Rotorinis gręžimas: technologija, veikimo principas ir savybės

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Vienas iš plačiausiai naudojamų vandens gavybos ir žvalgymo gręžinių kūrimo būdų yra rotacinis gręžimas. Ją užtikrina sukimosi judesių perkėlimas iš paviršiaus rotoriaus į grąžtą.

Rotorinis gręžimas skiriasi tuo, kad jame nėra pavaros sukuriamos ašinės jėgos. Proceso metu apdirbimas (skerdimas) nuplaunamas nuo uolienų atliekų vandens ir specialių tirpalų pagalba. Apsvarstykite metodą išsamiau.

Istorijos fonas

Rotorinis gręžimas naudojamas daugiau nei šimtą keturiasdešimt metų. Šio gręžinių gręžimo metodo technologija pirmą kartą buvo panaudota Jungtinėse Amerikos Valstijose devintojo dešimtmečio pradžioje. Nuo to laiko jis beveik nepasikeitė, išskyrus nedideles naujoves, kurios padidino efektyvumą. Pokyčiai paveikė uolienų pjovimo įrankius – jie buvo patobulinti, sukurtos naujos skystos terpės šuliniams praplauti, padidintas mechanizmo dalių stiprumas.

Rotorinis gręžimas yra viena iš rotacinio gręžimo rūšių. Principas tokskad uolienų skaldymo įrankis, esantis šulinio viduje, veiktų nuo jėgos, kurią jam perduoda elektros variklis arba dujų turbinos įranga. Šis metodas yra gana paprastas ir veiksmingas. Su jo pagalba gręžiami gavybos naftos ir žvalgomieji gręžiniai. Dėl kompaktiško įrenginio dydžio jį galima naudoti privačioje žemėje vandens gręžiniams kurti.

Gręžimo metodai

Šiuo metu vandens gręžinių gręžimas atliekamas uolienų pjovimo metodais, naudojant specialius mechanizmus. Dirvožemį galima šerti dviem būdais:

• Mechanizmų pagalba – sausas metodas.
• Vandens srove esant dideliam slėgiui arba gravitacijai – hidraulinė.

Paprastai mechaninis gręžimas atliekamas vienu iš trijų būdų:

• Rotacinis rotacinis gręžimas – dirva sėjama sukamaisiais judesiais.
• Smūgis – sėjamosios smūgio metu sunaikinamas dirvožemis.
• Vibruojantis – dirvą suardo aukšto dažnio vibracijos.

Pirmasis metodas yra dažniausiai naudojamas dėl savo paprastumo, mažos kainos ir našumo tuo pačiu metu.

Kai taikomas metodas

Rotorinis gręžimas naudojamas, kai kuriami pusiau akmenuoti ir akmenuoti dirvožemiai, skirti gręžti iki šimto penkiasdešimties metrų gylio šulinius. Norint sėkmingai gręžti uolienas, būtina pasirinkti tinkamą gręžimo įrankį - k altą ir svertinius vamzdžius. Pasak ekspertų, norint efektyviai veikti, rotacinis gręžimas turėtų būti naudojamas, jeitenkinamos šios sąlygos:

• Aikštelės hidrogeologinio pjūvio tyrimas atliktas pakankamai detaliai.
• Žinoma, kad dirvožemį sudaro uolienos.
• Yra duomenų apie vandeningojo sluoksnio lygį.
• Yra geras požeminio vandens slėgis.
• Yra galimybė nuolat tiekti skalavimo skystį.

Be to, reikia atsižvelgti į tai, kad pietinių regionų sąlygos leidžia gręžti ištisus metus, o šiauriniuose regionuose darbus riboja išorinės aplinkos temperatūra, kuriai esant praplovimo skystis užšąla.

Šulinių gręžimo įranga

Rotacinio gręžimo technologija apima specialių įrenginių naudojimą – sumontuotą ant savaeigių transporto priemonių arba stacionarių. Abu jie turi turėti šiuos komponentus:

• Variklis.
• Bokštas.
• Vairuoti.
• Pasukamasis – sistema, tiekianti skystį į apatinę angą.
• Gręžimo styga.
• Rotorius.
• Stūmoklinis siurblys.
• Kėlimo mechanizmas, įskaitant bloką ir vainiko bloką.
• Slėgio linija
• Skysčio grąžinimo ir valymo sistema, kurią sudaro hidrociklonai, latakas ir vibruojantis ekranas.

