Kui sageli tuleb toruajamise ehitusel puhastada geelisüsteemi?

Toru tõmbamise ehitustöödel geelisüsteem mängib olulist rolli toru välimise pinnase ja ümbritseva pinnase vahelise hõõrdumise vähendamisel, võimaldades toruahela liikumist maas ilma takistusteta. Kui lubrikatsiooniringi hooldus ei ole korras, võib hõõrdumisresistentsus järsult tõusta, mis viib seadme ülekoormumiseni, toruühenduste kahjustumiseni ja kulusse minevatesse projektide viivitustesse. Kõigi selle süsteemiga seotud hooldustoimingute hulgas on puhastamine üks kõige rohkem valesti mõistetud ja ebakorrapäraselt rakendatud tegevus tegutsevates töökohtades.

Küsimus selle kohta, kui sageli tuleb geelitootmisseadme süsteemi puhastada, ei ole üheainsa universaalse vastusega küsimus. Puhastussagedus sõltub geoloogilistest tingimustest, igapäevastest tööaegadest, geeli koostise omadustest ja toruajamise pikkusest. Nende muutujate mõistmine ja nende alusel distsiplineeritud puhastusgraafiku koostamine on oluline nii teie seadmete kui ka teie projekti ajakava terviklikkuse tagamiseks. Selles artiklis analüüsitakse puhastusvahemikke määraivateid peamisi tegureid ning antakse praktilisi juhiseid väljatöötajatele, kes kasutavad geelitootmisseadet aktiivsetes toruajamiskeskkondades.

Miks on geelitootmisseadme puhastamine oluline

Ebasagedase puhastamise tagajärjed

Kui geelisüsteemi ei puhastata sobivatel ajavahemikel, võib jääknafta alustada kõvastumist, kõvenemist või eraldumist süstesüsteemi torudes, suuklustes ja pumbakambrides. Sõltuvalt kasutatavast geelist — bentoniitsegasest, polümeeriga täiustatud geelist või spetsiaalsetest tiksotroopsetest koostistest — võib seiskumisaeg ja käitumine süsteemis erineda. Kõik naftamediid omavad siiski ühte ühiseid tunnuseid: kui neid hoitakse pikka aega rõhualustes torudes liikumatult, halvenevad nad nii mehaaniliselt kui ka keemiliselt.

Kinnisesed süttimisavade on kõige otsesem tagajärg. Kui spraidid ummistuvad, ei jaota lubrikant enam ühtlaselt toru rõngasruumi, mis teeb tekkida hõõrdumiskuumenemiskohti ja põhjustab ebavõrdselt koormat nihutusraami ja toruühenduste peal. Aeglaselt võib see ebavõrdne pingete jaotumine põhjustada toru kummarduste pragunemist, toruahela liikumist või puurpea kõrvalekaldumist projekteeritud joondusest. Kõik need tagajärjed on palju kallimad parandada kui õigel ajal läbi viidud puhastusprotseduuri maksumus.

Süttimisavade ummistumise lisaks võib ebaõigesti hooldatud geelisüttimissüsteem kannatada sisemise pumba kulutust, mille põhjustavad abrasiivsed geeli osakesed, mis on kuivanud ja kõvenenud. Pumba tihendid, tagasivooluklappid ja segamiskambrid on kõik tundlikud kahjustusele, kui neid sunnitakse töötama osaliselt kõvenenud materjaliga. Puhastusüksus eemaldab selle materjali enne, kui see jõuab kahjustuse künnisele, pikendades seega terve lubrikatsiooniseadme kasutuselu.

Mida puhastus tegelikult praktikas saavutab

Gelit sisestava süsteemi puhastamine puhta veega või sobiva puhastusainega eemaldab jääk-geli kõigist süsteemi niiskesse pinnadesse. See taastab sisemise rõhu lähtetaseme, võimaldab operaatortel kontrollida, kas kõik sisestusavasid on lahti ja vedelik voolab, ning takistab gelikomponentide keemilist lagunemist, mis võib metallkomponentidesse jätta korroosioonile kalduvaid sademeid. Põhjalik puhastus annab hooldusmeeskonnale selge visuaalse ja rõhupõhise kinnituse selle kohta, et süsteem on funktsionaalses seisundis enne järgmise tõstetöö algust.

