ایزولاسیون حوضچه گل حفاری | عایق حوضچه گل

در این مقاله در مورد گل حفاری ، انواع حفاری، حوضچه های گل حفاری و ایزولاسیون (عایق کاری) این حوضچه ها اطلاعاتی ارائه میشود.

گل حفاری چیست ؟

گل حفاری در مهندسی ژئوتکنیک، به مخلوطی از آب و رس اطلاق می‌گردد، که برای حمل مواد حفر شده در سیستم‌های حفاری، به سطح زمین از آن استفاده می‌شود. گل حفاری غیر از بالا آوردن تراشه‌های زمین کاربردهای دیگری نیز در ته چاه انجام می‌دهد، که عبارتند از خنک کردن و روان کردن مته.

علت اینکه بجای آب از گل حفاری استفاده می‌شود این است که خرده سنگ‌های حفاری شده، دارای وزن مخصوص زیادی هستند و با اینکه گل بعلت سرعت زیاد آن‌ها را با خود بالا می‌آورد، ولی باید گرانروی گل بحدی باشد، که بتواند خرده سنگ‌ها را با سهولت و به سرعت، از چاه خارج نماید.

گلی که بدین ترتیب خرده سنگها را از چاه بیرون می‌کشد و به درون صافی مخصوصی که شبیه غربال است هدایت می‌شود در آنجا خود گل از صافی عبور کرده اما خرده سنگها روی صافی باقی می‌مانند و گل پس از عبور از صافی در مخزنی جمع‌آوری و از آنجا مجدداً بداخل رشته حفاری تلمبه می‌شود. بدین ترتیب جریان دائمی گل از درون کاسه گردان به داخل رشته حفاری و سرمته و از آنجا به فضای بین رشته حفاری و چاه و تا صافی مخزن ادامه پیدا می‌کند.

گل حفاری باعث می‌شود ستون گل حفاری به دیوار چاه فشار آورد و مانع ریزش آن شود. به علاوه بدنه چاه را اندود کرده و منافذ آن را می‌گیرد و دیگر آنکه در مواقعی که مته در اعماق زیاد به لایه گاز یا نفت (در حفاری‌های نفت و گاز) می‌رسد ستون گل مانع می‌شود که گاز یا نفت از منافذ لایه مذکور که ممکن است فشار زیاد هم داشته باشد بروی چاه راه یابد. به همین جهت غلظت و وزن گل حفاری باید بیش از وزن آب و بحدی باشد که بتواند فشار لایه متخلخل مذکور را خنثی کند.

براي انجام مراحل مختلف اکتشاف مواد معدنی فلزی و غير فلزی ، نفت ، گاز و آب و همچنين به منظور بررسی و مطالعه خصوصيات سنگ شناسي ، آلتراسيون و کانی سازی لايه‌های زيرزمينی يک منطقه به حفاری مي‌پردازند.

انواع مهم حفاری عبارتند از:  نوع مغزه گير ، نوع روتاری و نوع ضربه‌ای. مواردي که برای حفاری استفاده میشود تابع روش حفاری ، مقاومت سنگها ، ميزان شکستگی ، عمق ، مواد گازی و ترکيب کانی شناسی سنگ است.

کاربردهای گل حفاری:

