회전식 유정 시추: 시추 기술 및 필요한 장비 개요

시골집을 중앙 급수 장치에 연결할 수 없는 경우 자율 시스템을 구성해야 합니다.대부분의 소유자는 다양한 방법을 사용하여 개발하는 우물을 기반으로 건설하는 것을 선호합니다. 우리는 매우 유망하지만 아직까지 잘 알려지지 않은 옵션인 회전식 유정 시추에 대해 살펴보겠습니다.

우리가 제안한 기사에서는 회전 기술의 복잡성과 사용되는 도구에 대해 자세히 설명합니다. 이 기술의 장점과 단점을 분석하고 실제로 구현하는 방법을 제시합니다. 우리의 조언은 드릴러의 작업을 모니터링하려는 신중한 사유지 소유자에게 유용할 것입니다.

로타리 드릴링의 정의

먼저, 회전정 시추가 실제로 무엇인지, 그리고 그 대안은 무엇인지 살펴보겠습니다. 오거 드릴링은 여전히 ​​취수구를 만드는 가장 일반적인 방법 중 하나로 인식되고 있습니다.

하지만 나사 기술 암석 기반암의 통과를 허용하지 않습니다. 오거 드릴링에 사용되는 스크류 드릴은 석회암을 파괴할 수 없습니다. 하지만 자세히 살펴보아야 하는 경우가 자주 발생합니다. 왜냐하면... 위에 놓인 층은 활용을 위한 안정적이고 충분한 유속을 가지고 있지 않습니다.

코어 및 오거 드릴링 기술은 암석층을 관통할 기회를 제공하지 않습니다. 석회암 위에 우물을 건설할 경우에는 회전식 굴착 공법을 사용하는 것이 더 효율적이고 경제적입니다.

따라서 이전에는 광산업에서만 사용되었던 회전 기술이 개인 취수 구조물 건설에 도입되기 시작했습니다. 작동 요소는 우물의 아래쪽 구멍 부분에 약간 위치해 있습니다. 끌을 사용하여 점착성 토양과 비점착성 토양을 파괴하고 기반암을 파쇄합니다.

파괴된 암석의 굴착은 작업 기둥을 통해 바닥으로 공급되는 액체를 사용하여 수행되거나 환상의 공간. 여기에는 두 가지 드릴링 방법이 있으며 각 방법에 대해서는 아래에서 자세히 설명합니다.

비트의 직경은 작업 스트링의 직경을 초과하므로 다음이 가능합니다.

• 전체 드릴링 과정에서 에너지 소비를 줄입니다(하단 구멍에서 힘을 가해 비트를 돌리는 데만 전력이 직접 소비되고 작업 스트링이 우물 벽에 마찰로 인한 손실이 최소화됩니다).
• 작업 스트링의 대부분의 요소를 손상으로부터 보호하고 드릴링된 우물의 벽을 파괴로부터 보호합니다.
• 매우 인상적인 깊이에 인상적인 직경(예: 최대 70cm)의 우물을 만듭니다.

이런 식으로 당신은 할 수 있습니다 물을 머금는 우물을 형성하다, 300미터 이상의 깊이, 즉 다차 지역과 마을에 물을 공급하기 위해 취수 드릴을 사용합니다.

따라서 정의: 회전 원리를 이용한 드릴링은 바닥 구멍의 비트에 가해지는 힘이 회전식에서 전달되는 우물을 개발하는 방법입니다. 회전근 작업 칼럼을 통해. 그것은 땅속의 오목한 부분을 따라 서로 순차적으로 연결된 좁은 강철 파이프인 막대로 조립됩니다.

그러나 갱도와 슬러지 표면을 청소할 때는 압력을 받아 공급되는 물이 사용됩니다.이 솔루션 덕분에 코어 드릴링처럼 코어 추출을 위해 드릴 스트링을 계속해서 분해하고 재조립할 필요가 없습니다.

굴착 작업에 주입된 유체는 두 가지 중요한 문제를 즉시 해결합니다. 즉, 굴착 장치가 추가 작업을 수행할 수 있는 길을 열어주고 잘 청소하다작동을 위해 물 섭취량을 준비하는 데 필요합니다.

로터리 기술의 장점

가능한 대안에 비해 로터리 드릴링의 장점은 무엇입니까? 그 중 몇 가지가 있습니다.

첫째로회전 비트를 사용하면 여러 가구의 물 수요를 동시에 완전히 충족할 수 있는 대구경 우물을 만들 수 있습니다.

