Mike Van Aacken est le directeur commercial des services de l'eau des États-Unis pour Boart Longyear Drilling Services. Fort de plus de 22 ans d'expérience dans le forage, Mike a commencé comme assistant de forage et a travaillé comme foreur, superviseur de terrain, responsable des contrats et responsable des opérations. Mike possède une vaste expérience des méthodes de forage à grande circulation à circulation inversée et à double tube.

Notre hôte, Jon Peterson (Geo Jon for fun), travaille pour la division Produits en tant que représentant du service clientèle. Jon a obtenu son baccalauréat en sciences en géologie de l'Université de l'Utah en 2015. Il travaille pour Boart Longyear depuis deux ans et demi et a effectué un stage de géologue auprès d’une société d’exploration pendant environ six mois avant de venir travailler pour Boart Longyear. Jon est marié depuis un an et demi. Pendant son temps libre, il aime courir, faire de la randonnée, travailler dans son jardin, passer du temps avec sa famille et jouer avec son laboratoire noir Dexter. 

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A global and dedicated engineering department works tirelessly to improve safety, increase productivity, and solve drilling challenges in collaboration with drillers and operations. Both Boart Longyear Services de forage et Boart Longyear Des produits Les divisions bénéficient de l’opportunité de collaborer à la conception d’équipements et au développement de prototypes avec une équipe mondiale d’ingénieurs.

Pour le Grands services de forage rotatifs division, the engineering team makes incredibly powerful and advanced rigs like the LR500 possible. Recognizing Boart Longyear’s LR300 had depth and pullback limitations, the engineering team built the significant and incredibly powerful LR500. Completely designed and developed internally, the LR500 was built specifically to meet the increasing needs for deeper dewatering wells for Nevada mining.

Bien qu'il existe des appareils de forage à trous profonds sur le marché, tous ne peuvent pas atteindre un trou de 60 pouces (152 centimètres) de diamètre pour assécher les puits des mines. Le LR500 peut percer des trous de dimensions suffisantes pour pouvoir recevoir un boîtier de 50 cm (20 pouces) à une profondeur maximale de 5 000 pieds (5 000 pieds). Bien qu'il existe sur le marché du pétrole et du gaz des plates-formes capables de tirer davantage, ces plates-formes minces ne sont pas capables de percer les diamètres que le LR500 peut atteindre tout en pouvant installer le carter.

La taille et le poids de la carcasse sont ce qui distingue le LR500 des autres gros appareils de forage rotatifs de l'industrie. Le LR500 peut forer plus profondément avec 500 000 livres (35714 pierres) de retrait. Cette capacité permet à l’appareil de fixer le boîtier sans avoir à le déplacer du trou et à utiliser une grue pour l’installer. Il s'agit d'une économie totale de temps, de main-d'œuvre et de coûts de mobilisation et de démobilisation de matériel.

Un autre avantage important du LR500 est qu’il est alimenté électriquement. Il se connecte de manière transparente à la source du réseau électrique. Cette technologie offre un avantage considérable pour la réduction des émissions et les économies de carburant. La réduction des émissions était extrêmement importante pour le client minier du Nevada qui a commandé le LR500.

Le LR500 est équipé de capteurs et fournit au foreur un retour constant en temps réel sur les conditions du sol rencontrées dans le trou. Le foreur définit les paramètres de forage et la plate-forme déclenche des alarmes ou s’arrête en fonction de ces paramètres. Lorsque les conditions de forage changent au fur et à mesure que le trou avance, par exemple, si le foret à trois cônes rencontre un vide, le dispositif de forage déclenchera une alarme ou s’arrêtera et permettra au foreur de procéder aux ajustements appropriés.

