Drehbohren: Technik, Wirkungsweise und Features

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Eine der am weitesten verbreiteten Methoden zur Erstellung von Produktions- und Explorationsbrunnen für Wasser ist das Drehbohren. Sie wird durch die Übertragung von Rotationsbewegungen vom Oberflächenrotor auf den Bohrstrang bereitgestellt.

Rotationsbohren unterscheidet sich dadurch, dass es keine Axialkraft durch den Antrieb erzeugt. Während des Prozesses wird die Arbeit (Schlachtung) mit Hilfe von Wasser und speziellen Lösungen von Gesteinsabfällen gewaschen. Betrachten Sie die Methode genauer.

Historischer Hintergrund

Drehbohren wird seit über 140 Jahren eingesetzt. Die Technologie dieser Methode zum Bohren von Brunnen wurde erstmals in den frühen achtziger Jahren des neunzehnten Jahrhunderts in den Vereinigten Staaten von Amerika eingesetzt. Seither ist es praktisch unverändert geblieben, mit Ausnahme kleinerer Neuerungen, die zu mehr Effizienz geführt haben. Die Änderungen betrafen Gesteinsschneidwerkzeuge – sie wurden verbessert, neue flüssige Medien zum Spülen von Bohrlöchern geschaffen und die Festigkeit von Teilen des Mechanismus wurde erhöht.

Drehbohren ist eine der Arten des Drehbohrens. Das Prinzip istdass das im Inneren des Bohrlochs befindliche Werkzeug zum Brechen von Gestein durch die Kraft betrieben wird, die von einem Elektromotor oder einer Gasturbinenausrüstung darauf übertragen wird. Diese Methode ist recht einfach und effektiv. Mit seiner Hilfe werden Produktionsöl- und Erkundungsbohrungen gebohrt. Die kompakte Größe des Geräts ermöglicht den Einsatz auf Privatgrundstücken zur Erstellung von Wasserbrunnen.

Bohrmethoden

Gegenwärtig wird das Bohren von Brunnen für Wasser durch Gesteinsschneidemethoden unter Verwendung spezieller Mechanismen durchgeführt. Erde kann auf zwei Arten satt werden:

• Mit Hilfe von Mechanismen - Trockenmethode.
• Wasserstrahl unter hohem Druck oder Schwerkraft - hydraulisch.

Im Allgemeinen wird das mechanische Bohren auf eine von drei Arten durchgeführt:

• Drehbohren - mit Drehbewegungen wird in den Boden gebohrt.
• Aufprall - der Boden wird durch den Aufprall des Bohrers zerstört.
• Vibrieren - der Boden wird durch hochfrequente Vibrationen aufgebrochen.

Die erste Methode wird am häufigsten verwendet, da sie gleichzeitig einfach, kostengünstig und leistungsfähig ist.

Wenn die Methode angewendet wird

Rotationsbohren wird verwendet, wenn halbfelsige und felsige Böden zum Bohren von Brunnen mit einer Tiefe von bis zu hundertfünfzig Metern erschlossen werden. Für ein erfolgreiches Bohren von Steinen ist es notwendig, das richtige Bohrwerkzeug zu wählen - einen Meißel und beschwerte Rohre. Laut Experten sollte für einen effektiven Betrieb Drehbohren verwendet werden, wennfolgende Bedingungen erfüllt sind:

• Die Untersuchung des hydrogeologischen Abschnitts der Fundstelle wurde ausreichend detailliert durchgeführt.
• Es ist bekannt, dass der Boden aus Felsen besteht.
• Es gibt Daten auf der Ebene des Grundwasserleiters.
• Es gibt einen guten unterirdischen Wasserdruck.
• Es besteht die Möglichkeit der ständigen Zufuhr von Spülflüssigkeit.

Darüber hinaus sollte berücksichtigt werden, dass die Bedingungen in den südlichen Regionen Bohrarbeiten das ganze Jahr über ermöglichen und in den nördlichen Regionen die Arbeit durch die Temperatur der äußeren Umgebung begrenzt ist, bei der die Spülflüssigkeit verwendet wird friert ein.

