Kako pravilno izabrati centralizator za bušotine?

1. O čemu se radi?

Centralizator je mehanički uređaj koji služi za pozicioniranje i centriranje kolone cevi (najčešće kućišta ili zaštitne cevi) unutar bušotine. Njegova primarna funkcija je da omogući ravnomeran raspored cementnog prstena oko cevi tokom cementacije. Pravilno postavljen centralizator garantuje optimalan kvalitet cementacije i dugoročnu stabilnost bušotine.

Bez obzira na to da li se radi o bunarskoj, naftnoj ili geotermalnoj bušotini, izbor odgovarajućeg centralizatora je od suštinske važnosti za tehničku ispravnost konstrukcije. Pogrešan izbor ili nedostatak centralizatora može dovesti do lošeg prijanjanja cementa, gubitka cirkulacije, pa čak i do kolapsa bušotine.

U ovom članku razmatramo sve ključne aspekte pravilnog izbora centralizatora, uključujući vrste, materijale, dimenzije i uslove bušenja. Takođe ćemo objasniti posledice nepravilne primene i kako ih izbeći.

2. Kako se to radi?

Izbor centralizatora zavisi od više faktora. Najvažniji među njima su:

Prečnik i tip cevi
Prečnik bušotine
Vrsta formacije (litologija)
Dubina i nagib bušotine
Način cementacije
Temperaturni i pritisni uslovi

Vrste centralizatora

Postoji više tipova centralizatora, a svaki ima svoju specifičnu primenu. Evo pregleda najčešće korišćenih tipova:

Centralizatori sa opružnim lamelama (spring bow centralizers)

Ovi centralizatori su fleksibilni, izrađeni od čeličnih traka u obliku opruge. Pružaju dobar otpor i omogućavaju centriranje u raznim uslovima. Idealni su za vertikalne i blago nagnute bušotine.

Kruti centralizatori (rigid centralizers)

Kruti centralizatori izrađeni su od metala ili plastike. Koriste se kada je potreban minimalan zazor između cevi i zida bušotine. Pružaju odličnu kontrolu pozicije, ali su manje efikasni u umerenim i velikim ekscentričnostima.

Centralizatori sa zatvorenim kućištem (solid body centralizers)

Ovakvi centralizatori nude maksimalnu čvrstoću i stabilnost. Koriste se u zahtevnim bušotinama gde su veći pritisci i visoke temperature. Efikasni su u horizontalnim i deviiranim bušotinama.

Centralizatori sa kliznim prstenovima (slip-on centralizers)

Oni se montiraju direktno na cev i fiksiraju zavrtnjima ili zavarivanjem. Idealni su za plitke bušotine sa stabilnim zidovima, gde nije potrebna velika fleksibilnost.

Materijali i otpornost

Centralizatori se izrađuju od različitih materijala u zavisnosti od uslova u bušotini. Najčešće korišćeni materijali su čelik, nerđajući čelik, plastika (najlon, polietilen) i kompoziti. Svaki od ovih materijala ima svoje prednosti i mane.

Čelik: Visoka otpornost na mehanička opterećenja, ali podložan koroziji.
Nerđajući čelik: Otporniji na koroziju, ali skuplji.
Plastika: Laka i koroziono otporna, ali manje otporna na visoke temperature i pritiske.
Kompoziti: Kombinuju prednosti plastike i metala, ali su skuplji i zahtevniji za montažu.

Dimenzionisanje i pozicioniranje

Pravilno dimenzionisanje centralizatora podrazumeva izbor odgovarajuće veličine u odnosu na prečnik cevi i bušotine. Centralizator mora omogućiti dovoljan zazor za cement, ali i osigurati stabilnu poziciju cevi. Preporučeni minimalni zazor između spoljnog prečnika centralizatora i zida bušotine je 1/4 inča (oko 6 mm).

