Rotācijas urbšana: tehnoloģija, darbības princips un īpašības

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Viena no visplašāk izmantotajām metodēm ūdens ieguves un izpētes urbumu izveidei ir rotācijas urbšana. To nodrošina rotācijas kustību pārnešana no virsmas rotora uz urbja virkni.

Rotējošā urbšana atšķiras ar to, ka tai nav piedziņas radīta aksiālā spēka. Procesa laikā ar ūdens un speciālu šķīdumu palīdzību tiek nomazgāta apstrāde (kaušana) no iežu atkritumiem. Apsveriet šo metodi sīkāk.

Vēstures fons

Rotācijas urbšana tiek izmantota vairāk nekā simt četrdesmit gadus. Šīs urbumu urbšanas metodes tehnoloģija pirmo reizi tika izmantota Amerikas Savienotajās Valstīs deviņpadsmitā gadsimta astoņdesmito gadu sākumā. Kopš tā laika tas ir palicis praktiski nemainīgs, izņemot nelielus jauninājumus, kas ir noveduši pie lielākas efektivitātes. Izmaiņas skāra iežu griešanas instrumentus - tie tika uzlaboti, tika radīti jauni šķidrie līdzekļi urbumu skalošanai, kā arī tika palielināta mehānisma daļu izturība.

Rotējošā urbšana ir viens no rotācijas urbšanas veidiem. Princips irka iežu laušanas instruments, kas atrodas akas iekšpusē, darbojas no spēka, ko uz to pārraida elektromotors vai gāzes turbīnas iekārta. Šī metode ir diezgan vienkārša un efektīva. Ar tās palīdzību tiek urbti ieguves naftas un izpētes urbumi. Iekārtas kompaktais izmērs ļauj to izmantot privātā zemē, lai izveidotu ūdens akas.

Urbšanas metodes

Šobrīd urbumu urbšana ūdenim tiek veikta ar akmeņu griešanas metodēm, izmantojot īpašus mehānismus. Augsni var barot divos veidos:

• Ar mehānismu palīdzību - sausā metode.
• Ūdens strūkla zem augsta spiediena vai gravitācijas - hidrauliska.

Kopumā mehānisko urbšanu veic vienā no trim veidiem:

• Rotācijas rotācijas urbšana - augsne tiek urbta ar rotējošām kustībām.
• Ietekme - sējmašīnas trieciena ietekmē augsne tiek iznīcināta.
• Vibrācija - augsne tiek sagrauta augstfrekvences vibrāciju ietekmē.

Pirmā metode ir visizplatītākā tās vienkāršības, zemo izmaksu un vienlaikus veiktspējas dēļ.

Kad metode tiek lietota

Rotācijas urbšana tiek izmantota, ja tiek veidotas daļēji akmeņainas un akmeņainas augsnes, lai urbtu urbumus līdz simt piecdesmit metriem. Veiksmīgai akmeņu urbšanai ir nepieciešams izvēlēties pareizo urbšanas instrumentu - k altu un svērtas caurules. Pēc ekspertu domām, efektīvai darbībai ir jāizmanto rotācijas urbšana, jair izpildīti šādi nosacījumi:

• Atrašanās vietas hidroģeoloģiskā griezuma izpēte tika veikta pietiekami detalizēti.
• Ir zināms, ka augsne sastāv no akmeņiem.
• Ir dati par ūdens nesējslāņa līmeni.
• Ir labs pazemes ūdens spiediens.
• Ir iespēja pastāvīgi piegādāt skalošanas šķidrumu.

Turklāt jāņem vērā, ka dienvidu reģionu apstākļi ļauj veikt urbšanas darbus visu gadu, savukārt ziemeļu reģionos darbu ierobežo ārējās vides temperatūra, pie kuras skalošanas šķidrums sasalst.

