주요 부대장비 선정

(1) 리프팅 공정을 위한 보조 장비 및 도구

리프팅 공정은 드릴링 도구 및 케이싱 리프팅, 내부 코어 튜브 배치 및 리프팅, 벌목 도구 및 기타 목적을 위한 작업을 의미합니다. 프로세스. 코어 드릴링에서는 리프팅 공정이 빈번하고 시간이 오래 걸립니다(전체 작업 시간의 20~60% 차지). 리프팅 공정이 길어질수록 전반적인 드릴링 효율성은 낮아집니다. 따라서 리프팅 공정에 사용되는 기계 및 도구를 최적화하고 리프팅 공정의 기계화 및 자동화를 실현하는 것은 안전한 생산을 보장하고 드릴링 효율성을 향상시키는 중요한 조치입니다.

1. 드릴 파이프 풀기 장비

드릴 파이프 풀기 장비는 드릴링 장비와 일치하는 액세서리 기계로 인력 대신 드릴 파이프나 드릴링 도구를 풀 때 사용됩니다. 나사 풀기 장비에는 기계식, 유압식, 전기식의 세 가지 유형이 있습니다. 기계식 유형은 주로 기존 수직 샤프트 드릴링 장비와 일치하며 현재는 거의 생산되지 않습니다. 현재 유압 드릴 파이프 풀기 장비가 일반적으로 사용됩니다.

(1) NY-1형 파이프 비틀기

NY-1형 유압 파이프 비틀기 기계는 비틀림 및 하역 메커니즘, 충격 메커니즘 및 유압 시스템으로 구성됩니다(그림 2 -28) 직경 42mm, 50mm, 60mm의 일반 잠금 조인트 드릴 파이프를 푸는 데 사용됩니다. 시스템 유압이 6MPa일 때 파이프를 푸는 토크는 0.33kN·m이고, 오일 압력이 8MPa에 도달하면 유압 실린더의 풀림 토크는 0.44kN·m이고, 유압 실린더의 피스톤 스트로크는 130mm입니다. 드릴 파이프를 푸는 회전 속도는 75r/min입니다.

그림 2-28 NY-1 유압 파이프 트위스트 기계

(2) SQ114/8 유압 파이프 트위스트 파워 집게

SQ114/8 유압 파이프 트위스트 기계 파이프 비틀림 전동집게는 메인집게, 전방가이드로드, 백집게, 후방가이드로드, 서스펜션로드, 크레인, 유압모터, 유압역전밸브, 시프트핸들 등으로 구성된다.(그림 2) -29), 주로 로프 회수에 사용되며 코어 드릴 파이프와 중소 직경 지질 시추 케이싱의 주요 기술 매개변수는 표 2-17에 나열되어 있습니다.

표 2-17 SQ114/8 유압 파이프 트위스트 파워 집게의 주요 기술 매개변수

그림 2-29 SQ114/8 유압 파이프 트위스트 파워 집게

SQ114/8 유압 파이프 트위스트 파워 집게의 주요 성능 특징은 다음과 같습니다. ① 연결이 쉽고, 모든 지질 시추 장비와 연결될 수 있으며, 별도의 발전소를 장착할 수 있습니다. ② 안정적인 클램핑 및 풀림, 파손 부분 클램핑; 미끄러지지 않고 드릴 파이프가 드릴 파이프를 물지 않습니다. ③ 메인 백킹 집게는 센터링 성능이 좋고, 서로 부유하며, 옆으로 흔들어 오리피스를 제거할 수 있습니다. ④ 작업이 간단하고 반전됩니다. 밸브를 풀 수 있으며 메인 백킹 집게가 동기식으로 고정되고 동기화됩니다. ⑤ 2단 속도 설정으로 높은 기어에서 빠른 풀림과 낮은 기어에서 높은 토크 풀림을 실현할 수 있으며 토크를 설정할 수 있습니다.

이 유압 파이프 비틀기 파워 집게는 유압 수직 샤프트 드릴링 장비 및 완전 유압 파워 헤드 드릴링 장비와 함께 사용되며 전국의 유선 코어 링 드릴링에 널리 사용되었습니다.

