Περιστροφική διάτρηση: τεχνολογία, αρχή λειτουργίας και χαρακτηριστικά

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Μία από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες μεθόδους δημιουργίας γεωτρήσεων παραγωγής και εξερεύνησης για νερό είναι η περιστροφική γεώτρηση. Παρέχεται από τη μεταφορά περιστροφικών κινήσεων από τον επιφανειακό ρότορα στη χορδή τρυπανιού.

Η περιστροφική διάτρηση διαφέρει στο ότι δεν έχει αξονική δύναμη που δημιουργείται από τον κινητήρα. Κατά τη διαδικασία, η επεξεργασία (σφαγή) πλένεται από τα απορρίμματα βράχου με τη βοήθεια νερού και ειδικών διαλυμάτων. Εξετάστε τη μέθοδο με περισσότερες λεπτομέρειες.

Ιστορικό υπόβαθρο

Η περιστροφική γεώτρηση χρησιμοποιείται για πάνω από εκατόν σαράντα χρόνια. Η τεχνολογία αυτής της μεθόδου διάνοιξης φρεατίων χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής στις αρχές του ογδόντα του δέκατου ένατου αιώνα. Έκτοτε, παρέμεινε ουσιαστικά αμετάβλητη, με εξαίρεση τις μικρές καινοτομίες που οδήγησαν σε μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα. Οι αλλαγές επηρέασαν τα εργαλεία κοπής βράχου - βελτιώθηκαν, δημιουργήθηκαν νέα υγρά μέσα για την έκπλυση φρεατίων και η αντοχή τμημάτων του μηχανισμού αυξήθηκε.

Η περιστροφική γεώτρηση είναι ένας από τους τύπους περιστροφικής γεώτρησης. Η αρχή είναιότι το εργαλείο θραύσης βράχων, που βρίσκεται μέσα στο φρεάτιο, λειτουργεί από τη δύναμη που μεταδίδεται σε αυτό από έναν ηλεκτρικό κινητήρα ή εξοπλισμό αεριοστροβίλου. Αυτή η μέθοδος είναι αρκετά απλή και αποτελεσματική. Με τη βοήθειά του, γίνονται γεώτρηση πετρελαίου παραγωγής και εξερεύνησης. Το συμπαγές μέγεθος της μονάδας επιτρέπει τη χρήση της σε ιδιωτική γη για τη δημιουργία πηγαδιών νερού.

Μέθοδοι διάτρησης

Προς το παρόν, η γεώτρηση φρεατίων για νερό πραγματοποιείται με μεθόδους κοπής βράχου χρησιμοποιώντας ειδικούς μηχανισμούς. Το έδαφος μπορεί να τροφοδοτηθεί με δύο τρόπους:

• Με τη βοήθεια μηχανισμών - ξηρή μέθοδο.
• Πίδακας νερού υπό υψηλή πίεση ή βαρύτητα - υδραυλικό.

Γενικά, η μηχανική διάτρηση πραγματοποιείται με έναν από τους τρεις τρόπους:

• Περιστροφική γεώτρηση - το έδαφος τρυπιέται με περιστροφικές κινήσεις.
• Κρούση - το έδαφος καταστρέφεται από την πρόσκρουση του τρυπανιού.
• Δόνηση - το έδαφος σπάει από δονήσεις υψηλής συχνότητας.

Η πρώτη μέθοδος είναι η πιο χρησιμοποιούμενη λόγω της απλότητας, του χαμηλού κόστους και της απόδοσης ταυτόχρονα.

Όταν εφαρμόζεται η μέθοδος

Η περιστροφική γεώτρηση χρησιμοποιείται όταν αναπτύσσονται ημιπετρώδη και βραχώδη εδάφη για τη διάνοιξη φρεατίων βάθους έως εκατόν πενήντα μέτρων. Για επιτυχημένη διάτρηση βράχων, είναι απαραίτητο να επιλέξετε το σωστό εργαλείο διάτρησης - μια σμίλη και σταθμισμένους σωλήνες. Σύμφωνα με τους ειδικούς, για αποτελεσματική λειτουργία, θα πρέπει να χρησιμοποιείται περιστροφική γεώτρηση εάνπληρούνται οι ακόλουθες προϋποθέσεις:

• Η μελέτη του υδρογεωλογικού τμήματος της τοποθεσίας πραγματοποιήθηκε με επαρκή λεπτομέρεια.
• Είναι γνωστό ότι το έδαφος αποτελείται από βράχους.
• Υπάρχουν δεδομένα για το επίπεδο του υδροφόρου ορίζοντα.
• Υπάρχει καλή πίεση υπόγειου νερού.
• Υπάρχει η δυνατότητα συνεχούς παροχής υγρού έκπλυσης.

