Top Banner
443 WIERTNICTWO NAFTA GAZ TOM 26 ZESZYT 12 2009 * Wydzia³ Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH, Kraków ** Absolwentka Wydzia³u Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH *** Praca powsta³a w ramach badañ w³asnych w Katedrze Wiertnictwa i Geoin¿ynierii WWNiG AGH Jan Ziaja*, Wiktoria Moliñska** STABILIZACJA CIANY PRZEWIERTU HORYZONTALNEGO JAKO CZYNNIK DETERMINUJ¥CY JEGO WYKONANIE*** 1. WSTÊP Od pocz¹tku lat 90. ubieg³ego stulecia obserwuje siê dynamiczny wzrost zastosowania technologii bezwykopowych w Polsce. Spowodowane jest to przede wszystkim korzycia- mi ekonomicznymi i rodowiskowymi. Najbardziej rozpowszechnionymi metodami bez- wykopowego wbudowywania sieci podziemnych jest technologia kierunkowych przewier- tów horyzontalnych HDD (Horizontal Directional Drilling) oraz mikrotunelowanie. W obu tych technikach wystêpuj¹ charakterystyczne dla nich komplikacje. Jednym z problemów powoduj¹cych utrudnienia podczas wiercenia jest niestabilna ciana otworu. Stanowi to najwiêkszy problem przy wykonywaniu przewiertów metod¹ HDD. Obecnie d¹¿y siê do zminimalizowania zagro¿eñ zwi¹zanych ze stabilnoci¹ otworu w celu ograniczenia liczby nieudanych projektów. W niniejszym artykule zaprezentowano wyniki badañ parametrów p³ynów wiertni- czych stosowanych w technologiach bezwykopowych. Celem tych badañ by³ dobór parame- trów reologicznych w tym filtracji p³uczki do stabilizacji ciany przewiertu. Analiza zosta³a oparta o w³asne wyniki badañ przeprowadzonych w firmie CETCO Poland Sp. z o .o. Prze- badano kilkanacie p³uczek wiertniczych. Porównano ich parametry reologiczne, takie jak: lepkoæ plastyczna, lepkoæ pozorna, granica p³yniêcia i wytrzyma³oæ strukturalna, a tak¿e filtracja. Zanalizowano równie¿ wp³yw rodzaju stosowanej wody przy sporz¹dzaniu p³ynu wiertniczego na jego parametry reologiczne. 2. STABILNOÆ CIANY PRZEWIERTU HORYZONTALNEGO Stabilnoæ ciany wierconego otworu technologi¹ HDD determinuj¹ wymienione dalej czynniki.
9

Jan Ziaja*, Wiktoria Molińska** STABILIZACJA ŚCIANY ...

Jan 11, 2017

Download

Documents

vanlien
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Jan Ziaja*, Wiktoria Molińska** STABILIZACJA ŚCIANY ...

���

��������������� �� � ���� � ��������� � ����

� ������� ����������������������������

�� ���� � ������������ ���������������������

��� !���"���������#�$���%�������$����� ��� �� ��������� ��&�� ����������

������������� �������������

����������������������� �� ��!�"#���#����� $#��%#�������%�& � ����!�'���� $#���%#����

() ���*�

'��"���(���� ��)*+��� ,� ,����� ����� ���- ��.����#��������������������

� �$�� �,�� �����"����$���!� �� +�/"������� �- ������"�� � ��������#������0�1

#� ����#����#� � 0����������#+� �-���� -� ���"���� �$����#� # ���#� � �1

����"�� ,������������� ��"��� #���$�- ��� � �$�� �,�� ��������$�"�� � �1

����$������� ���$��22�3������������ ������������4�����#������ ��� +������

���$� � �$���$�����."�-(� �$��� �������� � � � ��$� ��#" ��- +� 5 ���#��� "��� #��

"�����-(���$� ������ �� "������ � �� �� - ��� � ��� �� 0��� ������+� /����� ��

�-�.����� "��� #� "���� ���������� "�� � ����� # ���(� �22+� '� �� � �(&�� �.� ��

�#�# ������,��& %���(����$�� ���� ��0�(����������� ���,�aniczenia liczbynieudanych projektów.