Ausrüstung zum Brunnenbohren

Drehbohrtechnik beinh altet den Einsatz spezieller Anlagen - montiert auf Basis von Selbstfahrern oder stationär. Beide müssen die folgenden Komponenten haben:

• Engine.
• Turm.
• Laufwerk.
• Swivel - ein System, das Flüssigkeit in das Grundloch liefert.
• Bohrschnur.
• Rotor.
• Kolbenpumpe.
• Hebemechanismus inklusive Block und Kronenblock.
• Druckleitung
• Ein Flüssigkeitsrückführungs- und Reinigungssystem mit Hydrozyklonen, einer Rutsche und einem Rüttelsieb.

Vor- und Nachteile der Methode

Das Rotationsbohrverfahren hat gegenüber anderen Verfahren eine Reihe von Vorteilen. Darunter ist Folgendes zu beachten:

• Übertrifft die anderen in puncto Leistung: fünfmal die Schlagmethode und zehnmal die Vibrationsmethode.
• Hat ein HighArbeitsgeschwindigkeit.
• Durch die Verwendung einer Vielzahl von abnehmbaren Meißeln kann es auf Böden unterschiedlicher Komplexität verwendet werden.
• Das Gerät hat eine kompakte Größe, sodass es auf engstem Raum eingesetzt werden kann.
• Durch die Möglichkeit der Ortung auf der Plattform ist das Gerät recht mobil.
• Ermöglicht Tiefbrunnenbohrungen und Wassergewinnung aus gebrochenem Kalkstein.
• Das Verfahren hat gute wasserführende Eigenschaften.
• Ermöglicht das Bohren von Brunnen mit einem Durchmesser von bis zu zweihundert Zentimetern.

Neben diesen Vorteilen hat das lenkbare Drehbohren folgende Nachteile:

• Achten Sie darauf, die Bodenart zu berücksichtigen, um den richtigen Meißel zu finden.
• Das Vorhandensein von superharten Gesteinspartikeln im Weg kann ein Hindernis darstellen, das den Einsatz zerstörerischer Mechanismen erfordert.
• Lehmboden kann stören.
• Ein ernsthaftes Hindernis beim Bohren ist gefrorener Boden.
• Leistung abhängig vom aktuell verbauten Rotor.
• Die Notwendigkeit, immer eine große Menge Spülflüssigkeit zur Verfügung zu haben.

Trotz gewisser Nachteile hat diese Methode viel mehr Vorteile.

Das Funktionsprinzip von Rotationseinheiten

Das Drehbohren von Brunnen wird von einer speziellen Installation durchgeführt - einem Rahmen- oder Gitterturm, der auf der Plattform befestigt ist. Alle anderen Systeme werden daran befestigt, sodass Sie den profilierten Bohrstrang heben und senken können. Eine solcheDie Säule besteht aus mehreren Rohren, die durch zusammenklappbare Kupplungen verbunden sind.

Die Antriebskraft ist der Elektromotor des Autos oder ein separater Generator, der die Drehung von der Säule über die Antriebswelle und den Getriebezug auf den Rotor überträgt. Rotierend treibt der Rotor den Meißel an, der mit seinen Arbeitskanten die Erdschicht im Brunnen zerstört. Der Drehbereich kann eingestellt werden. Bohrerkanten können aus Diamant, Verbundwerkstoff oder Hartmetall bestehen. Ihre Form kann variieren.

Die entstandene Bodenschicht wird aus der Mine durch direktes oder umgekehrtes Waschen durch Schwerkraft oder unter Druck mit Pumpeinheiten verdrängt. Nach dem Spülen des Brunnens werden Mantelrohre darin installiert. Durch die Schwenk- und Hohlrohre des Bohrstrangs wird dem Meißel Spülflüssigkeit zugeführt, die den Boden unter dem Meißel erodiert. Durch den Sp alt zwischen den Rohren und dem Fass trägt die Flüssigkeit die Erde aus. An der Oberfläche wird Flüssigkeit gesammelt und durch spezielle Filter gereinigt, um sie mit Kolbenpumpen wieder in Betrieb zu nehmen.

Merkmale der Drehbohrtechnik

Der Bohrvorgang ist so organisiert, dass der Bohrstrang durch das Auswaschen der Bodenschicht aus der Mine mit jeder Bewegung tiefer geht. Er muss regelmäßig durch Hinzufügen weiterer Rohre erhöht werden.