Επιπλέον, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι συνθήκες των νότιων περιοχών επιτρέπουν τις εργασίες γεώτρησης όλο το χρόνο και στις βόρειες περιοχές, η εργασία περιορίζεται από τη θερμοκρασία του εξωτερικού περιβάλλοντος, στο οποίο το υγρό έκπλυσης παγώνει.

Εξοπλισμός για γεώτρηση φρέατος

Η τεχνολογία περιστροφικής γεώτρησης περιλαμβάνει τη χρήση ειδικών εγκαταστάσεων - τοποθετημένων με βάση αυτοκινούμενα οχήματα ή σε στάση. Και τα δύο πρέπει να έχουν τα ακόλουθα στοιχεία:

• Μηχανή.
• Πύργος.
• Drive.
• Swivel - ένα σύστημα που παρέχει υγρό στην κάτω τρύπα.
• Σχοινί τρυπάνι.
• Rotor.
• Εμβολοφόρος αντλία.
• Μηχανισμός ανύψωσης που περιλαμβάνει μπλοκ και μπλοκ κορώνας.
• Γραμμή πίεσης
• Ένα σύστημα επιστροφής και καθαρισμού υγρού που περιέχει υδροκυκλώνες, έναν αγωγό και μια δονούμενη οθόνη.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της μεθόδου

Η μέθοδος περιστροφικής διάτρησης έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλες μεθόδους. Μεταξύ αυτών, πρέπει να σημειωθούν τα ακόλουθα:

• Υπερβαίνει τα υπόλοιπα όσον αφορά την απόδοση: πέντε φορές τη μέθοδο κρούσης και δέκα φορές τη μέθοδο δόνησης.
• Έχει υψηλόταχύτητα εργασίας.
• Λόγω της χρήσης μιας ποικιλίας αφαιρούμενων σμίλων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εδάφη διαφορετικής πολυπλοκότητας.
• Η μονάδα έχει μικρό μέγεθος, ώστε να μπορεί να λειτουργεί σε περιορισμένο χώρο.
• Λόγω της δυνατότητας τοποθέτησης στην πλατφόρμα, η μονάδα είναι αρκετά κινητή.
• Επιτρέπει τη γεώτρηση σε βάθος και την εξαγωγή νερού από σπασμένους ασβεστόλιθους.
• Η μέθοδος έχει καλές ιδιότητες υδροφορίας.
• Επιτρέπει τη γεώτρηση φρεατίων διαμέτρου έως διακόσια εκατοστών.

Μαζί με αυτά τα πλεονεκτήματα, η περιστροφική κατευθυνόμενη διάτρηση έχει τα ακόλουθα μειονεκτήματα:

• Βεβαιωθείτε ότι έχετε λάβει υπόψη τον τύπο εδάφους για να βρείτε τη σωστή σμίλη.
• Η παρουσία υπερ-σκληρών σωματιδίων βράχου στο δρόμο μπορεί να είναι ένα εμπόδιο που απαιτεί τη χρήση πιο καταστροφικών μηχανισμών.
• Το αργιλώδες έδαφος μπορεί να επηρεάσει.
• Ένα σοβαρό εμπόδιο στη γεώτρηση είναι το παγωμένο έδαφος.
• Η ισχύς εξαρτάται από τον τρέχοντα εγκατεστημένο ρότορα.
• Η ανάγκη να έχετε πάντα μεγάλη ποσότητα υγρού έκπλυσης.

Παρά ορισμένα μειονεκτήματα, αυτή η μέθοδος έχει πολύ περισσότερα πλεονεκτήματα.

