I fluidi di perforazione sono fondamentali per tutti i progetti di perforazione orizzontale controllata (HDD – Horizontal Directional Drilling), ma possono essere anche uno degli aspetti meno chiari del lavoro. Ogni membro della tua squadra deve avere ben chiaro cosa è un fluido di perforazione, come miscelarlo, quali sono i migliori additivi da utilizzare a seconda delle tipologie di terreno, come determinare i valori di tiro/spinta e pompaggio e come valutare gli aggiustamenti da fare durante la perforazione. In questo modo, potrete affrontare in sicurezza qualsiasi progetto.
Perché i fluidi di perforazione sono così importanti?
Ci sono molte ragioni per usare i fluidi nei progetti HDD:
- Aiutano a far uscire i residui dal foro: la mancata rimozione dei residui dal percorso di perforazione può causare ritorni involontari (frac-out), può limitare la possibilità di sterzata durante il foro pilota, sollevare il terreno attorno alla testa di perforazione e addirittura causare il blocco delle operazioni di tiro del tubo.
- Creano stabilità all’interno del foro: i fluidi di perforazione aiutano a mantenere “in sagoma” il percorso di perforazione durante l’avanzamento delle aste. È inoltre molto importante usare l’additivo corretto, per fare in modo che il foro non si deformi, soprattutto quando si lavora in condizioni di terreno differenti (come per esempio le perforazioni in sabbia).
- Raffredda e lubrifica la testa di perforazione: nel foro, la temperatura dell’attrezzatura può aumentare molto velocemente se non si utilizzano i fluidi. Se la temperatura della testa di perforazione supera i 90°C, si danneggerà in modo permanente il trasmettitore, uno strumento che fornisce dati fondamentali relativi a profondità e pendenza. I fluidi di perforazione mantengono puliti gli accessori di perforazione e riducono la forza di rotazione richiesta per il tiro del tubo.
Viscosità del fluido di perforazione
Oltre a capire i vantaggi dei fluidi, è importante comprendere anche l’importanza della viscosità.
Un fluido troppo sottile o leggero può limitare il trasporto dei residui fuori dal foro. Di sicuro avrai il trasporto della maggior parte del materiale, ma le parti più pesanti possono depositarsi sul fondo del foro (creando uno strato di materiale) e non uscire. Nel tempo, questo strato di materiale può causare problemi al flusso di ritorno durante la perforazione (che può portare a ritorni involontari).
Un fluido di perforazione troppo denso può portare ad aver bisogno di maggiore pressione nel foro per far sì che il fluido transiti, aumentando il rischio di frac-out. Il fluido scorre meglio dove incontra meno resistenza, e se il fluido è troppo denso, l’unica via di fuga è verso la superficie.
Per verificare se hai ottenuto la corretta viscosità, è importante misurare il fluido ogni volta che misceli una nuova quantità da immettere nel foro. Per fare una misurazione professionale, ti serviranno un cono di Marsh e una tazza:
- Riempi la tazza fino al bordo di fluido.
- Chiudi con un dito la base del cono e versa il fluido attraverso il filtro (assicurati di indossare guanti protettivi appropriati).
- Non ci dovrebbero essere residui di fluido sul filtro. Se ce ne sono, allora il tuo fluido non è miscelato correttamente, oppure non è sufficientemente idratato. Ripeti l’operazione finché il fluido raggiunge la linea di livello (appena sotto al filtro) del cono di Marsh.
- Posiziona la tazza vuota sotto il cono e fai partire il cronometro non appena togli il dito dalla parte inferiore del cono. Ferma il cronometro quando il fluido raggiunge la linea di livello della tazza (0,9 kg). Il numero che ottiene è la misura di viscosità del tuo fluido.
Il tuo obiettivo è ottenere un tasso di viscosità compreso tra i 45 e i 60 secondi per la maggior parte dei progetti.
Processo di miscelazione
Assicurati sempre che la persona che si occupa della miscelazione sia correttamente formata sulle operazioni da seguire.
In ogni nuovo progetto, dovresti sempre controllare il pH dell’acqua che intendi utilizzare. Gli additivi (bentonite e polimeri) si miscelano meglio se il livello del pH è tra 8 e 9. L’acqua dell’acquedotto di solito è su questi valori. Se però utilizzi acqua proveniente da pozzi, laghetti o fossi, è molto probabile che il pH sia più basso. L’aggiunta di “soda ash” (carbonato di sodio) permette di alzare il livello del pH e ti aiuta ad usare meno prodotti per i fluidi di perforazione.
Quando sei pronto per miscelare gli additivi con l’acqua, le polveri come la bentonite vanno messe snella vasca di transito e i liquidi vanno versati direttamente nel serbatoio.
Ogni sistema di miscelazione Vermeer è equipaggiato con una lama per il taglio dei sacchi, collocata vicino alla vasca di transito. Usalo per rompere e svuotare l’intero sacco nella tramoggia in un solo passaggio. Procedendo in questo modo, al posto di usare un coltellino e versare lentamente la polvere, ridurrai le polveri ed eviterai che entri troppa aria nel circuito.
Quando aggiungi la bentonite, accertati che venga incanalata tra il venturi e la tramoggia alla massima velocità. Ti serve la massima aspirazione possibile attraverso il miscelatore per miscelare correttamente il prodotto. Dopo che hai aggiunto tutti i sacchi di bentonite che ti occorrono, fai andare il miscelatore per circa 10 minuti, fino a che la miscela non è correttamente mescolata e idratata.
Se hai intenzione di aggiungere un polimero, dovrai attendere finché la bentonite non sarà completamente miscelata (10 minuti). Aggiungere troppo presto il polimero o comunque non seguire la sequenza corretta di azioni può far diventare la bentonite nel serbatoio una sostanza collosa, rendendola inefficace.
Il passaggio finale consiste nel controllare la viscosità del fluido. Se è troppo denso, aggiungi acqua o diluenti; se è troppo leggero, aggiungi più additivi.
Qualche consiglio in più
La miscelazione non deve essere un lavoro “sporco”. Assicurati di pulire sempre il serbatoio ed il miscelatore del tuo equipaggiamento per evitare che formino grumi. Lava spesso il serbatoio. Se ci sono residui di polimeri quando stai per miscelare un nuovo fluido, potresti avere una miscela non più utilizzabile.
Il supporto Baroid
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