Aprīkojums urbumu urbšanai

Rotācijas urbšanas tehnoloģija ietver īpašu instalāciju izmantošanu - uzstādītas uz pašgājēju transportlīdzekļu bāzes vai stacionāras. Abiem jābūt šādiem komponentiem:

• Dzinējs.
• Tornis.
• Brauc.
• Grozāms - sistēma, kas piegādā šķidrumu apakšējam caurumam.
• Urbju virkne.
• Rotors.
• Vizuļa sūknis.
• Pacelšanas mehānisms, ieskaitot bloku un vainaga bloku.
• Spiediena līnija
• Šķidruma atgriešanas un attīrīšanas sistēma, kurā ir hidrocikloni, tekne un vibrējošs ekrāns.

Metodes priekšrocības un trūkumi

Rotācijas urbšanas metodei ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar citām metodēm. Starp tiem jāatzīmē:

• Pārskata pārējo veiktspējas ziņā: piecas reizes pārsniedz trieciena metodi un desmit reizes pārsniedz vibrācijas metodi.
• Ir augstsdarba ātrums.
• Tā kā tiek izmantoti dažādi noņemami k alti, to var izmantot dažādas sarežģītības augsnēs.
• Ierīcei ir kompakts izmērs, tāpēc tā var darboties ierobežotā vietā.
• Pateicoties iespējai atrašanās vietu uz platformas, iekārta ir diezgan mobila.
• Nodrošina dziļu urbumu urbšanu un ūdens ieguvi no saplīsušā kaļķakmens.
• Metodei ir labas ūdensizturības īpašības.
• Ļauj urbt akas līdz divsimt centimetru diametrā.

Papildus šīm priekšrocībām rotācijas vadāmajai urbšanai ir šādi trūkumi:

• Lai atrastu pareizo k altu, noteikti apsveriet augsnes veidu.
• Īpaši cieto iežu daļiņu klātbūtne ceļā var būt šķērslis, kam nepieciešams izmantot iznīcinošākus mehānismus.
• Māla augsne var traucēt.
• Nopietns šķērslis urbšanai ir sasalusi zeme.
• Jauda ir atkarīga no pašlaik uzstādītā rotora.
• Nepieciešamība vienmēr nodrošināt lielu skalošanas šķidruma daudzumu.

Neskatoties uz noteiktiem trūkumiem, šai metodei ir daudz vairāk priekšrocību.

Rotācijas agregātu darbības princips

Aku rotācijas urbšana tiek veikta ar speciālu instalāciju - karkasa vai režģa torni, kas nostiprināts uz platformas. Tam ir piestiprinātas visas pārējās sistēmas, kas ļauj pacelt un nolaist profilēto urbju virkni. Tādaskolonna ir salikta no vairākām caurulēm, kas savienotas ar saliekamiem savienojumiem.

Dzimošais spēks ir automašīnas elektromotors vai atsevišķs ģenerators, kas caur piedziņas vārpstu un zobratu pārnes rotāciju no kolonnas uz rotoru. Rotors rotē k altu, kas ar darba malām iznīcina augsnes slāni akā. Rotācijas diapazonu var regulēt. Uzgaļu malas var būt dimanta, kompozīta vai karbīda. To forma var atšķirties.

Izstrādātais augsnes slānis tiek izspiests no raktuves ar tiešu vai apgrieztu mazgāšanu gravitācijas vai zem spiediena, izmantojot sūknēšanas iekārtas. Pēc akas izskalošanas tajā tiek uzstādītas apvalka caurules. Caur urbšanas auklas grozāmajām un dobajām caurulēm uz uzgaļa tiek piegādāts skalošanas šķidrums, kas noārda augsni zem uzgaļa. Caur spraugu starp caurulēm un mucu šķidrums izvada augsni. Uz virsmas šķidrums tiek savākts un notīrīts caur īpašiem filtriem, lai to varētu atkal nodot ekspluatācijā, izmantojot virzuļsūkņus.

Rotācijas urbšanas tehnoloģijas iezīmes

Urbšanas process tiek organizēts tā, ka, pateicoties augsnes slāņa izskalošanai no raktuves, urbšanas aukla ar katru kustību ieiet dziļāk. Periodiski tas ir jāpalielina, pievienojot citas caurules.

Urbšanas process tiek veikts šādi:

• Pēc pirmajiem irdenajiem augsnes slāņiem kolonna tiek pacelta un apvalks tiek nolaists šahtā.
• Atstarpe aplī aizpildīta ar cementa javu.
• Pēckad cements sacietē, šahtā tiek ievadīts mazliet mazāks diametrs, un darbs turpinās.

