Kompresor Sekrup Dua Tahap untuk Pengeboran DTH Sumur Air 30–50 Bar

Saat lubang sumur air semakin dalam, udara yang menggerakkan palu down-the-hole (DTH) harus melakukan dua pekerjaan sekaligus: menahan tekanan yang cukup agar palu tetap membentur kolom air dan potongan, dan membawa volume yang cukup untuk mengeluarkan potongan tersebut dari lubang bor. Kompresor bor standar 7 hingga 10 bar kehabisan kemampuan jauh sebelum mata bor mencapai kedalaman target pada sumur dalam, itulah sebabnya program sumur dalam, panas bumi, dan dewatering dipindahkan ke 30 hingga 50 bar udara. Jika lokasi pengeboran memiliki jaringan listrik atau generator, kompresor sekrup tekanan tinggi dua tahap stasioner seperti rangkaian KOTECH KEH dapat mengalirkan udara tersebut dengan lebih ekonomis dibandingkan kompresor atau booster diesel kedua. Panduan ini menjelaskan fisika tekanan dan aliran, serta kesesuaian mesin sekrup listrik 30 hingga 50 bar dengan armada pengeboran.

Mengapa pengeboran DTH dalam membutuhkan udara bertekanan tinggi

Palu DTH ditenagai langsung oleh aliran udara terkompresi: perbedaan tekanan pada piston menentukan energi hembusan, dan udara buangan mengalir melalui mata bor dan naik ke annulus untuk membersihkan potongan. Di lubang yang dangkal dan kering, kompresor 10 hingga 17 bar sudah cukup. Namun, pada lubang yang dalam atau lubang yang mengandung air, kompresor pertama-tama harus mengatasi tekanan balik hidrostatik dan annular — kira-kira satu bar tambahan untuk setiap sepuluh meter kolom air — dan masih menyisakan perbedaan yang cukup pada palu agar dapat bekerja. Di bawah kedalaman sekitar 150 hingga 200 meter, terutama ketika sumur menghasilkan air selama pengeboran, semakin banyak operator yang menentukan kompresor 25 hingga 40 bar, dan lubang terdalam atau lubang panas bumi berdiameter besar memerlukan kelas 30 hingga 50 bar penuh.

Persyaratan kedua adalah kecepatan bailing. Stek diangkat oleh kecepatan udara ke atas, yang biasanya harus berada di atas sekitar 15 hingga 25 meter per detik tergantung pada geometri lubang, ukuran palu dan apakah busa atau kabut digunakan. Ketika kedalaman dan diameter lubang meningkat, pasokan udara bebas yang dibutuhkan pun meningkat. Tekanan tinggi tanpa volume yang cukup akan meninggalkan stek di dalam lubang; volume tinggi tanpa tekanan yang cukup membuat palu lemah. Kompresor harus berukuran untuk keduanya secara bersamaan.

• Energi palu bergantung pada perbedaan tekanan yang tersisa setelah tekanan balik diatasi.
• Setiap sepuluh meter kolom air menambah sekitar 1 bar tekanan balik pada palu.
• Kecepatan pengumpan, bukan hanya ukuran palu, yang menentukan pengiriman udara bebas minimum.
• Lubang yang dalam, basah, atau berdiameter besar adalah tempat masuknya udara dengan tekanan 30 hingga 50 bar.

Sekrup stasioner bertekanan tinggi vs booster diesel

Jawaban tradisional terhadap kekurangan tekanan adalah kompresor atau booster bertekanan tinggi yang digerakkan oleh diesel di rig. Ini tetap menjadi satu-satunya pilihan praktis dalam eksplorasi di luar jaringan listrik yang benar-benar terpencil. Namun sebagian besar pekerjaan sumur air dalam terjadi ketika listrik tersedia: sumur kota, program dewatering industri, proyek panas bumi di dekat infrastruktur, program sumur pertanian di wilayah yang dialiri listrik, dan pengeboran sumur dewatering di pertambangan. Di lokasi ini, kompresor ulir dua tahap elektrik yang stasioner mengubah nilai ekonomis.

