Pyöröporaus: tekniikka, toimintaperiaate ja ominaisuudet

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Yksi yleisimmin käytetyistä menetelmistä veden tuotanto- ja tutkimuskaivojen luomiseksi on pyörivä poraus. Se saadaan aikaan siirtämällä pyöriviä liikkeitä pintaroottorilta porasarjaan.

Pyörivä poraus eroaa siinä, että siinä ei ole käyttövoiman tuottamaa aksiaalivoimaa. Prosessin aikana työstö (teurastus) pestään kivijätteestä veden ja erikoisliuosten avulla. Harkitse menetelmää yksityiskohtaisemmin.

Historiallista taustaa

Rotaatioporausta on käytetty yli sataneljäkymmentä vuotta. Tämän kaivojen porausmenetelmän tekniikkaa käytettiin ensimmäisen kerran Yhdysvalloissa 1800-luvun alussa. Siitä lähtien se on pysynyt käytännössä ennallaan lukuun ottamatta pieniä innovaatioita, jotka ovat johtaneet parempaan tehokkuuteen. Muutokset vaikuttivat kiven leikkaustyökaluihin - niitä parannettiin, luotiin uusia nestemäisiä väliaineita kaivojen huuhteluun ja mekanismin osien lujuutta lisättiin.

Pyöröporaus on yksi pyörivän porauksen tyypeistä. Periaate onettä kaivon sisällä oleva kivenmurtotyökalu toimii sähkömoottorin tai kaasuturbiinilaitteiston siihen välittämästä voimasta. Tämä menetelmä on melko yksinkertainen ja tehokas. Sen avulla porataan tuotantoöljyä ja malminetsintäkaivoja. Yksikön kompakti koko mahdollistaa sen käytön yksityisellä maalla vesikaivojen luomiseen.

Porausmenetelmät

Tällä hetkellä kaivojen kairaus veden saamiseksi tehdään kallioperään erikoismekanismeja käyttäen. Maaperää voidaan syöttää kahdella tavalla:

• Mekanismeiden avulla - kuivamenetelmä.
• Korkean paineen tai painovoiman alainen vesisuihku - hydraulinen.

Yleensä mekaaninen poraus suoritetaan jollakin kolmesta tavasta:

• Pyöröporaus - maaperä porataan pyörivin liikkein.
• Iskutus - maaperä tuhoutuu porauksen vaikutuksesta.
• Tärinä - korkeataajuinen värähtely rikkoo maaperän.

Ensimmäinen menetelmä on eniten käytetty sen yksinkertaisuuden, alhaisten kustannusten ja samanaikaisesti suorituskyvyn vuoksi.

Kun menetelmää käytetään

Pyöröporausta käytetään, kun kehitetään puolikiveä ja kivinen maaperä jopa sataviisikymmentä metriä syvien kaivojen poraamiseen. Onnistuneen kivien poraamisen kann alta on tarpeen valita oikea poraustyökalu - t altta ja painotetut putket. Asiantuntijoiden mukaan tehokkaan toiminnan varmistamiseksi tulisi käyttää pyörivää porausta, josseuraavat ehdot täyttyvät:

• Paikan hydrogeologisen osan tutkimus tehtiin riittävän yksityiskohtaisesti.
• Tiedetään, että maaperä koostuu kivistä.
• Akviferin tasosta on tietoa.
• Maanalainen vedenpaine on hyvä.
• Huuhtelunesteen jatkuva annostelu on mahdollista.

Lisäksi on otettava huomioon, että eteläisten alueiden olosuhteet mahdollistavat porauksen ympäri vuoden, ja pohjoisilla alueilla työtä rajoittaa ulkoympäristön lämpötila, jossa huuhteluneste jäätyy.

