بنتونيت الصوديوم الطبيعي لإنتاج سوائل حفر عالية الأداء.
الأغراض الأساسية لسوائل حفر الآبار العميقة هي التالية:
خذ العوامل التالية في الاعتبار:
تشير لزوجة السائل إلى مدى صعوبة حركته عبر وسط معين. لذلك، لضمان نجاح حفر الآبار العميقة، يجب الحفاظ على التدفق المناسب دائمًا.
تحدد قوة هلام سائل الحفر قدرته على دعم وتعليق ونقل القطع. إذا لم تُعلق القطع بشكل كافٍ، فسوف تتجمع بسرعة حول أنبوب الحفر أو خط الإنتاج الجاري سحبه. قد يؤدي هذا إلى نقص في الدورة الدموية، وارتفاع في الضغط، وتسرب، واحتمال فقدان الجهاز.
تُعرف كمية الماء المرشّح (الماء الحر) التي تتسرب من سائل الحفر وتدخل إلى رواسب مسامية نفاذة باسم فقدان السوائل. تتميز سوائل الحفر الممتازة بانخفاض فقدان السوائل، وهو أمر ضروري للحفاظ على سلامة البئر. يجب أن يُنتج سائل الحفر المناسب طبقة ترشيح رقيقة في مواقع البئر. ونتيجة لذلك، يقل فقدان السوائل في جميع أنحاء التكوين.
يُشير مقياس الرقم الهيدروجيني (pH)، حيث يُشير الرقم 7 إلى الحياد، إلى مدى حمضية أو قلوية المحلول. يجب الحفاظ على الرقم الهيدروجيني المناسب لسوائل الحفر لتحقيق أقصى أداء. يجب الحفاظ على الرقم الهيدروجيني بين 8 و9 في مشاريع الحفر العميق. أسهل طريقة لزيادة الرقم الهيدروجيني هي استخدام رماد الصودا.
يُنصح عادةً باستخدام سائل حفر بقاعدة من البنتونيت في معظم عمليات الحفر. فعندما يتعلق الأمر بالجودة المثالية، تُلبي هذه السوائل جميع المتطلبات. ومع ذلك، قد يقرر المقاولون في بعض الحالات عدم استخدام البنتونيت.
تحتاج الشركات إلى اختيار محلول سائل الحفر المناسب للتطبيق. وينطبق هذا بشكل خاص على آبار الحفر ذات الأقطار الصغيرة والأطوال القصيرة. باستخدام محلول بوليمري، يمكن للفرق تقليل وقت الخلط والتنظيف. على الرغم من أن الخبراء ينصحون بعدم استخدام الماء فقط في مثل هذه التطبيقات، إلا أن المقاولين غالبًا ما يختارون ذلك. للأسف، يُسرّع هذا من تآكل قضبان وأدوات الحفر. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الماء فقط يزيد بشكل كبير من خطر الارتداد العرضي، وإجهاد الأنابيب، والانحباس. سيؤدي هذا في النهاية إلى تباطؤ في سرعة الإنتاج وزيادة التكاليف بلا شك.
لقد أدى التسرع في بناء شبكات جديدة للغاز والألياف والكهرباء في أعقاب الوباء إلى زيادة الوعي بالأنظمة القائمة على البوليمر، والتي غالبًا ما تستخدم مواد التغليف ذات الاستخدام الواحد.
تحظى هذه الأنظمة بشعبية كبيرة لدى المقاولين الذين يقومون بحفر آبار ضحلة ذات قطر صغير للأسباب المذكورة أدناه:
قد تتضمن بعض تركيبات سوائل الحفر عدة مكونات، كما هو الحال في أنظمة البنتونيت. تتأثر كفاءة الخليط بأكمله بترتيب إضافة البوليمرات إلى خزان الخلط. قيّم حالة التربة أولًا. تعتمد البوليمرات اللازمة لإتمام عملية الحفر على ذلك. بعد تحديد المواد المستخدمة وتسلسل خلطها، اقرأ تعليمات الشركة المصنعة. يتم تحديد الجرعات بسهولة وسرعة باستخدام عبوات أو أباريق للاستخدام مرة واحدة.
أداة مساعدة ذات قطر صغير عمليات الحفر سيزداد الطلب على السوائل سهلة الاستخدام مع ارتفاع الإنفاق على البنية التحتية. سيؤدي ذلك إلى زيادة الطلب على السوائل سهلة الاستخدام، بما في ذلك أنظمة سوائل الحفر البوليمرية. فبدلاً من ضخ المياه فقط، سيعزز استخدام سوائل الحفر البوليمرية الإنتاج ويقلل من فترات التوقف، مما يُمكّن المقاولين من تعظيم إيراداتهم.
سمع الكثير من مستخدمي الحفارات الاتجاهية الأفقية قصصًا عن شخص أنهى ثقبًا كبيرًا باستخدام الماء فقط أو بدونه. حتى لو كانت هذه القصص صحيحة، فإن الحفر بهذه الطريقة قد يكون له آثار سلبية عديدة. فالحفر جافًا أو باستخدام الماء فقط قد يُبطئ الإنتاجية، ويزيد من احتمالية فشل الثقب، ويُسرّع من تآكل الأداة.
