Putar lumpur, tukul bawah lubang atau penggerudian teras: memilih mengikut formasi, diameter dan kedalaman, kadar aliran udara dan pam untuk membersihkan lubang, dan mengapa keluaran pemampat mengehadkan diameter.
Penggerudian telaga air terbahagi kepada tiga kaedah, dan formasinya menentukan yang mana. Putaran lumpur memotong tanah lembut dan tidak terkonsolidasi dengan cepat dan menahan lubang terbuka dengan tiang bendalir; tukul bawah lubang memecahkan batu keras dengan hentaman dan memerlukan isipadu udara yang cukup untuk mengangkat serpihan; penggerudian teras memperoleh sampel berterusan dan merupakan satu-satunya kaedah yang memberitahu anda apa yang sebenarnya anda gerudi. Memilih berdasarkan harga dan bukan berdasarkan formasi ialah cara sebuah rig berakhir tidak mampu menyiapkan lubang yang dibelinya untuk digerudi.
Pada projek air luar bandar atau industri biasa anda akan menemui ketiga-tiga formasi ini dalam satu lubang — tanah dan tanah liat untuk 20 m pertama, kemudian batu terluluhawa, kemudian batu segar. Jawapan yang cekap biasanya ialah rig dua guna, sebab itulah julat itu merangkumi mesin yang membawa kedua-dua pam lumpur dan pakej udara.
Bagaimana setiap kaedah mengeluarkan serpihan?
Setiap kaedah penggerudian sebenarnya ialah sistem pengeluaran serpihan. Mata gerudi itu bahagian yang murah; keupayaan membersihkan lubang itulah yang mengehadkan kedalaman dan diameter.
Putaran lumpur. Mata gerudi memotong atau mengisar formasi sementara pam mengedarkan cecair penggerudian ke bawah melalui rentetan gerudi dan kembali ke atas melalui anulus. Cecair itu mengangkat serpihan, menyejukkan mata gerudi dan, yang paling penting, membina kek penapis pada dinding lubang yang menghalang lubang daripada runtuh. Pada HWDL350 rig dua guna air dan udara, bahagian lumpur dilayani oleh pam BW160, BW200 atau BW250, dengan tork maksimum 10,500 N·m, kuasa berkadar 58 kW, daya angkat 120 kN dan berat operasi 5,800 kg.
DTH, atau tukul bawah lubang. Udara termampat memacu omboh di dalam tukul di bahagian bawah rentetan, yang memukul mata gerudi terus pada batu. Udara juga menyiram serpihan keluar dari anulus. Kerana tukul itu terletak pada batu dan bukan di bahagian atas rentetan, tiada tenaga hentaman yang hilang melalui rod. HQZ-220L rig pneumatik meliputi lubang 130–254 mm hingga kedalaman 220 m dengan tiang 3 m, tork putaran 4,000–4,600 N·m dan daya angkat 15 t.
Penggerudian teras. Mata gerudi anulus memotong cincin dan meninggalkan silinder pejal batu di dalam, yang diperoleh semula dalam tiub. HWL-160 rig hidraulik menggambarkan pertukarannya: ia mencapai 160 m, membuka lubang sehingga 500 mm dan menamatkan pada 60 mm dengan rod 42, 50 atau 60 mm pada kuasa padanan 13.2 kW. Lubangnya jauh lebih kecil daripada telaga air pengeluaran kerana tujuannya ialah sampel, bukan hasil.
| Formasi | Kaedah yang berkesan | Apa yang berlaku jika anda salah |
|---|---|---|
| Tanah, tanah liat, pasir, kerikil | Putaran lumpur | Tukul udara tidak boleh mengangkat tanah liat basah; lubang tersumbat |
| Batu terluluhawa, batu kapur lembut | Putaran lumpur dengan mata gerudi batu, atau DTH | Kedua-duanya berkesan, tetapi ekonominya berbeza dengan ketara |
| Batu segar keras, granit, basalt | Tukul DTH | Kadar pemotongan putaran runtuh; mata gerudi haus dalam beberapa meter |
| Batu pecah dengan lompang | DTH, dengan selongsong melalui lompang | Lumpur hilang ke dalam lompang dan tidak pernah kembali |
| Kajian geoteknik | Penggerudian teras | Serpihan tidak memberitahu anda apa-apa tentang kemiringan, kepatahan atau RQD |
| Tapak asas cerucuk solar dalam batu | DTH pada pemacu cerucuk | Gerudi bumi tersekat; pemacuan memecahkan cerucuk |
Berapa banyak udara yang sebenarnya diperlukan oleh tukul DTH?
