يعتمد تطوير تكنولوجيا الحفر بشكل أساسي على معدات التحكم الصلبة. يعد التحكم الميكانيكي الصلب رابطًا مهمًا للحفاظ على الأداء الجيد لطين الحفر وضمانه، كما أنه أحد مكونات تكنولوجيا الحفر التقليدية.
وفي طين الحفر يبلغ حجم الجزيئات الصلبة التي لها تأثير كبير على أداء الطين ونسبة الاختراق الميكانيكي أكثر من 15 ميكرون، وتشكل حوالي 70% من إجمالي المواد الصلبة. يحاول الناس إزالته في أي وقت من خلال معدات ميكانيكية أكثر فعالية. مع تطور تكنولوجيا الحفر، أصبحت متطلبات أداء الطين أعلى وأعلى. لقد أثبتت الممارسة أن تقنية تحسين أداء الطين من خلال التحكم في المواد الصلبة الطينية قد تطورت إلى تقنية مساعدة مهمة لطين الحفر، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا باستقرار ظروف البئر وتحسين سرعة الحفر. من أجل توفير طين عالي الجودة للحفر، من الضروري أن يكون لديك مجموعة من معدات تنقية الطين الكاملة والقابلة للتطبيق، وهو ما يضمن الحفاظ على الأداء الممتاز لطين الحفر.
يمكن تقسيم الطور الصلب في سائل الحفر والطين إلى فئتين حسب وظائفهما: الأول هو الطور الصلب المفيد، مثل البنتونيت، عامل المعالجة الكيميائية، مسحوق الباريت، إلخ. والآخر هو الطور الصلب عديم الفائدة، مثل قطع الحفر، الرديئة. البنتونيت والرمل وغيرها.
إن ما يسمى بالتحكم في الطور الصلب لمائع الحفر هو التخلص من الطور الصلب الضار والحفاظ على الطور الصلب المفيد لتلبية متطلبات تكنولوجيا الحفر على أداء مائع الحفر. بشكل عام، يُشار إلى التحكم الصلب في مائع الحفر بالتحكم الصلب.
يتم الاهتمام بأهمية التحكم القوي. لقد أصبح عاملاً مهماً يؤثر بشكل مباشر على الحفر الآمن والعالي الجودة والفعال وحماية مكامن النفط والغاز. يعد التحكم الصلب أحد الوسائل المهمة لتحقيق الحفر الأمثل. يمكن أن يوفر التحكم الصلب الجيد الظروف اللازمة للحفر العلمي. التحكم السليم في الطور الصلب يمكن أن يحمي خزان النفط والغاز، ويقلل من عزم الحفر والاحتكاك، ويقلل من تقلبات ضغط الشفط الحلقي، ويقلل من احتمالية التصاق الضغط التفاضلي، ويحسن سرعة الحفر، ويطيل عمر لقمة الحفر، ويقلل من احتمالية التصاق الضغط التفاضلي. تآكل المعدات والأنابيب، وتحسين عمر الأجزاء الضعيفة من نظام تداول سائل الحفر، وزيادة استقرار حفرة البئر، وتحسين ظروف الغلاف، وتقليل التلوث البيئي، وتقليل تكلفة سائل الحفر. تظهر البيانات الإحصائية الميدانية أنه في نطاق الكثافة المنخفضة، يمكن زيادة معدل الاختراق الميكانيكي بحوالي 8% لكل انخفاض بنسبة 1% في المحتوى الصلب لسائل الحفر (أي ما يعادل انخفاض بنسبة 0.01 في كثافة سائل الحفر). يمكن ملاحظة أن فوائد التحكم القوي كبيرة جدًا.
إن وجود مواد صلبة زائدة عديمة الفائدة في الوحل هو أكبر خطر خفي يؤدي إلى الإضرار بأداء سائل الحفر، مما يقلل من معدل الاختراق ويؤدي إلى مضاعفات مختلفة في قاع البئر. في الممارسة طويلة المدى والبحث المستمر، خلص الناس إلى أن الطور الصلب المفرط عديم الفائدة في الطين سيؤدي إلى التأثيرات الضارة التالية على أعمال الحفر.
المحتوى الصلب العالي للطين، والجاذبية النوعية الأكبر، وزيادة فرق ضغط الحفرة السفلية يزيد من تأثير الضغط للعمود السائل على الصخور، وهو ما لا يفضي إلى تفتيت الصخور في قاع الحفرة. المحتوى الصلب للطين مرتفع، وتضعف القدرة على حمل قطع الحفر، ولا يمكن تفريغ عدد كبير من الجزيئات الكبيرة من قطع الحفر من الحفرة في الوقت المناسب، مما يؤدي إلى كسر متكرر لقطع الصخور بواسطة لقمة الحفر، و وبالتالي زيادة تآكل أدوات الحفر، وبالتالي التأثير على سرعة الحفر.
أثناء الحفر، سيؤثر فقدان الماء ومحتوى الجسيمات الصلبة للطين بشكل مباشر على جودة كعكة الطين المتكونة على جدار الحفرة. فقدان الماء من سائل الحفر صغير، وكعكة الطين رقيقة وصعبة، وحماية الجدار جيدة، وهذا هو هدفنا. سيزيد المحتوى الصلب العالي من فقدان الماء في الطين، مما سيؤدي إلى امتصاص الماء وتوسع الترطيب وعدم استقرار جدار الحفرة في تكوين الصخر الزيتي، مما يؤدي إلى ضعف الرفع والتعثر، مما يؤدي إلى وقوع حوادث في الحفرة. بالإضافة إلى ذلك، إذا كانت كعكة الطين سميكة للغاية وفضفاضة، فإنها ستزيد أيضًا من سطح الاتصال بين أداة الحفر وجدار البئر، مما سيؤدي بسهولة إلى حوادث الالتصاق.
كلما زاد المحتوى الصلب، زاد التآكل الميكانيكي لنظام التدوير. سيؤدي الكثير من الطين إلى تسريع تآكل بطانة الأسطوانة ومكبس مضخة الطين، وبالتالي زيادة وقت الصيانة وتقليل كفاءة الحفر. إذا كان المحتوى الصلب مرتفعًا جدًا، فسيتسبب أيضًا في حدوث تقشر على الجدار الداخلي لأنبوب الحفر، مما يؤثر على صيد الأنبوب الداخلي، وسيضطر إلى رفع أنبوب الحفر للتعامل مع التقشر، وبالتالي مقاطعة إجراءات العمل العادية. سيتم أيضًا تقليل كفاءة الحفر بشكل كبير بسبب الزيادة الكبيرة في وقت التشغيل الإضافي.
أثناء عملية الحفر، سوف يتغير أداء الطين إذا لم تتم إزالة قطع الحفر في الوقت المناسب لأنها تدخل الطين بشكل مستمر. عندما يكون محتوى الرمل في الطين أكثر من 4%، فإنه يعتبر بمثابة ملاط نفايات. يجب تفريغها واستبدالها بملاط جديد. معظم الطين عبارة عن محلول قلوي، ولن يؤدي التصريف العشوائي إلى تدمير الغطاء النباتي فحسب، بل يتسبب أيضًا في قلونة التربة ويؤثر على تجديد الغطاء النباتي. بالإضافة إلى ذلك، هناك بعض المواد المضافة في الطين تجعل الطين أسود، وكمية كبيرة من التصريف سوف تسبب تلوثًا بصريًا للبيئة.