Η αρχή λειτουργίας των περιστροφικών μονάδων

Η περιστροφική γεώτρηση φρεατίων πραγματοποιείται με ειδική εγκατάσταση - έναν πύργο πλαισίου ή πλέγματος, στερεωμένο στην πλατφόρμα. Όλα τα άλλα συστήματα είναι προσαρτημένα σε αυτό, επιτρέποντάς σας να ανεβάζετε και να χαμηλώνετε το προφίλ του κορδονιού τρυπανιού. Τέτοιοςη στήλη συναρμολογείται από πολλούς σωλήνες που συνδέονται με πτυσσόμενους συνδέσμους.

Η κινητήρια δύναμη είναι ο ηλεκτροκινητήρας του αυτοκινήτου ή μια ξεχωριστή γεννήτρια, η οποία μεταδίδει την περιστροφή από τη στήλη στον ρότορα μέσω του κινητήριου άξονα και του γραναζιού. Περιστρέφοντας, ο ρότορας κινεί τη σμίλη, η οποία καταστρέφει το στρώμα εδάφους στο φρεάτιο με τις άκρες εργασίας του. Το εύρος περιστροφής μπορεί να ρυθμιστεί. Οι άκρες των κομματιών μπορεί να είναι διαμάντι, σύνθετο ή καρβίδιο. Το σχήμα τους μπορεί να διαφέρει.

Το αναπτυγμένο στρώμα εδάφους μετατοπίζεται από το ορυχείο με άμεση ή αντίστροφη πλύση με βαρύτητα ή υπό πίεση χρησιμοποιώντας μονάδες άντλησης. Μετά την έκπλυση του φρεατίου, τοποθετούνται σωλήνες περιβλήματος σε αυτό. Μέσω των περιστρεφόμενων και κοίλων σωλήνων του σπάγκου του τρυπανιού, τροφοδοτείται υγρό έκπλυσης στο μύτη, το οποίο διαβρώνει το έδαφος κάτω από το τρυπάνι. Μέσα από το διάκενο μεταξύ των σωλήνων και του βαρελιού, το υγρό μεταφέρει το χώμα έξω. Στην επιφάνεια, το υγρό συλλέγεται και καθαρίζεται μέσω ειδικών φίλτρων, έτσι ώστε να μπορεί να τεθεί ξανά σε λειτουργία χρησιμοποιώντας αντλίες εμβόλου.

Χαρακτηριστικά της τεχνολογίας περιστροφικής διάτρησης

Η διαδικασία γεώτρησης οργανώνεται με τέτοιο τρόπο ώστε, λόγω της έκπλυσης του στρώματος του εδάφους από το ορυχείο, η χορδή του τρυπανιού να πηγαίνει βαθύτερα με κάθε κίνηση. Περιοδικά, πρέπει να αυξάνεται προσθέτοντας άλλους σωλήνες.

Η διαδικασία διάτρησης εκτελείται σε βήματα:

• Αφού περάσουμε τα πρώτα χαλαρά στρώματα χώματος, η στήλη ανυψώνεται και το περίβλημα χαμηλώνει στον άξονα.
• Το κενό γεμίζεται κυκλικά με τσιμεντοκονία.
• Μετάόταν το τσιμέντο πήζει, ένα κομμάτι με μικρότερη διάμετρο τροφοδοτείται στον άξονα και η εργασία συνεχίζεται.

Μπορούν να εκτελεστούν αρκετά από αυτά τα παρόμοια βήματα και, στη συνέχεια, ένας σωλήνας παραγωγής διάτρητος στο άκρο κατεβάζεται στον άξονα. Ανάλογα με την ποιότητα της στρώσης και του βάθους του εδάφους, επιλέγονται ο αριθμός και το βάρος των σωλήνων, ο τύπος του μπιτ, η ταχύτητα περιστροφής και το υλικό ακμών και η πίεση του υγρού έκπλυσης. Οι λεπτομέρειες είναι οι εξής:

• Σχηματισμοί ελαφρών βράχων τρέχουν με τη μέγιστη ταχύτητα και πιο ξέπλυμα.
• Τα βραχώδη εδάφη απαιτούν μειωμένη συχνότητα και μειωμένη πίεση υγρού.

Σκληρά εγκλείσματα εδάφους - ογκόλιθοι - στη διαδρομή του ρότορα, τα οποία μπορεί να μπλοκάρουν ή εδάφη που απορροφούν ενεργά το πλύσιμο μπορεί να επηρεάσουν την εργασία. Η διαδικασία επιβραδύνεται επίσης από την έλλειψη νερού στο εργοτάξιο και την παρουσία ενός μεγάλου στρώματος αργίλου. Ο πηλός, που αναμιγνύεται με νερό, φράζει το κανάλι του νερού και απαιτεί επιπλέον σχολαστικό πλύσιμο.

