สว่านโรตารี่: เทคโนโลยี หลักการทำงาน และคุณสมบัติ

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

หนึ่งในวิธีการผลิตและสำรวจบ่อน้ำที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดคือการขุดเจาะแบบหมุน มีให้โดยการถ่ายโอนการเคลื่อนที่แบบหมุนจากโรเตอร์พื้นผิวไปยังสายสว่าน

การเจาะแบบหมุนนั้นแตกต่างตรงที่ไม่มีแรงในแนวแกนที่เกิดจากตัวขับ ในระหว่างกระบวนการ การทำงาน (การฆ่า) จะถูกชะล้างจากเศษหินด้วยน้ำและสารละลายพิเศษ พิจารณาวิธีการโดยละเอียด

ภูมิหลังทางประวัติศาสตร์

ใช้สว่านโรตารี่มากว่าหนึ่งร้อยสี่สิบปี เทคโนโลยีของวิธีการเจาะบ่อน้ำนี้ถูกใช้ครั้งแรกในสหรัฐอเมริกาในช่วงต้นทศวรรษที่แปดสิบเก้า นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ก็แทบไม่เปลี่ยนแปลงเลย ยกเว้นนวัตกรรมเล็กๆ น้อยๆ ที่นำไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น การเปลี่ยนแปลงส่งผลต่อเครื่องมือตัดหิน - ได้รับการปรับปรุง มีการสร้างสื่อของเหลวใหม่สำหรับบ่อชะล้าง และความแข็งแกร่งของชิ้นส่วนของกลไกเพิ่มขึ้น

การเจาะแบบหมุนเป็นหนึ่งในประเภทของการเจาะแบบหมุน หลักการคือที่เครื่องมือทำลายหินซึ่งอยู่ภายในบ่อน้ำนั้นทำงานจากแรงที่ส่งไปถึงมันโดยมอเตอร์ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์กังหันก๊าซ วิธีนี้ค่อนข้างง่ายและมีประสิทธิภาพ ด้วยความช่วยเหลือของมัน การขุดเจาะน้ำมันสำหรับการผลิตและการสำรวจ ขนาดกะทัดรัดของยูนิตทำให้สามารถใช้บนที่ดินส่วนตัวเพื่อสร้างบ่อน้ำ

วิธีเจาะ

ปัจจุบันการขุดบ่อน้ำใช้วิธีการตัดหินโดยใช้กลไกพิเศษ เบื่อดินได้สองวิธี:

• ด้วยกลไก-วิธีแบบแห้ง
• ฉีดน้ำภายใต้ความกดอากาศสูงหรือแรงโน้มถ่วง - ไฮดรอลิก

โดยทั่วไป การเจาะด้วยเครื่องจักรทำได้สามวิธี:

• สว่านโรตารี่ - ดินถูกเจาะด้วยการเคลื่อนที่แบบหมุน
• ผลกระทบ - ดินถูกทำลายโดยผลกระทบของสว่าน
• สั่น - ดินแตกเพราะการสั่นสะเทือนความถี่สูง

วิธีแรกเป็นวิธีที่ใช้มากที่สุดเนื่องจากความเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ และประสิทธิภาพในเวลาเดียวกัน

เมื่อใช้วิธี

การขุดแบบโรตารี่จะใช้เมื่อดินกึ่งหินและหินมีการพัฒนาสำหรับการขุดหลุมที่มีความลึกไม่เกินหนึ่งร้อยห้าสิบเมตร สำหรับการเจาะหินที่ประสบความสำเร็จ จำเป็นต้องเลือกเครื่องมือเจาะที่เหมาะสม - สิ่วและท่อถ่วงน้ำหนัก ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าเพื่อการทำงานที่มีประสิทธิภาพ ควรใช้การเจาะแบบหมุนถ้าเป็นไปตามเงื่อนไขต่อไปนี้:

• การศึกษาส่วนอุทกธรณีวิทยาของไซต์มีรายละเอียดเพียงพอ
• เป็นที่รู้กันว่าดินประกอบด้วยหิน
• มีข้อมูลระดับชั้นหินอุ้มน้ำ
• มีแรงดันน้ำใต้ดินที่ดี
• มีความเป็นไปได้ที่จะส่งของเหลวล้างอย่างต่อเนื่อง

นอกจากนี้ควรคำนึงด้วยว่าเงื่อนไขของภาคใต้อนุญาตให้มีการขุดเจาะได้ตลอดทั้งปี และในภาคเหนือ งานจะถูกจำกัดโดยอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมภายนอกซึ่งของเหลวชะล้าง ค้าง

อุปกรณ์เจาะ

เทคโนโลยีการขุดเจาะแบบโรตารี่เกี่ยวข้องกับการติดตั้งแบบพิเศษ - ติดตั้งบนพื้นฐานยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองหรืออยู่กับที่ ทั้งคู่จะต้องมีองค์ประกอบดังต่อไปนี้:

• เครื่องยนต์
• ทาวเวอร์
• ขับรถ
• Swivel - ระบบที่จ่ายของเหลวไปที่ก้นหลุม
• ดอกสว่าน
• โรเตอร์
• ปั๊มลูกสูบ
• กลไกการยกรวมทั้งบล๊อกและมงกุฏ
• สายกด
• ระบบคืนของเหลวและการทำให้บริสุทธิ์ซึ่งประกอบด้วยไฮโดรไซโคลน รางน้ำ และตะแกรงสั่น

ข้อดีและข้อเสียของวิธีการ

วิธีการเจาะแบบหมุนมีข้อดีเหนือวิธีอื่นๆ หลายประการ ในหมู่พวกเขาควรสังเกตสิ่งต่อไปนี้:

• ประสิทธิภาพเหนือชั้น: วิธีกระแทก 5 เท่า และวิธีการสั่น 10 เท่า
• มีสูงความเร็วในการทำงาน
• เนื่องจากใช้สิ่วถอดได้หลายแบบ จึงใช้กับดินที่มีความซับซ้อนต่างกันได้
• ตัวเครื่องมีขนาดกะทัดรัดจึงทำงานในพื้นที่จำกัด
• เนื่องจากความเป็นไปได้ของตำแหน่งบนแพลตฟอร์ม หน่วยจึงค่อนข้างเคลื่อนที่
• เจาะบ่อน้ำลึกและสกัดน้ำจากหินปูนที่ร้าว
• วิธีการมีคุณสมบัติอุ้มน้ำได้ดี
• อนุญาตให้เจาะหลุมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกินสองร้อยเซนติเมตร

ด้วยข้อดีเหล่านี้ การเจาะแบบหมุนบังคับเลี้ยวมีข้อเสียดังต่อไปนี้:

• อย่าลืมพิจารณาประเภทดินเพื่อค้นหาสิ่วที่เหมาะสม
• การปรากฏตัวของอนุภาคซุปเปอร์ฮาร์ดร็อคในทางอาจเป็นอุปสรรคที่ต้องใช้กลไกการทำลายล้างมากขึ้น
• ดินเหนียวรบกวนได้
• อุปสรรคสำคัญต่อการขุดเจาะคือพื้นแข็ง
• กำลังขึ้นอยู่กับโรเตอร์ที่ติดตั้งอยู่
• จำเป็นต้องมีน้ำยาล้างจานเป็นจำนวนมาก

แม้จะมีข้อเสียอยู่บ้าง แต่วิธีนี้ยังมีข้อดีอีกมากมาย

หลักการทำงานของหน่วยหมุน

การขุดเจาะบ่อน้ำแบบหมุนทำได้โดยการติดตั้งแบบพิเศษ - โครงหรือหอขัดแตะซึ่งติดตั้งอยู่บนแท่น ระบบอื่น ๆ ทั้งหมดติดอยู่กับมัน ช่วยให้คุณสามารถยกและลดระดับของสว่านได้ เช่นคอลัมน์ประกอบขึ้นจากท่อหลายท่อที่เชื่อมต่อด้วยข้อต่อแบบยุบได้

แรงผลักดันคือมอเตอร์ไฟฟ้าของรถยนต์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่แยกจากกัน ซึ่งส่งการหมุนจากคอลัมน์ไปยังโรเตอร์ผ่านเพลาขับและชุดเกียร์ การหมุนโรเตอร์จะขับสิ่วซึ่งทำลายชั้นดินในบ่อน้ำด้วยขอบที่ใช้งาน สามารถปรับช่วงการหมุนได้ ขอบดอกสว่านอาจเป็นเพชร คอมโพสิตหรือคาร์ไบด์ รูปร่างอาจแตกต่างกัน

ชั้นดินที่พัฒนาแล้วจะเคลื่อนตัวออกจากเหมืองโดยการล้างโดยตรงหรือย้อนกลับด้วยแรงโน้มถ่วงหรือภายใต้แรงดันโดยใช้เครื่องสูบน้ำ หลังจากล้างบ่อน้ำแล้วจะมีการติดตั้งท่อปลอก ผ่านท่อหมุนและกลวงของสายสว่าน น้ำยาชะล้างจะถูกส่งไปยังดอกสว่าน ซึ่งจะกัดเซาะดินใต้ดอกสว่าน ผ่านช่องว่างระหว่างท่อและถัง ของเหลวพาดินออก บนพื้นผิว ของเหลวจะถูกรวบรวมและทำความสะอาดผ่านตัวกรองพิเศษ เพื่อให้กลับมาใช้งานได้อีกครั้งโดยใช้ปั๊มลูกสูบ

คุณสมบัติของเทคโนโลยีการเจาะแบบหมุน

กระบวนการขุดเจาะถูกจัดระเบียบในลักษณะที่เนื่องจากการชะล้างชั้นดินออกจากเหมือง เชือกสว่านจึงลึกลงไปในแต่ละการเคลื่อนไหว ต้องเพิ่มท่ออื่นๆเป็นระยะ

