كيفية حفر الرغوة

الحفر بالرغوة هو أسلوب حفر يتضمن استخدام عامل رغوي بوليمري، الماء، والهواء المضغوط. تتكون الرغوة من طور سائل مستمر يحيط بالطور الغازي ويحبسه. خصائصها الرئيسية هي كثافة منخفضة نسبيًا ولزوجة عالية جدًا. يمنح هذا المزيج من الخصائص الرغوة ميزة كبيرة على الحفر بالضباب والهواء الجاف.

يُستخدم الحفر بـ 'الرغوة' جنبًا إلى جنب مع الهواء المضغوط بطرق مختلفة للمساعدة في عملية الحفر.

الرغوة عالية السرعة – رش الهواء

عند حفر الصخور المتماسكة بالهواء المضغوط، يمكن أن تتطاير سحب من الغبار من الفتحة.

ضخ كمية قليلة من الماء في خط الهواء سيعمل بفعالية كبيرة على ترطيب سحابة الغبار، مما يحمي صحة المشغلين والمعدات على حد سواء. إضافة محلول صابوني (بتركيز 0.5 – 1.5%) يساعد في الحفاظ على جدران الحفرة نظيفة ويمنع انسداد الشقوق الصغيرة الحاملة للمياه وتكوّن كتل رطبة من قصاصات الحفر فوق نقطة الحفر. عادةً ما تكون المحاليل الصابونية المستخدمة عبارة عن مواد خافضة للتوتر السطحي قابلة للتحلل الحيوي:

يمكن شراؤها كإضافات حفر متخصصة، أو، بشكل مريح ورخيص، كمنظفات سائلة عادية لغسيل الأطباق أو مسحوق غسيل للملابس يخلط بالماء البارد. باستخدام الرغوة، من الممكن الحفر

بنجاح بسرعات هواء صاعدة أقل لأن الرغوة تحافظ على نظافة الفتحة وتساعد الفقاعات على رفع المواد بوضوح بسرعات أقل.

الرغوة منخفضة السرعة – عمود رغوي مستقر

عن طريق الحقن المستمر لمزيج من طين الحفر البوليمري (35-40 ثانية بقمع مارش) ورغوة الحفر (بتركيز 0.5–1.5%) في إمداد هواء يتم التحكم في تدفقه، يمكن تكوين عمود من الرغوة المستقرة يرتفع ببطء، مما يرفع المواد من الحفرة. لا يؤدي ذلك إلى تآكل التكوين ويستخدم القليل جدًا من الهواء، وبالتالي يسمح بحفر ثقوب ذات قطر كبير في التكوينات اللينة باستخدام ضواغط صغيرة. التأثير المطلوب إحداثه في الحفرة هو عمود مستمر مختلط من فقاعات الرغوة المتصاعدة – مماثل في قوامه لرغوة الحلاقة بالرش. ستتكون الرغوة على شكل 'فطر' في موجات تخرج من أعلى الحفرة، حاملةً حطام الحفر من رأس الحفر. إذا تم خلط الكثير من الهواء مع القليل جدًا من تدفق الرغوة، فلن تتكون الرغوة إلا قليلاً وسيتم قطع العمود بواسطة جيوب هوائية. الرغوة المستقرة الجيدة، إذا تم غرفها بين يدين، ستكون سميكة جدًا وتمنع راحتي اليدين من التلامس بسهولة. ستشكل كتلة من فقاعات الصابون ذات قوام محدد. سيتغير قوام الرغوة بعد استقرار الماء في الحفرة – غالبًا ما يصبح هيكل الفقاعة أكبر مع المزيد من التخفيف.

الحفر بالرغوة هو طريقة مفيدة للغاية لحفر قطر أكبر مما يمكن لضاغط الهواء حفره مباشرةً

إنها تقنية رائعة لتطبيقها في إنشاء حفرة في الأرض باستخدام القليل جدًا من الهواء المضغوط وكمية صغيرة من الماء. يجب رؤيتها لتصديقها ويجب إعطاء الوقت لأطقم الحفر غير المتمرسة لاكتساب الثقة في تطبيقها.

يُستخدم الحفر بالرغوة عندما يُتوقع تدفق المياه. لتحقيق نقل فعال للقصاصات، يجب الحفاظ على سرعات حلقية منخفضة نسبيًا (~100 قدم/دقيقة). علاوة على ذلك، يتطلب الحفر بالرغوة عمومًا قوة ضغط أقل مقارنة بطرق الحفر الجاف والضباب.

يجب أن يفترض تصميم الحفر بالرغوة الجيد جودة رغوة لا تقل عن 60 بالمائة في قاع البئر مع سرعة حلقية تبلغ 100 قدم/دقيقة. يمكن التحكم في جودة الرغوة داخل البئر عن طريق ضبط الضغط الخلفي الحلقي.

في جهاز الحفر الخاص بـ JCDRILL، نجهز بمضخات رغوة لحقن خليط 'الرغوة' بمعدلات تدفق منخفضة جدًا في خط إمداد الهواء المضغوط لتشكيل فقاعات صابون في البئر (انظر الصورة أدناه). يتم تشغيل مضخة الرغوة بواسطة محرك هيدروليكي، والذي تتوفر له معدلات تدفق وضغط مختلفة للاختيار وفقًا لمتطلبات المشروع المختلفة.