Ako rotačné vŕtanie s pozitívnym obehom, tak aj rotačné vŕtanie s reverznou cirkuláciou sú bežné stavebné procesy vŕtania. Podľa rôznych geologických podmienok môže výber rôznych vrtných súprav zlepšiť efektivitu a presnosť vŕtania. Ďalej sa bude diskutovať o rozdieloch a použití vrtných súprav s pozitívnym obehom a vrtných súprav s reverznou cirkuláciou z viacerých uhlov, aby sa poskytol základ pre výber.
1. Pracovný princíp
Vrtná súprava s pozitívnym obehom
Princíp činnosti vrtnej súpravy s pozitívnym obehom je založený na doprednom toku bahna. Vrtná kvapalina je dopravovaná do vrtu kalovým čerpadlom a vrtná korunka je ochladzovaná a nesená s odrezkami cez vrtnú rúrku a trysku vrtnej korunky. Odrezky sa potom vrátia späť do zeme pozdĺž vonkajšej steny vrtu. Celý proces tvorí uzavretý pozitívny cyklus. Táto cirkulačná metóda účinne čistí vrták a prenáša odrezky na zem na spracovanie.
Vrtná súprava s reverznou cirkuláciou
Princíp vrtnej súpravy s reverznou cirkuláciou je opačný ako pri pozitívnej cirkulácii, ktorá využíva vzduchové alebo hydraulické reverzné prúdenie. Vrtná kvapalina sa čerpá zo zeme do spodnej časti vrtu cez stredový otvor vrtnej rúrky a odrezky sa nasávajú do zeme cez stredový otvor vrtnej rúrky podtlakom alebo plynovým zdvihom. Pretože odrezky sú vypúšťané priamo z vnútra vrtnej rúrky, reverzná cirkulácia má vyššiu účinnosť odstraňovania odrezkov a zabraňuje hromadeniu odrezkov vo studni.
2. Účinnosť vŕtania
V dôsledku rozdielu v dráhe odstraňovania rezu a účinnosti je vrtná súprava s reverznou cirkuláciou lepšia ako vrtná súprava s pozitívnym obehom v účinnosti vŕtania.
Charakteristika účinnosti vrtnej súpravy s pozitívnym obehom
Je vhodný pre mäkké horniny a vrstvy pôdy a rýchlosť vŕtania je mierna.
Odrezky sa vracajú na zem pozdĺž steny studne a cesta je dlhá, čo môže spôsobiť zvýšenie viskozity bahna a ovplyvniť účinnosť odstraňovania odrezkov.
Charakteristika účinnosti vrtnej súpravy s reverzným obehom
Odrezky sú vypúšťané cez vnútorný otvor vrtnej rúrky, s krátkou dráhou a vysokou účinnosťou.
Funguje dobre v tvrdých horninách a zložitých formáciách a môže výrazne zvýšiť rýchlosť vŕtania.
3. Aplikácia
Aplikácia vrtnej súpravy s pozitívnym obehom
- Geologické podmienky, ako sú pôdne vrstvy a mäkké skalné útvary.
- Studne s hĺbkou vŕtania (500-1500 metrov), ako sú studne na zavlažovanie poľnohospodárskej pôdy a geologické prieskumné vrty.
- Nákladovo citlivé projekty, vďaka jednoduchému pozitívnemu obehovému systému sú prevádzkové náklady nízke.
Aplikácia vrtných súprav s reverzným obehom
- Tvrdé horniny a zložité geologické podmienky, ako je vŕtanie hlbokých vrtov a skalné útvary s vysokou tvrdosťou.
- Projekty s vysokými požiadavkami na kvalitu vrtov, ako je ťažba a rozvoj geotermálnych vrtov.
- Projekty s vysokými požiadavkami na ochranu životného prostredia môže systém reverznej cirkulácie lepšie kontrolovať únik vrtnej kvapaliny a stabilitu vrtu.
4. Výhody a nevýhody
Výhody a nevýhody vrtných súprav s pozitívnym obehom
Výhody:
Systém je jednoduchý, nenáročný na obsluhu a údržbu.
Náklady na cirkuláciu bahna sú nízke, vhodné pre projekty s obmedzeným rozpočtom.
Narušenie formácie je malé, čo prispieva k stabilite vrtu.
Nevýhody:
Účinnosť odstraňovania triesok je nízka, čo ovplyvňuje rýchlosť vŕtania.
V zložitých formáciách môže byť narušená cirkulácia bahna, čo znižuje efektivitu práce.
Výhody a nevýhody vrtnej súpravy s reverznou cirkuláciou
Výhody:
Vysoká účinnosť odstraňovania triesok a vysoká rýchlosť vŕtania.
Môže účinne zabrániť hromadeniu kamenných triesok a zlepšiť kvalitu vŕtania.
Funguje dobre v zložitých formáciách a pri vŕtaní hlbokých studní.
Nevýhody:
Systém je zložitý a náklady na vybavenie a prevádzkové náklady sú vysoké.
Vyžaduje si to prácu profesionálnych technikov, čo zvyšuje náklady na prácu.
5. Ako si vybrať
Pri výbere vrtnej súpravy s pozitívnym obehom alebo vrtnej súpravy s reverznou cirkuláciou je potrebné zvážiť nasledujúce faktory:
Vrtné súpravy s pozitívnym obehom sú vhodné pre projekty s obmedzeným rozpočtom a nízkymi prevádzkovými nákladmi.
- Ak je formácia stabilná a hĺbka vŕtania je malá, uprednostňuje sa vrtná súprava s pozitívnym obehom.
- Ak je formácia zložitá alebo je tvrdosť vysoká, mala by sa zvoliť vrtná súprava s reverzným obehom, aby sa zlepšila účinnosť a kvalita.
Rozpočet projektu
Vŕtacie súpravy s reverzným obehom sú vhodné pre projekty s vysokým dopytom. Hoci sú náklady vyššie, účinnosť a účinok sú lepšie.
- Pre projekty s vysokými požiadavkami na ochranu životného prostredia, ako je mestská výstavba alebo environmentálne citlivé oblasti, je možné zvoliť vrtné súpravy s reverzným obehom.
- Pre bežné studne a plytký geologický prieskum postačujú vrtné súpravy s pozitívnym obehom.
- Pre projekty s vysokou obtiažnosťou, ako sú hlboké vrty, bane alebo geotermálne vrty, sú lepšou voľbou vrtné súpravy s reverzným obehom.
6. Záver
Ako dve dôležité zariadenia pri vrtných operáciách majú vrtné súpravy s pozitívnym obehom a vrtné súpravy s reverznou cirkuláciou zrejmé vlastnosti a výhody. Vrtné súpravy s pozitívnym obehom sú vhodné pre plytké a mäkké útvary so svojimi jednoduchými a ekonomickými charakteristikami, zatiaľ čo vrtné súpravy s reverzným obehom majú výhody v hlbokých vrtoch a zložitých útvaroch so svojimi účinnými schopnosťami odstraňovania triesok a silnou prispôsobivosťou. Mali by sme vykonať komplexné vyhodnotenie založené na špecifických potrebách, geologických podmienkach a rozpočte projektu, aby sme dosiahli najlepší efekt vŕtania a ekonomické výhody.