시추 작업이 값싼 프로세스가 아니라는 사실은 비밀이 아닙니다. 이를 위해서는 특수 장비가 필요하며 숙련된 시추 작업자는 프로세스를 모니터링하고 관리해야 합니다. 결국, 우물 시추와 관련된 활동은 다음과 같습니다. 라이센스가 있는. 따라서 가격이 높습니다.

모양과 디자인으로 인해 회전 드릴링 중 비트는 오거 드릴 및 코어 파이프보다 훨씬 더 큰 직경의 우물을 형성할 수 있습니다.

여러 가구를 한 번에 통합하여 인접한 부지에 대한 하나의 공동 우물에 자금을 조달하는 것은 경제적으로 수익성이 있는 사업입니다. 그러나 이를 위해서는 상당한 차변이 필요합니다. 대부분의 경우 제4기 퇴적물(모래)의 대수층은 이를 제공할 수 없습니다.

당연히 집단 운영을 위해서는 석회석에 취수구를 설치하는 것이 좋습니다. 여기에서 추출된 지하수는 물의 풍부함과 순도가 더 높은 것이 특징입니다. 강수량은 석회암 우물의 유량에 최소한의 영향을 미치지 않습니다. 모래 우물에 대해서도 마찬가지입니다.

둘째, 상대적으로 낮은 에너지 비용으로 확신합니다. 로터리 드릴링의 작동 요소는 비트입니다. 하지만 나사와는 달리 코어 드릴링, 드릴링 도구는 드릴링된 구멍의 벽과 상호 작용하지 않습니다.

즉, 비트만이 지면과 직접 접촉하고 있으며 그 높이는 전체 드릴 스트링의 높이에 비해 무시할 수 있습니다. 결과적으로 이 우물 형성 방법은 가장 빠르며 한 달에 최대 1000 선형 미터입니다!

제삼, 집단 고객은 드릴링 깊이에 매력을 느낍니다. 회전식 방법을 통해서만 우물을 기반암 변성암과 화성암 깊숙이 뚫을 수 있으며 그 균열에서 물을 펌핑할 수 있으며 그 구성은 음용 목적에 가장 적합합니다.

대부분의 경우 공정수만 깊이 30m 미만의 취수 작업장에서 추출됩니다. 그 구성은 근처 저수지, 쓰레기로 뒤덮인 강, 강수량, 단순히 땅에 쏟아진 기술적 유체의 영향을 받습니다. 오거와 코어 파이프는 그러한 물 섭취량만을 얻는 데 도움이 될 것입니다.

전체 드릴링 장비 세트는 단일 중형 차량 플랫폼에 쉽게 장착됩니다. 이로 인해 로터리 드릴링 공정이 기술적으로 훨씬 더 발전되어 더 저렴해졌습니다.

또한 로터리 드릴링을 사용하면 다른 드릴링 방법으로 전환하지 않고도 전체 깊이까지 작업을 진행할 수 있습니다. 예를 들어 오거를 사용하여 우물을 개발할 때 바위를 뚫어야 하는 경우 충격 로프 방식으로 전환합니다.

이렇게 하려면 통에서 오거를 제거하고 바위가 부러질 때까지 끌을 얼굴에 던집니다. 그런 다음 학살 베일러로 클리어. 이는 또한 코어 파이프에 유지될 수 없는 물에 포화된 모래를 표면으로 끌어올려야 하는 경우에도 사용됩니다.

실습에 따르면 회전식 방법으로 뚫은 우물은 수명이 더 깁니다. 기술적으로 이는 우물의 벽을 형성하는 케이싱을 설치한 후 고리가 더욱 강화된다는 사실로 설명됩니다.

우물 건설용 장비

먼저 작업 스트링의 수직 링크를 추가로 고정하기 위해 우물 위 표면에 수직 콘솔을 설치합니다. 이 드릴 샤프트의 첫 번째 링크에는 작업 요소가 장착되어 있습니다. 비트는 암석의 드릴링 가능성 범주에 따라 다른 형식을 가질 수 있습니다.

물론, 우물을 뚫는 데는 더 컴팩트한 장비가 사용되며, 원칙적으로 지정된 타워를 형성할 필요는 없습니다.

