Çamur rotari, delik dibi çekiç veya karotlu sondaj: formasyona, çapa ve derinliğe göre seçim, deliği temizlemek için gereken hava hacmi ve pompa debisi ile kompresör çıkışının delik çapını neden sınırladığı.
Su kuyusu sondajı üç yönteme ayrılır ve hangisinin kullanılacağını formasyon belirler. Çamur rotary yöntemi yumuşak ve tutturulmamış zemini hızla keser ve deliği bir sıvı kolonuyla açık tutar; dalgıç çekiç sert kayayı perküsyonla kırar ve kesintileri yukarı taşımak için yeterli hava hacmine ihtiyaç duyar; karotlu sondaj sürekli bir numune çıkarır ve gerçekte neyi deldiğinizi size söyleyen tek yöntemdir. Formasyona göre değil de fiyata göre seçim yapmak, bir makinenin satın alındığı deliği bitirememesiyle sonuçlanır.
Tipik bir kırsal veya endüstriyel su projesinde bu üç formasyonun tamamıyla tek bir delik içinde karşılaşırsınız — ilk 20 m'de toprak ve kil, ardından ayrışmış kaya, sonra taze kaya. Doğru cevap genellikle çift amaçlı bir makinedir; bu yüzden ürün yelpazesinde hem çamur pompası hem de hava paketi taşıyan makineler bulunur.
Her yöntem kesintileri nasıl uzaklaştırır?
Her sondaj yöntemi aslında bir kesinti uzaklaştırma sistemidir. Ucuz olan kısım matkaptır; deliği temizleyebilme kabiliyeti, derinliği ve çapı sınırlayan unsurdur.
Çamur rotary. Bir matkap formasyonu keser veya öğütürken bir pompa sondaj sıvısını sondaj dizisi boyunca aşağıya ve halka boşluktan yukarıya doğru dolaştırır. Sıvı kesintileri yukarı taşır, matkabı soğutur ve en önemlisi, deliğin çökmesini önleyen bir filtre keki oluşturarak kuyu cidarını korur. HWDL350 su ve hava çift amaçlı makinesinde çamur tarafı BW160, BW200 veya BW250 pompalarıyla beslenir; maksimum tork 10,500 N·m, nominal güç 58 kW, kaldırma kuvveti 120 kN ve çalışma ağırlığı 5,800 kg'dır.
DTH, yani delik dibi çekici. Basınçlı hava, dizinin en altındaki çekicinin içindeki pistonu tahrik eder ve piston matkabı doğrudan kayaya vurur. Hava ayrıca kesintileri halka boşluğundan dışarı süpürür. Çekici dizinin tepesinde değil de kayanın üzerinde durduğu için darbe enerjisinin hiçbiri çubuklar üzerinden kaybolmaz. HQZ-220L pnömatik rig, 3 m'lik bir direk, 4.000–4.600 N·m dönüş torku ve 15 t kaldırma kuvvetiyle 220 m derinliğe kadar 130–254 mm delikleri kapsar.
Karotlu sondaj. Halka şeklindeki bir matkap bir halka keser ve içeride sağlam bir kaya silindiri bırakır; bu silindir bir boru içinde çıkarılır. HWL-160 hidrolik rig bu dengeyi gösterir: 160 m'ye ulaşır, 500 mm'ye kadar delik açar ve 13,2 kW eşleşen güçle 42, 50 veya 60 mm çubuklarla 60 mm'de tamamlar. Delik, üretim amaçlı bir su kuyusundan çok daha küçüktür çünkü amaç verim değil, numunedir.
| Formasyon | İşe yarayan yöntem | Yanlış seçim yaparsanız ne olur |
|---|---|---|
| Toprak, kil, kum, çakıl | Çamurlu rotary | Havalı çekiç ıslak kili kaldıramaz; kuyu tıkanır |
| Ayrışmış kaya, yumuşak kireçtaşı | Kaya matkabıyla çamurlu rotary veya DTH | İkisi de çalışır, ancak maliyetler büyük ölçüde farklıdır |
| Sert taze kaya, granit, bazalt | DTH çekici | Rotary kesme hızları çöker; matkaplar metreler içinde aşınır |
| Boşluklu çatlaklı kaya | DTH, boşluk boyunca muhafaza borusu ile | Çamur boşluğa kaybolur ve geri dönmez |
| Geoteknik araştırma | Karakotlu sondaj | Kırıntılar eğim, çatlak veya RQD hakkında hiçbir şey söylemez |
| Kayada güneş enerjisi kazık temelleri | Kazık çakma makinesinde DTH | Burgular durur; çakma kazığı kırar |
Bir DTH çekici gerçekte ne kadar hava gerektirir?
Bu, kompresörünüzün seçtiğiniz çekici çalıştırıp çalıştıramayacağına karar veren hesaplamadır ve tüm sondaj pazarındaki en yaygın spesifikasyon hatasıdır.
