Få inte panik när stick-slip uppstår vid bergborrning — Fem kärnstrategier för åtgärd
Stick-slip är ett vanligt problem i borrhålet vid bergborrning som kännetecknas av periodiska eller plötsliga borrspår och onormala momentfluktuationer. Det minskar borrhålshastigheten, accelererar verktygsslitage och kan leda till fastnade rör eller borrsträngsfel. Att snabbt identifiera orsaker och tillämpa riktade åtgärder är avgörande för säkra och effektiva bergborrningsoperationer. Följande fem strategier sammanfattar praktiska åtgärder.
Optimera bergborrningsparametrar för att åtgärda grundorsaken. Bristande överensstämmelse mellan bergborrningsparametrar och formationsförhållanden är en vanlig orsak till stick-slip. Dynamisk justering av parametrar kan minska dess förekomst avsevärt.
Minska vikten på borrkronan (WOB) på ett förnuftigt sätt: För hög WOB som överstiger bergets hållfasthet eller borrkronans belastningsgränser kan orsaka upprepad "bite-and-slip"-rörelse i hårda formationer. Minska WOB stegvis baserat på förändringar i vridmoment och penetration i realtid för att jämna ut skärförloppet och minska omedelbara stötar.
Justera rotationshastigheten (RPM) dynamiskt: Välj varvtal beroende på formation och borrkronatyp. I hårda, spröda formationer eller vid användning av ståltandade borrkronor ökar högt varvtal slitage och vibrationer; att sänka varvtalet minskar högfrekventa stötar och hjälper till att förhindra stick-slip. I mjuka formationer kan en ökning av varvtalet inom säkra gränser förbättra penetrationshastigheten och minska ansamling av borrkax.
Inspektera borrsträngen och borrkronans montering för att säkerställa jämn belastning nere i borrhålet. Slitage, deformation eller anslutningsdefekter i borrsträngen orsakar obalans och är viktiga hårdvarufördelare till stick-slip.
Kontrollera borrets skick: Kraftigt slitage, trasiga tänder eller bollbildning (spån som fastnar på borret) stör skärstabiliteten. Dra och inspektera borret regelbundet; byt ut eller rengör det omedelbart om slitage eller bollbildning upptäcks.
Kontrollera borrstångens integritet: Böjda eller deformerade borrstänger, eller lösa gängade anslutningar, producerar excentriska vibrationer under rotation. Inspektera visuellt och med kontroller av genomgående borrhål; byt ut böjda stänger och dra åt/reparera dåliga anslutningar för att återställa rakhet och stabilitet.
Optimera bergborrvätska för att förbättra borrhålets bottenmiljö Bergborrvätskans egenskaper påverkar starkt transporten av borrkax och stabiliteten i borrhålet; dålig vätskeprestanda främjar borrkaxbäddar eller instabila hål som indirekt leder till stick-slip.
Justera vätskeviskositeten: Låg viskositet minskar borrkaxets bärförmåga och gör att en borrkaxbädd bildas vid borrkronan, vilket orsakar plötsliga förändringar i skärmotståndet. Öka viskositeten eller tillsätt viskositetshöjande medel för att förbättra upphängning och transport av borrkax.
Kontrollvätskedensitet: För hög slamvikt ökar trycket i bottenhålet och kontaktspänningen på borrkronan, och kan orsaka borrhålsförträngning vilket ökar luftmotståndet nere i borrhålet. Justera densiteten baserat på formationstryckdata, håll den så låg som praktiskt möjligt samtidigt som brunnskontrollen bibehålls för att minimera störningar med bergborrning.
Anpassa processen till den geologiska komplexiteten. Formationsheterogenitet är en grundläggande orsak till stick-slip; det kräver skräddarsydda operativa taktiker.
Passera försiktigt genom alternerande mjuka och hårda lager: Ett plötsligt steg från mjuk till hård bergart orsakar abrupta förändringar i skärmotståndet och kan utlösa glidning. Använd en övergång med "reducerad släpvidd och långsam borrning" och byt vid behov till ett mer lämpligt borrverktyg (till exempel ett volframkarbidinsats-triconverktyg istället för ett ståltandat borrverktyg) för att hantera varierande hårdhet.
Hantera hålförträngning och kollaps: För trånga eller kollapsande sektioner, stabilisera väggen först genom att öka vätskans viskositet, tillsätta medel för förlorad cirkulation eller överbryggning, och återuppta sedan bergborrningen med justerade parametrar. Om kärv uppstår, använd en borrhålsborranordning eller ett stötdämpande verktyg för att hjälpa till att lossa monteringen och förhindra eskalering.
Stärk platsledning, utbildning och underhåll. Effektiva förebyggande åtgärder och insatser kombinerar tekniska åtgärder med gedigen ledning.
Förbättra operatörernas färdigheter: Träna personalen i att bibehålla en jämn matning och undvika plötsliga förändringar i WOB eller varvtal. Övervaka momentmätare, viktindikatorer och andra instrument noggrant; stanna och inspektera vid första tecken på onormala fluktuationer för att möjliggöra tidiga insatser.
Underhåll utrustning och register: Implementera rutinmässigt underhåll för rigg och verktyg, utför inspektioner i tid och logga alla incidenter och parameterjusteringar. Analyserade register över stick-slip-händelser under olika formationer och driftsförhållanden kommer att bidra till att utveckla riktade förebyggande och korrigerande planer.
Sammanfattning:
Att förebygga och hantera stick-slip kräver samordnade åtgärder: korrekta parameterinställningar för bergborrning, tillförlitligt borrsträngsskick, effektiva egenskaper vid bergborrvätska, formationsanpassade tekniker och disciplinerad platshantering. Tillämpa dessa fem kärnstrategier för att minska driftstopp, skydda utrustning och hålla bergborrningsoperationerna säkra och effektiva.
