دوغاب سیمان: خواص، قوانین آماده سازی، ترکیب، انطباق با الزامات GOST، هدف و کاربرد

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

در طول فرآیند حفاری، از محلول‌های ویژه برای خارج کردن قلمه‌ها و محصولات حاصل از توسعه سنگ‌های محلی استفاده می‌شود. این عملیات برای افزایش کارایی ضربه مکانیکی دکل حفاری و پاکسازی سوراخ کف ضروری است. شستشو با استفاده از دوغاب سیمان انجام می شود که با استفاده از فناوری های خاص تهیه می شود.

هدف سیالات حفاری

گردش آب در چاه به تمیز کردن سوراخ کمک می کند که به فرآیندهای حفاری و تکمیل کمک می کند. به شرطی که از یک ترکیب فعال با خواص عملکردی اضافی استفاده شود، می توان تعدادی اثرات دیگر را نیز انتظار داشت که از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تشکیل کیک فیلتر روی دیواره یک سوراخ باز. در نتیجه، رسوبات ناپایدار، سنگ های رسی و لایه های سست تقویت می شوند.
• فشار منافذ خنثی می شود.
• نیروگاه پایین چاه و بیت منتقل می شودقدرت هیدرولیک اضافی.
• دوغاب های حفاری و سیمان، سنگ توسعه یافته را حمل می کنند و پس از اتمام گردش، این جرم را در حالت تعلیق نگه می دارند.
• خطر عوارض، چسبندگی دیفرانسیل، نمایش نفت و گاز و از بین رفتن چاه جلوگیری می شود.
• جلوگیری از غار و غار جلوگیری می شود.
• اثر روانکاری در تجهیزات حفاری ارائه می دهد.
• خنک کننده و روانکاری ابزار را فراهم می کند.

اساس ترکیب مخلوط سیمان

برای ایجاد سیالات حفاری از خاک رس های پلاستیکی و ریز پراکنده با حداقل شن و ماسه استفاده می شود که همراه با آب می تواند یک سوسپانسیون چسبناک با دوره ته نشینی طولانی تشکیل دهد. هنگام توسعه چاه های گاز و نفت، کارشناسان استفاده از انواع قلیایی خاک رس مونت موریلونیت و همچنین پودرهای رسی را توصیه می کنند. علاوه بر این، ترکیب دوغاب سیمان شامل آب فنی، هیدروژل ها و اجزای نمک است. مخلوط‌های مدرن شامل امولسیون معکوس، پایه‌های قیر آهکی و اجزای پلیمری است. نسبت بین مواد تشکیل دهنده و مجموعه خاص آنها به اثری که باید به دست آید و شرایط استفاده از محلول بستگی دارد. در هر صورت، اجزای نامطلوب شامل ناخالصی هایی مانند گچ و مواد معدنی محلول است که باعث کاهش پایداری مواد خام رسی چسبناک می شود.

قوانین ایجاد راه حل

مخلوط های برش با استفاده ازواحدهای اختلاط سیمان مطابق با رژیم های تنظیم شده. بسته به وظایف تعیین شده و مواد خام مورد استفاده، راه حل های فن آوری مختلف را می توان در طرح پخت معرفی کرد. به عنوان مثال، اگر از سیمان کهنه استفاده می شود، لازم است برای فعال سازی آن فراهم شود. مخلوط خشک با عملکرد پایدار پمپ تامین آب به مخزن وارد می شود. ترکیب اجزای مایع و خشک باید در شرایط حفظ فشار در سطح 12-15 مگاپاسکال انجام شود. این محیط بهینه برای تهیه دوغاب سیمان از نظر اختلاط و گیرش سازه می باشد. در مرحله بعد باید منتظر دوره تثبیت مخلوط باشید که برای آن حالت خاصی در دستگاه همزن سیمان در نظر گرفته شده است.

خواص مخلوط سیمان

خواص فنی و عملیاتی مخلوط های حفاری با دستور العمل انتخاب شده تعیین می شود و در عمل کیفیت برهمکنش با مواد تشکیلات چاه را تعیین می کند. خواص دوغاب سیمان زیر در نظر گرفته شده است:

• بازده آب. در شرایط افت فشار، فرآیند جداسازی آب از فاز فعال محلول اتفاق می افتد. بسته به پارامترهای سوراخ چاه، میزان از دست دادن مایع ممکن است متفاوت باشد، به صورت جداگانه تنظیم می شود. به عنوان مثال، اگر برای تقویت سازه برنامه ریزی شده است، اتلاف آب محلول باید نزدیک به صفر باشد.
• مقاومت در برابر ته نشینی. فرآیند جداسازی آب از ملات که در آن توده سیمان به سمت پایین حرکت می کند و مایع به سمت بالا حرکت می کند.
• ضخیم شدن. عوامل زیادی از جمله میزان سنگ زنی اجزای محلول و وجود آن تعیین می شودمواد چقرمگی افزایش نسبت آب بر تحریک این خاصیت تأثیر می‌گذارد و اثر حرارتی شخص ثالث بر کاهش تأثیر می‌گذارد.
• گیر. به عنوان یک قاعده، فناوران تلاش می کنند تا این کیفیت را در شرایط خاص به حداکثر برسانند. برای این کار دما را با فشار و همچنین ایزوله شدن تنه در شرایط رطوبت بالا افزایش دهید.