ขั้นตอนการขุดเจาะมีขั้นตอน:

• หลังจากผ่านชั้นแรกของชั้นดินที่หลวมแล้ว เสาจะถูกยกขึ้นและใส่ปลอกหุ้มลงในเพลา
• เติมปูนในช่องว่างเป็นวงกลม
• หลังเมื่อซีเมนต์เซ็ตตัว จะมีการป้อนบิตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าเข้าไปในเพลา และทำงานต่อ

สามารถดำเนินการได้หลายขั้นตอนที่คล้ายกัน จากนั้นจึงลดท่อสำหรับการผลิตที่มีรูพรุนที่ส่วนท้ายลงในเพลา ขึ้นอยู่กับคุณภาพของชั้นดินและความลึก จำนวนและน้ำหนักของท่อ ประเภทของดอกสว่าน ความเร็วในการหมุนและวัสดุขอบ และความดันของน้ำยาล้าง ข้อมูลเฉพาะมีดังนี้:

• หินก้อนเล็กๆ วิ่งเร็วสุดและสุดสุด
• ดินหินต้องการความถี่ที่ลดลงและแรงดันของเหลวที่ลดลง

การรวมตัวของดินแข็ง - ก้อนหิน - ในเส้นทางของโรเตอร์ ซึ่งอาจติดขัด หรือดินที่ดูดซับการซักอย่างแข็งขันอาจรบกวนการทำงาน กระบวนการนี้ช้าลงด้วยการขาดน้ำที่ไซต์งานและการปรากฏตัวของชั้นดินเหนียวขนาดใหญ่ ดินเหนียวผสมกับน้ำอุดตันช่องทางน้ำและต้องล้างเพิ่มเติมอย่างละเอียด

ท่อปลอก

หลังจากเจาะบ่อน้ำแล้ว ก็ต้องเสริมกำแพงให้แข็งแรง ดินไม่เสถียรและอาจเคลื่อนตัวซึ่งจะส่งผลเสียต่อก้นหลุม

เพื่อป้องกันไม่ให้ดินถล่ม มีการติดตั้งสตริงปลอก ช่วยป้องกันการรั่วไหลของดินและป้องกันการซึมของน้ำ คอลัมน์แรกเรียกว่า "ตัวนำ" มันถูกติดตั้งเพื่อปกปิดหินที่ไม่เสถียร การติดตั้งเกิดขึ้นที่ระยะทางไม่เร็วกว่าเครื่องหมาย 30 เมตรและไม่เกิน 600 เมตร สำหรับบ่อน้ำมัน เสาจะวางห่าง สูงสุดใกล้กับพื้นผิว

เนื่องจากการขุดเจาะแบบหมุนในดินแทบทุกประเภท ระหว่างการติดตั้งเสา คนงานจะได้รับคำแนะนำจากสภาพทางธรณีวิทยา บางครั้งคุณต้องใช้ปลอกหุ้มหลายๆ อันเพื่อเสริมก้นหลุม

เส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุดจมลึกกว่าส่วนที่เหลือและเรียกว่าใช้งานได้ การเจาะทำจากด้านล่าง มันผ่านรูเหล่านี้เพื่อให้มวลของก๊าซ น้ำ หรือน้ำมันจะไหลเข้าไป

ความสำคัญของน้ำมันเจาะในการขุดเจาะ

วิธีการชะล้างที่ถูกต้องสำหรับการเจาะแบบหมุนสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการได้อย่างมาก ในงานประเภทนี้ใช้:

• สารละลายโพลิเมอร์
• อิมัลชั่นน้ำมัน
• น้ำอัดลม
• น้ำ.

วิธีการฟอกอากาศก็ใช้กันอย่างแพร่หลายเช่นกัน หากดำเนินการในพื้นที่ที่มีแรงดันอ่างเก็บน้ำต่ำ พนักงานจะใช้ก๊าซพิเศษ การฟลัชชิงช่วยกำจัดสิ่งสกปรกและวัตถุส่วนเกิน เศษหิน ซึ่งหลีกเลี่ยงไม่ได้ในกระบวนการเจาะ ของเหลวที่โดนบิตจะทำให้เย็นลง ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ

การขุดเจาะแบบหมุนมีสามขั้นตอน:

1. การทำลายหินดินโดยใช้สิ่ว
2. ปล่อยน้ำเพื่อขนหินที่ถูกทำลาย กระบวนการสามารถทำได้ทั้งโดยการชะล้างย้อนกลับและชะล้างโดยตรง ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับความลึกของบ่อน้ำ ปริมาณน้ำที่ใช้ และชนิดของดิน ใช้ในบ้านส่วนตัววิธีการล้างโดยตรงยอดนิยม
3. เสริมผนังบ่อใหม่ด้วยท่อปลอก

การขุดเจาะแบบโรตารี่เป็นกระบวนการที่ใช้แรงงานมาก ซึ่งต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายประการด้วย อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ถือว่าค่อนข้างมีประสิทธิภาพและใช้ในสภาวะต่างๆ