• تمیز کردن ته چاه و انتقال کنده های حفاری به سطح زمین
  گل وقتی از نازل های مته بیرون می آید بواسطه ی فوران شدیدی که دارد ،سبب تمیزی کف چاه و به این ترتیب هم طول عمر مته را بیشتر می کند و هم سرعت حفاری را افزایش می دهد.
• خنک کردن مته و لوله های حفاری
  در محل مته و جایی که با سازند تلاقی دارد گرمای شدیدی به وجود می آید ،که این گرما بوسیله ی سیال حفاری به سطح منتقل می شود.
• روان کردن مته و لوله های حفاری
  رسی که در بیشتر گل های حفاری پایه آبی مصرف می شود به عنوان یک روان کننده (lubricant)نیز عمل می کند.
• اندود کردن دیواره ی چاه و جلوگیری از ریزش آن
  یک گل حفاری خوب باید بتواند دیواره ی چاه را حتی اگر بافتی سست و نا منسجم داشته باشد بوسیله یک لایه نازک و غیر قابل نفوذ طوری اندود کند که هم جلو هرز رفتن گل و صافاب آن به داخل سازند به داخل سازند ها را بگیرد و هم به پایداری و تحکیم سنگ های سازنده دیواره چاه کمک کند و مانع ریزش آنها به داخل چاه شود.
• کنترل فشار های زیر زمینی
  در حین حفاری ممکن است به لایه آبده برخورد کنیم که فشار بالایی دارند. گل به واسطه ی وزن خود ناشی از ستون سیال می تواند جلوی این فشار ها را بگیرد.
• معلق نگه داشتن کنده ها و مواد وزن افزای گل به هنگام خاموشی پمپ ها
  ترخیص شن و کنده های حفاری روی الک لرزان
  یک گل حفاری خوب باید به گونه ای باشد که وقتی از چاه بیرون می آید و روی توری الک لرزان ریخته می شود ،کنده های حفاری و مواد وزن افزا بتوانند به راحتی از آن جدا شوند.
• تحمل بخشی از وزن لوله های حفاری و لوله های جداری
  از آنجایی که لوله ها در چاه ناچاراً در گل قرار خواهند گرفت پس تحت تأثیر  buoyancy effect گل قرار گرفتند و به اندازه ی گل هم حجم شان از وزن آنها کاسته خواهد شد.
• به حداقل رسانیدن ضایعات وارد بر سازنده های مجاور و ارائه حداکثر اطلاعات پیرامون آنها
• انتقال توان هیدرولیک پمپ ها به مته
  گل حفاری، محیط پیوسته ای است که توان تولید شده در پمپ ها را به نوک مته متصل می کند.

حوضچه های گل حفاری

حوضچه‌های گل حفاری حوضچه‌هایی در کنار دکل‌های حفاری هستند که به طور معمول جهت ذخیره ، نگهداری و در دسترس قرار دادن گل حفاری جهت حفر چاه‌ های نفتی و گاز طبیعی، گمانه‌ های ژئوتکنیکی و مواردی از این دست مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اهمیت ایزولاسیون حوضچه گل حفاری

هدف اصلی در تمام عملیات حفاری، به حداقل رساندن خطرات ایمنی و زیست محیطی، در عین حال حفظ عملکرد حفاری است. اپراتورها و شرکت های خدماتی به طور یکسان برای کاهش احتمال وقوع حوادث خطرناک، رویکردی پیشگیرانه اتخاذ می کنند. بنابراین همیشه نیاز به حوضچه های آب بندی شده ای وجود دارد که سیالات حفاری در آنها نگهداری شود و از آلودگی زمین جلوگیری شود.

پس از اتمام عملیات حفاری ، مایعات حوضچه شروع به تبخیر و خشک شدن نموده و در محل دفن می‌گردند. با توجه به قوانین محلی، شرکت‌ها و گروه‌های حفاری از 30 روز تا یک سال پس از پایان عملیات حفاری فرصت دارند تا اقدام به بستن و یا جمع آوری حوضچه نمایند.

مایعات داخل حوضچه می‌توانند شامل مواد شیمیایی باشند که برای طبیعت زیان بار هستند. یکی از راه‌های جلوگیری از گسترش آلودگی‌های این حوضچه‌ها استفاده از سیستم ایزولاسیون با ورق ژئوممبران و بستر سازی ژئوتکستایل جهت جلوگیری از نشت مواد حوضچه به خاک‌های اطراف می باشد.

ژئوممبران حوضچه گل حفاری

با پیدایش ژئوکامپوزیت ها و  ژئوممبران ها، عایق بودن حوضچه های گل و خطرات و هزینه های نگهداری این حوضچه ها به طور چشمگیری کاهش یافته است. همچنین برای آلوده نشدن محیط با این مواد، به دلیل مقاومت بالای ژئوممبران در برابر مواد شیمیایی، از این ورق ها برای نگهداری پساب و گل حفاری استفاده می شود. ژئوممبران به طور گسترده برای عایق حوضچه های گل استفاده می شود.

برخی از مزایای ژئوممبران برای عایق حوضچه گل حفاری:

• نصب سریع و آسان ورق ژئوممبران
• قیمت ژئوممبران (اقتصادی و مقرون بصرفه)
• ایمنی بالا
• قابل اجرا در اشکال، ابعاد و عمق های مختلف به دلیل انعطاف پذیری بالای ورق
• دوام بالا (ضد آفتاب)
• عدم نیاز به بسترسازی خاص و استفاده از ژئوتکستایل کفایت میکند
• مقاومت در برابر حملات هیدروکربرن‌ ها
• مقاومت در برابر مواد شیمیایی خورنده
• ترمیم کم هزینه و سریع نقاط آسیب دیده
• مناسب برای فشار هیدرو استاتیک بالا
• بسیار مقاوم در محل‌ های اتصال (جوش)