Kaivonporauslaitteet

Pyörivä poraustekniikka sisältää erityisten asennuksien käytön - asennettuna itsekulkeviin ajoneuvoihin tai paikallaan. Molemmissa on oltava seuraavat komponentit:

• Moottori.
• Tower.
• Aja.
• Kääntyvä - järjestelmä, joka syöttää nestettä pohjareikään.
• Poranauha.
• Roottori.
• Mäntäpumppu.
• Nostomekanismi, mukaan lukien lohko ja kruunukappale.
• Painelinja
• Nesteen palautus- ja puhdistusjärjestelmä, joka sisältää hydrosykloneja, kourun ja tärisevän suojan.

Menetelmän edut ja haitat

Pyöröporausmenetelmällä on useita etuja muihin menetelmiin verrattuna. Niiden joukossa on huomioitava seuraavat:

• Ylittää muun suorituskyvyn: viisi kertaa iskumenetelmän ja kymmenen kertaa tärinämenetelmän.
• On korkeatyön nopeus.
• Erilaisten irrotettavien t altojen käytön ansiosta sitä voidaan käyttää vaihtelevan monimutkaisuuden omaavilla mailla.
• Laitteen koko on kompakti, joten se voi toimia rajoitetussa tilassa.
• Jos yksikkö on mahdollista sijoittaa alustalle, se on melko liikkuva.
• Mahdollistaa syvän kaivon porauksen ja vedenpoiston murtuneesta kalkkikivestä.
• Menetelmällä on hyvät vedenpitävyysominaisuudet.
• Mahdollistaa kaivojen poraamisen halkaisij altaan jopa kaksisataa senttimetriä.

Näiden etujen lisäksi pyörivällä ohjattavalla porauksella on seuraavat haitat:

• Muista ottaa huomioon maaperän tyyppi oikean t altan löytämiseksi.
• Superkovien kivihiukkasten läsnäolo tiellä voi olla este, joka edellyttää tuhoavien mekanismien käyttöä.
• Savi maaperä voi häiritä.
• Vakava este poraukselle on jäätynyt maa.
• Teho riippuu tällä hetkellä asennetusta roottorista.
• Tarve pitää aina mukana suuri määrä huuhtelunestettä.

Tietyistä haitoista huolimatta tällä menetelmällä on paljon enemmän etuja.

Pyörivien yksiköiden toimintaperiaate

Kaivojen pyörivä poraus suoritetaan erityisellä asennuksella - rungolla tai ristikkotornilla, joka on kiinnitetty alustalle. Kaikki muut järjestelmät on kiinnitetty siihen, joten voit nostaa ja laskea profiloitua poranauhaa. Sellainenpylväs on koottu useista putkista, jotka on yhdistetty kokoontaitettavien liittimien avulla.

Käyttövoimana on auton sähkömoottori tai erillinen generaattori, joka välittää pyörimisen pylvästä roottoriin vetoakselin ja vaihteiston kautta. Pyöriessään roottori käyttää t alttaa, joka tuhoaa työreunoillaan kaivon maakerroksen. Pyörimisaluetta voidaan säätää. Terän reunat voivat olla timanttia, komposiittia tai kovametallia. Niiden muoto voi vaihdella.

Kehittynyt maakerros syrjäytetään kaivoksesta suoralla tai käänteisellä pesulla painovoiman tai paineen alaisena käyttämällä pumppuyksiköitä. Kaivon huuhtelun jälkeen siihen asennetaan vaippaputket. Poranterän kääntyvien ja onttojen putkien kautta terään syötetään huuhtelunestettä, joka syövyttää maata poran alla. Putkien ja tynnyrin välisen raon kautta neste kuljettaa maaperän ulos. Pinnalla neste kerätään ja puhdistetaan erityisten suodattimien läpi, jotta se voidaan ottaa uudelleen käyttöön mäntäpumppujen avulla.

Pyörivän poraustekniikan ominaisuudet

Porausprosessi on järjestetty siten, että kaivoksen maakerroksen huuhtoutuessa pois kaivoksen kierre menee syvemmälle joka liikkeellä. Ajoittain sitä on lisättävä lisäämällä muita putkia.