Inilah pengiraan yang menentukan sama ada pemampat anda boleh menjalankan tukul yang anda pilih, dan ia ialah ralat spesifikasi paling biasa dalam seluruh pasaran penggerudian.
Udara mesti melintasi anulus cukup pantas untuk mengangkat serpihan menentang graviti. Sasaran ialah kira-kira 15–25 m/s halaju naik. Aliran kemudiannya mudah sahaja halaju darab luas anulus.
Contoh pengiraan pada HQZ-220L pada pertengahan julatnya — lubang 200 mm melalui rod 89 mm.
Luas anulus = π/4 × (0.200² − 0.089²) = 0.0252 m².
Pada 20 m/s, aliran = 0.0252 × 20 = 0.50 m³/s = 30 m³/min.
Itu terletak di hujung atas julat 17–31 m³/min yang diterbitkan bagi mesin ini pada tekanan kerja 1.45–2.5 MPa — yang tepat sekali, kerana julat yang diterbitkan meliputi keseluruhan julat diameter 130–254 mm. Gerudi lubang 130 mm dan anulusnya jauh lebih kecil, jadi isipadu udara lebih rendah membersihkannya. Gerudi pada penuh 254 mm dan anda memerlukan hujung atas julat.
Akibat praktikalnya: pemampat yang dibeli untuk lubang 130 mm tidak akan membersihkan lubang 250 mm, tidak kira bagaimana tukul itu dinilai. Output pemampat ialah siling pada diameter lubang, bukan spesifikasi tukul.
Logik yang sama berlaku untuk pam lumpur
Putaran lumpur mempunyai kekangan yang sama dalam bendalir dan bukan udara. Halaju pulangan dalam anulus — biasanya dinyatakan antara kira-kira 0.3 dan 0.6 m/s — mesti cukup untuk membawa serpihan ke atas tanpa membiarkannya mendap.
Pada lubang 200 mm melalui rod 76 mm luas anulusnya kira-kira 0.027 m². Mengekalkan 0.3 m/s memerlukan kira-kira 480 L/min; mengekalkan 0.6 m/s memerlukan kira-kira 960 L/min. Pam BW160 atau BW250 berada di bawah julat itu untuk lubang besar, sebab itulah rig dua guna memasangkan pam tersebut dengan diameter yang lebih kecil dan kerja penggerudian teras wayar, dan sebab itulah telaga air putaran lumpur berdiameter besar digerudi dengan pam yang jauh lebih besar.
Jika pembekal menawarkan lubang 300 mm dan pam 250 L/min, salah satu daripada dua nombor itu salah.
Apa yang menentukan antara lumpur dan udara apabila kedua-duanya boleh berkesan?
Empat faktor, mengikut susunan ini.
Ketersediaan air. Putaran lumpur memerlukan air — selalunya beberapa meter padu untuk satu lubang, campur kolam untuk mengendapkan pulangannya. Di tapak terpencil tanpa bekalan air, udara menang secara lalai walaupun di tempat lumpur akan menggali lebih cepat.
Kestabilan lubang. Pasir dan kerikil longgar memerlukan kek penapis yang disediakan lumpur, atau selongsong. Udara tidak akan menahan dinding yang tidak terkonsolidasi terbuka, dan lubang yang runtuh dalam akuifer kerikil mahal untuk dipulihkan.
Kedalaman dan diameter. Tekanan udara mesti mengatasi kepala hidrostatik campur kehilangan geseran dalam anulus. Julat 1.45–2.5 MPa yang diterbitkan pada HQZ-220L ialah julat kerja untuk kelas kedalamannya; lunjur melebihi penarafan kedalaman mesin dan tekanan yang diperlukan untuk membersihkan lubang meningkat lebih cepat daripada yang boleh dibekalkan oleh pemampat.
Kos setiap meter dalam formasi yang sebenarnya anda ada. Dalam beban atas lembut, putaran lumpur biasanya meter yang lebih murah. Dalam batu keras segar, tukul DTH bukan sekadar lebih cepat, ia perbezaan antara menggali dan menggilap. Di pihak cerucuk solar, di mana kekerasan batu dinyatakan dari 6 hingga 20 F, tukul ialah satu-satunya alat yang masuk akal di bahagian atas julat itu.
Apa yang gagal di tapak, dan mengapa?
Lubang runtuh semasa pertukaran selongsong. Kegagalan paling mahal dalam penggerudian telaga air, dan ia berlaku apabila penggerudian terhenti dengan lubang terbuka. Kekalkan rentetan di dalam lubang atau kekalkan bendalir beredar.
Tukul tersekat akibat kemasukan air. Tukul DTH yang bekerja di bawah aras air dalam lubang basah akan menelan air ke dalam laluan udara dan omboh berhenti. Semak peruntukan suntikan air tukul sebelum menggerudi lubang basah dengan udara.
