عندما تصبح حفرة بئر الماء أعمق، يجب على الهواء الذي يدفع مطرقة أسفل الحفرة (DTH) القيام بوظيفتين في وقت واحد: الحفاظ على ضغط كافٍ للحفاظ على ضرب المطرقة بقوة على عمود الماء والقصاصات، وحمل حجم كافٍ لطرد تلك القطع من حفرة البئر. تنفد قدرة ضاغط الحفر القياسي من 7 إلى 10 بار قبل أن تصل لقمة الحفر إلى العمق المستهدف في بئر عميق، وهذا هو السبب في أن برامج الآبار العميقة والطاقة الحرارية الأرضية ونزح المياه تنتقل إلى 30 إلى 50 بار هواء. عندما يكون موقع الحفر مزودًا بشبكة أو مولد طاقة، يمكن للضاغط الحلزوني عالي الضغط الثابت ذو المرحلتين مثل مجموعة KOTECH KEH توفير هذا الهواء بشكل اقتصادي أكثر من ضاغط الديزل الثاني أو المعزز. يشرح هذا الدليل فيزياء الضغط والتدفق، وأين تناسب الماكينات اللولبية الكهربائية بقدرة 30 إلى 50 بار أسطول الحفر.
لماذا يحتاج الحفر العميق DTH إلى هواء عالي الضغط
يتم تشغيل مطرقة DTH مباشرة عن طريق تيار الهواء المضغوط: حيث يعمل فرق الضغط عبر المكبس على ضبط طاقة النفخ، ويتدفق هواء العادم عبر لقمة الحفر ويصل إلى الحلقة لإزالة القطع. في الحفرة الضحلة والجافة، غالبًا ما يكون الضاغط من 10 إلى 17 بار كافيًا. ومع ذلك، في الحفرة العميقة أو المحملة بالمياه، يجب على الضاغط أولاً التغلب على الضغط الخلفي الهيدروستاتيكي والحلقي - ما يقرب من شريط إضافي لكل عشرة أمتار من عمود الماء - مع ترك فرق كافٍ عند المطرقة لتشغيله. تحت عمق حوالي 150 إلى 200 متر، خاصة عندما ينتج البئر الماء أثناء الحفر، يحدد المشغلون بشكل متزايد ضواغط من 25 إلى 40 بار، ويمكن أن تتطلب الحفر العميقة أو التجاويف الحرارية الأرضية ذات القطر الكبير فئة 30 إلى 50 بار كاملة.
المطلب الثاني هو سرعة الكفالة. يتم رفع القطع بواسطة سرعة الهواء في أعلى البئر، والتي يجب أن تظل عادةً أعلى من 15 إلى 25 مترًا تقريبًا في الثانية اعتمادًا على هندسة الثقب وحجم المطرقة وما إذا كان يتم استخدام الرغوة أو الضباب. ومع زيادة العمق وقطر الثقب، يرتفع معهم توصيل الهواء الحر المطلوب. الضغط العالي بدون حجم كافٍ يترك قصاصات في الحفرة؛ الحجم الكبير بدون ضغط كافٍ يترك المطرقة ضعيفة. يجب أن يكون حجم الضاغط مناسبًا لكليهما في نفس الوقت.
- تعتمد طاقة المطرقة على فرق الضغط المتبقي بعد التغلب على الضغط الخلفي.
- يضيف كل عشرة أمتار من عمود الماء حوالي 1 بار من الضغط الخلفي على المطرقة.
- إن سرعة الكفالة، وليس حجم المطرقة وحده، هي التي تحدد الحد الأدنى لتوصيل الهواء الحر.
- الثقوب العميقة أو الرطبة أو ذات القطر الكبير هي التي يحتل فيها الهواء ما بين 30 إلى 50 بار مكانه.
برغي الضغط العالي الثابت مقابل معزز الديزل
الحل التقليدي لنقص الضغط هو ضاغط عالي الضغط يعمل بالديزل أو معزز في منصة الحفر. ويظل هذا هو الخيار العملي الوحيد في الاستكشاف عن بعد خارج الشبكة. لكن حصة كبيرة من أعمال آبار المياه العميقة تحدث عندما تكون الطاقة متاحة: حقول الآبار البلدية، وبرامج نزح المياه الصناعية، ومشاريع الطاقة الحرارية الأرضية بالقرب من البنية التحتية، وبرامج الآبار الزراعية في المناطق المكهربة، وحفر آبار نزح المياه في المناجم. وفي هذه المواقع، يعمل الضاغط اللولبي الكهربائي الثابت ذو المرحلتين على تغيير اقتصاديات المشروع.
يقترب الضغط اللولبي على مرحلتين مع التبريد بين المراحل من الضغط متساوي الحرارة، وهو بالضبط المكان الذي يتم فيه توفير الطاقة بنسب عالية: رفع الهواء من المحيط إلى 40 بار في مرحلة واحدة من شأنه أن يولد حرارة أكثر بكثير ويهدر المزيد من الطاقة. تستخدم مجموعة KOTECH KEH تصميمًا من مرحلتين مع نهاية هواء لولبية واحدة عالية الضغط ومحرك متغير السرعة بمغناطيس دائم، مما يوفر ضغطًا مستقرًا مع التحكم في التقلبات بإحكام وتتبع التدفق التلقائي مثل دورات المطرقة. مقابل ضاغط الديزل الذي يعمل طوال التحول، يقطع المحرك الكهربائي لوجستيات الوقود، وصيانة المحرك، والضوضاء والعادم في الموقع - وهو أمر مهم عندما يتم تشغيل الحفر بالقرب من مجتمع أو داخل منطقة صناعية مسموح بها. يتم عادةً إقرانها مع منصة الحفر كمحطة شبه دائمة أو مثبتة على مقطورة دعم مع مولد خاص بها للانتقال بين المنصات القريبة.