드릴링 도구 세트

첫 번째 고리인 양초가 깊어지면 막대라고 불리는 다음 고리가 그 위에 놓이게 됩니다. 각 파이프 블록의 길이는 20m에서 50m까지 다양하며 작업 기둥의 형성을 단순화하기 위해 각 막대에는 잠금 장치가 있는 원추형 나사산이 장착되어 있습니다.

결과적으로 다음으로 구성된 드릴링 도구가 형성됩니다.

• 작업 비트;
• 드라이브로드;
• 커플 링으로 서로 연결된 일반 막대의 기둥.

작업 스트링은 로터에 의해 회전되는 스위블을 사용하여 고정됩니다. 드릴링 계획의 깊이와 토양의 물리적 및 기계적 특성에 따라 표준 또는 가중 막대를 사용하여 선도 링크를 형성합니다.

드라이브 로드는 중요한 기술적 임무를 갖고 있기 때문에 일반적으로 무게가 있는 튜브입니다. 이를 통해 세척액이 비트의 표면으로 흘러 들어가고, 그 임무는 부서진 암석을 씻어내는 것입니다. 그리고 이는 차례로 커플 링 연결에 대한 요구 사항을 제시하며, 그 임무는 링크 간의 연결을 밀봉하는 것입니다.

액체 압력은 형성되는 기둥의 높이에 직접적으로 의존한다는 점을 잊지 마십시오(파이프 단면에 의존하지 않음). 또한 물을 세척 용액으로 사용하더라도 10m마다 압력이 1기압씩 증가합니다.

비교를 위해 예를 들어 볼 가치가 있습니다. 집안의 가정용 파이프라인 네트워크의 작동 압력은 10기압이고 가장 강한 파이프는 20기압으로 설계되었습니다.

국내 시스템이 고정되어 움직이지 않는 경우에만 드릴 스트링의 무게와 동일한 압력이 드라이브 로드에 가해집니다. 그러나 비트에 회전 충격과 힘을 전달해야 합니다.

커플링은 로드의 가장 중요한 요소입니다. 인접한 로드의 하부 전체의 무게와 엔진에 의해 전달되는 동적 진동 및 회전 운동으로 인한 하중을 지탱하기 때문입니다.

드릴 스트링의 구조 요소인 커플링에는 다음 요구 사항이 적용됩니다.

• 로드 연결의 견고성을 보장하고 최대 100기압의 유체 압력을 견뎌야 합니다(압력 제트로 바닥을 청소하기 위해).
• 우물 벽과의 마찰로 인해 사용할 수 없게 되지 않도록 내마모성이 있어야 합니다.
• 작업스트링 상단에서 하단으로 그리고 궁극적으로 비트까지 토크를 전달할 수 있어야 합니다.

커플링의 품질이 적절한지 확인하는 것이 매우 중요합니다. 그 중 적어도 하나가 하중을 견디지 못하고 작업용 줄이 찢어진 경우, 아래 부분을 비트와 함께 모으는 것이 극히 어려울 것입니다. 자본 비용 측면에서 분리된 드라이브 로드를 제거하는 것보다 근처에 새 유정을 뚫는 것이 더 쉬운 경우도 있습니다.

드릴링 중 물 사용

얼굴에 공급되는 액체는 대부분 일반 물입니다. 때로는 느슨하고 일관되지 않은 암석(모래, 쇄석, 자갈 및 자갈 퇴적물)을 통과하는 유정을 안정화하기 위해 시추 첨가제가 포함된 용액이 우물에 공급됩니다. 굴착의 첫 번째 단계에서는 케이싱이 설치되지 않기 때문에 이것이 필요합니다.

드라이브 로드 내부의 압력 하에서 물이 굴착 안으로 들어갑니다. (그런 다음 펌핑은 다음을 통해 발생합니다.) 환상의 공간), 또는 중력에 의해 아래로 환상의 공간 및 제거는 이미 펌프아웃 펌프를 사용하여 작업 컬럼을 통해 이루어집니다.

이는 2가지 서로 다른 로터리 드릴링 기술이며, 그 기능은 아래에서 설명합니다.

회전식 드릴링은 우물 개발 속도가 가장 빠른 것이 특징입니다. 드릴링과 동시에 샤프트가 세척되고 향후 작업을 위해 작업이 준비됩니다.

그러나 어떤 방법을 사용하든 모든 곳의 드릴링에 사용되는 유체는 정제(추가 사용을 위해)가 필요합니다.

이를 위해 다음 장비 세트가 사용됩니다.

