Uvod:
Neuspehe pri vrtanju pogosto povzroča geologija, ne oprema
Pri vrtanju vodnih vodnjakov, geotermalnem vrtanju in gradbenih projektih so za nizko učinkovitost in pogoste napake pri vrtanju pogosto krivi kakovost opreme ali izkušnje operaterja.
v resniciveliko težav pri vrtanju izvira iz mešanih geoloških razmer, kjer se ena metoda vrtanja ne more prilagoditi hitro spreminjajočim se formacijam znotraj iste vrtine.
Ta članek pojasnjujezakaj-enometodni vrtalni sistemi pogosto odpovejo v mešani geologiji, in zakaj kombinirane metode vrtanja postajajo prednostna rešitev za sodobne projekte vrtanja.
Kaj so mešani geološki pogoji pri projektih vrtanja?
Mešani geološki pogoji se nanašajo na okolja vrtanja, kjernavpično soobstaja več vrst formacije, vključno z:
- Površinske plasti zemlje ali gline
- Plasti gramoza, tlakovcev ali rahle kamnine
- Trda kamnina ali razpokana kamnina v globini
Te formacije se pogosto pojavljajo v:
- Projekti vrtanja vodnjakov
- Kmetijski namakalni vodnjaki
- Vrtine geotermalne toplotne črpalke
- Odprto-kopanje in vrtanje vrtin
- Projekti civilne in podeželske infrastrukture
Vsaka geološka plast se drugače odzove na vrtalno silo, izpiralni medij in metodo penetracije.
Zakaj rotacijsko vrtanje z vodo pogosto ne uspe v slojih trde kamnine in gramoza
Rotacijsko vrtanje z vodo se pogosto uporablja zaradi svoje preprostosti in učinkovitosti v mehkih formacijah.
Ko pa vrtanje prehaja v trde kamnine ali goste gramozne plasti, se sistemi rotacijskega vrtanja pogosto srečujejo z:
- Močno zmanjšanje stopnje prodora
- Prekomerna obraba nastavkov in obremenitev navora
- Slaba učinkovitost-lomljenja skal
- Povečani stroški goriva in vzdrževanja
V mešanih geoloških razmerah,samo rotacijsko vrtanje postane neučinkovito in ekonomsko nevzdržno.
Zakaj je vrtanje z zračnim DTH kladivom težko v ohlapnih ali nestabilnih formacijah
DTH (Down-the-Hole) udarno vrtanje s-zračnim pogonom je zelo učinkovito pri vrtanju v trdo skalo zaradi svoje neposredne energije udarca v nastavek.
Toda v rahli zemlji, pesku ali-vodonosnih formacijah se zračno vrtanje sooča z resnimi omejitvami:
- Nestabilnost sten vrtine
- Neustrezno odstranjevanje potaknjencev
- Velika nevarnost zrušitve luknje ali zagozdenja orodja
- Težava pri ohranjanju ravnosti vrtine
Brez zadostne podpore vrtine,DTH vrtanje s čistim zrakom je nezanesljivo v mešanih formacijah.
Tipični scenariji napak pri vrtanju v mešanih geoloških razmerah
Pri dejanskih vrtalnih operacijah mešana geologija pogosto povzroči:
- Gladko vrtanje v zgornjih slojih, ki mu sledi nenadna okvara prediranja
- Pogoste prilagoditve metod in izpadi
- Zagozdena vrtalna orodja med prehodi formacije
- Zrušitev vrtine pri zamenjavi tehnike vrtanja
Te okvare niso naključne nesreče-, ampak sopredvidljivi rezultati uporabe eno-metodnih vrtalnih sistemov.
Zakaj so sistemi eno-metodnega vrtanja strukturno omejeni
Eno-metodni vrtalni stroji so zasnovani po enem principu vrtanja.
Kot rezultat:
- Rotacijskim napravam primanjkuje udarne energije za prodiranje trde skale
- Naprave za kladivo DTH nimajo nadzora stabilnosti vrtine v mehkih plasteh
Ko se znotraj iste vrtine spremenijo geološke razmere, ti sistemise ne more prilagoditi brez ogrožanja učinkovitosti ali varnosti.
Pomen kombiniranih metod vrtanja v mešanih formacijah
Sodobni projekti vrtanja vedno bolj zahtevajo ploščadi, ki podpirajotako rotacijsko vrtanje v vodo kot vrtanje z zračnim DTH udarnim kladivom.Všeč mi je4-kolesna naprava za vrtanje vodnih vodnjakov, nameščena na traktor
Kombinirani sistemi vrtanja operaterjem omogočajo:
- Uporabite vrtanje v vodo, da stabilizirate ohlapne ali vodonosne{0}}plasti
- Preklopite na DTH udarno vrtanje za učinkovito prodiranje v trdo skalo
- Ohranite kontinuiteto vrtanja v spreminjajočih se formacijah
- Zmanjšajte neproduktivni-čas in skupne stroške vrtanja
Ta prilagodljivost je bistvena za uspešno vrtanje v kompleksnih geoloških okoljih.
Ključni premisleki pri izbiri vrtalne naprave za mešano geologijo
Pri izbiri opreme za vrtanje za mešane geološke razmere se morajo upravljavci osredotočiti na:
- Možnost preklopa med vrtanjem v vodo in vrtanjem z zrakom
- Širok razpon navora in hitrosti vrtenja
- Stabilna mobilnost za gorate ali neravne terene
- Zanesljivo odstranjevanje potaknjencev v zračnem in vodnem načinu
- Enostavna zasnova sistema za vzdrževanje in delovanje na terenu
Samo globinska zmogljivost jeni zanesljiv pokazatelj dejanske zmogljivosti vrtanja.
Zaključek:
Ujemanje metode vrtanja z geološko realnostjo
Sistemi-za vrtanje z enim načinom se lahko dobro obnesejo v enotnih formacijah, vendarpogosto odpovejo v mešanih geoloških pogojih.
Uspešno vodno in geotermalno vrtanje je odvisno od:
Razumevanje sprememb formacije
Uporaba ustrezne metode vrtanja na vsaki stopnji
Uporaba opreme, zasnovane za geološko prilagodljivost
V kompleksnih formacijah,Prilagodljivost vrtanja je temelj učinkovitosti, varnosti in nadzora nad stroški.