�� �� -���#� ����� � �"� � ������� ����� ��%� "�# ����� "������ � ���1

����$����������$���� �$�� �,�$�� �����"����$+�6 #����$���%�����������"�# 1

������ � �,�����$�����#�� ���-�"������������ ��-�0����"�� � ���+��� �������

�"��������� ��������%�"�� "���������$�����# �CETCO Poland Sp. z o .o+�!�� 1

������ ��0� �"���� ��� �������$+�!�������� �$�"�# ���� � � �,��� �� �� � -�7

"��08�" �������� "��08�"�������,����"���.���������#��08��������� ������&

� ���-+�9� ������ ���� &��"���� ����-�� ������� -������"���� �"���(�����"����

� ����� ,����- ,��"�# ����� � �,��� +

+) �������#�,� ������� ��� �� ��!�"#���#����� $#

/�� ��08�0����� ���� ,���������� �$�� �,(��22�� � �#��-(���# ��� �� -

������+

Page 2: Jan Ziaja*, Wiktoria Molińska** STABILIZACJA ŚCIANY ...

���

/(���7

: ;���-�"�� "����"������������� �:������#� � #��� ,��"�� "�������"�� ���� �

" �0� ��� -�� ��� �(& � �.� � �"�0� ���� �� ��� � #� ��"����� � -� ����0�� ����1

# ����-.��0��"�� "������������� ��.�� �"������������� ��0����������+

: 60� � ����#��� �"��-(� ��������� �:��0� � �����-(� ����� ���0��"����

�������� ������ ����" ��- ,��0��.+�<�����������#�"���"����- �����������"�� �1

� ,�� �0� ��� ���� � �.�� � �������-(� � ��� �����#�� ��� � ,�� �������� � �

�.�� � "�� ������� �0� �� , �������� ,�� ,������� �����(���$� ������� ��

#�& �"�����8������������� ��0�������������� ��������#�-+

: !����� �������:���"�� ����������������������, � �,�����$�"��-(���$��

��� � "�� � ����� ������� �� 0�� � ���� � ����-���� �,����-(��� #,��-.� � ����

"��������,����+

-) ��&����

2��"�#����"�# ������ � �,�����$�"���� ��� �������$��&������ 0����� ��1

� ,�� "��0��# ��� =>��1�?@+������ � ���-� �����#��� "���� �&���� "���� � ����-1

� -+�������� �"�#���������������� ��,��� ������#(�ABC�������(�(�����"���� �

� �������$���������$�"� ����$+������������."�-(� ����7

B4 D�� �"�# ������ � �,�����$�"������ ����� ,����� &��0���������-������

�&�� -�����"���(�� �����" ��-+

E4 D�� �"�# ������ � �,�����$�"������ ����� ,���"���(���� ,����� ����������

� ��� �����#����������� &��0������&����$��������+

�4 D�� � "�# ����� � � �,�����$� "����� � ����� ,�� �"���(���� ,�� �� � ������

���������������#����������� &��0������&����$��������+

2����������$���%�"���-.�����.& � ��F�3��E� �������G*�,�� ������4�������"���1

,������"������������?�#���+

Badanie 1

! �����#���� #�����"�#�����" ��-�� ������� -��"���(���� -���� �������Su-per Gel X�������� 7������#���� -�������(,�� -��� ��� ��� -+�D�� ����"�� "��1

���������� ���������-�������-�������"������"�# ����� � �,��� ��� ���-.

"�����+�9 ��� � ��������"�� ������������ �B+

��./���(!�# ����"��������� ��� ���������� �����&���$����

Page 3: Jan Ziaja*, Wiktoria Molińska** STABILIZACJA ŚCIANY ...

��?

9��"� � �������$���%�������& �/�" ��� �H����� ������� ��� ��� -���(,

"�� �"�# ���� � � �,��� ��&�#�#�#���#,%� -��0�����$�� � � ,��"�������� AEC+

!������������������������(,�� -� ���&�8�#�&�����I��� �"� �� "��0��"����1

� -��,�����"���.������& �������#��0���������� � -�<��<<+����."�- ����� &�� � 1

���������� ���-+���"���"���������#���� -�"������� �������� ������ ��������1

- ���0���0�+���"�����������"������������ ������� ��� ��� -��"�# ���� � � �1

,��� � "������ �� ��#� "���"���� �"�-(� �������� +� J�� �.� � &� �� - � �� "��0�(

" ������(+� J���������� �"� �� ��������� �� ����0��$� "��0�� "����� -�� ,����� "��1

�.������������#��0��$��������� ���$+�> ���-���� -��� ������������#����"1

����������������?K�A# L�*�#�C���"�������������" ��-�������� ������� ��� ��� -+

Badanie 2 i 3

2�� �� -���$� ��%� "�� �������� ��� � ������� ��#�� CETCO: Super Gel X orazHydraul EZ Plus. Suspensje z nich sporz(���� �# ������������#�"� # ����#����

� � �, ��#�������� �����������(,�� -+

��"����� ��������"�� ��������$�����������B�#�&�����&�8���&�� �#.1

�������" ��-(�Hydraul Ez Plus a Super Gel X�� ��&����$��������+�!����� ,� � �����1

0�������-(��� "�� �"�# ����� � �,��� �Hydraul Ez Plus.

�0�)�()�!������ ������������������>���� ����" ��-��"���(������$

����������������� ����������

����������� �� �"����� ,� � -� ������������������-(���"� "�� � �"�# 1

����� � � �,�����$� "���� ��� ���� � �"���(������ �� �����#� "� # ����#+� ;���� �� E

"�� ��������� �� �����-(����������"����� ,� ���$�����0������������ "��0��# 1

������"������$����� �Super Gel X mieszanych z dodatkami polimerowymi, takimi jak:Rel Pac, Super Pac i Insta Vis Plus oraz biopolimerem Suspend –IT. W przypadku zastoso-wania detergentu, jakim jest Drill Terge,� ������ ������ �(� � ����� � �&�� ��&� "���

����� -� ���" ��-�� ������� -+

Page 4: Jan Ziaja*, Wiktoria Molińska** STABILIZACJA ŚCIANY ...

��G

�0�)�+)�!������ ������������������>���� ����" ��-��"���(������$

��������������"����� ,� ���$��������

!����������� �� ������ "�� ���������� ���������+�2����������"���� ���"����1

���$����� �Hydraul Ez Plus����� -��#������#+�����#�"���"����"�#�.���� � �1

, ��� Drill Terge�� � � ��, .��� �� ���� "�"���� "�# ����� � � �,�����$� "����� �� - ,�

���� #+� �� ����� "���� �� �� ��#� � ����� #� ���&���� �08� ���������$� �������

��*�BF�-�����#���# -�� �"����Super Gel X�����*�*?F+�������������������$�"�# 1

������ � �,�����$������ ���(,�-�&��#����" ��-�� ���nitowa Hydraul Ez Plus.

�0�)�-)�!������ ������������������>���� ����" ��-��"���(������$

����� ������������"����� ,� ���$��������

Page 5: Jan Ziaja*, Wiktoria Molińska** STABILIZACJA ŚCIANY ...

��M

��"����� �����%� "��0��# ����� ������"�# ���� � � �,��� ��,��� ������1

#(� ABC+��� �� � E� "�� ������������0�� "��0�� " ��������$�� � �&� -� �"���(���� -

"�����+�9 ��� � � ���"����- �� -���# �-(��.�"����� ,� � �����0�� "��0��"�����

�� � &��0�� ��� �������� ,�� ������+� D�� � ���" ��- � � �� �������� ������� SuperGel X jak i Hydraul Ez Plus������#�-(����- �����0�� "��0����"���# ���#,� ,�

#�#�#+��-�.������������ "��0��#�&�����&�8�"�������������$�"� # ���� �1

���� ,�� Rel Pac�� ������ � ���,� "����� ��� #� �� ��� � "����&���8� "��08� "�����+

9�"�� "���������$���%�������& �� �Super Gel X��������� ��- �������(����������)�A#!�C

���BM�A#!�C��� �Hydraul Ez Plus od 12 [mPas] do 15 [mPas]. Hydraul Ez Plus��#������(�

���" ��-.�� �������(��$��� ����- ��.������(� "��0�(��� � ,��������� "��0����- ,�

"���"���� � � - ��� ��� ����(��+� !���� "��������$� ������$� "� # �����$7� Super Pac,Suspend IT i Insta Vis Plus��������� "��0��� �"������Super Gel X��� ��� ���,����

�:��A#!�C+�2 �"������Hydraul Ez Plus��������� ���$��.���,����$�B:E�A#!�C+

��./���+

9 ��� � �����0�� "��0��" ��������$�� ��� -��������$�"���� ��� �������$

�� �� -��#� � ��� ��� ������� "�������� ����0�� "��0�� "����� -� �����$

"���� �� 3��+� �4+� ����08� "��0�� "����� -� � � ���" ��-� � ������� -� Super Gel X bezdodatków wynosi 17 [mPas], natomiast dla Hydraul Ez Plus�E��?�A#!�C+��-�.����������

"��0��"����� -����� ����� ���"������$��"���(������$���"� # � #�Insta Vis Plus.W przypadku Super Gel X� "��08� "������ ������ ��� �B�?� A#!�C� � ��� �*� A#!�C dlaHydraul Ez Plus+�!������ �"� # ������� &�"����&��-(� "��08�"�����(���,����$�M:

BE�A#!�C�3Super Gel X) i 1–5 [mPas] (Hydraul Ez Plus4+�2 � �, ���2� �J �, �����������1

���������" ��-�/�" ��� �H��"�����������& � � "��0��" ������ -�� "��0��"����1

� -���B�A#!�C�3��+�E���4+

Page 6: Jan Ziaja*, Wiktoria Molińska** STABILIZACJA ŚCIANY ...

��K

��./���-9 ��� � �����0�� "��0��"�������$�� ��� -��������$�"���� ��� �������$

�� �� -� -� �� � �� �# ������ � ������� ����0�� ,����� "���.�� � � "����� ,� 1

���$�"���� ��� �������$+��������%������-(������I����"����"� # ��� Insta VisPlus����������,�����"���.�+�2 �"������Super Gel X�,����"���.������������M�GG

���BM�MB�A�L#2], a w przypadku Hydraul Ez Plus od 11,01 do 15,32 [N/m2]. Dodanie deter-gentu Drill Terge do Super Gel X�� ��"����������#���,�����"���.��"����+�!����1

�(�� �� ��-.�#�&�����&�8�"���# �����Hydraul Ez Plus z polimerem Super Pac.

��./���1�9 ��� � �����0��,�����"���.��� ��� -��������$�"���� ��� �������$

Page 7: Jan Ziaja*, Wiktoria Molińska** STABILIZACJA ŚCIANY ...

��)

�� "����� � ����%� �� "��0��# ���� >��� �����#��� ����0�� ������#��0�

�������� � -�<��<<+�J���0���08�"������ ����� ,��"�����- ������ � �����������& �� -

"������"�� ���-���������� �-+�N���������& �#�& ������#8����� �� ����.��� ���.&1

�� ���(���+��������%��# ������ ����� �?�"����-(��& ��-�.������������������1

#��0���������� � -����" ��-�Super Gel X���� ���- ��.�"��������"� # ���Rel Pac+�2

" ���� -�������#��0���������� � -�������?����G�EE�A�L#2C��� ����, -�������#��0����

���B����B4,36 [N/m2C+� <��� -� �����-���, (��� �"������Hydraul Ez Plus+����������1

����#��0���������� � -�<��� ���.���,����$����G�EE����G�M*�A�L#2C+�����(�,���.

��(,�.�� "������ �� ����� #�"� # ��� Rel Pac i biopolimeru Suspend IT�� ���� ,�� ���1

& � #� � ���,� "����� ��� - ��� "����&��� � ������#��0�� �������� � -+� ������#��08

�������� ��<<�# 0���.������ � ����K�B�����B*�*?�A�L#2C+�;��� &������#�"���"���

���� �������"���������������������#��0��"���������,��� ,����� ��+�9 ��� � �"�1

���� ,� ���$�����0������������� &������& � �������#��0���������� � -�<��<<���1

�" ��-�Hydraul Ez Plus przez polimer Insta Vis Plus.

��./���2

9 ��� � �����0��������#��0���������� � -�<��<<

� ��� -��������$�"���� ��� �������$

'"����� ��� 0 �� "�# ����� � � �,�����$�� "����� ,� � � "������ � ����� � "��1

���������� ���-+�!�#��� ��"�� "�����������"�� �� ����-� -+�!���*�#���# 1

������ �08�� ��� ,��� ����+�'�� 0 � �� ���-�"������ ����� ,��- ������� ,� � ��&1

��#� "�#� #� �� ���� �0� � �����#�� ��� ��0�� ������+� <#� #� -��� �.�� � � ���-

"�������#���� ��-�0����"�� � �����.�� ����� -� � �����+����� �G���������1

"� � ����� �����0��� ���-������$�"���� �+

����08�� ���-����" ��-�� ������� -�Super Gel X�� ����������-�������-(����1

����%�������EB�K�A# L�*#�C+�5 -��-�.������"� �����������"���������"� # 1

��� Rel Pac, który oprócz podnoszenia lepko0��� "�����- � ���� ����� �"� �� � ���-� �

Page 8: Jan Ziaja*, Wiktoria Molińska** STABILIZACJA ŚCIANY ...