Pikkade sõitude puhul — eriti neil, mis ületavad 100 meetrit — muutub pesemine veelgi olulisemaks, kuna geel peab läbima pikema vahemaa süsteemi injekteerimisahela kaudu enne jõudmist toru ja pinnase piirpinnale. Pikemad toruliinid suurendavad rõhu kaotuse ja geeli eraldumise riski, mistõttu on regulaarne pesemine oluline osa pideva lubrikatsiooni tarnimise tagamisest toru terve pikkuse ulatuses. Pikkade sõitude rakenduste jaoks mõeldud automaatne tsementimis-lubrikatsioonisüsteem sisaldab tavaliselt just sel põhjusel programmeeritavaid pesemistsükleid.

Standardsete pesemistsüklite intervallid aktiivse toru surumise ajal

Puhastamine töövahetuse lõpus kui algtaseme nõue

Toruajamise praktiliselt kõige laiemalt aktsepteeritud alusnõue on geelisüsteemi puhastamine igal töövahetuse lõpus, sõltumata sellest, mitu meetrit toruajamist selles perioodis tehti. Selle vahetuse lõpus toimuv puhastamine tagab, et vaheajal ei jää torude sees rõhu all ülejäänud geeli. Kas järgmine vahetus algab neli tundi või neliteist tundi hiljem, puhastatud süsteem taaskäivitub puhtalt ilma rõhupuhastuse või käsitsi soojuspuuride puhastamiseta.

Vahetuse lõpus toimuv puhastamine võtab tavaliselt viis kuni viisteist minutit, sõltuvalt kogu toru pikkusest, süsteemi süttimisavade arvust ja startkaevu saadaval olevast veerõhust. Meeskonnal tuleb enne süsteemi seiskamist veenduda, et puhastusvesi väljub kõikidest aktiivsetest süttimisavatest puhtalt. Kui mingi ava ei anna oodataval rõhul selget voolu, tuleb seda märkida kontrollimiseks enne järgmise toruajamise tsükli alustamist.

Kõrgel temperatuuril või kiiresti kinnisevate geelide kasutamisel võib lõpupuhastus üksnes töövahetuse lõpus osutuda ebapiisavaks. Sellistel juhtudel soovitatakse tugevalt keskmist puhastust töövahetuse jooksul – tavaliselt iga kahe kuni nelja tunni järel pideva tõstmise ajal – et vältida geeli kinnisevate protsesside algust süsteemi sees, kui toimingud on veel käimas.

Keskmise tõstmise puhastusviisid standardkava väliselt

Mitmed väliolukorrad peaksid põhjustama geelipihustussüsteemi ebarutluspärase puhastuse, isegi kui standardne intervall pole veel täidetud. Üks tugevaimaid näitusi selle kohta, et lubrikatsiooni tarnimine on häiritud, on tõstmisjõu äkne suurenemine ilma vastavate muutusteta pinnases. Kui tõstmisraamis täheldatakse hüdraulilise rõhu tõusu ja samal ajal edasiliikumiskiiruse langust, tuleb enne tõstmise jätkamist kontrollida ja puhastada geelipihustussüsteem.

Sarnaselt tuleb iga plaanipärasest peatumisest, mis kestab kauem kui kolmkümmend minutit, enne töö jätkamist teha osaline puhastus. Pikk paus võimaldab geelil alustada liikumist gravitatsiooni mõjul rõhuruumis ja võib kaasa tuua ebavõrdse staatilise rõhu kadumise süsteemi injekteerimisliinides. Toru edasiliikumise jätkamine ilma selle olukorra kõrvaldamiseta kaasab riski, et toru liigub edasi osaliselt lubritseeritud rõhuruumis, mis suurendab oluliselt torusõlme pragude või maapinna settimise ohtu liikumisteega seotud alal.