2. 구멍 고정 장치

구멍 고정 장치는 드릴 파이프를 구멍에 고정하는 데 사용됩니다. 클램핑되는 다양한 유형의 드릴 파이프에 따라 일반 클램프와 와이어라인 코어링 클램프로 구분됩니다. 일반 클램프는 주로 포크 유형을 사용합니다. 드릴 파이프를 풀 때 포크는 드릴 파이프의 절단부에 직접 포크되어 구멍이나 파이프 비틀기 기계에 장착되어 사용하기 더 편리합니다. 그러나 와이어라인 코어링 드릴 파이프는 내부 ​​및 외부가 평평한 드릴 파이프이므로 절개부를 추가할 수 없으므로 현재 쐐기형 표면 원리에 따라 슬립형 및 볼형 클램프를 사용할 수 있습니다. 클램프와 유압 클램프가 일반적으로 사용됩니다.

(1) 트로이 목마 홀더

발로 작동하는 홀더라고도 알려진 트로이 목마 홀더는 로프 코어링 드릴 파이프를 고정하는 데 사용됩니다. 2개의 편심 시트를 사용하여 슬립을 압착하고 클램핑하며 드릴 파이프의 중력에 의해 자동 클램핑을 실현합니다. 구멍에 있는 드릴 파이프의 질량이 클수록 홀더에 의해 생성되는 조임력도 커집니다. 트로이 유형 클램프는 그림 2-30에 나와 있습니다.

그림 2-30 트로이 목마 홀더

(a) 자중 트로이 목마 유형, (b) 가벼운 트로이 목마 유형

(2) 유압 홀더< /p >

유압 클램프는 작업자의 노동 강도를 크게 향상시키고 생산 안전 수준을 향상시킵니다. 일반적인 유압 드릴 파이프 홀더가 그림 2-31에 나와 있습니다.

깊은 구멍 드릴링에서는 구멍에 들어가는 드릴 파이프의 질량이 큽니다. 구멍 클램핑 장치를 선택할 때 클램퍼의 부족으로 인한 미끄러짐을 방지하기 위해 충분한 강도와 클램핑 능력을 갖추고 있는지주의하십시오. 클램핑 힘. 드릴링 깊이가 ≥1000m인 경우 자체 중량식 트로이 목마 클램프와 유압, 유압/공압 클램프를 선택해야 합니다.

그림 2-31 유압 클램퍼

(a) 유압 클램퍼, (b) 공압/유압 클램퍼

3. p>

드릴 파이프와 케이싱을 들어올리는 과정은 서스펜션 장치와 분리될 수 없다. 서스펜션 장치는 주로 주행 블록, 리프터, 엘리베이터, 스플린트 및 기타 장비로 구성된다(그림 2-32 ~ 그림 2-35). , 그 강도와 품질은 작업자의 개인 안전과 구멍의 안전과 직접적인 관련이 있습니다.

그림 2-32 수영 도르래 및 수영 고리

그림 2-33 리프터

(a) 노치 유형 (b) 손으로 문지르는 유형; ) 볼 클램프 유형 (d) 클라이밍 폴 유형

그림 2-34 로프 코어링 엘리베이터

그림 2-35 부목

다음 사항에 유의해야 합니다. 서스펜션 장치의 구성 및 선택:

1) 수영 도르래에는 단일 바퀴, 이중 바퀴 및 다중 바퀴가 포함됩니다. 단일 및 이중 휠은 일반적으로 얕은 드릴링에 사용되므로 드릴링 속도를 높일 수 있습니다.

드릴링 깊이가 ≥1000m인 후에는 드릴링 장비 호이스팅 시스템의 단일 가닥 로프 리프팅 용량을 기준으로 다중 휠 이동 도르래를 선택해야 합니다. 이동 도르래의 운반 용량은 3배 이상이어야 합니다. 구멍 깊이에서 드릴링 도구의 총 중력.

2) 리프터는 드릴파이프와 주행블럭을 연결하는 도구이다. 주요 유형에는 손으로 문지르는 유형, 절개 유형, 클라이밍 폴 유형, 볼 카드 유형 등이 있습니다. 노치형은 잠금 조인트가 있는 일반 드릴 파이프에 주로 사용되며, 로프 코어링 드릴 파이프에는 손으로 러빙(hand-rubbing)형이 사용됩니다. 깊은 구멍을 뚫을 때 드릴 파이프를 들어올릴 때 안전을 위해 버섯 머리가 있는 드릴 파이프를 선택하고 클라이밍 로드나 엘리베이터형 리프터를 사용하십시오. 리프팅 장치를 선택할 때 리프팅 용량은 드릴링 도구 총 중력의 2배 이상이어야 합니다.

