Pöördpuurimine: tehnoloogia, tööpõhimõte ja omadused

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Üks enim kasutatavaid meetodeid vee tootmis- ja uurimiskaevude loomiseks on pöörlev puurimine. See saadakse pöörlevate liikumiste ülekandmisel pinnarootorilt puurnöörile.

Pöördpuurimine erineb selle poolest, et sellel puudub ajami poolt tekitatav aksiaaljõud. Protsessi käigus pestakse töö (tapmine) kivijäätmetest vee ja erilahuste abil. Mõelge meetodile üksikasjalikum alt.

Ajalooline taust

Pöördpuurimist on kasutatud üle saja neljakümne aasta. Selle kaevude puurimismeetodi tehnoloogiat kasutati esmakordselt Ameerika Ühendriikides 19. sajandi kaheksakümnendate alguses. Sellest ajast peale on see jäänud praktiliselt muutumatuks, välja arvatud väiksemad uuendused, mis on suurendanud tõhusust. Muudatused mõjutasid kivimite lõiketööriistu – neid täiustati, kaevude loputamiseks loodi uued vedelad vahendid ja suurendati mehhanismi osade tugevust.

Pöördpuurimine on üks pöördpuurimise liike. Põhimõte onet kaevu sees asuv kivimurdmise tööriist töötab jõust, mille edastab sellele elektrimootor või gaasiturbiin. See meetod on üsna lihtne ja tõhus. Tema abiga puuritakse tootmisõli ja uuringukaevud. Seadme kompaktne suurus võimaldab seda kasutada eramaal veekaevude loomiseks.

Puurimismeetodid

Praegu tehakse vee jaoks kaevude puurimist kivide lõikamise meetoditega, kasutades spetsiaalseid mehhanisme. Mulda saab toita kahel viisil:

• Mehhanismide abil - kuivmeetod.
• Veejoa kõrge rõhu või raskusjõu all – hüdrauliline.

Üldiselt teostatakse mehaanilist puurimist ühel kolmest viisist:

• Pöördpuurimine - pinnas puuritakse pöörlevate liigutustega.
• Mõju – külviku löögi tõttu pinnas hävib.
• Vibratsioon – kõrgsageduslikud vibratsioonid lõhuvad pinnast.

Esimest meetodit kasutatakse enim selle lihtsuse, madala hinna ja samaaegse jõudluse tõttu.

Kui meetodit rakendatakse

Pöördpuurimist kasutatakse poolkivise ja kivise pinnase väljatöötamisel kuni saja viiekümne meetri sügavuste kaevude puurimiseks. Kivide edukaks puurimiseks on vaja valida õige puurimistööriist - peitel ja kaalutud torud. Ekspertide sõnul tuleks tõhusaks tööks kasutada pöördpuurimist, kuijärgmised tingimused on täidetud:

• Saidi hüdrogeoloogilise lõigu uuring viidi läbi piisav alt üksikasjalikult.
• On teada, et pinnas koosneb kividest.
• Veekihi taseme kohta on andmed olemas.
• Maa-aluse vee rõhk on hea.
• Võimalik on pidev loputusvedeliku kohaletoimetamine.

Lisaks tuleb arvestada, et lõunapiirkondade tingimused võimaldavad puurimist aastaringselt ning põhjapoolsetes piirkondades piirab tööd väliskeskkonna temperatuur, mille juures loputusvedelik hangub.

Kaevude puurimise seadmed

Pöördpuurimistehnoloogia hõlmab spetsiaalsete paigaldiste kasutamist – monteeritud iseliikuvatele sõidukitele või statsionaarselt. Mõlemal peab olema järgmised komponendid:

• Mootor.
• Torn.
• Sõida.
• Pööratav – süsteem, mis varustab vedelikuga põhjaauku.
• Puurimisnöör.
• Rootor.
• Kolbpump.
• Tõstemehhanism, sealhulgas plokk ja kroonplokk.
• Rõhujoon
• Vedeliku tagastus- ja puhastussüsteem, mis sisaldab hüdrotsükloneid, renni ja vibreerivat ekraani.

Meetodi eelised ja puudused

Pöördpuurimismeetodil on teiste meetodite ees mitmeid eeliseid. Nende hulgas tuleks märkida järgmist:

• Ületab jõudluse poolest ülejäänu: viis korda löögimeetodit ja kümme korda vibratsioonimeetodit.
• On kõrgetöö kiirus.
• Erinevate eemaldatavate peitlite kasutamise tõttu saab seda kasutada erineva keerukusega muldadel.
• Seadmel on kompaktne suurus, nii et see võib töötada piiratud ruumis.
• Perroonil paiknemise võimaluse tõttu on seade üsna mobiilne.
• Võimaldab sügavate kaevude puurimist ja vee eraldamist purunenud lubjakivist.
• Meetodil on head vett kandvad omadused.
• Võimaldab puurida kuni kahesaja sentimeetrise läbimõõduga kaevu.

Lisaks nendele eelistele on pöörleval juhitaval puurimisel järgmised puudused:

• Õige peitli leidmiseks arvestage kindlasti mullatüübiga.
• Ülikõvade kivimiosakeste olemasolu teel võib olla takistuseks, mis nõuab hävitavamate mehhanismide kasutamist.
• Savi pinnas võib segada.
• Puurimise tõsine takistus on külmunud maa.
• Toide sõltub hetkel paigaldatud rootorist.
• Vajadus omada alati palju loputusvedelikku.

Vaatamata teatud puudustele on sellel meetodil palju rohkem eeliseid.