• 드릴링 진흙 저장 헛간. (얕은 우물을 뚫을 계획이라면 수십 개의 우물 내에서 땅에 직접 지을 수 있으며 일반 물을 세척액으로 사용합니다.) 헛간은 세척액의 배터리 역할을 합니다.
• 진동 체. 우물에서 들어올려진 세척 용액에는 제거해야 할 부서진 암석 입자가 들어 있습니다. 가장 효과적인 방법은 진동 체를 사용하는 기계적 방법입니다.
• 배수구 큰 암석 입자가 제거된 후 액체는 침전 탱크로 들어가 침전된 부유 입자를 제거합니다. 물을 세척액으로 사용할 때 집수 탱크를 땅에 직접 건설하는 경우도 있습니다. 그 밖에 액체물질 분리, 침전물 분리에도 사용됩니다. 하이드로사이클론.
• 진흙 펌프. 이것이 세척액의 순환을 보장하는 것입니다.
• 거터 시스템. 발굴 지점에서 정화 지점까지 물을 이동시키는 데 필요합니다.

전체적으로 회전 기술을 사용하여 우물을 개발하려면 다음 메커니즘과 장비가 필요합니다.

1. 타워 또는 콘솔 로드에서 드릴 스트링을 조립하고 드릴링이 완료되면 분해하며 이동 시스템에도 사용됩니다.
2. 엔진, 로터의 회전을 보장합니다.
3. 액체 장비. 세척액 순환 및 세척을 보장하는 메커니즘 및 장치(펌프, 진동 체, 침전 탱크 및/또는 하이드로사이클론; 세척액 저장 헛간; 파이프와 홈통 시스템).

얕은 우물의 회전 드릴링을 위해 나열된 전체 장비 세트는 매우 컴팩트합니다(예: 콘솔 붐은 접을 수 있음). 이를 통해 드릴링 작업 및 후속 작업에 편리한 위치에 드릴링 장비를 쉽게 배치할 수 있습니다.

두 가지 회전 드릴링 옵션

바닥에 드릴링 유체를 공급하는 방법에 따라 회전식 드릴링 기술에는 두 가지 유형이 있습니다.

1. 직접 공급;
2. 역방향 공급으로.

얼굴에 공급되는 액체는 부서진 암석을 씻고 제거하는 용도로만 사용되는 것이 아닙니다. 또한 마찰로 인해 매우 뜨거워지는 비트를 냉각시킵니다. 액체를 직접 공급하는 경우 펌프는 과도한 압력을 생성합니다.

물은 비트에 있는 기술적 구멍을 통해 바닥 구멍으로 들어가 부서진 암석을 "집어 올린" 다음 중력에 의해 우물을 통해 흐릅니다(즉, 환상의 선두 막대와 관련된 공간)이 표면으로 들어가고, 그곳에서 청소 단지(진동 체, 하이드로사이클론).

플러싱은 직접 또는 역방향으로 수행될 수 있으며 이에 따라 사용된 장비의 품질 특성이 결정되지만 원리 다이어그램은 두 가지 기술 유형 모두에 유효합니다.

역공급 기술은 플러싱 유체가 중력에 의해 바닥으로 흘러 유정을 통해 하강하지만, 분쇄된 물질이 포함된 용액은 구동 로드 파이프를 통해 표면으로 다시 흐르는 방식을 의미합니다. 이 경우 머드 펌프는 부압을 생성합니다.

두 기술의 명백한 단순성에도 불구하고 여기에는 언뜻 보이는 것보다 더 많은 뉘앙스가 있습니다. 따라서 이러한 각 드릴링 기술에 대해 더 자세히 설명하는 것이 적절해 보입니다.

플러싱 유체를 직접 공급하여 드릴링

이 기술은 때때로 "직접 물 흐름"이라고도 합니다. 모래, 자갈, 쇄석 토양에서 사용하는 것이 좋습니다. 대수층의 깊이가 30m를 초과하지 않는 경우에도 사용되며 여기에 첨가제가 액체에 첨가되어 트렁크의 밀도와 안정성이 향상됩니다.

회전식 드릴링은 드릴링되는 우물의 직경이 점진적으로 감소하는 것이 특징입니다. 즉, 직경이 가장 큰 우물을 먼저 뚫은 다음, 안정되다 파이프의 외부 표면과 우물 벽 사이의 환형 공간은 기술 구멍을 통해 시멘트 모르타르로 채워집니다.