3) 엘리베이터는 주로 잠금 조인트가 있는 드릴 파이프와 대형 1차 커플링이 있는 케이싱 리프팅 장치에 사용됩니다. 엘리베이터는 강도가 높고 리프팅 안전율이 높습니다. 스플린트는 주로 질량이 10t 이하인 케이싱을 들어 올리는 데 사용되며 안전성이 좋지 않아 심공 드릴링에는 적합하지 않습니다.

4. 수도꼭지

수전은 활성 드릴 파이프 상단에 설치되며 호스로 워터 펌프와 연결됩니다. 그 기능은 머드펌프에서 토출된 플러싱액을 드릴파이프의 내부 구멍과 구멍으로 보내어 액티브 드릴파이프가 회전할 때 고압호스가 회전하지 않도록 하는 것이다. 또한 수도꼭지는 드릴 파이프를 매달아주는 역할도 합니다.

수전은 다양한 형태로 제공되며, 회전 부분에 따라 적용 가능한 구멍 깊이에 따라 얕은 구멍 수도꼭지와 깊은 구멍 수도꼭지로 구분되며 외부 회전 유형으로 나눌 수 있습니다. 쉘 회전형) 및 내부 회전형(심관 회전형)은 플러싱 유체 및 매체의 채널 수에 따라 단일 채널과 이중 채널 형태로 나눌 수 있습니다.

주요 수도꼭지 유형은 그림 2-36에 나와 있습니다. 그 중 작은 직경의 휴대용 수도꼭지는 주로 직경 1000m 이하의 얕은 시추공에 적합합니다. 작은 수도꼭지, 작은 코어 파이프 수역, 작은 수압 저항, 낮은 인장 강도가 특징이며 높은 수압에 적합합니다. 고속 작동; 고압 수도꼭지 및 리프트 고강도 수도꼭지의 특징은 다음과 같습니다: 더 큰 부피, 높은 인장 강도, 우수한 밀봉 성능, 높은 수압 저항 및 깊은 구멍 사용에 적합합니다. 멀티미디어 정방향 및 역방향 순환 드릴링을 위해 기존 수도꼭지에 비해 측면 입구 순환 매체 채널이 역방향 중에 이중벽 드릴 파이프의 내부 튜브와 외부 튜브 사이의 고리에 순환 매체를 도입하는 데 사용됩니다. 순환 드릴링. 또한 방향성 드릴링 시 케이블형 측정에 사용되는 케이블형 수도꼭지도 있습니다.

그림 2-36 주요 수도꼭지 유형

(a) 작은 직경의 수도꼭지; (b) 고압 수도꼭지; )이중 채널 수도꼭지

5. 드로우워크

시추 현장에는 두 가지 주요 유형의 드로우워크가 있습니다. 즉 벌목 및 방향성 드릴링을 위한 케이블 드로우워크와 로프 코어링 드릴링, 회수 및 배치입니다. 강철 케이블 윈치를 사용하여 내부 파이프(운반용 홀 내 보관 경사계로도 사용 가능)를 장착합니다. 그림 2-37과 같습니다.

그림 2-37 시추 현장용 특수 드로우워크

(a) 로깅 드로우워크 (b) 로프 코어링 드로우워크

시추 현장용 드로우워크를 선택할 때 다음 요구 사항이 충족되어야 합니다. 다음 사용 조건: ① 전원은 구멍 깊이 및 작업 조건의 요구 사항을 충족해야 합니다. ② 윈치 허브의 케이블 정렬 용량은 작업 구멍 깊이 요구 사항보다 커야 합니다. 로프 배열 및 구멍 깊이 카운터를 최대한 갖추고 있어야 합니다. ④ 리프팅 속도 변경 장치를 갖추고 있어야 합니다.

(2) 진흙 정화 및 펄프화 장비

심공 천공 공사 중에 굴착 유체에 혼합된 다량의 절단물과 기타 고형물을 신속하고 효과적으로 제거하여 재순환해야 합니다. . 드릴링 효율성을 향상시키고 구멍에 있는 도구의 수명을 연장하며 비용을 절감하고 사고를 예방하려면 진흙을 사용하십시오.

진흙은 침전, 기계적 분리, 화학적 처리의 세 가지 방법으로 정화할 수 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 방법은 진흙 정화 장비를 사용하여 진흙에서 드릴링 절단물을 강제로 제거하는 기계적 분리입니다. 진흙 정화 장비에는 주로 진동 스크린, 하이드로사이클론 탈수기, 원심 분리기 등이 포함되며, 진흙 준비 장비는 혼합기입니다(그림 2-38).

