Гидравлическое оборудование для бурения водяных скважин

Типы гидравлического оборудования для бурения водяных скважин

Ниже кратко описаны типы гидравлических буровых установок для водяных скважин.

• Вращательная гидравлическая буровая установка

  Вращательное гидравлическое оборудование для бурения водяных скважин создает отверстие путем приложения вращающего момента к буровой коронке. Это устройство использует метод прямого продавливания и вращения для создания скважин различного диаметра. При создании скважины диаметром около 1,5 метра вращательная буровая установка создает круглое отверстие после многократного продавливания и вращения буровой колонны и коронки. Грязевые насосы часто используются при вращательном бурении для подачи бурового раствора, который смазывает коронку, удаляет выбуренную породу и охлаждает коронку.

• Гидравлический ударный бур

  Эта система бурения скважин использует повторные удары для разрушения горной породы и создания отверстия. Гидравлический ударный бур использует сжатую жидкость для приведения в движение поршня. Этот поршень ударяет по буровой колонне. Буровая колонна затем ударяет по буровой коронке, что приводит к бурению скважины. Этот тип гидравлического бура хорошо подходит для проектов бурения скважин в скалистых районах. При наличии твердой породы, большого объема и глубины гидравлический ударный бур следует рассматривать в качестве предпочтительного варианта. Он обычно используется с обратной циркуляцией воздуха и промывкой водой, которые являются методами удаления выбуренной породы во время процесса бурения.

• Струйный гидравлический бур

  Струйный бур создает отверстие, используя жидкость высокого давления для разрушения окружающего материала. Этот тип гидравлического бура для скважин имеет насос, который подает струю жидкости под давлением через свои сопла. Жидкость, выходящая из сопел, перемещает и разрушает окружающие материалы, создавая полость, в которую может войти бур.

• Система бурения с использованием DTH-молота (Down-the-Hole)

  Система DTH является популярным гидравлическим методом бурения в буровой промышленности. Она работает за счет непосредственного приведения в движение коронки гидравлическим давлением. Эта особенность обеспечивает высокую скорость проникновения. Оператор машины управляет движением коронки и ударяет по верхней части буровой колонны. Этот контроль обеспечивает точное бурение и идеальные характеристики скважины. Система бурения с использованием DTH-молота подходит для различных геологических формаций и глубин скважин.

Технические характеристики и техническое обслуживание гидравлического оборудования для бурения водяных скважин

Технические характеристики

• Источники питания: Гидравлические буровые установки обычно имеют один или несколько первичных двигателей, которые обеспечивают гидравлическую мощность для работы установки и бурения.
• Гидравлическая система высокого давления: Включает в себя гидравлический насос, который преобразует механическую энергию в гидравлическую энергию; гидравлический двигатель, который вращает буровую коронку, и различные клапаны и шланги для управления и передачи гидравлической жидкости.
• Буровой механизм: Буровой механизм гидравлической буровой установки создает вращающий момент для бурения через землю. Он состоит из редуктора, буровой головки (которая соединяется с буровыми коронками и вращает их) и буровых штанг (длинных, тонких, цилиндрических стержней, которые передают вращающий момент и вращение от бурового механизма к буровой коронке). Некоторые гидравлические буровые установки могут также иметь шнек в качестве бурового механизма.
• Буровые коронки: Существуют различные буровые коронки, используемые для различных требований к бурению. В гидравлических буровых установках используются гидравлические роторные коронки. В гидравлических роторных коронках гидравлические струи создают потоки воды под высоким давлением, которые разрушают горные породы. Этот процесс также называется гидроэрозией. Коронки PDC (поликристаллические алмазные компакты) имеют зубчатую структуру из синтетического алмаза, которая подходит для твердых горных пород. Роликовые коронки имеют зубчатую структуру, состоящую из трех конусов с закругленными зубьями. Они подходят для мягких и средних горных пород.
• Механизм подачи: Осевая подача относится к модели механизма подачи, при которой буровая колонна (которая состоит из обсадной трубы, концентрических труб и цилиндра буровой машины) опускается в скважину вертикально. Системы подачи гидравлических буровых установок могут работать гидравлически, механически или электрически, в зависимости от модели и производителя.

