Dažniausiai pasitaikančios problemos laidinėse šerdies kibirkštinėse dėžutėse ir jų sprendimai

Užrakto mechanizmo gedimai ir patikimi sujungimo būdai

V-formos užrakto ir L-formos užrakto atsitraukimo gedimai aukštos kompresijos gręžimo skylės sąlygomis

Kai gręžinio dugno slėgiai viršija 4500 psi, jie stumia uolienų formacijas į laidinės karnaco šerdies cilindrus iš visų pusių, sukuriant trinties jėgas, kurios neleidžia įprastoms užraktų spyruoklėms grįžti atgal. Toks trinties užstrigimas iš tikrųjų vyksta gana dažnai – mūsų duomenys rodo, kad praeitais metais tokių atvejų buvo beveik 4 iš kiekvienų 10 ankstyvųjų įrankių ištraukimų tų giliųjų vario kasyklų sąlygomis. Kompiuteriniai modeliai parodo, kad tokio suspaudimo metu užraktų rankenos patiria apytiksliai 12 kartų didesnį nei įprastą apkrovos lygį, todėl šios smailėjančios kontaktinės vietos dėvėjasi žymiai greičiau, nei tikėtasi. Didieji gamintojai pradėjo įdiegti specialius kietintus lydinių įdėklus, kurių deformacija yra mažesnė nei 1 %, taip pat išradingas slėgio išlyginimo griovytės, padedančias geriau paskirstyti uolienų sukeltą apkrovą. Matėme, kad lauko bandymai taip pat labai sėkmingi, ypač Kanados skydo regione, kur įrankius pavyko sėkmingai ištraukti apie 97 kartus iš 100 net gilumose virš 2000 metrų, kai uolienos suspaudžiamos 70 MPa slėgiu.

Spyruoklinio užrakto užsikimšimas dėl purvo užterštumo ir korozijos: lauko tyrimų įžvalgos iš 127 gręžinių (2022–2023 m.)

Peržvelgus gręžimo žurnalus iš daugiau nei 127 mineralinės žaliavos tyrimo vietų, surinktus 2022–2023 metais, nustatyta, kad bentonito pagrindu parengtos skystosios gręžimo masės linkusi įsiskverbti į užrakinimo angas ir sumaišyti su pirito turinčiais gręžimo nuolaužomis, sukuriant rūgštinę tirpalinę mišrainę, kuri suardo spyruoklinius mechanizmus. Konkrečiai litio druskos projektuose, kur chlorido koncentracija vidutiniškai siekia apie 80 000 ppm, ši problema buvo atsakinga už maždaug 72 % visų užfiksuotų spyruoklinių užrakinimo mechanizmų gedimų. Toliau vyksta gana rimti reiškiniai – korozija greitai stiprėja ir per tik 15 gręžimo valandų užpildo tas mažas 0,3–0,5 mm tarpines, dėl ko iš esmės užsifiksuojama paleidimo įtaiso sandarinimo sistema. Šiai problemai įveikti pramonė radusi sėkmingą sprendimą – dvigubus šluostytuvus, kurie neleidžia įsiskverbti beveik visiems daleliams (apie 99,6 %), bei nikelio ir kobalto elektroplatinimą, kuris išlaiko savo savybes daugiau nei 10 000 valandų net labai rūgštinėmis sąlygomis (pH 3,5). Argentinos sidabro kasybos įmonės, įdiegusios ultragarsinį valymą įrankių keitimo metu, sustabdė prastovas beveik per pusę.

Vidinės ir išorinės vamzdžių sąsajos sutrikimas ir šerdies užsikimšimo prevencija

Sąsajos tarp vidinio ir išorinio vamzdžių gedimai yra viena iš pagrindinių laidinės šerdies ėmimo problemų priežasčių burbulo forma netikslus suvirškinimas sumažina šerdies grąžinimo naudingumą 15–40 % kietųjų uolienų formacijose, kaip nustatyta 2022–2023 m. lauko tyrimuose.

Nesutampantis nusileidimo petys ir sandarumo praradimas: poveikis šerdies grąžinimo naudingumui

Kai nusileidžiant pečiukai nukrypsta daugiau nei pusė milimetro, tai rimtai pažeidžia sandarumą, leisdama gręžimo skysčiams patekti į vidų ir galiausiai užsikimšti šerdims. Šių problemų dvi pagrindinės priežastys yra šios. Pirma, įrenginių perkėlimo metu į sudėtingas nuokrypines gręžinio angas susidarančios smūginės žalos. Antra, labai karštuose geoterminiuose gręžimo sąlygose, kai temperatūra pakyla virš 150 °C, pastebimi termalinio išvaržymo reiškiniai. Analizuojant lauko duomenis, surinktus per 127 skirtingas operacijas, aiškiai matyti, kad net maždaug 0,75 mm nukrypimas sumažina grąžinimo našumą žymiai – konkrečiai kvarcituose formacijose jis sumažėja apie 32 procentais. Šiai problemai išspręsti dauguma operatorių naudoja lazeriu sublokuotus apdirbimo metodus kartu su sėdynių paviršių sustiprinimu volframo karbidu. Nors šie sprendimai yra veiksmingi, jų įdiegimas realiomis lauko sąlygomis gali būti ganėtinai sudėtingas dėl įrangos ribojimų ir eksploatacinių apribojimų.