Havanın, kesintileri yerçekimine karşı kaldırabilecek kadar hızlı bir şekilde halka boşluktan yukarı çıkması gerekir. Hedef, yaklaşık 15–25 m/s'lik yukarı yönlü hız değeridir. Debi ise basitçe hızın halka kesit alanıyla çarpımıdır.
Aralığının ortasındaki HQZ-220L üzerinde çözümlü örnek — 89 mm çubuktan geçen 200 mm'lik bir delik.
Halka kesit alanı = π/4 × (0,200² − 0,089²) = 0,0252 m².
20 m/s'de debi = 0,0252 × 20 = 0,50 m³/s = 30 m³/dk.
Bu değer, bu makine için 1,45–2,5 MPa çalışma basıncında yayımlanan 17–31 m³/dk aralığının üst sınırına denk gelir — ki bu tamamen doğrudur, çünkü yayımlanan aralık 130–254 mm çap aralığının tamamını kapsar. 130 mm'lik bir delik delerseniz halka boşluk çok daha küçüktür, dolayısıyla daha düşük bir hava hacmi onu temizler. Tam 254 mm'de delerseniz aralığın üst sınırına ihtiyaç duyarsınız.
Bunun pratik sonucu şudur: 130 mm'lik bir delik için satın alınan bir kompresör, çekici nasıl derecelendirilmiş olursa olsun 250 mm'lik bir deliği temizleyemez. Delik çapı üzerindeki tavan, çekici spesifikasyonu değil kompresör çıkışıdır.
Aynı mantık çamur pompaları için de geçerlidir
Çamurlu rotary sistemde de hava yerine akışkanla ilgili aynı kısıt vardır. Halka boşluktaki dönüş hızı — genellikle yaklaşık 0,3 ile 0,6 m/s arasında belirtilir — kesintileri çökelmelerine izin vermeden yukarı taşımaya yetecek kadar olmalıdır.
76 mm çubuktan geçen 200 mm'lik bir delikte halka kesit alanı yaklaşık 0,027 m²'dir. 0,3 m/s'yi korumak yaklaşık 480 L/dk, 0,6 m/s'yi korumak ise yaklaşık 960 L/dk gerektirir. BW160 veya BW250 pompası büyük delikler için bu bandın altında kalır; çift amaçlı tezgâhların bu pompaları daha küçük çaplarla ve wireline karotiyer işleriyle eşleştirmesinin ve büyük çaplı çamurlu rotary su kuyularının çok daha büyük bir pompayla delinmesinin nedeni tam olarak budur.
Bir tedarikçi 300 mm'lik bir delik ve 250 L/dk'lık bir pompa öneriyorsa, bu iki sayıdan biri yanlıştır.
Her ikisi de işe yarayacaksa çamur ile hava arasında ne karar verir?
Bu sırayla dört faktör.
Su bulunabilirliği. Çamurlu rotary yöntem su gerektirir — genellikle tek bir kuyu için birkaç metreküp su ve dönüşleri çökeltmek için çamur havuzları. Su kaynağı olmayan uzak bir şantiyede, çamurun daha hızlı delineceği yerlerde bile varsayılan olarak hava kazanır.
Kuyu stabilitesi. Gevşek kumlar ve çakıllar, çamurun sağladığı filtre kekine veya muhafaza borusuna ihtiyaç duyar. Hava, konsolide olmamış bir duvarı açık tutamaz ve çakıl akiferinde çöken bir kuyunun kurtarılması pahalıdır.
Derinlik ve çap. Hava basıncı, hidrostatik yükün yanı sıra annulustaki sürtünme kayıplarını da yenmelidir. HQZ-220L üzerinde belirtilen 1,45–2,5 MPa aralığı, kendi derinlik sınıfı için bir çalışma aralığıdır; makinenin derinlik değerinin ötesine geçerseniz, kuyuyu temizlemek için gereken basınç kompresörün sağlayabileceğinden daha hızlı yükselir.
Gerçekte sahip olduğunuz formasyonda metre başına maliyet. Yumuşak örtü tabakasında çamurlu rotary genellikle daha ucuz metredir. Taze sert kayada DTH çekici yalnızca daha hızlı değildir, delme ile parlatma arasındaki farktır. Kaya sertliğinin 6 ila 20 F arasında belirtildiği güneş kazığı tarafında, çekici bu aralığın üst kısmında tek mantıklı araçtır.
Şantiyede ne başarısız olur ve neden?
Muhafaza borusu değişimi sırasında kuyu çökmesi. Su kuyusu delmede en pahalı arıza budur ve kuyu açıkken delme durakladığında meydana gelir. Diziyi kuyuda tutun veya sıvıyı sirküle etmeye devam edin.