Metodo privalumai ir trūkumai

Rotorinis gręžimo metodas turi daug privalumų, palyginti su kitais metodais. Tarp jų reikėtų pažymėti:

• Eksploatacinėmis savybėmis pranoksta visus kitus: penkis kartus didesnis smūgio metodas ir dešimt kartų didesnis už vibracijos metodą.
• Turi aukštą lygįdarbo greitis.
• Dėl įvairių nuimamų k altų, jį galima naudoti įvairaus sudėtingumo dirvose.
• Įrenginys yra kompaktiško dydžio, todėl gali veikti ribotoje erdvėje.
• Dėl galimybės išdėstyti platformoje įrenginys yra gana mobilus.
• Įgalina gilų gręžinį ir vandens ištraukimą iš suskilusio kalkakmenio.
• Šis metodas pasižymi geromis vandens laikymo savybėmis.
• Leidžia gręžti iki dviejų šimtų centimetrų skersmens šulinius.

Be šių privalumų, rotacinis valdomas gręžimas turi šiuos trūkumus:

• Būtinai apsvarstykite dirvožemio tipą, kad rastumėte tinkamą k altą.
• Ypatingai kietų uolienų dalelių buvimas kelyje gali būti kliūtis, dėl kurios reikia naudoti destruktyvesnius mechanizmus.
• Molio dirvožemis gali trukdyti.
• Rimta kliūtis gręžimui yra įšalusi žemė.
• Galima priklauso nuo šiuo metu sumontuoto rotoriaus.
• Reikia visada turėti daug skalavimo skysčio.

Nepaisant tam tikrų trūkumų, šis metodas turi daug daugiau privalumų.

Sukamųjų agregatų veikimo principas

Rotorinis gręžinių gręžimas atliekamas specialiu įrengimu – karkasiniu arba grotelių bokšteliu, tvirtinamu ant platformos. Prie jo pritvirtintos visos kitos sistemos, leidžiančios pakelti ir nuleisti profiliuotą grąžtą. Tokskolona surenkama iš kelių vamzdžių, sujungtų sulankstomose movomis.

Varomoji jėga yra automobilio elektros variklis arba atskiras generatorius, kuris perduoda sukimąsi iš kolonėlės į rotorių per pavaros veleną ir pavarų dėžę. Besisukdamas rotorius varo k altą, kuris savo darbiniais kraštais ardo grunto sluoksnį šulinyje. Galima reguliuoti sukimosi diapazoną. Antgalio kraštai gali būti deimantiniai, kompozitiniai arba karbidiniai. Jų forma gali skirtis.

Sukurtas dirvožemio sluoksnis išstumiamas iš kasyklos tiesioginio arba atvirkštinio plovimo būdu, veikiant gravitacijai arba esant slėgiui, naudojant siurbimo įrenginius. Išplovus šulinį, į jį įrengiami korpusiniai vamzdžiai. Per pasukamus ir tuščiavidurius gręžimo stygos vamzdžius į grąžtą tiekiamas nuplovimo skystis, kuris ardo po antgaliu esantį gruntą. Per tarpą tarp vamzdžių ir statinės skystis išneša dirvą. Skystis paviršiuje surenkamas ir išvalomas per specialius filtrus, kad jį būtų galima vėl pradėti eksploatuoti naudojant stūmoklinius siurblius.

Rotacinio gręžimo technologijos ypatybės

Gręžimo procesas organizuojamas taip, kad dėl dirvožemio sluoksnio išplovimo iš kasyklos gręžimo virvelė su kiekvienu judesiu gilėja. Periodiškai jį reikia didinti pridedant kitų vamzdžių.