Pozicioniranje centralizatora se vrši na osnovu inženjerskog proračuna i iskustva. Najčešće se postavljaju na svakih 10 do 20 metara duž cevi, sa dodatnim jedinicama u kritičnim zonama – npr. prelazima formacija, nagibima ili na mestima potencijalne ekscentričnosti.

Specijalni uslovi bušenja

U horizontalnim i deviiranim bušotinama, ekscentričnost cevi može biti znatno izraženija. U tim slučajevima preporučuju se centralizatori sa povećanom fleksibilnošću ili oni sa rotacionim mogućnostima. Takođe, u bušotinama sa visokim temperaturama i pritiscima, neophodni su centralizatori izrađeni od otpornijih materijala, najčešće metalnih ili kompozitnih.

U glinenim i nestabilnim formacijama, preporučuje se korišćenje centralizatora sa minimalnim kontaktom sa zidom bušotine kako bi se smanjilo blokiranje i trenje.

Odabir prema načinu cementacije

Način cementacije takođe igra značajnu ulogu. U slučaju cementacije sa gubitkom cirkulacije, preporučuje se korišćenje centralizatora koji omogućavaju slobodan protok fluida kroz i oko cevi. U cementaciji sa « plugovima » ili pritisnim metodama, potrebno je obezbediti visoku mehaničku otpornost centralizatora, jer dolazi do dodatnih opterećenja.

3. Šta se dešava ako to ne uradimo?

Nepravilna upotreba ili izostanak centralizatora može imati ozbiljne tehničke i ekonomske posledice:

Neravnomerna cementacija

Kada cev nije centrirana, cement ne može ravnomerno da ispuni prostor između cevi i zida bušotine. To dovodi do stvaranja praznina (kanala) kroz koje mogu prolaziti voda, gas ili nafta, što kompromituje integritet bušotine.

Gubitak mehaničke stabilnosti

Bez pravilno postavljenih centralizatora, cev može doći u kontakt sa zidom bušotine, što povećava trenje i opterećenje. To može izazvati savijanje, oštećenje cevi ili čak njeno zaglavljivanje tokom spuštanja.

Nemogućnost pravilnog cementiranja

U slučajevima kada cement ne može da cirkuliše oko cele cevi, dolazi do tzv. « kanalizacije ». Takva situacija može uzrokovati migraciju fluida između slojeva, što može dovesti do kontaminacije podzemnih voda ili gubitka pritiska u proizvodnim slojevima.

Povećani troškovi

Nepravilan izbor centralizatora često rezultira potrebom za dodatnim cementacijama, korektivnim radovima ili čak napuštanjem bušotine. Svi ovi faktori značajno povećavaju troškove projekta.

Rizik po životnu sredinu

Loša cementacija može dovesti do curenja fluida u vodonosne slojeve. To direktno ugrožava kvalitet pijaće vode i može imati pravne i ekološke posledice.

Preporuke i zaključak

Centralizator nije samo dodatak cevi – on je ključni element svake dobro izvedene bušotine. Pravilnim izborom tipa, materijala i rasporeda centralizatora, obezbeđuje se funkcionalna, bezbedna i dugotrajna bušotina.

Uvek se preporučuje konsultacija sa iskusnim inženjerima i geolozima tokom projektovanja bušotine. Takođe, treba se pridržavati standarda i smernica kao što su API 10D i ISO 10427, koji definišu tehničke zahteve za centralizatore.

Bez obzira na vrstu bušotine – bilo da se radi o pijaćem bunaru, geotermalnoj instalaciji ili naftnoj bušotini – pravilna upotreba centralizatora je od suštinskog značaja za uspeh celokupnog projekta.

Ulaganje u kvalitetne centralizatore i njihovu pravilnu primenu višestruko se isplati – kroz sigurnost, stabilnost, trajnost i očuvanje životne sredine.

Kontakt informacije

Za dodatne informacije i stručnu pomoć, možete se obratiti putem sajta bunar.rs ili pozvati na broj telefona: 064 669 4209.