Техническое обслуживание

• Регулярный осмотр: Регулярно осматривайте буровые компоненты, такие как буровые трубы, коронки, насосы и воздуходувки, на предмет повреждений или износа. Неисправности должны быть своевременно выявлены и устранены путем связи с производителями бурового оборудования.
• Техническое обслуживание гидравлической жидкости: Регулярно проверяйте гидравлическую жидкость буровой установки для водяных скважин, чтобы обеспечить поддержание соответствующего уровня. Жидкость также должна быть свободна от загрязнений.
• Смазка: Буровые установки имеют подвижные части, которые необходимо регулярно смазывать для эффективной работы. К ним могут относиться подшипники, цепи, коробки передач и буровые трубы.
• Пылеподавление: Пыль часто является большой проблемой. Она может попасть в насос, двигатель и другие чувствительные части буровой установки для скважин, вызвав их неисправность. Используйте эффективные методы пылеподавления для конкретного применения, такие как распыление или подавление тумана, чтобы уменьшить количество пыли.
• Техническое обслуживание системы циркуляции воды и грязи: Убедитесь, что грязевой насос, смесительный лопастной барабан и другие части системы циркуляции воды и грязи гидравлического оборудования для бурения водяных скважин чисты, работают исправно и не повреждены.
• Техническое обслуживание гидравлической системы: Помимо регулярных проверок уровня гидравлической жидкости и очистки частей гидравлической системы, упомянутых выше (а также смазки), также меняйте гидравлический фильтр в рекомендуемые сроки, чтобы гарантировать удаление нежелательных частиц и примесей.

Сценарии применения гидравлического оборудования для бурения водяных скважин

Добыча подземных вод является наиболее распространенным применением оборудования для бурения водяных скважин. Фермеры используют скважины для доступа к подземным водам для орошения сельскохозяйственных культур, особенно в регионах с недостаточным количеством осадков. Скважины, пробуренные с помощью бурового оборудования, обеспечивают источник воды для домашнего скота. Сельские домохозяйства и общины, расположенные далеко от муниципальных источников водоснабжения, полагаются на скважины для получения чистой воды для бытовых нужд. В некоторых геологически благоприятных местах коммерческие компании по бурению скважин могут найти гравийные, известняковые или песчаниковые водоносные горизонты, которые могут давать достаточно воды для обеспечения муниципальной скважины. Скважины, расположенные вблизи геотермального градиента, могут быть пробурены для использования геотермальной энергии для отопления и выработки электроэнергии.

Скважины используются не только для доступа к воде или геотермальной энергии из водоносных горизонтов, но и для того, чтобы вода из водоносных горизонтов могла вытекать, чтобы люди и окружающая среда могли извлечь из этого пользу. Гидравлическое оборудование для бурения водяных скважин широко используется в следующих отраслях промышленности:

• Сельское хозяйство: Оборудование для бурения скважин в сельском хозяйстве используется для бурения оросительных скважин на фермах, чтобы обеспечить надежный источник воды для орошения даже при отсутствии поверхностных источников воды. Методы орошения в сельском хозяйстве могут включать дождевальные и капельные системы орошения, которые непосредственно используют оросительную скважину в качестве источника воды.
• Добыча геотермальной энергии: При добыче геотермальной энергии буровое оборудование используется для поиска и извлечения геотермальной энергии из горячих горных пород глубоко внутри Земли. Тепло от горячих пород используется для выработки пара, который приводит в движение турбины, вырабатывающие электроэнергию, или тепло непосредственно используется для отопления зданий, теплиц, бассейнов и т.д.
• Мониторинг окружающей среды: Экологическим агентствам иногда необходимо отслеживать уровни и качество подземных вод для проведения геологических исследований. Гидравлическое оборудование для бурения скважин может использоваться для установки контрольных скважин. Контрольные скважины могут использоваться для мониторинга подземных вод, обнаружения загрязнителей и сбора данных в случае геологических разломов или оползней.
• Гидравлический разрыв пласта: Гидравлический разрыв пласта, широко известный как фрекинг, - это техника, используемая для извлечения месторождений природного газа и нефти, заключенных в горные породы глубоко под землей. Этот инвазивный метод добычи ископаемого топлива выделяет парниковые газы, которые способствуют изменению климата, и геологические нарушения, такие как землетрясения. При гидравлическом разрыве пласта вода, песок и буровые добавки закачиваются в горизонтальные скважины под высоким давлением для создания небольших трещин в горных породах, которые будут удерживать нефть или газ. Вода под высоким давлением, используемая в этом процессе, добывается из скважин, пробуренных с помощью гидравлического оборудования для бурения водяных скважин.
• Добыча полезных ископаемых: В горнодобывающей промышленности гидравлическое оборудование для бурения водяных скважин используется для создания скважин для добычи подземных вод или подземной добычи. Подземные воды часто создают нестабильные условия для подземных горных работ. Путем установки скважин или буровых скважин с помощью гидравлического оборудования для бурения скважин горняки могут стабилизировать условия, снижая уровень подземных вод или с помощью технологии подземной добычи. Кроме того, гидравлическое оборудование для бурения скважин также используется для бурения разведочных скважин для установки сейсмических датчиков, которые помогают геологам обнаруживать месторождения полезных ископаемых, таких как золото, медь или алмазы.