Var veikt vairākas šādas līdzīgas darbības, un tad šahtā tiek nolaista galā perforēta ražošanas caurule. Atkarībā no augsnes slāņa kvalitātes un dziļuma tiek izvēlēts cauruļu skaits un svars, uzgaļa veids, tā griešanās ātrums un malu materiāls, skalošanas šķidruma spiediens. Specifikācijas ir šādas:

• Viegli iežu veidojumi darbojas ar maksimālo ātrumu un vislielāko pietvīkumu.
• Akmeņainām augsnēm ir nepieciešams samazināt biežumu un samazināt šķidruma spiedienu.

Augsnes cietie ieslēgumi - laukakmeņi - rotora ceļā, kas var iesprūst, vai netīrumi, kas aktīvi absorbē mazgāšanu, var traucēt darbu. Procesu bremzē arī ūdens trūkums darba vietā un liela māla slāņa klātbūtne. Māls, sajaucoties ar ūdeni, aizsprosto ūdens kanālu un prasa papildu rūpīgu mazgāšanu.

Apvalka caurules

Pēc akas urbšanas ir svarīgi nostiprināt tās sienas. Augsne ir neuzticama un var pārvietoties, kas negatīvi ietekmēs apakšējo caurumu.

Lai novērstu zemes sabrukšanu, ir uzstādīta apvalka virkne. Tas palīdz novērst augsnes noplūdi un novērš ūdens noplūdi. Pirmo kolonnu sauc par "vadītāju". Tas ir uzstādīts, lai segtu nestabilus akmeņus. Uzstādīšana notiek ne agrāk kā 30 metru atzīmes attālumā un ne vēlāk kā 600 metru attālumā. Eļļas urbumam kolonnu novieto maksimāli lielā attālumātuvu virsmai.

Tā kā rotācijas urbšana tiek izmantota gandrīz jebkura veida augsnēs, kolonnu uzstādīšanas laikā strādnieki vadās pēc ģeoloģiskiem apstākļiem. Dažreiz, lai nostiprinātu apakšējo caurumu, ir jāizmanto vairākas apvalka virknes.

Mazākais to diametrs iegrimst dziļāk nekā pārējās un tiek saukts par darbināmu. Perforācija tiek veikta no apakšas, tieši caur šiem caurumiem tajā ieplūdīs gāzes, ūdens vai eļļas masa.

Urbšanas šķidruma nozīme urbšanas darbībās

Pareiza skalošanas metode rotācijas urbšanai var ievērojami palielināt procesa efektivitāti. Uz šāda veida darbiem attiecas:

• Polimēru risinājumi.
• Eļļas emulsijas.
• Gazēti šķīdumi.
• Ūdens.

Plaši tiek izmantota arī gaisa attīrīšanas metode. Ja darbs tiek veikts vietās ar zemu rezervuāra spiedienu, tad darbinieki izmanto īpašu gāzi. Skalošana palīdz atbrīvoties no liekajiem piemaisījumiem un priekšmetiem, drūpošiem akmeņiem, kas urbšanas procesā ir neizbēgami. Šķidrums, kas nokļūst uz uzgaļa, to atdzesē. Kas pagarina instrumenta kalpošanas laiku.

Rotācijas urbšana notiek trīs posmos:

1. Zemes iežu iznīcināšana, izmantojot k altu.
2. Ūdens palaišana, lai izvestu iznīcināto akmeni. Procesu var veikt gan ar reverso, gan tiešo skalošanu, tas viss ir atkarīgs no akas dziļuma, izmantotā ūdens daudzuma un augsnes veida. Izmanto privātās mājsaimniecībāspopulāra tiešās skalošanas metode.
3. Jaunas akas sienu nostiprināšana ar apvalkcaurulēm.

Rotācijas urbšana ir darbietilpīgs process, kura laikā jāņem vērā daudzi faktori. Neskatoties uz to, tas tiek uzskatīts par diezgan efektīvu un tiek izmantots dažādos apstākļos.