Der Bohrvorgang erfolgt in Schritten:

• Nach Passieren der ersten losen Erdschichten wird die Säule angehoben und die Verrohrung in den Schacht abgesenkt.
• Die Lücke wird kreisförmig mit Zementmörtel ausgefüllt.
• NachWenn der Zement aushärtet, wird ein Bohrer mit kleinerem Durchmesser in den Schacht eingeführt und es wird weitergearbeitet.

Mehrere dieser ähnlichen Schritte können durchgeführt werden, und dann wird ein am Ende perforiertes Förderrohr in den Schacht abgesenkt. Je nach Qualität der Bodenschicht und -tiefe werden Anzahl und Gewicht der Rohre, Meißelart, Drehzahl und Kantenmaterial sowie der Druck der Spülflüssigkeit gewählt. Die Einzelheiten lauten wie folgt:

• Leichte Felsformationen laufen mit maximaler Geschwindigkeit und am meisten Spülung.
• Felsige Böden erfordern eine geringere Frequenz und einen geringeren Flüssigkeitsdruck.

Erdharte Einschlüsse - Geröll - im Lauf des Rotors, die sich verklemmen können, oder Schmutz, der aktiv Wäsche aufsaugt, kann die Arbeit stören. Der Prozess wird auch durch den Wassermangel auf der Baustelle und das Vorhandensein einer großen Lehmschicht verlangsamt. Ton, der sich mit Wasser vermischt, verstopft den Wasserkanal und erfordert eine zusätzliche gründliche Reinigung.

Mantelrohre

Nachdem ein Brunnen gebohrt wurde, ist es wichtig, seine Wände zu verstärken. Der Boden ist unzuverlässig und kann sich verschieben, was sich negativ auf die Bohrlochsohle auswirkt.

Um zu verhindern, dass die Erde zusammenbricht, wird ein Verrohrungsstrang installiert. Es hilft, das Verschütten des Bodens zu verhindern und das Versickern von Wasser zu verhindern. Die erste Sp alte wird "Dirigent" genannt. Es wird montiert, um instabile Felsen abzudecken. Die Installation erfolgt in einem Abstand von nicht weniger als 30 Metern und nicht später als 600 Metern. Für eine Ölquelle wird die Säule maximal entfernt platziertnah an der Oberfläche.

Da Drehbohren in fast allen Bodenarten eingesetzt wird, orientieren sich die Arbeiter bei der Installation der Säulen an den geologischen Bedingungen. Manchmal müssen Sie mehrere Karkassenschnüre verwenden, um das Grundloch zu verstärken.

Der kleinste Durchmesser von ihnen sinkt tiefer als der Rest und wird als funktionsfähig bezeichnet. Die Perforation erfolgt von unten, durch diese Löcher fließt die Masse an Gas, Wasser oder Öl hinein.

Die Bedeutung von Bohrflüssigkeit bei Bohrarbeiten

Die richtige Spülmethode beim Drehbohren kann die Effizienz des Prozesses deutlich steigern. In Werken dieser Art gilt:

• Polymerlösungen.
• Ölemulsionen.
• Belüftete Lösungen.
• Wasser.

Das Luftspülverfahren ist ebenfalls weit verbreitet. Wird in Gebieten mit niedrigem Lagerstättendruck gearbeitet, verwenden die Arbeiter ein Spezialgas. Das Spülen hilft, überschüssige Verunreinigungen und Gegenstände sowie zerbröckelndes Gestein zu entfernen, was beim Bohrprozess unvermeidlich ist. Die Flüssigkeit, die auf das Gebiss gelangt, kühlt es. Das verlängert die Standzeit.

Drehbohren erfolgt in drei Stufen:

1. Zerstörung von Erdgestein mit einem Meißel.
2. Launching Wasser, um den zerstörten Felsen zu tragen. Der Prozess kann sowohl durch Rückwärts- als auch durch Direktspülung durchgeführt werden, alles hängt von der Tiefe des Brunnens, der verwendeten Wassermenge und der Art des Bodens ab. Wird in Privathaush alten verwendetbeliebte direkte Spülmethode.
3. Verstärkung der Wände eines neuen Brunnens mit Mantelrohren.

Rotationsbohren ist ein arbeitsintensiver Prozess, bei dem viele Faktoren berücksichtigt werden müssen. Trotzdem gilt es als recht effektiv und wird unter verschiedenen Bedingungen eingesetzt.