Как выбрать гидравлическое оборудование для бурения водяных скважин

• Оценка потребностей проекта:

  Прежде всего, необходимо учитывать конкретные требования проекта, включая глубину и диаметр скважины, почвенно-грунтовые условия, требуемую скорость бурения, желаемый уровень точности строительства скважины, а также доступный бюджет и ресурсы на месте бурения.

• Метод бурения:

  Затем, исходя из потребностей проекта, необходимо выбрать подходящий метод бурения из числа обычно используемых при гидравлическом бурении водяных скважин, таких как обратная циркуляция, вращательное бурение или прямая циркуляция с грязевым насосом. Выбранный метод должен обеспечивать эффективное проникновение и строительство скважины.

• Компоненты оборудования:

  Обратите внимание на основные компоненты гидравлической буровой установки для водяных скважин, включая гидравлическую систему, буровую головку, механизм подачи, вращательный механизм, систему очистки грязи и оборудование для обсадки скважины.

• Мобильность и гибкость:

  Выбранное гидравлическое оборудование для бурения водяных скважин должно обладать хорошей мобильностью и адаптивностью для облегчения сборки и перемещения на буровой площадке.

• Экологическая устойчивость:

  Экологическая адаптивность гидравлического оборудования для бурения водяных скважин имеет решающее значение. Оно должно быть способно выдерживать суровые условия окружающей среды, такие как высокие или низкие температуры, влажность и пыль, чтобы обеспечить нормальную работу в сложных условиях.

• Безопасность и эргономика:

  Наконец, учитывайте функции безопасности и эргономики оборудования, чтобы обеспечить безопасную и эффективную работу во время процесса бурения.

Часто задаваемые вопросы

В1: На какую глубину может бурить гидравлическое буровое оборудование?

A1: Глубина, которую может достичь гидравлическое буровое оборудование, варьируется в зависимости от размера и мощности машины, ее настройки и конфигурации, а также типа почвы или горной породы, через которую ведется бурение. При этом небольшие мобильные гидравлические буры обычно достигают глубины от 100 до 300 метров, в то время как более крупные буровые установки могут бурить дальше, иногда до 3000 метров и более.

В2: Какова производительность бурения гидравлического бура?

A2: Производительность гидравлического бура варьируется в зависимости от его размера, мощности и конфигурации, а также от используемой буровой коронки и характера буримого материала. Небольшие портативные гидравлические буры могут бурить через материалы со скоростью несколько сантиметров в минуту, в то время как более крупные гидравлические буры могут бурить несколько метров в час.

В3: Какое техническое обслуживание требуется для гидравлического бурового оборудования?

A3: Регулярный осмотр и техническое обслуживание оборудования, включая проверку на предмет износа, проверку гидравлической системы, смазку подвижных частей, техническое обслуживание буровых коронок и своевременную замену изношенных буровых коронок, уплотнительных колец и шлангов. Соблюдение рекомендаций производителя по техническому обслуживанию и планирование регулярного обслуживания имеет решающее значение для предотвращения выхода оборудования из строя и поддержания оптимальной производительности бурения.