Mata gerudi hilang dalam zon pecah. Formasi yang pecah menjatuhkan serpihan yang menyekat mata gerudi. Perlahankan kadar suapan melalui kepatahan, jangan tingkatkannya.
Pemampat bersaiz kecil. Boleh dikenal pasti melalui bunyinya — tukul berjalan perlahan dan tidak teratur, lubang dibersihkan dengan buruk dan penembusan merosot. Ia kesilapan spesifikasi, bukan kerosakan mesin.
Bilakah setiap kaedah menjadi pembelian yang salah?
Jangan beli rig putaran lumpur jika tanah anda batu segar keras. Anda akan menghabiskan bajet pada mata gerudi dan jadual pada mesin yang tidak boleh mencapai kadar dalam formasi itu.
Jangan beli rig tukul udara jika tanah anda aluvium lembut dan tapak anda tiada masalah air. Anda akan membayar pemampat dan bil bahan api yang boleh dielakkan oleh pam.
Jangan beli rig teras mengharapkan telaga air pengeluaran. Mesin ini menghasilkan lubang 60 mm atas satu sebab. Ia menjawab soalan yang berbeza.
Jangan beli rig yang penarafan kedalamannya anda berniat untuk melebihinya. Kedalaman maksimum yang diterbitkan menganggap diameter, rod dan kapasiti pam atau udara yang dinyatakan. Pada diameter yang lebih besar, keupayaan kedalaman berkesan menurun.
Apa yang perlu anda nyatakan sebelum memesan?
Berikan kepada pembekal empat fakta dan minta dua angka kembali. Faktanya: jujukan formasi dengan kedalaman anggaran, diameter siap sasaran, kedalaman sasaran, dan sama ada air tersedia di tapak. Angka yang anda mahu kembali: isipadu udara atau bendalir yang diperlukan untuk membersihkan lubang pada diameter sasaran anda, dan model pemampat atau pam yang menyampaikannya.
Setiap mesin penggerudian yang gagal berfungsi telah dibeli menentang formasi yang tidak pernah dilihat oleh penjual. Tutup jurang itu sebelum pesanan, bukan selepasnya.
Soalan lazim
Bolehkah satu rig melakukan putaran lumpur dan DTH? Ya — itulah maksud penamaan dua guna. HWDL350 meliputi Ø75–350 mm dan membawa pam lumpur untuk bahagian lembut dan keupayaan udara untuk batu. Rig ini berharga lebih daripada mesin satu kaedah dan berbaloi harganya pada projek dengan formasi bercampur.
Apakah pemampat terkecil yang boleh saya gunakan untuk lubang 200 mm? Kerjakan aritmetiknya: kira-kira 30 m³/min pada halaju naik 20 m/s untuk lubang 200 mm melalui rod 89 mm. Apa-apa di bawah kira-kira 25 m³/min akan menggerudi dan membersihkan dengan buruk.
Adakah tukul yang lebih besar menggerudi lebih cepat? Dalam batu yang betul, ya — sehingga titik di mana bekalan udara tidak boleh membersihkan serpihan yang dihasilkan oleh tukul yang lebih besar. Pada titik itu penembusan menurun dan mata gerudi haus lebih cepat.
Bagaimana saya menghentikan lubang runtuh dalam pasir? Lumpur dengan kelikatan yang betul dan kek penapis dalam putaran lumpur, atau selongsong. Dalam penggerudian udara melalui pasir, anda tidak boleh — tukar kaedah untuk bahagian itu.
Mengapa rig menyatakan beberapa diameter rod? Kerana rod mesti sepadan dengan lubang dan mata gerudi. HQZ-220L menerima rod 76 atau 89 mm dalam panjang 1.5, 2.0 dan 3.0 m; rod yang lebih kecil untuk lubang yang lebih kecil dan kedalaman yang lebih cetek, di mana berat rentetan berat tidak akan menambah apa-apa.
Langkah seterusnya
Tulis log formasi dahulu — walaupun anggaran — kemudian pilih kaedah, kemudian pilih rig yang menyampaikan isipadu udara atau bendalir yang diperlukan kaedah itu pada diameter anda. Melakukannya dalam susunan itu ialah perbezaan antara rig yang menyiapkan lubang dan rig yang duduk di tapak menunggu pemampat.
Hantar kepada kami jujukan formasi, diameter dan kedalaman sasaran, dan sama ada air tersedia, dan kami akan mengesyorkan rig dan pemampat atau pam yang sepadan dengannya. Layari rig penggerudian telaga air atau julat tukul DTH dan gerudi teras untuk lembaran spesifikasi penuh.