المعرفة الأساسية بالحفر
المعرفة الأساسية بالحفر
1. هيكل البئر
تعريف:
يشير هيكل البئر إلى التباين في قطر البئر وطوله من بداية الحفر إلى العمق النهائي، أي المظهر الفني للبئر.
المكونات الأساسية:
وتشمل هذه بشكل رئيسي قطر الفتحة، وعدد مرات تقليل القطر، وعدد أنابيب التغليف، وقطر وطول التغليف، وعمق تغيير القطر، وطريقة منع التسرب عند قاعدة التغليف.
متطلبات التحسين:
انطلاقاً من مبدأ ضمان جودة البئر وسلامة العمليات، ينبغي إعطاء الأولوية لاستخدام طين حفر عالي الجودة، أو ملاط أسمنتي، أو مواد حقن كيميائية لدعم جدران البئر والتحكم في فقدان الدوران. كما ينبغي تقليل عدد تغييرات القطر إلى أدنى حد، وتقليل استخدام أنابيب التغليف أو تجنبها قدر الإمكان، وذلك لتبسيط بنية البئر إلى أقصى حد.
تتمثل وظيفتها الرئيسية في عزل التكوينات المعقدة وضمان سلاسة عمليات الحفر.
الحالات التي تتطلب تقليل القطر وتركيب الغلاف:
عند حفر التكوينات الرملية الحصوية السائبة أو طبقات الرمال المتحركة، قد تجعل تأثيرات المياه الجوفية دعم جدار الطين غير كافٍ لاحتياجات البناء.
عند اختراق المناطق المتصدعة والمفصلية السميكة، قد يستمر انهيار الجدار الشديد وسقوط الكتل حتى مع وجود الطين أو تدابير الدعم الأخرى.
عندما يتقاطع البئر مع الهياكل الحاملة للمياه والكسور الكبيرة المتصلة، مما يتسبب في فقدان شديد للمياه لا يمكن السيطرة عليه بطرق الإغلاق الأخرى.
بعد الوصول إلى العمق المخطط له، يمكن إجراء عملية حفر لتقليل القطر لتتناسب مع قدرة تحمل معدات البناء.
العوامل المؤثرة في اختيار بنية البئر:
ينبغي أن يراعي الاختيار بشكل شامل خصائص الصخور، والظروف الهيدروجيولوجية، وقطر الحفرة النهائي، وعمق الحفرة، وطريقة الحفر، والغرض من الحفرة، وتدابير حماية الجدار، ومعدات البناء.
مطابقة سلسلة الحفر:
يشير هذا إلى العلاقة التوافقية بين قطر قضيب الحفر وقطر البئر (الريشة). ويؤثر ذلك بشكل مباشر على الخلوص الحلقي، وبالتالي يؤثر بشكل كبير على حالة تشغيل قضيب الحفر، وأداء تدفق سائل التنظيف، ومقاومة دوران سلسلة الحفر.
2. أساسيات عمليات الحفر
طريقة الحفر:
مصطلح عام للتقنيات والتدابير التقنية ذات الصلة المستخدمة لتكسير الصخور في قاع الحفرة أثناء الحفر تحت السطحي.
عملية الحفر:
سير العمل الكامل الذي يتم فيه استخدام معدات وأدوات محددة لتكسير الصخور (أو التربة)، وتشكيل حفرة ناعمة ومنتظمة بالقطر والعمق المطلوبين، وضمان استمرار الحفر من خلال التدابير التقنية الداعمة.
تصنيف أساليب الحفر:
عن طريق القوة الخارجية وطريقة تكسير الصخور: الحفر الدوراني، والحفر بالدق، والحفر الدوراني بالدق.
باستخدام أداة تكسير الصخور (النوع الكاشط): الحفر بكربيد التنجستن، والحفر بكرات الصلب، والحفر الماسي.
حسب نمط الدوران: الدوران المباشر، والدوران العكسي، والدوران العكسي الموضعي في قاع الفتحة.
حسب متطلبات الحفر اللبي: الحفر اللبي والحفر الكامل للوجه.
مبادئ اختيار طريقة الحفر:
ينبغي اختيار الطريقة بشكل أساسي وفقًا للخصائص الفيزيائية والميكانيكية للصخر:
بالنسبة للتكوينات اللينة وبعض التكوينات متوسطة الصلابة، استخدم الحفر باستخدام كربيد التنجستن.
بالنسبة لبعض التكوينات متوسطة الصلابة إلى الصلبة، استخدم الحفر باستخدام سبيكة من نوع الإبرة، أو الحفر باستخدام PDC، أو الحفر باستخدام طلقات فولاذية.
بالنسبة للتكوينات متوسطة الصلابة إلى شديدة الصلابة، استخدم الحفر الماسي أو الحفر باستخدام طلقات فولاذية أو الحفر بالمطرقة في البئر.
التحضير المسبق للبطاطا:
قم بإعداد مواد كافية، بما في ذلك قضبان الحفر، وأغلفة الآبار، وأنابيب التوجيه، والريش، وكرات الصلب، ومواد التشحيم، وسائل التنظيف، وأدوات التجميع والتفكيك، وأدوات أخذ العينات المتخصصة، وبراميل أخذ العينات القصيرة اللازمة، وصناديق العينات، وجميع النماذج المطلوبة.
يجب إجراء فحص شامل لمعدات الحفر وجودة التركيب. يجب إصلاح أو تعديل أي خلل فوراً، وإعادة التركيب عند الضرورة. يُمنع منعاً باتاً التشغيل القسري.
في عمليات الحفر العميق، ولمنع انحراف مسار البئر، يُحفر حفرة عند فوهة البئر ويُدفن فيها أنبوب توجيه، ثم يُمدد غلاف البئر بعد الحفر في الصخر الأساسي. أما في عمليات الحفر الضحل، فيُستخدم الطين لدعم جدار البئر. وفي حال انهيار الجدار بشدة، يمكن استخدام طرق بناء جدار اصطناعي قبل الحفر في الصخر الأساسي وتمديد غلاف البئر.
أثناء عملية الحفر الأولي، يجب إطالة أنبوب الحفر تدريجيًا، مع مراعاة ضغط خفيف على المثقاب، ودوران بطيء، وقوة ضخ مناسبة. أثناء تقليل القطر، يجب استخدام مجموعة توجيه مركبة لتجنب انحناء جدار البئر.
نظراً لأن التسرب غالباً ما يحدث في الطبقات العلوية، فإن سائل التنظيف يكون عرضة للفقدان، مما يقلل من استقرار الجدار؛ وينبغي إيلاء اهتمام خاص لمنع الحوادث في قاع البئر مثل الالتصاق والدفن وتراكم الكرات على المثقاب واحتراق المثقاب.
يجب تثبيت أنابيب التغليف في طبقة صخرية صلبة. قبل إنزال أنابيب التغليف، تُوضع كرات طينية وتُدكّ في الحفرة لتثبيت قاعدة أنبوب التغليف في الطين وإحكام إغلاق قاع الأنبوب. يُثبّت الجزء العلوي من أنبوب التغليف بأوتاد خشبية ويُغلق بالطين؛ ويمكن استخدام الأسمنت عند الضرورة. قبل التثبيت النهائي لأنبوب التغليف، يُوصل جهاز قياس استقامة الأنابيب (أو قضيب الدفع) به للتحقق من استقامة الأنبوب ومحاذاته بين مركز البئر ومركز أنبوب التغليف.