عند الحاجة، يُنصح باستخدام سائل الحفر أو طين الحفر لزيادة كفاءة فريق الحفر العميق (HDD). فهو يساعد في تشحيم وتبريد وتنظيف قطع الحفر، بالإضافة إلى الحفاظ على سلامة مسار الحفر وأدوات الحفر والإلكترونيات. الحل الأمثل هو سوائل الحفر البوليمرية لآبار الحفر العميق (HDD) ذات الأقطار الصغيرة.
فيما يلي بعض المشكلات المدرجة التي قد تواجهها دون استخدام الطين:
الحفر الجاف
يمكن حفر آبار قصيرة وصغيرة القطر دون استخدام أي سوائل في ظروف أرضية مثالية. ولكن حتى في هذه الظروف، عادةً ما يكون من الضروري خفض معدلات الإنتاج وسرعات الدوران أثناء الحفر الجاف. إضافةً إلى ذلك، قد يؤدي الاحتكاك الشديد في قاع البئر إلى ارتفاع درجة حرارة الأدوات، مما قد يؤدي إلى إتلاف شفرة الحفر والمسبار.
قد تتدهور رؤوس الحفر وأنبوب الحفر قبل الأوان مع مرور الوقت بسبب نقص سائل الحفر. إضافةً إلى ذلك، قد يُسبب ذلك ضغطًا مفرطًا على الأداة التي تُسحب للخلف. مع ذلك، في ظروف التربة المثلى، يُمكن لكمية قليلة من سائل الحفر أن تُسهم بشكل كبير في الحفاظ على معدلات الإنتاج ومساعدة المقاولين على إطالة عمر أدواتهم.
استخدم الماء
غالبًا ما يحفر المقاولون بدون استخدام البنتونيت أو البوليمر، ويمررون الماء عبر أنبوب الحفر، وهو أمرٌ أكثر شيوعًا من الحفر الجاف. قد تكون هناك مخاطر مرتبطة بهذه الاستراتيجية، ولكن يُفضل عدم القيام بأي شيء على الإطلاق. في التربة الطينية الطميية، وهي أكثر مرونة، يمكن للفرق حفر حفرة تجريبية ثم سحب المواد ذات القطر الصغير. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تقليل خطر انهيار الثقوب باستخدام سائل هيدروليكي مع الإضافة المناسبة.
تتميز رؤوس وقضبان الحفر بمقاومة ومقاومة أعلى لأن الماء لا يوفر سوى القليل من التزييت. لذلك، فإن إضافة بعض المواد الكيميائية إلى الماء يمكن أن يمنع التآكل المبكر للأداة.
بالإضافة إلى ذلك، تفقد المياه اللزوجة اللازمة للحفاظ على سلامة البئر أو لتطفو رؤوس الحفر خارجها.
امزجها
لسائل الحفر مزايا عديدة، ولكن يجب خلطه جيدًا للاستفادة القصوى من المواد الكيميائية. سواءً اشترى المقاولون البنتونيت في أكياس أو تحولوا إلى استخدام مواد الحفر السائلة في أكياس، فإن نظام الخلط ضروري. يمكنك معرفة ما إذا كانت المادة المضافة تحتاج إلى خلط صحيح مع المساحيق. ومع ذلك، يعتقد بعض الأفراد خطأً أنه يمكنهم صب أحدث إضافات مركزات السوائل المُجهزة في خزان المياه مع رجها برفق. لذلك، يجب خلط السوائل واختبارها بشكل صحيح للحصول على أفضل النتائج.
توفر العلامات التجارية العديد من أنظمة الخلط بالحجم المناسب للمثقاب الأفقي الذي يستخدمه فريقك، مما يُسهّل عملية الخلط. بالإضافة إلى ذلك، ولتقصير الوقت اللازم لملء خزانات السوائل، تتضمن بعض أنظمة الخلط خصائص مثل خزان مستطيل الشكل مُحسّن ونحيف، ووحدة إمداد طاقة يُمكن توصيلها بخزانين كحد أقصى في آنٍ واحد.
سوائل الحفر للحفر بأقصى فعالية ممكنة مع تحقيق أفضل أداء لأدوات الحفر. بالإضافة إلى ذلك، إذا كنت بحاجة إلى مساعدة، وجّه فريقك إلى كيفية خلط سوائل الحفر بشكل صحيح.
خاتمة
يتيح استخدام طين الحفر مع بوليمرات إضافية استبدال الطين بالبوليمر بالكامل أثناء الحفر في الصخور الزيتية الحساسة للماء والمناطق السائلة. للبوليمرات وظائف متعددة: مواد خافضة للتوتر السطحي، ومواد مزيلة للتكتل، وعوامل رغوية، ومثبطات للتآكل، ومواد تشحيم، وعوامل تحكم في الترشيح، ومواد زيادة اللزوجة، وغيرها. غالبًا ما تحتوي سوائل الحفر على بوليمرات عضوية مثل النشويات وصمغ الغوار، الناتجة عن عمليات طبيعية في بيئة مختبرية، وتُعتبر "طبيعية". لذلك، فهي آمنة وأكثر ملاءمة لآبار الحفر ذات الأقطار الصغيرة.
تشخيص الأعطال الشائعة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها في مضخات الطرد المركزي: حلول المشكلات النموذجية
صيانة واستكشاف أخطاء منظف الطين وإصلاحها
العوامل المؤثرة على كفاءة الفصل في أجهزة الطرد المركزي وطرق تحسينها.
© جميع الحقوق محفوظة لشركة SolidsControlWorld 2025.
Arabic 
English 
Russian 
Spanish 
Portuguese