그런 다음 더 작은 비트로 드릴링을 계속합니다. 그런 다음 다시 케이싱하면 새 섹션의 직경이 더 작아집니다. 유정을 접착하여 "주의가 산만해져야" 하는 경우가 적을수록 시추 생산성은 높아지며, 이는 궁극적으로 공정 및 유정 전체의 총 비용으로 해석됩니다.

또한 케이싱을 너무 자주 하면 결국 우물의 유효 직경(대수층을 여는 직경)이 크게 감소한다는 사실로 이어집니다. 따라서 "직접 물 흐름"은 이러한 형성 방법을 사용하는 우물을 최대 100m까지 심을 수 없다는 사실이 특징입니다.

플러싱 유체의 주요 압력은 구동 로드 내부의 펌프에 의해 생성되며, 환상의 부서진 암석 성분이 포함된 액체는 과도한 압력으로 우물 벽을 파괴하지 않고 중력에 의해 공간을 채웁니다.

플러싱 유체를 직접 공급하는 드릴링 다이어그램. 리딩로드 파이프를 통해 면내로 공급되며, 중력에 의해 표면으로 상승

그러나 이 드릴링 방법에는 단점도 있습니다. 특히 너무 길어요 케이스가 없는 이 지역은 대수층에 미세한 점토 입자가 유입되게 하며, 이는 대수층에서 작동되는 물의 흐름을 상당히 감소시키고 느리게 할 수 있습니다.

여기서 이 입자들은 기공을 막는 역할을 하며 마이크로채널 물이 스며드는 바위에.따라서 유정 전체의 생산성을 더욱 향상시키기 위해서는 드릴링 공정 중에 수행되는 케이싱 절차가 필요합니다.

플러싱 유체의 역류를 이용한 드릴링

이 유체 제어 방법을 사용하면 배럴과 바닥이 가장 잘 청소됩니다. 여기의 펌프는 액체를 바닥으로 누르지 않고 반대로 다시 빨아 들여 우물 형성 속도가 약간 증가하고 심지어 몇 배 더 증가한다는 사실로 이어집니다. 직접 세척과 비교.

우물 자체는 공급된 세척액의 흐름으로 인해 점토 함유물에 의해 오염되지 않습니다. 결국 펌프는 그 안에 들어 있는 모든 것을 빨아들입니다. 그런데 여기서는 추가 첨가제에 대한 실질적인 의미가 없으므로 동일한 세척액으로 깨끗한 물을 사용합니다.

회전 드릴링 중 백플러싱 계획. 공급물은 중력에 의해 환형을 통해 흐르고 슬러리는 펌프에 의해 선두 로드 파이프를 통해 뒤로 당겨집니다.

이제 역류 드릴링의 장점을 요약해 보겠습니다.

• 시추 속도는 (직접 수로에 비해) 최대 15배 증가합니다.
• 대수층은 아래쪽의 점토 입자와 미사질 모래 알갱이로 막히지 않았지만 아직 개방형 우물 수준;
• 대수층의 고품질 개방 덕분에 우물을 추가로 작동 준비할 필요가 없으며 필터가 있는 내부 케이싱을 즉시 설치하고 펌핑을 시작할 수 있습니다.
• 단순하고 값싼 물이 작동 유체로 사용됩니다.

그러나 이 방법에도 심각한 단점이 있습니다.고가의 장비를 사용해야 하므로 궁극적으로 전체 드릴링 프로세스의 비용이 크게 증가합니다.

따라서 "역류"시추는 우물이 여러 가구에서 동시에 운영되도록 설계된 경우에만 수행됩니다. 그러나 우물이 개인용으로 설계된 경우 직접적인 물 흐름과 함께 회전식 드릴링 기술을 사용하는 것이 훨씬 더 합리적입니다.

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

비디오 #1. 로터리 드릴링 공정을 단계별로 시각적으로 보여줍니다.

비디오 #2. 회전 기술 및 유정 건설 원리 분석:

비디오 #3. 회전 드릴링 중 물 순환:

대수층의 존재와 깊이에 대한 상황은 장소에 따라 크게 다를 수 있습니다(그리고 마데이라 섬과 같이 어떤 곳에서는 전혀 대수층이 없습니다).

유정을 설계하고 최적의 회전 시추 방법을 선택할 때 탐사된 대수층의 기존 지도를 사용해야 합니다. 이렇게 하면 상당한 비용과 시간을 절약하는 데 도움이 됩니다.

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