Gręžimo procesas atliekamas etapais:

• Praėjus pirmuosius purius dirvožemio sluoksnius, kolona pakeliama, o korpusas nuleidžiamas į šachtą.
• Tarpas užpildomas apskritimu cemento skiediniu.
• Pokai cementas sustingsta, į šachtą tiekiamas mažesnio skersmens bitas ir darbas tęsiamas.

Galima atlikti kelis panašius veiksmus, o tada į veleną nuleidžiamas gale perforuotas gamybos vamzdis. Atsižvelgiant į grunto sluoksnio kokybę ir gylį, parenkamas vamzdžių skaičius ir svoris, antgalio tipas, jo sukimosi greitis ir briaunų medžiaga, praplovimo skysčio slėgis. Specifika yra tokia:

• Lengvos uolienų dariniai bėga didžiausiu greičiu ir labiausiai paraudo.
• Uolėtas dirvas reikia rečiau naudoti ir sumažinti skysčio slėgį.

Dirvožemio kietieji intarpai – rieduliai – rotoriaus kelyje, kurie gali užstrigti, arba nešvarumai, kurie aktyviai sugeria plovimą, gali trukdyti darbui. Procesą stabdo ir vandens trūkumas darbo vietoje bei didelis molio sluoksnis. Molis, maišomas su vandeniu, užkemša vandens kanalą ir jį reikia papildomai kruopščiai nuplauti.

Apvalkalų vamzdžiai

Išgręžus gręžinį, svarbu sutvirtinti jo sienas. Dirvožemis yra nepatikimas ir gali pasislinkti, o tai neigiamai paveiks dugną.

Kad žemė nesugriūtų, įdėta apvalkalo eilutė. Tai padeda išvengti dirvožemio išsiliejimo ir neleidžia vandeniui prasiskverbti. Pirmasis stulpelis vadinamas „laidininku“. Jis sumontuotas taip, kad padengtų nestabilias uolienas. Montavimas atliekamas ne anksčiau kaip 30 metrų ir ne vėliau kaip 600 metrų atstumu. Naftos gręžiniui kolonėlė dedama maksimaliu atstumuarti paviršiaus.

Kadangi rotacinis gręžimas naudojamas beveik bet kokio tipo grunte, montuojant kolonas darbuotojai vadovaujasi geologinėmis sąlygomis. Kartais, norėdami sustiprinti apatinę angą, turite naudoti kelias apvalkalo eilutes.

Mažiausias jų skersmuo grimzta giliau nei kiti ir vadinamas veikiančiu. Perforacija daroma iš apačios, būtent per šias skylutes į ją pateks dujų, vandens ar alyvos masė.

Gręžimo skysčio svarba atliekant gręžimo operacijas

Tinkamas plovimo būdas rotaciniam gręžimui gali žymiai padidinti proceso efektyvumą. Šio tipo kūriniams taikoma:

• Polimeriniai sprendimai.
• Aliejaus emulsijos.
• Aeruoti tirpalai.
• Vanduo.

Oro valymo metodas taip pat plačiai naudojamas. Jei darbai atliekami vietose, kuriose rezervuaro slėgis žemas, darbuotojai naudoja specialias dujas. Skalavimas padeda atsikratyti nešvarumų ir daiktų pertekliaus, byrančių uolienų, o tai neišvengiama gręžimo procese. Ant antgalio patekęs skystis jį atvėsina. Tai prailgina įrankio tarnavimo laiką.

Rotorinis gręžimas vyksta trimis etapais:

1. Žemės uolienų naikinimas naudojant k altą.
2. Vandens paleidimas sunaikintai uolienai išnešti. Procesas gali būti atliekamas tiek atvirkštiniu, tiek tiesioginiu praplovimu, viskas priklauso nuo šulinio gylio, naudojamo vandens tūrio ir grunto tipo. Naudojamas privačiuose namų ūkiuosepopuliarus tiesioginio nuplovimo būdas.
3. Naujo gręžinio sienelių sutvirtinimas korpusiniais vamzdžiais.

Rotorinis gręžimas yra daug darbo reikalaujantis procesas, kurio metu reikia atsižvelgti į daugelį veiksnių. Nepaisant to, jis laikomas gana veiksmingu ir naudojamas įvairiomis sąlygomis.