Tecnología de tuberías y martillos de fondo de pozo

1. Descripción general del contenido

1. Introducción a los logros

La tecnología de martillos y tuberías de fondo es el resultado de años de investigación, desarrollo y aplicación. por el Instituto de Tecnología de Prospección de la Academia China de Ciencias Geológicas. Un método tecnológico adecuado para la perforación rápida y la formación de pozos en áreas de lecho rocoso. Este método de proceso utiliza aire a alta presión como energía, que no solo tiene una velocidad de perforación rápida, sino que también requiere una cantidad muy pequeña o nula de agua durante la perforación, lo que reduce en gran medida la presión del suministro de agua en áreas de sequía y escasez de agua, y es especialmente adecuado. para áreas de sequía y escasez de agua Realizar exploración y exploración de aguas subterráneas en áreas.

2. Principios básicos

La perforación hidrogeológica es el principal método técnico para obtener datos hidrogeológicos de aguas subterráneas en trabajos de exploración hidrogeológica, y también es el único medio para desarrollar y utilizar aguas subterráneas para proyectos de perforación. . Según los datos geológicos originales, las formaciones de esta formación de pozo se dividen principalmente en dos categorías. Un tipo tiene una sobrecarga de 3 a 50 m en la parte superior y un lecho de roca en la parte inferior. El otro tipo es limo fangoso o arena compuesta de un. Superposición completa de capas de arena, a veces hay organismos antiguos enterrados en algunos estratos que producen gas metano. Dichos estratos no son fáciles de formar agujeros y ocasionalmente pueden experimentar explosiones o contracción. Se seleccionan diferentes procesos de perforación según los dos tipos de estratos. El diagrama de flujo del proceso de formación del pozo se muestra en la Figura 1 y la Figura 2.

El primer tipo de formación: el agua subterránea es agua de fisura del lecho rocoso. Utilice un revestimiento y una tubería de Ф168 mm para perforar el lecho de roca y continúe siguiendo el lecho de roca de 1 a 1,5 m. Luego cambie a una broca de Ф138 mm para perforar directamente hasta la profundidad esperada. Después de detener la perforación, use aire a alta presión para purgar el pozo. durante 1 a 2 horas y espere hasta que el agua esté limpia. Luego levante el taladro, mida el nivel del agua y haga funcionar el tubo de flores. Después de hacer funcionar el tubo de flores, realice una prueba de bombeo de agua con una bomba de agua y mida la profundidad del pozo. y dibuje una curva Q-S si es necesario.

El segundo tipo de formación: el agua subterránea es el agua intersticial de la capa suelta del Cuaternario. Debido a que la perforación tiene que atravesar varios acuíferos y acuíferos, el agua de algunos acuíferos no es potable y debe aislarse, y las formaciones que contienen gas metano también deben aislarse, por lo que es más complicado. Si se utiliza perforación rotativa ordinaria, se debe utilizar lodo pesado de alta calidad para formar el agujero. En tales formaciones con una profundidad de aproximadamente 70 m, también se puede utilizar el método de perforación con martillo y tubería en el fondo del pozo. Utilice una carcasa de Ф168 mm para seguir directamente la tubería y perforar hasta la capa impermeable del piso del acuífero requerido (el agua). (la capa resistente en este momento es principalmente lodo de arcilla y lodo carbonoso que puede causar una reducción del diámetro), avance la herramienta de perforación junto con la tubería y baje un raspador de Ф135 mm para perforar la sección de sedimentación de arena. La sección de sedimentación de arena se perfora de 5 a 10 m según la situación. Antes de ingresar al filtro puente, se debe examinar la muestra de arena extraída para determinar el número de malla (tamaño del orificio) de la malla filtrante exterior del filtro y el tamaño del mismo. relleno de grava. La extracción de agua en la capa de arena limosa solo puede usar arena para controlar la arena, usando arena gruesa para controlar la arena fina, de modo que se pueda formar una capa de filtro de inversión lo antes posible para lograr agua y arena limpias, y para evitar el hundimiento de la superficie causado por Bombeo excesivo de arena.