En plus des fonctionnalités de forage automatisé, le LR500 est équipé d'un dispositif de manipulation de barres entièrement mains libres. Un bras de tige mécanique saisit une tige du support de tige et l'introduit dans le mât, permettant à la tête de commencer à enfiler la tige. Cette technologie mains-libres permet de fabriquer ou de casser des tiges lors de trébuchements. Il s'agit d'un élément de sécurité important qui éloigne les foreuses et leurs assistants des dangers de la manipulation, de la fabrication et de la rupture de cannes, ainsi que du fait d'être soumis à une charge suspendue d'une canne.

Les foreurs sont dans une cabine climatisée, protégée des intempéries. Plusieurs écrans et un système de caméra permettent au foreur de surveiller des zones importantes de l’appareil depuis la cabine - travaux de tirage, tête, manutention des tiges, pont de travail, système de réservoir de boue, etc. La cabine est également équipée d’un interphone le foreur de communiquer avec le pont d'équipage.

Ce processus de forage unique utilise une tige de forage à double paroi et un fluide de forage ainsi que l'injection d'air afin de percer des trous de gros diamètre. Dans le train de tiges, les perforations permettent à l’air de remonter vers le centre en suivant le chemin de moindre résistance. L'air qui remonte dans le tube intérieur évacue le fluide à l'intérieur du tube de forage, ce qui permet au fluide de boue situé à l'arrière de la tige de forage de descendre dans le trou, à travers la face du trépan et de remonter du centre à la surface, amenant les déblais avec ça. En utilisant l'inversion à double tube inondé (DTFR), le fluide retourne à l'intérieur du tuyau à double tube et ne peut pas s'échapper dans la formation. Au lieu de maintenir les fluides à la surface et de circuler dans le puits, DTFR permet le forage avec les fluides de forage à leur niveau naturel.

La plupart des autres entrepreneurs forent un avant-trou à un diamètre inférieur, puis reviennent dans l'alésage et l'alésent à nouveau dans le plus grand diamètre. Parfois, cela peut prendre plusieurs passes. La beauté de DTFR réside dans sa capacité à forer des diamètres et profondeurs importants en un seul passage. Cela raccourcit le temps total d'ouverture du trou et diminue les risques d'effondrement et d'inondation de la formation. Non seulement DTFR est plus efficace, mais il minimise le temps de développement et optimise l'efficacité.

Boart Longyear utilise un système autonome de fluides de forage dans lequel, lorsque les fluides de forage reviennent à la surface, ils sont collectés dans un réservoir où les déblais sont extraits des fluides à travers des tamis à shaker et des unités de désaffûtage, puis le fluide de forage réutilisé dans le processus de forage. Les réservoirs de fluides de forage autonomes garantissent un mélange et un entretien corrects des fluides de forage et permettent d'économiser de l'argent en éliminant le besoin d'une fosse. L'élimination d'une fosse pour les fluides de forage réduit la taille de la plaque de forage, peut nécessiter moins de permis de perturbation et élimine le besoin de remblayer une fosse.

Le LR500 a dépassé les attentes des foreurs et des ingénieurs. Le premier trou foré était un vrai trou rectiligne et a été réalisé en un seul passage. Il était essentiel que le premier trou foré par le LR500 soit exceptionnellement droit car il forait à proximité d'un chantier souterrain. Il y avait une possibilité réelle d'intersection et d'inondation de ce chantier. Mais les résultats du LR500 ont impressionné à la fois le client et les foreurs. La capacité à réaliser de tels trous rectilignes est attribuée à trois caractéristiques principales: les fonctions de forage automatisé, un palan électrique et un outillage plus important.

La rétroaction constante en temps réel pendant le forage permet au foreur de faire des ajustements pendant le forage pour s'adapter aux conditions changeantes à mesure qu'elles se déroulent dans le trou. Le palan électrique permet un contrôle très fin pour des réglages immédiats du poids et de la rotation. Plus l'outillage est grand, plus il est rigide et offre donc un trou plus droit. L'outillage robuste et le fond de trou maximisent le potentiel d'aplomb et d'alignement.

