La settimana scorsa abbiamo esaminato come abbinare una corona diamantata alla formazione rocciosa che stai perforando. Questa settimana, ci rivolgiamo all'altra metà dell'equazione: il barile di carotaggio. Una corona perfettamente specificata non fornirà un buon recupero se abbinata alla configurazione sbagliata del barile e, in terreni rotti, fratturati o altamente abrasivi, la scelta del barile spesso conta tanto quanto la corona stessa.

I barili di carotaggio wireline sono lo standard per il carotaggio in profondità perché eliminano la necessità di estrarre l'intera batteria di aste ogni volta che viene completata una corsa di carotaggio. Invece, un overshot viene calato lungo le aste su un cavo wireline, si aggancia all'assieme del tubo interno e lo recupera direttamente, lasciando il tubo esterno e la corona nel foro, pronti per la corsa successiva. Per i fori di esplorazione in profondità, questa singola caratteristica è ciò che rende i sistemi wireline molto più veloci del carotaggio convenzionale.

Un assieme completo di barile di carotaggio wireline è costruito da un insieme coerente di componenti: un assieme di testa che si collega alle aste di perforazione, un tubo interno che alloggia il carota mentre viene tagliato, un anello di bloccaggio e una custodia per l'anello di bloccaggio che afferrano e trattengono il carota durante il recupero, un accoppiamento di bloccaggio e un accoppiamento adattatore, un anello di appoggio, un tubo esterno e uno stabilizzatore del tubo interno. Comprendere questa ripartizione delle parti è importante quando si risolvono problemi di recupero in cantiere: un anello di bloccaggio usurato o una custodia per l'anello di bloccaggio non corrispondente è una causa comune e facilmente trascurata di scarso recupero, anche quando la corona e la selezione della matrice sono corrette.

Il barile di carotaggio wireline a doppio tubo è la configurazione di punta utilizzata nella maggior parte dei programmi di esplorazione. Consiste in un tubo esterno collegato alla corona e alla camicia di allargamento, e un tubo interno separato che isola il carota dall'assieme rotante esterno e dal fluido di perforazione. Questo isolamento è ciò che protegge il carota dall'erosione e dai danni meccanici durante il taglio, garantendo un buon recupero in terreni competenti e ragionevolmente intatti.

I barili a doppio tubo sono disponibili nelle dimensioni standard DCDMA: B, N, H e P, abbinati alle corrispondenti dimensioni della corona e del rivestimento. Come regola generale, l'area di taglio come percentuale dell'area del foro è più alta nelle dimensioni più piccole B e N e diminuisce leggermente all'aumentare delle dimensioni del barile, il che è un utile punto dati quando si stimano i tassi di penetrazione in diverse dimensioni di foro nello stesso lavoro.

Quando le formazioni diventano rotte, fratturate o friabili, un barile a doppio tubo standard spesso non è sufficiente a proteggere il carota durante il recupero: anche con l'isolamento del fluido, il carota può torcersi, bloccarsi o rompersi all'interno del tubo interno. La soluzione è la configurazione a triplo tubo, che converte il barile a doppio tubo aggiungendo un tubo d'acciaio diviso all'interno del tubo interno, insieme a un pistone e un adattatore di pompaggio per espellere il carota una volta che il tubo diviso è pieno.

Questo strato aggiuntivo cambia il modo in cui il carota viene gestito in ogni fase: poiché il carota si trova all'interno del tubo diviso anziché direttamente contro la parete del tubo interno, può essere estratto con molta meno perturbazione, preservando fratture naturali, piani di stratificazione e altri dettagli strutturali che altrimenti andrebbero persi o mal interpretati. Ciò rende i sistemi a triplo tubo particolarmente preziosi per lavori geotecnici e studi di geologia strutturale, dove l'integrità del carota, non solo il suo recupero, è il punto dell'esercizio. Si noti che l'anello di arresto, la custodia dell'anello di bloccaggio e l'anello di bloccaggio in un assieme a triplo tubo sono leggermente più piccoli in diametro rispetto ai loro omologhi a doppio tubo, poiché devono accogliere e trattenere un carota marginalmente più piccolo.

La maggior parte dei design di barili a doppio tubo sono costruiti per essere convertibili in configurazione a triplo tubo, il che è una caratteristica utile da specificare in anticipo: significa che un singolo barile può essere riconfigurato in cantiere al variare delle condizioni del terreno, senza ordinare un sistema completamente separato.

La selezione del barile non avviene in isolamento. Ogni dimensione DCDMA - BWL, NWL, HWL, PWL - ha una dimensione raccomandata per l'asta di perforazione e il rivestimento, e ottenere questa catena corretta (asta, barile, corona e rivestimento tutti nella stessa famiglia di dimensioni) è ciò che mantiene un sistema di carotaggio funzionante senza intoppi. Mescolare componenti tra famiglie di dimensioni, anche quando sembrano compatibili, è una delle cause più comuni di problemi di connessione e usura prematura in cantiere.

Vale anche la pena ricordare che la corona e la camicia di allargamento non sono incluse come parte di un assieme standard di barile di carotaggio: devono essere selezionate separatamente e abbinate correttamente sia al barile che alla formazione rocciosa, seguendo gli stessi principi di matrice e profilo che abbiamo trattato la settimana scorsa.

Come guida generale: i barili a doppio tubo sono la scelta predefinita corretta per rocce competenti e ragionevolmente intatte, offrendo un buon recupero a costi inferiori e un funzionamento più semplice. I barili a triplo tubo valgono la complessità e il costo aggiuntivi ogni volta che la formazione è rotta, alterata, debole o strutturalmente sensibile, situazioni in cui la perdita di integrità del carota comprometterebbe il valore del programma di perforazione stesso.

Fare la scelta giusta, in combinazione con la corretta selezione della corona e della matrice, è ciò che distingue un programma di carotaggio che fornisce carota utilizzabile e di alta qualità da uno che semplicemente attraversa il foro. Come sempre, le condizioni del terreno possono cambiare all'interno di un singolo foro, quindi è utile avere entrambe le configurazioni disponibili e convertirsi quando la geologia lo indica.

Continueremo la serie la prossima settimana con uno sguardo ai sistemi overshot e a come una corretta tecnica di recupero wireline influisce sia sui tempi di recupero che sull'usura delle attrezzature.