Vidaus vamzdelio žaidimas ir įstrigimas sušlakuotoje uoloje — grunto sąlygų specifinė prevencijos sistema

Ašinė žaidimo amplitudė, viršijanti 1,2 mm, sukelia vamzdelio svyravimus, kurie inicijuoja įstrigimą sušlakuotose zonose. Rizika žymiai padidėja gedimų dulkėse (78 % daugiau įstrigimų) ir karsinėje klintyje (3 kartus daugiau šerdies užsikimšimų nei vientisoje uoloje). Lygiškai struktūruota reagavimo sistema duoda matomų rezultatų:

• Žema sušlakų tankis : Spyruokliniai stabilizatoriai
• Aukštos sušlakų tankio zonos : Hidrauliniai slėgio išlyginimo apvalkalai
  Įdiegus sistema Brazilijos geležies rūdos kasyklose (2023 m.) šerdies užsikimšimai sumažėjo 67 %.

Uždarymo vožtuvo ir pilnos šerdies aptikimo sistemos patikimumas

Slėgio ribos nukrypimas kietuose ir minkštuose uždarymo vožtuvuose: klaidingų „pilna šerdis“ signalų diagnozavimas

Slėgio slenksties poslinkis išlieka pagrindinė netikrų „šerdies pilnumo“ signalų priežastis. Kietieji voztuvai patiria palaipsniui besikeičiančius kalibravimo poslinkius dėl ilgalaikės vibracijos; minkštieji voztuvai patiria greitesnį poslinkį dėl elastomerų susidėvėjimo šiurkščiomis sąlygomis. Net 0,3 MPa nuokrypis susijęs su 22 % šerdies atkūrimo praradimu įtrūkusiose formacijose. Diagnostinė diferenciacija yra būtina:

• Kietųjų voztuvų gedimai pasireiškia momentinėmis svyravimais, viršijančiomis ±15 % nuo pradinės reikšmės
• Minkštųjų voztuvų gedimai pateikia temperatūros priklausomą histerezę slėgio–atsako kreivėse

Ketvirtinis kalibravimas naudojant žemyninius imitacinio kameros sistemas – kurios imituoja formacijoms būdingus atgalinius slėgius – yra būtinas. Realiojo laiko stebėjimas aktyvacijos trukmės suteikia ankstyvą įspėjimą: sistemos, kurių aktyvacijos trukmė viršija 1,2 sekundės, nuolat generuoja klaidingus teigiamus signalus. Aukštos temperatūros telkinio sąlygomis dviejų jutiklių dubliavimas sumažina klaidingų signalų dažnį 47 % lyginant su vieno voztuvo konfigūracijomis.

Patikrinti ir laukuose patvirtinti sprendimai, skirti laidinėms šerdies grąžintuvų patvarumui užtikrinti

Skersinės pjovimo galvutės integracija ir dviejų vamzdžių konfigūracijos užstrigusiems branduoliams išgauti

Kai skersinės pjovimo galvutės sujungiamos su dviejų vamzdžių sistemomis, užstrigimų branduoliams išgauti smarkiai sumažėja dirbant su įtrūkusiomis uolienų formacijomis. Šio sprendimo efektyvumą lemia tai, kad vidinis vamzdis neprivalo sukurtis, kad išlaikytų savo funkcionalumą, todėl branduolys išlieka nepažeistas iškeldamas iš žemės. Be to, šios volframo karbido pjovimo galvutės labai veiksmingai suskaldydavo viską, kas kliudydavo keliui. Praeitais metais atliktose bandymų ultramafinėse formacijose buvo pasiekti ganėtinai geri rezultatai: užstrigimų skaičius sumažėjo maždaug vienu trečdaliu lyginant su ankstesniais laikais. Įdomu tai, kad kai gręžėjai taip pat tiksliai sureguliavo skysčio slėgio parametrus, jiems pavyko išgauti beveik visus norimus branduolius – išgavimo našumas siekė apie 95 %. Toks našumas daro didelę įtaką faktinėms gręžimo operacijoms.

Realaus laiko sukimo momento stebėjimas ir nusileidimo žiedo stabilizavimo technikos

Grįžtamojo momento jutikliai į angą padeda stabilizuoti nusileidimo žiedus, kai gręžimo metu viskas labai drebės. Išsiunčiami duomenys leidžia operatoriams laiku pakeisti svorį, kad būtų išvengta iškreipimo. Remiantis kitais metais "Journal of Drilling Mechanics" publikuotais tyrimais, šis metodas iš tikrųjų sustabdo apie 85% tų ankstyvų vidinių vamzdžių traukinių, kuriuos sukelia nestabiliai žiedai. Ir nepamirškime ir tų stabilizacijos rankenų. Jie stebuklus daro, įsisavinant visus tuos erzinančius harmoninius vibracijas. Lauko bandymai rodo, kad įranga gali tarnauti apie 200 papildomų valandų sudėtingose, grūdiose žemės sąlygomis, kur įprastas nusidėvėjimas paprastai prasideda daug anksčiau.