Pöördseadmete tööpõhimõte

Kaevude pöörlev puurimine toimub spetsiaalse paigaldusega - raami või võre torn, mis on kinnitatud platvormile. Selle külge on kinnitatud kõik muud süsteemid, mis võimaldavad profileeritud puurnööri tõsta ja langetada. Sellisedkolonn on kokku pandud mitmest kokkupandavate ühendustega ühendatud torust.

Liikuvaks jõuks on auto elektrimootor või eraldi generaator, mis edastab pöörlemise kolonnilt rootorile läbi veovõlli ja käigukasti. Pöörledes ajab rootor meislit, mis oma tööservadega hävitab kaevus mullakihi. Pöörlemisvahemikku saab reguleerida. Otsiku servad võivad olla teemant-, komposiit- või karbiidist. Nende kuju võib erineda.

Arenenud pinnasekiht tõrjutakse kaevandusest välja otsese või vastupidise pesemise teel raskusjõu või rõhu all, kasutades pumpamisseadmeid. Pärast kaevu läbipesu paigaldatakse sellesse manteltorud. Läbi puurnööri pöörd- ja õõnestorude juhitakse otsakusse loputusvedelikku, mis erodeerib otsaku all olevat pinnast. Läbi torude ja tünni vahelise pilu kannab vedelik pinnase välja. Pinnal kogutakse vedelik kokku ja puhastatakse spetsiaalsete filtrite kaudu, et seda saaks kolbpumpade abil uuesti tööle panna.

Pöördpuurimistehnoloogia omadused

Puurimisprotsess on korraldatud nii, et tänu kaevandusest pinnasekihi väljauhtumisele läheb puur iga liigutusega sügavamale. Aeg-aj alt tuleb seda suurendada, lisades teisi torusid.

Puurimine toimub järgmiste sammudena:

• Pärast esimeste lahtiste mullakihtide läbimist tõstetakse sammas üles ja ümbris langetatakse šahti sisse.
• Vahe täidetakse ringikujuliselt tsementmördiga.
• Pärastkui tsement kõveneb, juhitakse šahti väiksema läbimõõduga tükk ja töö jätkub.

Neid sarnaseid samme saab teha mitu ja seejärel langetatakse otsas perforeeritud tootmistoru võlli. Olenev alt pinnasekihi kvaliteedist ja sügavusest valitakse torude arv ja kaal, otsiku tüüp, selle pöörlemiskiirus ja servamaterjal ning loputusvedeliku rõhk. Täpsemad andmed on järgmised:

• Kerged kivimoodustised jooksevad maksimaalse kiirusega ja kõige õhetama.
• Kivised pinnased nõuavad väiksemat sagedust ja madalamat vedelikurõhku.

Rootori teekonnas olevad kõvad pinnased – rahnud –, mis võivad kinni kiiluda, või mullad, mis imavad aktiivselt pesu, võivad tööd segada. Protsessi pidurdab ka veepuudus töökohal ja suure savikihi olemasolu. Veega segunev savi ummistab veekanali ja nõuab täiendavat põhjalikku pesemist.

Kestatorud

Pärast kaevu puurimist on oluline selle seinu tugevdada. Pinnas on ebausaldusväärne ja võib nihkuda, mis mõjutab põhjaauku negatiivselt.

Maa kokkuvarisemise vältimiseks on paigaldatud korpuse string. See aitab vältida pinnase mahavalgumist ja takistab vee imbumist. Esimest veergu nimetatakse "juhiks". See on paigaldatud ebastabiilsete kivimite katmiseks. Paigaldamine toimub mitte varem kui 30 meetri ja mitte hiljem kui 600 meetri kaugusel. Naftakaevu jaoks asetatakse kolonn maksimaalselt kaugelepinna lähedal.

Kuna pöörlevat puurimist kasutatakse peaaegu igat tüüpi pinnases, juhinduvad töötajad sammaste paigaldamisel geoloogilistest tingimustest. Mõnikord peate põhjaaugu tugevdamiseks kasutama mitut ümbrisnööri.

Nende väikseim läbimõõt vajub teistest sügavamale ja seda nimetatakse töökorras. Perforatsioon tehakse altpoolt, nende aukude kaudu voolab sellesse gaasi, vee või õli mass.

Puurimisvedeliku tähtsus puurimisel

Pöördpuurimise õige loputusmeetod võib protsessi tõhusust märkimisväärselt tõsta. Seda tüüpi teostele kehtib:

• Polümeerlahendused.
• Õliemulsioonid.
• Aereeritud lahused.
• Vesi.

Õhupuhastusmeetodit kasutatakse samuti laialdaselt. Kui tööd tehakse madala reservuaari rõhuga piirkondades, kasutavad töötajad spetsiaalset gaasi. Loputamine aitab vabaneda liigsetest lisanditest ja esemetest, murenevatest kividest, mis on puurimisprotsessis vältimatu. Vedelik, mis bitile satub, jahutab seda. Mis pikendab tööriista eluiga.

Pöördpuurimine toimub kolmes etapis:

1. Maakivimite hävitamine peitli abil.
2. Vee laskmine hävitatud kivimite toimetamiseks. Protsessi saab läbi viia nii pöörd- kui ka otseloputusega, kõik sõltub kaevu sügavusest, kasutatava vee mahust ja pinnase tüübist. Kasutatakse eramajapidamistespopulaarne otseloputusmeetod.
3. Uue kaevu seinte tugevdamine manteltorudega.

Pöördpuurimine on töömahukas protsess, mille käigus tuleb arvestada paljude teguritega. Sellest hoolimata peetakse seda üsna tõhusaks ja seda kasutatakse erinevates tingimustes.