그림 2-38 진흙 정화 및 펄프화 장비

(a) 진동 스크린, (b) 원심분리기 (c) 진동 스크린 및 탈수기의 이중 작용 프로세서; 믹서

1. 진동체

진동체는 스크린 표면의 진동을 이용하여 슬러리와 고체 입자의 분리는 물론 다양한 크기의 고체 입자 사이의 분리를 촉진합니다. 슬러리 정화 시스템의 첫 번째 수준의 정화 장비입니다. 시추공에서 되돌아온 진흙은 먼저 진동 스크린을 통과하여 거친 드릴링 절단물(약 20메시 정도의 고체 입자)을 제거합니다.

진동 스크린은 일반적으로 모터 및 벨트 구동기, 스크린 본체 및 스크린 메쉬, 탄성 지지대(또는 서스펜션) 장치, 진동기, 베이스 또는 프레임, 오버플로 탱크 및 슬러리 저장 상자 등의 부품으로 구성됩니다. 진동기가 작동한 후 화면 표면을 구동하여 한 방향 또는 여러 방향으로 진동합니다. 진흙이 오버플로 탱크에서 스크린 표면으로 흐를 때 슬러리와 진동 스크린 표면 사이에 상대적인 움직임과 진동이 발생합니다. 이러한 움직임은 액체와 고체 입자의 분리 과정을 촉진합니다. 스크린 구멍보다 작은 슬러리 및 드릴 절단은 스크린 표면을 통해 아래의 슬러리 저장 탱크로 흐르고, 스크린 구멍보다 큰 거친 드릴 절단은 경사진 스크린 표면을 따라 아래로 미끄러집니다. 사양이 다른 여러 층의 스크린이 겹쳐지면(상단에 작은 메시 메시, 하단에 큰 메시 메시), 서로 다른 입자 크기의 드릴 절단이 분리되어 서로 다른 스크린 표면을 따라 아래로 미끄러집니다.

중국에서 사용되는 진동 스크린에는 두 가지 기본 유형이 있습니다. 하나는 이축 대칭 진동기를 사용하여 스크린 표면을 장축을 따라 한 방향으로 진동시키는 단방향 진동 스크린입니다. 다른 하나는 단방향 진동 스크린입니다. 첫 번째 유형은 동력 기계가 편심 샤프트를 구동하여 스크린 본체, 스크린 메쉬 및 편심 샤프트가 하나의 본체로 연결되고 스크린 표면이 여러 번 진동합니다. 지도.

진동체 스크린 메쉬는 일반적으로 스테인레스 스틸 와이어로 직조됩니다. 메쉬 크기는 고상 제거 효과에 영향을 미치는 주요 요인으로 30 메쉬, 40 메쉬, 60 메쉬, 80 메쉬, 100 메쉬, 120 메쉬, 140 메쉬, 160 메쉬 및 200 메쉬가 있습니다. 메쉬 모양에는 정사각형과 직사각형의 두 가지 유형이 있으며 후자는 차단하기 쉽지 않습니다.

2. 하이드로사이클론 탈수기

수압사이클론 탈수기(그림 2-39)는 원심력을 사용하여 슬러리에 있는 고체 입자를 분리합니다. 진흙 정화 시스템에서는 진동 스크린 뒤에 연결되어 진흙에서 20~30메시보다 미세한 드릴링 절단물을 제거(일반적으로 70~200μm의 입자 제거)하여 2차 진흙 정화를 달성합니다. 하이드로사이클론 탈수기는 구조가 단순하고 움직이는 부분이 없는 원통형 장치로 상부는 원통형이고 하부는 역원추형이다. 그밖에 접선형 슬러리 유입관, 오버플로관, 언더플로우 구멍(또는 모래 배출구) 등이 있습니다.

그림 2-39 사이클론 탈수기의 원리

(a) 사이클론 탈수기 (b) 이중 나선 모델 (c) 각 흐름 패턴을 나타내는 2차원 추적;

1 - 슬러리 유입 파이프, 3 - 원통형 본체, 5 - 모래 배출 노즐, 7 - 순환 흐름, 10 - 공기 기둥; 11 - 축 방향 0 속도 표면; 12 - 외부 소용돌이 흐름 배출