Después de pasar la tubería del filtro y la tubería del pozo, extraiga la carcasa de Ф168 mm. En este momento, preste especial atención a llenar la carcasa con agua para evitar que la capa de arena se derrame repentinamente dentro de la carcasa debido al gran tamaño. diferencia de presión al sacar la tubería. El espacio anular entre el tubo de filtro y el tubo de filtro bloquea las dos capas de tubos. Inmediatamente después de sacar la carcasa, se debe rellenar con grava. La grava se debe verter lentamente alrededor de la tubería del pozo y la tubería del pozo se debe agitar con frecuencia para evitar que la grava se acumule en el medio. Al llenar la grava, se debe bombear agua al mismo tiempo para que el relleno de grava pueda estar en su lugar. Una vez colocado el relleno de grava, la parte superior se sella con arcilla y cemento para evitar que una capa de agua no deseada se mezcle en el pozo.

3. Características técnicas

Dado que la perforación tiene que pasar a través de roca sedimentaria clástica, limolita suelta y arcilla, los métodos convencionales a menudo no pueden formar agujeros de manera efectiva porque la formación está demasiado fragmentada y compleja. El método de perforación con martillo y tubería en el fondo del pozo proporciona un método rápido, eficaz y seguro para perforar roca sedimentaria suelta y suelo. El método de perforación con martillo y tubería en el fondo del pozo es una tecnología de perforación que combina la perforación de expansión del fondo con un martillo neumático en el fondo del pozo y sigue sincrónicamente la tubería de revestimiento. Durante la perforación, el taladro excéntrico perfora una mayor cantidad de tubería de revestimiento delante de ella. la zapata de la carcasa Para perforar orificios con un diámetro ligeramente mayor, el martillo de fondo golpea la zapata de la carcasa al mismo tiempo para hacer que la carcasa siga simultáneamente para proteger el orificio de perforación. Cuando el casing alcanza la formación completa, la broca excéntrica se retrae y se levanta fuera del casing. Este proceso de perforación no solo puede aprovechar las características de perforación de alta velocidad del martillo neumático en el fondo del pozo, sino que también hace que la sobrecarga cuaternaria suelta y la limolita suelta mantengan la estabilidad de la pared del pozo bajo la erosión del flujo de aire de alta velocidad. , lo que favorece la formación de agujeros. Instale la tubería del pozo. El martillo de fondo tiene un efecto protector sobre el acuífero durante el proceso de perforación, puede realizar perforación con presión negativa y puede aumentar efectivamente la producción de agua. La producción de agua del pozo de agua completado con este proceso se puede aumentar en aproximadamente 30. % comparado con otros procesos.

Figura 1 Diagrama de flujo del proceso de formación del pozo

Figura 2 Diagrama de flujo del proceso de formación del pozo

Debido a que la presión del aire comprimido de alta presión disminuye repentinamente en el fondo de la broca y absorbe el calor circundante, esto no solo favorece el enfriamiento de la herramienta de perforación y cambia el entorno de trabajo de la broca, extendiendo la vida útil de la broca y reduciendo el tiempo de disparo debido a la baja viscosidad; Del aire mismo, también sopla el fondo del hoyo a alta velocidad, lo que resulta en un alto grado de purificación en el fondo del hoyo, casi sin duplicación. Fenómeno roto. La eficiencia de la perforación es muy alta, lo que puede acortar considerablemente el período de construcción. Además, dado que se utiliza aire como medio circulante, no hay problema de contaminación en la capa objetivo, por lo que básicamente no hay necesidad de limpiar el pozo, lo que acorta en gran medida el ciclo de producción del pozo.

No se requiere agua o solo se requiere una cantidad muy pequeña de agua durante la perforación, lo que reduce en gran medida la presión del suministro de agua en áreas áridas y con escasez de agua, y es especialmente adecuado para la exploración de aguas subterráneas en zonas áridas y con escasez de agua. áreas.

