Instrumente de dislocare cu destinatie speciala - forare roca

Sapa spit (sapa cu varf) se obtine dintr-o sapa coada de peste, subtire, careia i se taie colturile lamelor. Acest tip de sapa se foloseste la corectarea gaurilor de sonda cu neregularitati, sau curatirea sondelor in care au avut loc surpari. Se foloseste si la frezatea siului dupa cimentare, pentru continuarea forajului.

Sapa cu lame elicoidale se utilizeaza la devierea voluntara a gaurilor de sonda.

Largitoarele sunt folosite pentru marirea diametrului gaurii de sonda. Pot fi cu lame (pentru roci slabe) si cu role, pentru rocile tari.

Garnitura de foraj

In procesul de foraj, instrumentele de dislocare sunt antrenate in miscare, cu ajutorul garniturii de foraj. La forajul executat cu circulatie de fluid, garnitura este formata din prajini tubulare, asamblate prin filete.

Functiile garniturii de foraj sunt:

• Transmite miscarea de rotatie de la suprafata la sapa;
• Asigura prin propria greutate, apasarea pe sapa, pentru dislocarea rocii;
• Asigura canalele de circulatie pentru fluidul de foraj. Fluidul curat, circula spre talpa sondei, prin interiorul prajinilor, iar al doilea canal, exterior (intre prajina si peretele sondei), permite reintoarcerea fluidului, incarcat cu detritus;
• Constituie ansamblul de introducere si extragere din talpa sondei a instrumentelor de dislocare si a sculelor speciale;
• Asigura efectuarea operatiilor auxiliare: carotaj mecanic, probare de strate, instrumentatii.

1. Constructia garniturii de foraj

Garnitura de foraj este formata din: prajini grele, prajini de foraj, prajina de antrenare, racorduri si reductii. Prajinile grele se afla la parte inferioara a garniturii, prajina de antrenare, la partea superioara, iar intre ele sunt prajinile de foraj, ele avand lungimea cea mai mare in garnitura.

1. 1. Prajini grele

Prajinile grele realizeaza prin greutatea proprie apasarea pe sapa si mentin prin rigiditatea lor verticalitatea gaurii, evitand devierea. Ele se monteaza deasupra sapei sau carotierei si pot asigura 70-80% din apasarea pe sapa.

Prajinile grele sunt de doua tipuri: obisnuite si speciale.

Prajinile grele obisnuite, sunt tuburi cilindrice cu peretele gros, construite in variantele:mufa-cep, mufa-mufa si cep-cep. Diametrele nominale sunt cuprinse intre 3 1/8 ' si 11'. In aceste cazuri pentru imbinare se folosesc racorduri cep sau mufa. Sunt confectionate din otel aliat, crom-molibden, sau crom-nichel. Dupa confectionare sunt tratate termic. Cele de diametru mare pot fi confectionate din otel carbon.

Prajinile grele speciale sunt utilizate pentru prevenirea devierii gaurii de sonda. Acestea au o rigiditate mai mare si reduc flambajul prajinilor.

1.2. Prajini de foraj

Prajinile de foraj sunt tuburi din otel, aluminiu, sau aliaje usoare (cu titan). Pentru marirea capacitatii de rezistenta la imbinari, capetele lor sunt ingrosate (ramforsate). Taierea filetului in acest caz nu slabeste rezistenta prajinii.

Diametrul nominal al prajinilor de foraj corespunde diametrului exterior al corpului prajinii si este cuprins intre 60,3mm (2 3/8 in) si 168,3mm (6 5/8 in).Pentru fiecare diametru pot exista de la una la patru grosimi de perete.

Imbinarea prajinilor se face cu ajutorul racordurilor speciale. Racordul este format din dintr-un cep special montat la un capat al prajinii si o mufa speciala, montata la celalalt capat al acesteia. Mufa si cepul special au filet cu pasul mare, pentru insurubare-desurubare in timp relativ scurt. Racordurile speciale pot fi: infiletate si sudate, functie de modul cum sunt fixate la capatul prajinilor. Prajinile de foraj cu racorduri infiletate au la capete cepuri cu filet normal, cu conicitatea si pasul, mai mici decat la filetele speciale.

Prajinile cu racorduri sudate sunt cele mai utilizate. Se renunta astfel la filetul normal, marunt, al cepului prajinii, care produce mai multe inconveniente. Se sudeaza racordul de corpul prajinii.

1. Prajini de antrenare

Acest tip de prajini fac legatura intre garnitura de foraj si capul hidraulic. Prajina primeste miscarea de rotatie de la masa rotativa, prin intermediul unor piese adaptoare. Pentru a putea primi miscarea, prajinile de antrenare au corpul profilat la exterior. In sectiune transversala au forma de patrat, hexagon, octogon, etc. Cele mai folosite sunt cele patrate si hexagonale (pentru sonde de mare adancime). Racordurile fac corp comun cu corpul prajinii. Filetele de la parte superioara a prajiniilor de antrenare au sensul invers filetelor din garnitura, pentru a evita desurubarea.

1.4. Reductii

Reductiile permit legatura dintre prajinile de foraj de dimensiuni diferite, sau dintre prajini si diferite scule de foraj, sau cu prajina de antrenare si prajina grea. Sunt tuburi scurte (400-700mm), cu filet cep-cep, mufa-cep, sau mufa-mufa.

2. Solicitarile garniturii de foraj

In procesul de foraj, garnitura este supusa unor solicitari variate functie de metoda de foraj aplicata, conditiile din sonda, sau tipul de operatie efectuat. Solicitarile pot actiona simultan sau separat.

La forajul rotativ asupra garniturii actioneaza urmatoarele solicitari:

• Intindere axiala, produsa de: propria greutate, presiunea in interior ca urmare a circulatiei fluidului, frecarea de peretele sondei, fortele de inertie, etc.;
• Compresiune axiala, consecinta a fortei de apasare pe sapa, a frecarii de peretele sondei la introducerea garniturii si a fortelor de inertie;
• Rasucire, sub actiunea momentului ce trebuie transmis sapei;
• Incovoiere, generata de schimbarea directiei gaurii de sonda, actiunea fortelor centrifuge la rotirea garniturii;
• Presiune interioara, de la circulatia fluidului;
• Presiune exterioara, daca garnitura este goala (fara fluid);
• Oscilatii longitudinale, de rasucire si transversale, create de actiunea sapei in talpa si de imperfectiunile garniturii.

In perioada de exploatare prajinile de foraj sunt supuse unor controale care constau in verificarea starii racordurilor speciale, a filetelor, a diametrului exterior si interior, a rectilinitatii si a rezistentei.