Буровая установка - Down-the-hole drill

А буровая установка, обычно называется DTH большинством профессионалов это в основном мини отбойный молоток прикручен к нижней части бурильной колонны. Благодаря быстрому действию молота твердые породы разбиваются на мелкие хлопья и пыль, которые выдуваются воздухом, выходящим из пневмоударника. Перфоратор DTH - один из самых быстрых способов бурения твердых пород. Теперь портативные буровые установки с гидроциклами меньшего размера с пневмоударниками могут бурить с такой же скоростью, как и большие грузовые машины, благодаря этой новой технологии. Считается, что система была изобретена независимо Стенюиком Фрересом в Бельгии и Ингерсоллом Рандом в США в середине 1950-х годов.

История

А пневматический инструмент Впервые считается, что он использовался для бурения горных пород в 1844 году. Во многих карьерах использовались ручные инструменты, которые требовали от бурильщика подвешиваться на веревке над забоем карьера, чтобы разместить буровую скважину в требуемом положении. В этой системе использовались скважины небольшого диаметра, и она была не только ужасно неэффективной, но и очень опасной из-за разлетающихся камней из-за неточности пробуренной скважины.

В некоторых карьерах использовались примитивные машины с перфорацией, которые несли отбойный молоток на мачте - из-за гибкости буровых штанг, работающих с буровым долотом относительно большого диаметра, скважины отклонялись, что иногда означало, что скважина могла заканчиваться в опасной близости от соседнего или действительно быть ближе к поверхности карьера, чем предполагалось. В любом случае скважины, которые не выровнены правильно, которые затем загружаются бризантным взрывчатым веществом, могут быть чрезвычайно опасными, что приведет к выбросу горных пород за пределы предполагаемого участка.

В более крупных карьерах использовались большие роторные машины, которые требовали огромной тяги вниз и высоких скоростей вращения, чтобы приводить трехконусное долото с достаточной силой, чтобы раздавить горную породу. Эту систему нельзя было успешно использовать для отверстий ниже 6 дюймов (150 мм), и машины были очень дороги в покупке и эксплуатации. Другой использовавшейся системой был очень примитивный инструмент для канатных инструментов (или «удар и разбрызгивание», как его называли бурильщики), который заставлял тяжелую штангу и долото поднимать и опускать на скалу, чтобы раздавить ее, в то время как вода вводилась для создания шлама. , что в процессе позволило просверлить отверстие. Эта система не могла гарантировать окончательный размер отверстия, и можно было просверлить только вертикальные отверстия, поскольку система в основном полагалась на силу тяжести. Мусор из ямы был выгружен с помощью прессовальной трубы с щелевым клапаном, который периодически сбрасывался на лебедку для улавливания суспензии, которая затем подавалась в верхнюю часть ямы для разгрузки.

Только когда появилась система DTH, многие проблемы, связанные с другими системами, были преодолены - с системой DTH источник энергии постоянно находится за буровым долотом, бурильные трубы (или бурильная колонна) жесткие, лишь немного меньше Если диаметр бурового долота больше диаметра бурового долота, через бурильную колонну может пройти большое количество воздуха для работы пневмоударника, который затем используется для эффективной промывки ствола скважины. DTH не требовал сильных толчков вниз или высоких скоростей вращения, и поэтому для выполнения процесса бурения можно было использовать такую ​​легкую и дешевую машину - с машиной также мог работать один человек, тогда как для некоторых других систем требовалось два человека. Преимущества, которые DTH принесла отрасли, были огромны - впервые буровая скважина могла быть размещена там, где это было необходимо, потому что DTH дал действительно выровненную, прямую, точно размещенную, чистую скважину, которую можно было легко зарядить взрывчаткой для обеспечения хорошего более безопасный контроль процесса взрывных работ, обеспечивающий хорошее дробление породы. Отверстия можно было просверлить на увеличивающуюся глубину без потери производительности, поскольку источник энергии всегда находился непосредственно за буровым долотом. Система была способна бурить практически в любых горных породах, чего не могли сделать другие системы. Забойные части карьеров стали более безопасными, профилированные, а полы карьеров - ровными, что облегчает погрузку и перемещение оборудования.

Система DTH полностью произвела революцию в индустрии взрывных скважин, и многие карьеры приняли ее с распростертыми объятиями. В конце концов, более крупные системы DTH нашли применение в других приложениях, таких как бурение водяных скважин и строительные работы.

Он по-прежнему предлагает оператору те же преимущества, которые он изначально принес в карьерную промышленность, но теперь он используется во многих различных приложениях, таких как разведка золота, консолидация грунта, геотермальное бурение, неглубокие нефтяные и газовые скважины, направленные и свайные. Появление карбид вольфрама для буровых долот (первые долота были полностью стальными), а разработка бурового долота в сочетании с введением высокого давления воздуха (25 бар плюс) означала, что система DTH может легко и эффективно конкурировать с другими буровыми системами.

Инструменты DTH использовались для обнаружения застрявшие в ловушке шахтеры в Чили и позволили передать им еду, воду и лекарства, а также установить системы связи, которые в конечном итоге привели к их безопасному спасению.

Происхождение названия

DTH - это сокращение от «забойного». Поскольку метод DTH был первоначально разработан для бурения скважин большого диаметра вниз при бурении с поверхности, его название произошло от того факта, что ударный механизм следует за долотом вниз в скважину. Позже были найдены применения для метода погружного погружения под землей, когда направление бурения обычно вверх, а не вниз.

Технические детали

В DTH При бурении ударный механизм, обычно называемый молотком, расположен непосредственно за сверлом. Бурильные трубы передают необходимую силу подачи и вращение на ударник и долото. сжатый воздух или жидкости для молотка и промывки шлама. Бурильные трубы добавляются к бурильной колонне последовательно за ударником по мере того, как скважина становится глубже. Поршень непосредственно ударяет по ударной поверхности долота, а корпус ударника обеспечивает прямое и стабильное направление бурового долота. Это означает, что энергия удара вообще не должна проходить через какие-либо суставы. Таким образом, энергия удара не теряется в суставах, что позволяет производить более глубокое ударное бурение. Это большой прорыв для небольших портативных буровых установок для бурения водяных скважин, которые раньше были ограничены. DTH на небольших установках теперь может давать те же результаты, что и на установках больших тяжелых грузовиков.

Благодаря последним достижениям в технологиях, молотки и долота DTH теперь могут работать при давлении до 500 фунтов на квадратный дюйм,^[1] увеличение скорости проникновения.

Использует

Бурение DTH используется в строительная промышленность производить геморрой в рок, также колодцы, и сверление отверстий для геотермальные грунтовые тепловые насосы.

Продукты DTH можно использовать в следующих приложениях:

Горное дело - бурение и взрыв скважин при открытой разработке карьеров, когда оператор бурильщика пробурит несколько скважин, затем заполнит их взрывчаткой и взорвет, чтобы поднять горную породу, обеспечивая доступ к рудному телу

RC - Разведка и контроль содержания карьеров

GW- Геотермальные скважины и колодцы

Нефть и газ - Глубокие скважины: можно использовать пневмоударники, если обеспечены подъем резания и устойчивость ствола скважины. Для более глубоких скважин можно использовать новые технологии DTH, включая гидравлический и гидравлический ударные, для повышения скорости бурения в твердых породах.

Строительство - сваи, опоры

Рекомендации

1. Брюс, Дональд. Эволюция методов бурения малых отверстий для геотехнических методов строительства (PDF) (Технический отчет). Геосистемы. п. 4. Получено 31 мая 2017.