Une fois le premier trou terminé, le LR500 a été déplacé en plein champ avec le mât et la base assemblés. C'est un gain de temps car une fois sur place, le démontage de la plate-forme est beaucoup moins rapide pour déplacer trou à trou. Le LR500 a été déplacé de 1,5 miles en environ 3 heures. La plate-forme repose sur une pelle à chenilles modifiée et a été conçue avec l'équipement de soutien nécessaire au déménagement.

Sur le premier puits, du gravier traditionnel a été utilisé. Sur le second puits, le client a demandé à Glass SiLibeads® de définir le boîtier de l’écran, un autre composant unique du projet. Les billes de verre du bloc filtrant ont été remplacées par du gravier afin de minimiser l’accumulation biologique, de maximiser la capacité des puits et de conserver l’énergie et le lavage à contre-courant.

Que vous ayez besoin d'un entrepreneur en forage d'exploration minière, des services des eaux ou d'un forage en production, vous avez besoin d'un entrepreneur ayant une réputation solide et qui a fait ses preuves pour la sécurité et des solutions innovantes. Boart Longyear opère en toute sécurité avec intégrité et recherche les résultats voulus, apportant de manière constante des solutions innovantes aux défis de forage les plus techniques, dans certains des environnements d’exploitation les plus complexes du monde. Le LR500 n'est qu'un autre exemple de la manière dont nous y parvenons grâce à nos investissements dans la sécurité, notre personnel et nos équipements.

La technique DTFR a permis au trépan extraordinaire de pénétrer dans les zones de circulation à perte qui empêchaient l’utilisation d’un appareil de forage surélevé plus traditionnel.

La technique pompe l'air à travers le tube extérieur et force la boue et les déblais de forage à travers le tube central, les empêchant de boucher les formations rocheuses poreuses avec des déblais, un problème courant sous les pressions élevées des forages conventionnels.

Les équipes composées de trois membres en rotation ont travaillé sans relâche, en utilisant une plate-forme d’entraînement supérieure équipée de stabilisateurs et d’un foret massif. Afin de minimiser le risque d'effondrement de l'entrée de la mine, le trou de forage a été foré sur le côté du tunnel de la mine et un tubage de 54 pouces avec une épaisseur de paroi de 1/2 pouce a été installé et cimenté en place. Les équipes de mines souterraines ont ensuite miné et percé le béton pour ouvrir le puits.

Percer un tel trou de diamètre important à travers des formations à perte de circulation en un seul passage - et en moins d’un mois et demi - n’aurait tout simplement pas été possible par une autre méthode et peu d’entreprises disposent des ressources, de l’expertise et de l’expérience nécessaires. mentionner une table de forage assez grande.

Le plus souvent utilisé pour les puits d’eau de grand diamètre, le DTFR convient également aux applications pétrolières et gazières précollectives et géothermiques ainsi qu’aux puits de ventilation comme celui du Wyoming. Il est également utilisé pour le forage de deux puits d’injection dans le centre de l’Utah, sur le site de la première installation de stockage souterraine de liquides de gaz naturel (NGL) dans la caverne de sel, dans la région des Rocheuses. D'autres utilisations incluent les trous de pâte et les trous utilitaires.

Bien entendu, toutes les applications ne nécessitent pas le bit géant utilisé dans la mine de charbon du Wyoming. Les bits sont disponibles dans plus d'une douzaine de tailles, allant de 7 à 7/8 pouces, en fonction des besoins.

DTFR peut être utilisé à la fois dans les formations non consolidées et les formations de roche dure. Un outillage spécifique dépend de la formation et de la taille du trou nécessaire, mais il nécessite toujours un tuyau à deux tubes, des alésoirs à rouleaux, des stabilisateurs et un foret à jupe. Cette configuration unique permet un trou rectiligne et un diamètre constant en un seul passage.

Même en cas d'inversion inondée, un forage conventionnel est nécessaire pour démarrer le forage. Le forage de surface a généralement une profondeur de 20 à 40 pieds, où le tubage de surface est cimenté sur place.

Le forage de complétion est également foré de manière conventionnelle jusqu'à la submersion, généralement à environ 100 pieds sous le sol.