4. Indicadores técnicos

Al perforar con un martillo neumático de fondo, es necesario mantener limpios los recortes en el pozo y la velocidad de retorno del aire en el pozo. estar entre 15 y 35 m/s entre. Cuando la tubería de revestimiento se introduce en estratos cuaternarios o estratos rotos, si el área del hueco del pozo es demasiado grande y la velocidad del viento de retorno no cumple con los requisitos, los recortes en el pozo se romperán repetidamente, lo que reducirá la eficiencia de la perforación y aumentará los costos de construcción. Según el cálculo de la fórmula V=Q/A (V es la velocidad del viento de retorno ascendente, m/s; Q es el volumen de aire del compresor de aire, m3/s; A es el área del espacio de perforación, m2), Se sabe que el diámetro de perforación está entre Ф144 mm y 194 mm para cumplir con los requisitos de velocidad del aire de retorno superior y lograr el efecto de descarga de escoria.

El conjunto de la herramienta de perforación es: broca excéntrica de Φ168 mm, impactador CIR110 (WC130), tubo de perforación de Φ89 mm.

Parámetros de perforación: presión de perforación 10~15 kN, velocidad de rotación 20~40rpm, volumen de aire 21m3/min, presión de aire 0,7~1,5 MPa.

2. Ámbito de aplicación y ejemplos de aplicación

La tecnología de perforación de tuberías no solo se puede utilizar en la exploración de aguas subterráneas y en la perforación de pozos de emergencia para alivio de sequías en áreas de lecho rocoso, sino también en la prevención y el control de desastres geológicos. En el campo de la perforación de orificios para cables de anclaje (ancla), esta tecnología se puede utilizar para perforar la construcción, especialmente la perforación de estratos complejos y superposiciones gruesas puede reflejar mejor las ventajas de esta tecnología.

En la operación de búsqueda de agua para aliviar la sequía de 2010 organizada por el Ministerio de Tierras y Recursos en las tres provincias de Yunnan, Guizhou y Guangxi, el Instituto de Tecnología de Exploración asumió las tareas del condado de Malong, el condado de Luliang, Huize Condado y condado de Xuanwei en la prefectura de Qujing de la provincia de Yunnan. Exploración y finalización de pozos resistentes a la sequía en la ciudad. Utilizando tecnología de tubería y martillo de fondo, desde las 2:30 pm del 3 al 4 de abril, el equipo de perforación que operaba en la aldea de Xiasudu, condado de Malong, tardó sólo 19 horas en perforar un pozo de agua con una profundidad de 104,5 m. Este pozo fue el primer pozo producido por el Ministerio de Tierras y Recursos para apoyar la búsqueda de agua subterránea para el alivio de la sequía en la provincia de Yunnan. El método de perforación rápido y eficiente creó la perforación de pozos más rápida en la provincia de Yunnan. El 6 de abril, "News Network" de CCTV, el programa "News Thirty" y Yunnan TV informaron la buena noticia de que nuestro instituto había perforado con éxito el primer pozo de agua. Después de más de 50 días de arduo trabajo y trabajo duro, completamos por completo la tarea de alivio de la sequía y búsqueda de agua en el área de Qujing en la provincia de Yunnan, que fue muy elogiada por la Sede de Alivio de la Sequía del Ministerio de Tierras y Recursos y la comunidad local. gente en la provincia de Yunnan.

3. Métodos de promoción y transformación

La promoción y aplicación de esta tecnología puede realizarse de forma conjunta o independiente por parte de nuestra empresa, y la exploración y exploración de aguas subterráneas puede realizarse según el Necesidades de los usuarios y condiciones hidrogeológicas locales. Para las unidades que necesitan utilizar esta tecnología para anclaje de taludes, refuerzo de pozos de cimentación profundos y antiflotación de cimientos, nuestra empresa puede encargarse de la construcción de dichos proyectos.

Unidad de soporte técnico: Instituto de Tecnología de Exploración, Academia China de Ciencias Geológicas

Persona de contacto: Guo Qifeng

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