Geoloogilised üleminekud — eriti siis, kui puurimisseade liigub kohe kleepuvast savi pinnasest liivase või killustunud kihi — nõuavad ka kohe süsteemi kontrolli ja puhastamist. Erinevad pinnaseliigid interakteeruvad lubrikaatorgeeliga erinevalt ning üleminekutsoonides toimub sageli geeli kiire imendumine või kaotamine, mis jättab süsteemi ebanormaalsete rõhuolude alla. Geeli süsteemi puhastamine ja uuesti täitmine nendes üleminekupunktides võimaldab operaatortel süsteemi doosimiskiirust uute pinnasingute järgi uuesti kalibreerida.

Tegurid, mis mõjutavad otseselt puhastussagedust

Geeli koostis ja seisma jäämise aeg

Lubrikatsioonigeli keemilised omadused on üheks olulisimaks muutujaks puhastussageduse määramisel. Bentoniit-põhiste suspensioonide tööaeg on suhteliselt pikk ja need võivad jääda vedelaks süsteemis mitu tundi enne kile moodustumist. Polümeeriga parandatud või tiksotroopsed koostised aga võivad hakkama kile moodustuma palju kiiremini – eriti kõrgematel temperatuuridel või kui neid segatakse kõrgemates kontsentratsioonides. Igas gelisüsteemis kasutatava gelifunktsiooni tehnilises andmekirjas tuleb märkida avatud aeg, mis on maksimaalne ohutu periood enne puhastamise vajadust.

Meeskonnad, kes vahetavad geelide koostiseid projekti jooksul — sageli toorainete tarnete muutumise või pinnase tingimuste muutumise tõttu — peavad vastavalt ümber kohandama oma puhastusgraafiku. Aeg, mis sobib aeglaselt seenevatele bentoniitlahustele, võib olla ohtlikult pikk kiiresti seenevatele polümeerigeelidele. Puhastussageduse käsitlemine kui fikseeritud projektiparameetrit mitte kui koostisest sõltuvat muutujat on levinud ja kulukas viga mitmefaasilistes toruajamisprojektides.

Sõidutee pikkus, toru läbimõõt ja süsteemi konfiguratsioon

Pikkade sõitude puhul on vajalik geeli süsteem, et tagada lubrikatsioon suuremal rõngas-kujulisel pinnal, ja süsteemi süsteem peab geeli kohale jõudma ka suuremate kauguste läbimisel. Nii nagu liini pikkus suureneb, nii kasvab ka rõhu languse, geeli eraldumise ja ebavõrdse jaotumise oht. Projekte, kus sõidud ületavad 150 meetrit, tuleb tavaliselt puhastada sagedamini — mõnikord iga kahe kuni kolme tunni järel aktiivse tõstmise ajal — et tagada, et geel jõuab pidevalt torustringi täispikkuseni ning ei kogune süsteemi süsteemi manifoldivahele.

Toru läbimõõt mängib samuti rolli. Suurema läbimõõduga torude puhul on vajalik suurem geelimaht iga meetri eesliikumise kohta, mis tähendab, et süsteem töötleb iga jacking-etsingu ajal oluliselt rohkem materjali. Suurem läbitung kiirendab pumbakomponentide kulumist ja suurendab geeli kogunemise tõenäosust süsteemi madala voolukiirusega tsooni. Suure läbimõõduga sõidutel rakendavad mõned kogenumad töövõtjad isegi siis, kui standardne graafik seda veel ei nõua, lihtsalt et pumbakogumi kaitsta, lühikest keskkäigu puhastust.