À partir de là, la technique de l'inondation noyée prend le relais, permettant l'ajustement de la chambre à air, de la pression de forage la plus basse et de la possibilité de forer à travers les zones de circulation à perte. Un avantage clé est que le même équipement et les mêmes tiges peuvent être utilisés pour les deux méthodes, la commutation impliquant simplement un changement de tuyaux et de pompes, ainsi que les compresseurs et le servomoteur.

De plus, le forage DTFR ne pousse jamais directement sur le trépan mais maintient toujours le poids, ce qui entraîne un effet de pendule. Cela minimise la déviation du puits, résultant en un trou rectiligne et en réduisant l'usure du trépan, augmentant ainsi la longévité.

Le processus DTFR lui-même est relativement simple. Cela commence par l'utilisation d'un fluide de forage propre, de faible viscosité, à base de boue, qui est acheminé par gravité dans le trou de forage extérieur, ou anneau.

La boue recueille les débris de la face du trépan, se mélange à l'air et s'écoule à la surface à travers le tube central, à la manière d'une paille ordinaire. Cela entraîne moins de pression sur le forage et sa formation que le forage conventionnel, qui pompe le fluide de viscosité supérieure dans le tube central et ramène les matériaux dans l'anneau.

En surface, les déblais et la boue passent à travers le cyclone dans le bac à boue. Une série d'écrans vibrants sépare ensuite les déblais de la boue et les cônes de désableur séparent le sable du fluide de forage, qui peut ensuite être recyclé dans le trou.

Parce que l'échantillon monte dans le tuyau central plutôt que sur le bord extérieur où il pourrait ramasser des contaminants, il en résulte des échantillons de formation non contaminés en temps réel qui représentent avec précision la formation à la face du trépan. Ceci fournit des relations de profondeur exactes pour une analyse fiable de la formation.

Vous ne savez jamais ce que vous pourriez trouver avec DTFR. Il y a plusieurs années, je faisais partie d'une équipe amenée à forer un trou d'exploration de 31 pouces dans une mine d'or du Nevada parsemée de trous d'exploration et de carottes. Mais à cause de la taille du trou que nous avons percé et de la qualité des échantillons que nous avons obtenus, le résultat obtenu était un instant «Eureka!». Nous avons découvert une veine aurifère que le client ignorait.

Cette découverte n’a pas déclenché la ruée vers l’or en Californie il ya plus d’un siècle et demi, mais elle a attiré l’attention d’une équipe de géologues soudainement attentive et élargie et a entraîné le re-forage de nombreuses zones jusque-là ignorées.

Bien sûr, toutes les sociétés ne découvriront pas d’or. Mais pour cause, de plus en plus de personnes découvrent le forage à double tube à circulation inversée et attendent leurs propres instants «Eureka!».

La méthode de la circulation inversée à double tube inondé développe des puits d'eau
Boart Longyear a signé des contrats pluriannuels avec la plus grande exploitation minière de minerai de fer de la région de Pilbara, dans le nord de l'Australie occidentale (WA), pour le forage de puits sur des sites miniers actifs et futurs.

La flotte de circulation inverse à double tube noyé Boart Longyear (DTFR) foreuses de puits d'eau ont la capacité de s'adapter à des diamètres allant jusqu'à 28 pouces, d'atteindre des cibles de forage profondes grâce à un puissant retrait de 130 000 livres et sont montés sur une plate-forme très mobile. Les plates-formes utilisent un système de boue à circulation fermée avec un réservoir de boue exclusif. En installant des puits d'assèchement via DTFR, il est possible de contrôler les aquifères à forte production pendant le forage, ce qui est problématique pour le forage classique dans la boue ou à l'air.

La méthode DTFR se distingue des autres méthodes de forage par la façon dont les déblais de forage sont renvoyés à la surface par le train de forage, tandis que dans les opérations classiques dans la boue ou dans les airs, les déblais sont renvoyés dans la couronne. 