اصلاح خواص سیال حفاری

اصلاح برخی از کیفیت ها همیشه با وسایل و مواد معمولی امکان پذیر نیست، بنابراین استفاده از افزودنی ها و افزودنی های خاصی که به طور مؤثر و نقطه ای خواص مورد نظر را تغییر می دهند، مصلحت بیشتری دارد. در میان آنها، اصلاح کننده های زیر ذکر شده است:

• کربنات سدیم. برای کاهش زمان گیرش استفاده می شود. با کمک این شتاب دهنده، محلول های سریع گیر، مناسب برای استفاده در دمای 55-65 درجه سانتیگراد به دست می آید.
• بنتونیت. شاخص تحرک اولیه محلول شستشو را افزایش می دهد و اقدامات را برای تزریق آن بهینه می کند. این اصلاح کننده برای استفاده با دوغاب های سیمانی که چگالی آن از 1.5 تا 2.2 گرم در سانتی متر متغیر است توصیه می شود.3.
• سوسپانسیون سیمانی گچی. بهبود توانایی محلول در از دست دادن آب. پایه در برابر انحلال در آب مقاوم تر می شود. برای ترکیبات فلاشینگ استفاده از سوسپانسیون بی معنی است اما برای تقویت تنه کاملا قابل قبول است.
• مواد افزودنی سیمان-رزین. نوعی نرم کننده با رزین های اپوکسی که برای فلاشینگ استفاده می شودچاه های با عوارض آبخوان.

انواع سیالات حفاری

در عمل، معمولاً انواع زیر از مخلوط سیمان متمایز می شود:

• حفاری زغال سنگ. محلول پایه قلیایی اصلاح شده با لیگنیت ها.
• ملات قیر آهک. فرآورده های نفتی به عنوان پایه استفاده می شود - ترکیبی از یک محیط پراکندگی از نفت یا سوخت دیزل، و همچنین قیر و اکسید کلسیم به عنوان یک فاز پراکنده.
• مخلوط شستشوی سبک. نشان دهنده محلول گروتینگ کاهش وزن با حداقل شاخص های چگالی است. در توسعه چاه هایی با فشار مخزن کم استفاده می شود.
• محلول پلیمر. این ترکیب بر اساس آب حاوی پلیمرهای خطی با مولکولی بالا است. معمولاً در فرآیندهای حفاری سنگ سخت استفاده می شود.

بررسی مطابقت با GOST

طبق GOST 26798.1-96، پارامترهای سیالات حفاری بدون در نظر گرفتن تأثیرات احتمالی که ممکن است در طول عملیات مواد در شرایط واقعی با اتصال رشته های پوششی رخ دهد، تعیین می شود. برای انطباق با استانداردها، زمان غلیظ شدن مخلوط، چگالی و ویسکوزیته بررسی می شود. در عین حال، برای ترکیبات مختلف، هم شاخص های فنی و هم لیست معیارهای ارزیابی ممکن است متفاوت باشد. بنابراین، برای تعیین خواص انبساط و استحکام در مورد دوغاب سیمان، از GOST 1581-96 استفاده می شود که نیاز به انجام آزمایشات در دمای محیط حدود 30 درجه سانتیگراد دارد. در فرآیند انجمادمخلوط سنگ سیمان در حجم محدود، شاخص های مقاومت می تواند بالاتر از زمانی باشد که از جرم مشابه در ترکیب هنگام پر کردن چاه استفاده می شود. برعکس، نفوذپذیری محلول کاهش می یابد.

فناوری کاربرد مخلوط سیمان

برای استفاده از سیالات حفاری از تجهیزات ویژه ای برای اطمینان از امکان فنی عملیات گردش استفاده می شود. در فرآیند کاربرد، دوغاب های سیمان چرخه تکنولوژیکی زیر را انجام می دهند:

• ترکیب مخلوط شده و در ظرف مخصوص نگهداری می شود.
• تجهیزات پمپاژ شروع به پمپاژ مایع از مخزن به چاه از طریق رشته مته می کند.
• مخلوط از طریق لوله‌ها به پایین چاه فرستاده می‌شود، جایی که تکه دکل حفاری لایه بعدی سنگ را ایجاد می‌کند.
• گل به سطح باز می گردد و ذرات سنگ را حمل می کند که توسط اسکنه جدا شده اند.
• توده در امتداد حلقه بالا می رود و از بین لوله حفاری و دیواره های چاه عبور می کند.
• بر روی سطح عملیات فیلتر کردن و پاکسازی محلول از لجن انجام می شود. برای این کار از یک غربال ارتعاشی استفاده کنید.

نتیجه گیری

مخلوط های سیمان یک ماده مصرفی ضروری در توسعه و ساخت چاه ها هستند. اما استفاده نادرست از آنها در کنار اثرات مثبت می تواند عواقب منفی نیز به دنبال داشته باشد. به طور خاص، اشتباهات در ساخت دوغاب سیمان در آینده ممکن است منجر به ریزش سنگ و حتیآسیب به تجهیزات حفاری بنابراین، در ابتدا یک پروژه فلاشینگ ترسیم می شود که ترکیب آن به دقت محاسبه می شود. به طور کلی باید تعیین کرد که حجم اجزای خشک، آب، مقدار کل مخلوط، مشخصات واحدهای سیمان کاری و غیره چقدر خواهد بود.