Σωλήνες περιβλήματος

Μετά τη διάνοιξη ενός φρεατίου, είναι σημαντικό να ενισχύσετε τα τοιχώματά του. Το έδαφος είναι αναξιόπιστο και μπορεί να μετατοπιστεί, γεγονός που θα επηρεάσει αρνητικά την κάτω τρύπα.

Για να αποφευχθεί η κατάρρευση της γης, έχει τοποθετηθεί μια σειρά περιβλήματος. Βοηθά στην πρόληψη της διαρροής του εδάφους και αποτρέπει τη διαρροή νερού. Η πρώτη στήλη ονομάζεται "αγωγός". Τοποθετείται για να καλύπτει ασταθείς βράχους. Η εγκατάσταση πραγματοποιείται σε απόσταση όχι νωρίτερα από την ένδειξη των 30 μέτρων και όχι αργότερα από 600 μέτρα. Για μια πετρελαιοπηγή, η στήλη τοποθετείται σε απόσταση, μέγιστηκοντά στην επιφάνεια.

Επειδή η περιστροφική γεώτρηση χρησιμοποιείται σχεδόν σε κάθε τύπο εδάφους, κατά την εγκατάσταση των στηλών, οι εργαζόμενοι καθοδηγούνται από τις γεωλογικές συνθήκες. Μερικές φορές πρέπει να χρησιμοποιήσετε πολλές χορδές περιβλήματος για να ενισχύσετε την κάτω τρύπα.

Η μικρότερη διάμετρός τους βυθίζεται πιο βαθιά από τα υπόλοιπα και ονομάζεται επιχειρησιακή. Η διάτρηση γίνεται από κάτω, μέσα από αυτές τις τρύπες θα ρέει μέσα της η μάζα του αερίου, του νερού ή του λαδιού.

Η σημασία του υγρού γεώτρησης στις εργασίες γεώτρησης

Η σωστή μέθοδος έκπλυσης για περιστροφική διάτρηση μπορεί να αυξήσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας. Σε έργα αυτού του τύπου ισχύει:

• Διαλύματα πολυμερών.
• Γαλακτώματα λαδιού.
• Αεριζόμενα διαλύματα.
• Νερό.

Η μέθοδος εξαέρωσης χρησιμοποιείται επίσης ευρέως. Εάν οι εργασίες εκτελούνται σε χώρους με χαμηλή πίεση δεξαμενής, τότε οι εργαζόμενοι χρησιμοποιούν ειδικό αέριο. Το ξέπλυμα βοηθά να απαλλαγούμε από τις υπερβολικές ακαθαρσίες και αντικείμενα, τους βράχους που καταρρέουν, κάτι που είναι αναπόφευκτο στη διαδικασία γεώτρησης. Το υγρό που πέφτει πάνω στη μύτη την ψύχει. Που παρατείνει τη διάρκεια ζωής του εργαλείου.

Η περιστροφική διάτρηση πραγματοποιείται σε τρία στάδια:

1. Καταστροφή γήινων πετρωμάτων με χρήση σμίλης.
2. Εκτόξευση νερού για την εκτέλεση του κατεστραμμένου βράχου. Η διαδικασία μπορεί να πραγματοποιηθεί τόσο με αντίστροφη όσο και με άμεση έκπλυση, όλα εξαρτώνται από το βάθος του φρέατος, τον όγκο του νερού που χρησιμοποιείται και τον τύπο του εδάφους. Χρησιμοποιείται σε ιδιωτικά νοικοκυριάδημοφιλής μέθοδος άμεσης έκπλυσης.
3. Ενίσχυση των τοίχων ενός νέου πηγαδιού με σωλήνες περιβλήματος.

Η περιστροφική διάτρηση είναι μια διαδικασία έντασης εργασίας, κατά την οποία πρέπει να λαμβάνονται υπόψη πολλοί παράγοντες. Παρόλα αυτά, θεωρείται αρκετά αποτελεσματικό και χρησιμοποιείται σε διάφορες συνθήκες.