1. Le retour de coupe est plus rapide qu'une méthode conventionnelle à la boue. Les boutures ne se mêlent pas à l'anneau, comme avec les systèmes de forage conventionnels, ce qui élimine la contamination et réduit les lavages annulaires ou l'agrandissement des trous. Le retour de coupe via le train de forage signifie que la perte de boue n'arrêtera pas les opérations de forage tant que le trépan reste immergé. La circulation n’est presque jamais perdue et la boue de forage peut être remplacée pendant le forage sans qu’il soit nécessaire de s’arrêter.
   
   
2. Le système de boue est une boucle fermée. En utilisant un réservoir de boue spécial et un échangeur de coupe de forage, DTFR réduit considérablement l'empreinte de forage par rapport aux opérations de forage de boue classiques. L'eau de formation n'est pas un problème pendant le forage avec un rejet presque nul pendant les opérations de forage - ce qui rend la gestion de l'eau un problème.
   
   
3. La boue DTFR circule dans l’anneau dans des conditions de pression ambiante réduisant le temps de développement. La boue résiduelle est facilement éliminée de la paroi annulaire lors du développement. Outre l'élimination plus rapide et plus complète des boues, la quantité d'eau rejetée gérée à la surface est réduite en raison de la réduction du temps de développement.

La méthode de forage Boart Longyear DTFR a été utilisée pour travailler sur des sites miniers actifs dans la région de Pilbara - où un grand volume d’eau est rejetée pendant le forage - sans entraver les activités minières en cours.

Historiquement, le forage à l'air conventionnel ou le double forage rotatif étaient utilisés pour régler les puits d'alimentation en eau, d'assèchement et d'injection de grand diamètre. Bien que ces méthodes aient le potentiel de forer rapidement, le maintien de la circulation et de l’intégrité des trous peut être un défi dans des conditions de sol fracturé et friable. En raison de la perte de circulation ou de l’effondrement, les forages sont souvent réalisés à des profondeurs moindres.

Forer un trou de grand diamètre avec de l’air conventionnel ou de l’air bi-rotatif peut également produire une quantité énorme d’eau de décharge. Ceci est un problème car de nombreux sites de forage ne peuvent pas rejeter d'eau dans l'environnement en raison de problèmes de qualité de l'eau. Ainsi, l'eau est contenue dans des puisards géants creusés parallèlement à la foreuse. Souvent, ces fosses se remplissent rapidement pendant le forage et les opérations doivent être arrêtées pour permettre le drainage. Avec DTFR, le besoin de puisards de grande taille est éliminé car l’eau ne se décharge pas pendant le forage. Il s’agit là d’un avantage considérable dans une fosse où des problèmes de gestion de l’eau peuvent interrompre les opérations minières.

Au cours d'une année, Boart Longyear a foré 2300 mètres pour un grand exploitant minier dans la région de Pilbara, avec des trous de 17,5 et 20 pouces de diamètre. Les puits achevés ont atteint des profondeurs de 250 mètres et ont été forés avec des chaînes de production de 10 à 12 pouces.

En ce qui concerne plus particulièrement le développement d’un puits de déshydratation à l’ex-fosse, le DTFR a atteint une profondeur de 144 mètres avec moins de 1% de déviation lors du forage.

La géologie rencontrée comprenait du fer bagué, des séquences épaisses de minerai friable friable et des schistes mélangés à des bandes de chert dur. Le DTFR a facilement géré ces conditions changeantes du sol et les forages ne se sont arrêtés à aucun moment en raison d'une perte de circulation. Avant l’utilisation du DTFR dans la région de Pilbara, il était présumé qu’un trépan à trois cônes, qui est généralement utilisé pour tous les types de forage dans la boue, ne serait pas capable de traiter les roches dures associées aux gisements de minerai de fer. DTFR a rapidement dissipé ces inquiétudes, ce qui a permis de persuader d'autres grands producteurs de minerai de fer de signer des contrats pluriannuels avec Boart Longyear.