모래 펌프에서 보낸 특정 압력의 진흙이 슬러리 파이프로 들어갑니다. 실린더의 접선 방향을 따라 사이클론의 상부. 액체 흐름 운동의 관성, 원형 실린더 벽의 안내 및 액체의 중력으로 인해 진흙이 실린더 내에서 회전하여 나선형 액체 흐름을 형성합니다. 계속해서 아래쪽으로 이동합니다. 액체 흐름의 고체 입자는 질량이 다르기 때문에 다양한 크기의 원심력에 의해 슬러리에서 분리되어 실린더 벽을 향해 던져집니다. 그리고 회전하는 액체 흐름과 자체 무게에 의해 나선형 궤적을 따라 실린더 벽을 따라 아래로 미끄러집니다. 나선형 액체 흐름이 원뿔 부분으로 하강할 때 흐름 단면의 지속적인 감소로 인해 액체 흐름의 원주 방향 선형 속도가 계속 가속됩니다. 고속 소용돌이 흐름의 영향으로 실린더 내의 공기는 축 근처에 집중되고, 액체 흐름의 동반으로 인해 축 주위에 기둥 모양의 부압 구역이 형성됩니다. 이런 식으로 나선형 액체가 큰 원뿔의 하부로 흐를 때(대부분의 드릴링 절단이 분리된 후 비교적 깨끗한 진흙임) 축에 대한 부압의 작용에 따라 방향이 바뀌어 형성됩니다. 같은 방향으로 회전하며 축을 따라 누르는 상향 와류입니다. 나선형으로 상승하여 오버플로 파이프에서 배출됩니다. 사이클론의 하향 및 상향 소용돌이 운동을 통해 슬러리 및 드릴 절단물의 효과적인 분리 및 역수집이 이루어집니다.

사이클론 탈수기의 사양은 일반적으로 탈수기 상부 실린더의 직경(단위: in, 1in=0.0254m)으로 표현됩니다. 예: 2in, 3in, 4in, 5in, 6in, 7인치, 8인치, 10인치, 12인치. 일반적으로 사이클론의 크기가 클수록 분리되는 고체 입자의 크기와 단위 시간당 처리되는 진흙의 양이 커집니다.

디샌더의 구조와 작동 원리는 구조적 크기, 드릴 커팅에서 제거되는 고체 입자의 입자 크기 및 진흙 처리 능력에 차이가 있습니다. 탈수기의 크기는 작으며 일반적으로 15~40μm의 고체 입자를 분리하는 데 사용되며 진흙 처리 용량도 작습니다. 따라서 여러 개의 탈수 장치가 탈수 장치와 함께 사용되는 경우가 많습니다.

Desander 및 Desilter의 실린더 내벽은 고체 입자의 고속 액체 흐름에 의해 쉽게 마모됩니다. 내마모성을 향상시키기 위해 백주철, 내마모성 고무가 늘어선 탄소강 또는 기타 내마모성 재료로 만들 수 있습니다.

3. 원심 분리기

건조기 및 탈수기를 통과한 후에도 진흙의 고형분 입자가 여전히 드릴링 요구 사항을 충족할 수 없는 경우 탈수기를 다시 제거해야 합니다. 진흙은 분리를 위해 원심분리기로 펌핑되어 진흙 속의 미세한 절단물과 모래를 분리할 수 있습니다. 일반적으로 2μm 이상의 유해한 고체상을 제거하고 굴착 유체의 과도한 콜로이드를 제거하며 진흙 점도를 조절하고 중정석을 회수할 수 있습니다.

분리기에는 침전형, 스크린드럼형, 수력터빈형, 스택디스크형 등이 있습니다.

코어 드릴링을 위한 일반 진흙 정화 장비에는 진동 스크린, 사이클론 탈수기 또는 탈수기, 모래 펌프 및 진흙 탱크만 포함되며 원심 분리기는 거의 사용되지 않습니다. 코어링 드릴링 중에 생성된 절단물은 입자 크기가 작기 때문에 다이아몬드 코어링 드릴링을 예로 들면 절단물의 70% 이상이 0.1mm 미만의 입자 크기를 가지므로 일반적으로 탈수기 또는 탈수기만을 사용하고 적절한 보충을 합니다. 응집제 등의 화학 처리제는 진흙 정화 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

4. 진흙 믹서

진흙을 준비하는 장비에는 주로 진흙 믹서와 유압 믹서가 포함됩니다. 현장에 구비된 수평형 머드믹서의 용량은 일반적으로 0.3~0.5m3, 수직형은 0.5~1m3, 혼합속도는 일반적으로 80~100r/min이다. 유압식 믹서는 우물 접합 및 구멍 밀봉을 위한 시멘트 혼합에 주로 사용됩니다.