Porausprosessi suoritetaan vaiheissa:

• Ensimmäisten irtonaisten maakerrosten ohituksen jälkeen pylväs nostetaan ja kotelo lasketaan kuiluun.
• Rako täytetään ympyrän muotoisesti sementtilaastilla.
• Jälkeenkun sementti kovettuu, akseliin syötetään halkaisij altaan pienempi pala ja työ jatkuu.

Tällaisia samanlaisia vaiheita voidaan suorittaa useita, ja sitten päästään rei'itetty tuotantoputki lasketaan akseliin. Maakerroksen laadusta ja syvyydestä riippuen valitaan putkien lukumäärä ja paino, terätyyppi, sen pyörimisnopeus ja reunamateriaali sekä huuhtelunesteen paine. Yksityiskohdat ovat seuraavat:

• Kevyet kalliomuodostelmat juoksevat suurimmalla nopeudella ja huuhtelevat eniten.
• Kivinen maaperä vaatii harvemmin tiheyttä ja alhaisempaa nestepainetta.

Roottorin reitillä olevat maaperän kovat sulkeumat - lohkarit -, jotka voivat juuttua, tai lika, joka imee aktiivisesti pesua, voi häiritä työtä. Prosessia hidastaa myös veden puute työmaalla ja suuri savikerros. Veteen sekoittuva savi tukkii vesikanavan ja vaatii perusteellisen lisäpesun.

Vaippaputket

Kaivon porauksen jälkeen on tärkeää vahvistaa sen seinät. Maaperä on epäluotettava ja voi siirtyä, mikä vaikuttaa negatiivisesti pohjareikään.

Estä maapallon romahtaminen asentamalla kotelosarja. Se auttaa estämään maaperän roiskeita ja estää veden valumisen. Ensimmäistä saraketta kutsutaan "johtimeksi". Se on asennettu peittämään epävakaat kivet. Asennus tapahtuu aikaisintaan 30 metrin ja viimeistään 600 metrin etäisyydeltä. Öljykaivoa varten pylväs sijoitetaan enintään etäisyydellelähellä pintaa.

Koska kiertoporausta käytetään melkein missä tahansa maaperässä, pylväiden asennuksen aikana työntekijät ohjaavat geologisia olosuhteita. Joskus joudut käyttämään useampaa päällysnauhaa pohjareiän vahvistamiseksi.

Niiden pienin halkaisija uppoaa muita syvemmälle ja sitä kutsutaan toimivaksi. Rei'itys tehdään alha alta, näiden reikien kautta siihen virtaa kaasu-, vesi- tai öljymassa.

Porausnesteen merkitys porauksessa

Oikea huuhtelumenetelmä pyörivään poraukseen voi merkittävästi lisätä prosessin tehokkuutta. Tämän tyyppisiin teoksiin sovelletaan:

• Polymeeriratkaisut.
• Öljyemulsiot.
• Hiipatetut ratkaisut.
• Vesi.

Ilmanpoistomenetelmää käytetään myös laajasti. Jos työtä tehdään alueilla, joilla on alhainen säiliöpaine, työntekijät käyttävät erityistä kaasua. Huuhtelu auttaa poistamaan ylimääräiset epäpuhtaudet ja esineet, murenevat kivet, mikä on väistämätöntä porausprosessissa. Neste, joka pääsee palan päälle, jäähdyttää sitä. Mikä pidentää työkalun käyttöikää.

Pyöröporaus tapahtuu kolmessa vaiheessa:

1. Maakivien tuhoaminen t altalla.
2. Laskaistaan vettä tuhoutuneen kiven kuljettamiseksi. Prosessi voidaan suorittaa sekä käänteisellä että suoralla huuhtelulla, kaikki riippuu kaivon syvyydestä, käytetyn veden määrästä ja maaperän tyypistä. Käytetään kotitalouksissasuosittu suora huuhtelumenetelmä.
3. Uuden kaivon seinien vahvistaminen vaippaputkilla.

Pyöröporaus on työvoimav altainen prosessi, jonka aikana on otettava huomioon monet tekijät. Tästä huolimatta sitä pidetään melko tehokkaana ja sitä käytetään erilaisissa olosuhteissa.