Geelisüsteemi konfiguratsioon ise – kas kasutatakse ühtset keskset kollektorit või jaotatud süsteemi, kus süsteem on paigaldatud toruahela mööda mitmesse kohassee – mõjutab ka seda, kuidas puhastust tuleks järjestada. Jaotatud süsteemid, kus on mitu süsteemi tsooni, võivad nõuda tsoonihaaval puhastust mitte ühekorraga kogu süsteemi puhastamise asemel, mis võtab rohkem aega, kuid tagab, et iga süsteemi osa puhastatakse korralikult.

Ümbritsev temperatuur ja kohatingimused

Kõrgemad ümbritsevad temperatuurid kiirendavad lubrikatsioonigeelide kinnitumist põhjustavate keemiliste reaktsioonide toimumist, mistõttu tuleb soojemas ilmastikus või allmaistes keskkondades, kus seadmete töö soojendab süsteemi, loputusintervalle lühendada. Suvekuudel või soojuslikult aktiivsetes pinnakihis tingimustes tuleks operaatoreil standardsete loputusintervallide vähendamiseks kasutada ettevaatlikku kohandust – intervallide lühendamist 20–30 protsenti.

Vastupidi: külmades tingimustes — eriti talvel toruajamisel või piirkondades, kus põhjavee temperatuur on madal — pikeneb geelisegu seiskumise aeg, mis võimaldab veidi pikemaid vaheajasid pesukeskuste vahel. Külmad tingimused kaasavad siiski eraldi riski: pesuvee võimalik külmemine süsteemi sissepumpamisahela sees pauside ajal. Miinusgradustes keskkonnas võib pesumediumile lisada külmumisvastaseid lisandeid või tuleb ahel pärast iga töövahetust mitte lihtsalt pesta, vaid täielikult tühjendada.

Kohaspeciifilise pesuprotokolli kehtestamine

Pesukava koostamine enne töö alustamist

Usaldusväärseim lähenemisviis geelipihustussüsteemi puhastamisele on koostada ehituskohta puudutav protokoll ehituse eelplaneerimisfaasis, enne esimese toru paigaldamist. See protokoll peaks põhinema geeli tehnilisel andmete lehel, liikumispikkusel ja -diameetril, oodataval pinnaseolukorral trassi suunas, keskmisel päevaselt tööaegadel ja ehituskohta ümbritseval õhutemperatuuri vahemikul. Need sisendandmed määravad koos baaspõhjaga puhastusintervalli ja tingimused, mis põhjustavad ajastamata puhastuse.

Puhastusprotokoll tuleb dokumenteerida, jagada kõigile vahetuse juhtidele ja arutada iga päeva enne töö alustamist toimuval kokkupäästul. Kui geelipihustussüsteemi kasutatakse mitmes vahetuses, on kõigi meeskondade seas ühtlane puhastuskultuur kriitiliselt tähtis. Ühe vahetuse poolt ühe puhastuse jätmisest võib tekkida probleeme, mida avastatakse ja parandatakse oluliste kuludega alles järgmise vahetuse ajal.

Jälgimine ja dokumenteerimine liikumise ajal

Iga puhastusüritus tuleb logida koos ajaga, sellel ajal mõõdetud mõõteskaala väärtusega, puhastuskesta kestusega ning igasuguste tähelepanekutega voolu ühtlasuse kohta üksikutes portides. See logi on nii kvaliteedikindlustuse dokument kui ka diagnostikavahend. Kui tõstvõimsus hakkab ootamatult kasvama, võimaldab puhastuslogi inseneritel rõhu tõusu seostada hiljutiste lubrikatsiooniüritustega ning tuvastada, kas probleemi põhjustas ebapiisav või viivituslik puhastus.