Su girişinden çekici sıkışması. Islak bir kuyuda su tablasının altında çalışan bir DTH çekici, hava yoluna su alır ve piston durur. Hava ile ıslak bir kuyu delmeden önce çekicinin su enjeksiyon özelliklerini kontrol edin.
Çatlaklı bölgede matkap kaybı. Kırılmış formasyon, matkabı sıkıştıran parçalar düşürür. Çatlak boyunca ilerleme hızını yavaşlatın, artırmayın.
Yetersiz boyutta kompresör. Sesten tanınır — çekici yavaş ve düzensiz çalışır, kuyu kötü temizlenir ve penetrasyon düşer. Bu bir makine arızası değil, spesifikasyon hatasıdır.
Her yöntem ne zaman yanlış satın almadır?
Zemininiz sert taze kaya ise çamur rotari sondaj makinesi almayın. Bütçenizi matkaplara, programınızı ise formasyonda ilerleme hızı yakalayamayan bir makineye harcarsınız.
Zemininiz yumuşak alüvyon ve sahanızda su sorunu yoksa hava çekiçli sondaj makinesi almayın. Bir pompanın önleyeceği kompresör ve yakıt faturasını ödersiniz.
Üretim amaçlı bir su kuyusu bekleyerek karotiyer sondaj makinesi almayın. Bu makineler 60 mm'lik bir delik açarlar, bunun bir nedeni vardır. Farklı bir soruya cevap verirler.
Derinlik kapasitesini aşmayı planladığınız bir sondaj makinesi almayın. Yayımlanan maksimum derinlik, belirtilen bir çap, tij ve pompalama veya hava kapasitesini varsayar. Daha büyük bir çapta, etkin derinlik kapasitesi düşer.
Sipariş vermeden önce neyi belirtmelisiniz?
Tedarikçiye dört bilgi verin ve karşılığında iki değer isteyin. Bilgiler: yaklaşık derinlikleriyle formasyon dizisi, hedef bitmiş çap, hedef derinlik ve sahada su olup olmadığı. Karşılığında istemeniz gereken değerler: hedef çapınızda deliği temizlemek için gereken hava veya sıvı hacmi ve bunu sağlayan kompresör veya pompa modeli.
Performans gösteremeyen her sondaj makinesi, satıcının hiç görmediği bir formasyona karşı satın alınmıştır. Bu açığı siparişten sonra değil, önce kapatın.
Sıkça sorulan sorular
Bir sondaj makinesi hem çamur rotari hem de DTH yapabilir mi? Evet — çift amaçlı tanımı bunu ifade eder. HWDL350, Ø75–350 mm aralığını kapsar ve yumuşak kesimler için bir çamur pompası, kaya için hava kapasitesi taşır. Bu makineler tek yöntemli bir makineden daha pahalıdır ve karışık formasyonlu bir projede fiyatlarını amorti eder.
200 mm'lik bir delik için kullanabileceğim en küçük kompresör nedir? Hesabı yapın: 89 mm'lik bir tij içinden 200 mm'lik bir delikte yaklaşık 20 m/s yukarı akış hızı için yaklaşık 30 m³/dk. Kabaca 25 m³/dk'nın altındaki her şey zayıf deler ve zayıf temizler.
Daha büyük bir çekiç daha hızlı deler mi? Doğru kayada evet — ta ki hava beslemesi büyük çekicin ürettiği kırıntıları temizleyemeyene kadar. O noktada penetrasyon düşer ve matkap ucu daha hızlı aşınır.
Kumda deliğin çökmesini nasıl önlerim? Çamur rotari yönteminde doğru viskozitede çamur ve filtre keki veya muhafaza borusu. Kumda hava ile delmede bunu yapamazsınız — o bölüm için yöntemi değiştirin.
Rigler neden birkaç farklı tij çapı belirtir? Çünkü tij, deliğe ve matkap ucuna uygun olmalıdır. HQZ-220L, 1,5, 2,0 ve 3,0 m uzunluklarında 76 veya 89 mm tijler alır; daha küçük tij, ağır bir tij dizisinin hiçbir katkı sağlamayacağı daha küçük delikler ve daha sığ derinlikler içindir.
Sonraki adım
Önce formasyon kütüğünü yazın — yaklaşık bir tane bile olsa — sonra yöntemi seçin, ardından o yöntemin sizin çapınızda ihtiyaç duyduğu hava veya sıvı hacmini sağlayan rigi seçin. Bu sırayla yapmak, deliği bitiren bir rig ile sahada kompresör bekleyen bir rig arasındaki farktır.
Bize formasyon dizisini, hedef çapı ve derinliği ve su olup olmadığını gönderin; size uygun bir rig ile ona uygun kompresör veya pompayı önerelim. Tam teknik özellik föylerini görmek için su kuyusu sondaj rigleri veya DTH çekiçleri ve karotiyer sondaj makineleri yelpazesine göz atın.