مواصفات KOTECH KEH الحقيقية للضغط العالي على مرحلتين
أرقام المصنع الحالية لمتغيرات 4 ميجا باسكال (40 بار) من صفحة منتج KOTECH؛ يغطي KEH ما بين 30 إلى 50 بارًا و5 إلى 25 مترًا مكعبًا/الدقيقة باستخدام محرك PM VSD.
هذه الصفوف هي متغيرات 40 شريطًا؛ يتم نشر نفس الإطارات بتقييمات 30 و 50 بارًا حيث يتطلب الواجب. نظرًا لأن توصيل الهواء الحر ينخفض مع ارتفاع الضغط المقدر، فاقرأ دائمًا الرقم عند الضغط الذي ستعمل عليه المطرقة فعليًا وليس من الحد الأقصى العام للكتيب.
إجراء التحجيم لبرنامج الآبار العميقة
ابدأ بمواصفات مطرقة DTH: نطاق ضغط التشغيل الموصى به واستهلاك الهواء بالمتر المكعب/الدقيقة. أضف الضغط الخلفي المتوقع عند العمق المستهدف، بما في ذلك عمود الماء والاحتكاك الحلقي وأي رذاذ أو حقن رغوة، لتحديد ضغط تفريغ الضاغط. ثم قم بحساب سرعة صعود البئر من تدفق الضاغط وقطر الثقب والقطر الخارجي لأنبوب الحفر؛ إذا كانت السرعة أقل من هدف نقل القطع، قم بزيادة التدفق أو إضافة ضاغط ثانٍ أو تقليل معدل الاختراق بدلاً من مجرد رفع الضغط.
التكامل في الموقع يستحق الاهتمام. تحتاج وحدة KEH الثابتة إلى وسادة ثابتة، ومصدر طاقة بحجم مناسب للمحرك بالإضافة إلى تخفيض للارتفاع ودرجة الحرارة، وأنابيب تفريغ مناسبة إلى منصة الحفر مع خراطيم مصنفة للضغط وجهاز استقبال للنبض الرطب، بالإضافة إلى إدارة المياه للإطارات المبردة بالماء. ضغط الجهاز وتدفقه في كل من الضاغط وجهاز الحفر، لأن الفرق بينهما يكشف عن خسائر الخرطوم والفلتر التي تسرق أداء المطرقة بهدوء. مع تطبيق هذه الأساسيات، يمكن لمحطة الضغط العالي الكهربائية أن تعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع في برامج الآبار متعددة النوبات دون الحاجة إلى دورات خدمة المحرك التي تهيمن على فترات توقف أسطول الديزل.
متى تبقى مع الهواء المحمول الديزل
الضغط اللولبي الكهربائي عالي الضغط ليس عالميًا. الحفر الاستكشافي الذي يتحرك كل بضعة أيام، والمواقع التي لا تحتوي على شبكة ولا مجموعة مولدات اقتصادية، والثقوب البعيدة المنفردة لا تزال تتم خدمتها بشكل أفضل بواسطة ضاغط متحرك عالي الضغط يعمل بالديزل مثل KOTECHالحزب الديمقراطي الكردستاني-18/25عند 25 بار أو معزز ديزل مخصص. ينبغي اتخاذ القرار بشأن الاستخدام المتوقع وتوافر الطاقة: عندما يستغرق الحفر أسابيع أو أشهر على منصات حقول الآبار التي تعمل بالطاقة، فإن تكلفة الطاقة والصيانة المنخفضة للمحطة الكهربائية عادة ما تسدد تكاليف التركيب؛ وعندما تتحرك باستمرار عبر التضاريس خارج الشبكة، فإن التنقل بالديزل هو الذي يفوز. تنتهي العديد من الأساطيل الناضجة بتشغيل كليهما – وحدات الديزل للاستكشاف والحفر البعيدة، ومحطات الكهرباء KEH لحقول الآبار المطورة وبرامج الطاقة الحرارية الأرضية.
شراء النصائح
- قم بقياس كل من الضغط (العمق بالإضافة إلى الضغط الخلفي لعمود الماء) والتدفق (سرعة الكفالة) - لا يوجد أحدهما دون الآخر.
- اختر محطات KEH الكهربائية للبرامج الطويلة في حقول الآبار التي تعمل بالطاقة؛ الاحتفاظ بوحدات الديزل المتنقلة للاستكشاف خارج الشبكة.
- حدد تصنيف KEH عند الضغط الذي تعمل به المطرقة فعليًا، نظرًا لأن التدفق ينخفض مع ارتفاع الضغط.
- يتم توفير وسادة ثابتة، وخرطوم تفريغ مقنن، وخزان استقبال، وأجهزة قياس الضغط/التدفق عند كلا الطرفين.
- خفض قدرة المحرك والتبريد للارتفاع ودرجة الحرارة المحيطة في مواقع الحفر السطحية.
الأسئلة المتداولة
ما هو الضغط الذي تحتاجه مطرقة DTH لبئر المياه العميقة؟
هل يمكن للضاغط اللولبي الكهربائي أن يحل محل الديزل الموجود على جهاز الحفر؟
لماذا يحتاج ضغط الضغط العالي إلى مرحلتين؟
ما هي كمية الهواء التي تستهلكها مطرقة DTH الخاصة ببئر الماء؟
ما هي سرعة الكفالة ولماذا يهم؟
ما هو نموذج KEH الذي يناسب منصة الآبار العميقة النموذجية؟
حالات تطبيقية ذات صلة