Kaasaegsed automaatsed tõuketööde puhastus- ja lubrikatsioonisüsteemid sisaldavad sageli digitaalseid jälgimisliideseid, mis salvestavad süstlusrõhku, voolukiirust ja tsüklite andmeid reaalajas. Kui need süsteemid sisaldavad programmeeritavaid puhastusstsükleid, pakub jälgimisandmete kogumine automaatset logi puhastustegevuse kohta, mida saab kaugelt üle vaadata projektitehnikute poolt. Selle andmete integreerimine tõukejõu kirjeteega loob täieliku töötlustaseme profiili, mis on väga väärtuslik probleemide diagnoosimiseks ning tulevaste tõuketööde planeerimiseks sarnastes pinnases tingimustes.

Kui pidev jälgimine näitab, et puhastusüritused langevad kokku ajutiste vähendustega tõstujõus — mis on tavapärane ja oodatav tulemus — kinnitab see, et geelisüsteem töötab nii, nagu on mõeldud, ja et puhastusgraafik on sobiv. Kui tõstujõud jääb puhastuse järel kõrgelt, asub probleem tõenäoliselt mujal lubrikatsioonisüsteemis, näiteks geeli liiga väike kogus, vale geelikontsentratsioon või mehaaniline kulutus pumbakomplektis.

KKK

Kui kaua peaks puhastusüksus kestma geelisüsteemi jaoks keskmisel toru tõstmise juhtimisel?

Tüüpilise 50–100 meetri pikkuse sõidu korral peaks geelisüsteemi täielik puhastus tsükkel kestma viis kuni kaksteist minutit, sõltuvalt aktiivsete süstitusportide arvust ja saadaoleva puhastusvee rõhust. Pikemad sõidud, kus on rohkem süstituszoone, võivad nõuda kogu kontuuri täielikuks puhastamiseks kahekümmend kuni kolmkümmend minutit. Puhastus on lõpetatud siis, kui vesi väljub kõigist portidest puhtana ja püsiva rõhuga ilma nähtava geelijäägita.

Kas geelisüsteemi saab ööks puhastamata jätta, kui töö ootamatult katkeb?

Ei. Kui kõrgendusoperatsioonid peatuvad ootamatult, tuleb geelisüsteemi puhastada viivitamata, sõltumata päevaajast või peatuse eeldatavast kestvusest. Geeli jätmine süsteemi torudesse ja suuklasse üleöö – või mingil muul pikemal ajavahemikul – kaasneb osalise kõvastumisega torudes ja suuklates, mis võib nõuda olulist puhastustööd ja mõnel juhul komponentide asendamist enne turvalise töö jätkamist.

Kas pinnas mõjutab seda, kui sageli tuleb geelisüsteemi puhastada?

Jah, pinnasoort mõjutab geeli käitumist otseselt ja seega ka puhastussagedust. Kõrgelt läbitavates pinnaslikes, nagu liiv ja kruus, imendub geel palju kiiremini kui koheesives pinnaslikes, näiteks savi, mis tähendab, et geeli süsteem peab neis tingimustes süstitama kõrgematel kiirustel ja võib reservuaari kiiremini läbi käia. Sagedasemad süstitsüklid tähendavad ka seda, et ringlusse jääb rohkem jääkgeeli, mis üldiselt toetab lühemate puhastusvahemike kasutamist. Insenerid peaksid kohandama puhastusgraafikuid iga kord, kui tunnelihoob liigub oluliselt erinevatesse pinnasotstesse.

Kas on võimalik geeli süsteemi liialt puhastada ja tekitada sellega probleeme?

Liialdatud puhastamine ei ole üldiselt mehaaniline probleem geelitõukesüsteemi jaoks ise, kuid see võib lahustada või tõugata lubrikaatsioonigeeli toru rõhuruumist, kui seda teostatakse sõidu ajal ilma pärast seda õige doosimiseta. Puhastamisele järgnev kohe uue geeli taasintroduktsioon on õige järjekord, kui puhastamine toimub aktiivse tõukamise ajal. Liialdatud puhastamine muutub mureks peamiselt töökohtadel vee haldamise osas ning olukordades, kus puhastusvesi võib mõjutada ümbritseva pinnase stabiilsust, eriti tundlikus pinnases.