�?*

Super Gel X do 12,82 [ml/30min] i dla Hydraul Ez Plus����B��K��A# L�*#�C+�;���� ���

�����- �� �����I����"� �+�� � �" ������������� ���-�����E)�K?�A# L�*#�C����� �1

���8�#�&�����-(�����/�" ��� �H����"� # ���/��" ���<J+��-"����"����� -�- ��

����"������� ���.� #�"�#����#+

��./���3

9 ��� � �����0��� ���-�� ��� -��������$�"���� ��� �������$

�0�)�1)�> ���-������$�"���� ��� �������$

Page 9: Jan Ziaja*, Wiktoria Molińska** STABILIZACJA ŚCIANY ...

�?B

�������

B4 O� ������ ��� ��-� ������� � &�� ��� ��"�� ���� �������$� "�# ����� � � �1

,�����$�"������ ����� ,���������-��"�� � �����$����#�-�, � �,�����$+

E4 5��08�������&�� -�����"���(�� �����" ��-�� ������� -���� ����������"�����

- -�"�# ����� � �,��� ����� ,� � �� ���-.+�� ��&�(�"�����.�#�&��"���,����8

���� ������#���� -+��������%������-(��& ����" ��-�/�" ��� �H��"����1

��������� ������#���� -��������- �"�# ����� � �,��� �3E:����������"� �4

��#� �#�#� ��.���-(�� � ���-.+� D �� ��, .��� �� ����-� ������� ,�� � �������

"������ �"���(����� �� �� ������#���� -� � � ,�����- � ��� ��-�� ���� ,�

������+

�4 D�� ����" ��- �� ������� ���� ��� �����������������"���# ��������&��#

����� #� "� # ����#� �$��� ����-(� �.� "����&�����#� "�# ��#� � � �,��1

��#+��������� ��� &���������-���������� ,��"� # ��+

�4 �������%������-(��& ��&������� ��"� # �����#���0���0�����&-(� �� 1

���-.+� �� � &��0�� ��� ����-�� ���" ��-� � ������� -� � ���� ,�� "� # ��� �"� �

� ����� ���- ��.���B:)�A# L�*�#�C+

?4 '"��# � �"�# ����� � �,��� �"���� ��� ���������$��" ���"� # ��� � ���1

��� ������#�������+�!����&��� "��08�" ������(�"���� ������& �������#1

��08� �������� �(+�/"�0���� ����$���������"� # �����$� � �� - ����-���� ��� -���

�����&���� ���-+�> ���-���,����$�BE:B��A# L�*�#�C�- ���0� ���#����� #

��(,��#�"�� ��"�����.+���0���0��� ������-(���#�& ��08���������,��"���

� �� �������"��$�,�����$����� ����� ��-�0����������+

���� ��

ABC D�1)*LBMK?1*B��!���"�#� ������$�% �����&�'�#�#���"�(����#��(

AEC ��#,��-��0��� ����"��������/�" ��� �H�P�Q� ������#��6OJ6'

A�C D ���� 2+�� �� �� 2+�� 5���� Q+7�)���� #�!�#�� ��*+ ��� ��#�� ���� ��#���(

���,-���.#���#!/��#�/���� ������� ��0-����1*��!��� "������#���(�#0� �(���

����(����$�JJD�J �$���RJ �$�� �, �D �����"�� ��E**�����RB���K:?*

A�C D ����2+���� ��2+��� �#��9+7�2!/��#�/���� ������� ��0�,�� ����� ��1��& ��

������#��(� �0����"� ,� ��#�� ���� ��#���(� ���,-���.#� �� � �(������� ���$

J �$��� !������%� � � �,�����$7� � �����"���� R� �� �#�� E**�� ;+� GE� �+RB:E�

�?:�K

A?C D ���� 2+�� D��, �� 2+7� 2!/��#�/��� ���� ��1�� �����#���(� #0� �(������(

���� �����3������(� �0& ������.#� ,���-�"�#���($� J �$��� !������%� � � �1

,�����$7�� �����"����R� �� �#��E**E�;+��B��+�B:E���+R�M:�E