Kompresi sekrup dua tahap dengan pendinginan antar tahap mendekati kompresi isotermal, yaitu penghematan energi dengan rasio tinggi: mengangkat udara dari suhu sekitar ke 40 bar dalam satu tahap akan menghasilkan lebih banyak panas dan membuang lebih banyak daya. Rangkaian KOTECH KEH menggunakan desain dua tahap dengan ujung udara sekrup tunggal bertekanan tinggi dan motor kecepatan variabel magnet permanen, memberikan tekanan stabil dengan fluktuasi yang dikontrol secara ketat dan pelacakan aliran otomatis seiring siklus palu. Dibandingkan dengan kompresor diesel yang bekerja sepanjang shift, penggerak listrik memotong logistik bahan bakar, pemeliharaan mesin, kebisingan dan pembuangan gas buang di lokasi — hal ini sangat berguna ketika bor beroperasi di dekat komunitas atau di dalam kawasan industri yang diizinkan. Biasanya dipasangkan dengan rig sebagai stasiun semi permanen atau dipasang pada trailer pendukung dengan generatornya sendiri untuk relokasi antar bantalan di dekatnya.

Spesifikasi tekanan tinggi dua tahap KOTECH KEH yang sebenarnya

Angka pabrik terkini untuk varian 4 MPa (40 bar) dari halaman produk KOTECH; KEH mencakup 30 hingga 50 bar dan 5 hingga 25 m³/menit dengan penggerak PM VSD.

Baris ini adalah varian 40 bar; bingkai yang sama diterbitkan pada peringkat 30 dan 50 bar jika diperlukan. Karena penyaluran udara bebas turun ketika tekanan terukur meningkat, selalu baca angka pada tekanan yang sebenarnya akan dijalankan oleh palu, bukan berdasarkan maksimum brosur umum.

Prosedur pengukuran untuk program sumur dalam

Mulai dari spesifikasi palu DTH: kisaran tekanan pengoperasian yang direkomendasikan dan konsumsi udara dalam m³/mnt. Tambahkan tekanan balik yang diharapkan pada kedalaman target, termasuk kolom air, gesekan annular, dan injeksi kabut atau busa, untuk menentukan tekanan pelepasan kompresor. Kemudian hitung kecepatan uphole dari aliran kompresor, diameter lubang dan diameter luar pipa bor; jika kecepatan kurang dari target pengangkutan stek, tingkatkan aliran, tambahkan kompresor kedua, atau kurangi laju penetrasi daripada sekadar menaikkan tekanan.

Integrasi di situs patut mendapat perhatian. Unit KEH yang stasioner memerlukan bantalan yang stabil, catu daya yang sesuai dengan ukuran motor ditambah penurunan daya untuk ketinggian dan suhu, pipa pembuangan yang sesuai ke rig dengan selang yang diberi nilai tekanan dan penerima untuk meredam denyut, ditambah pengelolaan air untuk rangka berpendingin air. Tekanan dan aliran instrumen pada kompresor dan rig, karena perbedaan di antara keduanya menunjukkan hilangnya selang dan filter yang secara diam-diam mencuri kinerja hammer. Dengan menerapkan dasar-dasar tersebut, stasiun listrik bertekanan tinggi dapat beroperasi 24/7 pada program sumur multi-shift tanpa siklus servis mesin yang mendominasi waktu henti armada diesel.

Kapan harus tetap menggunakan udara seluler diesel

Kompresi sekrup listrik bertekanan tinggi tidak universal. Pengeboran eksplorasi yang dilakukan setiap beberapa hari, lokasi tanpa jaringan listrik dan tidak ada genset ekonomis, serta lubang tunggal yang terpencil masih paling baik dilayani oleh kompresor bergerak bertekanan tinggi yang digerakkan oleh diesel seperti KOTECH.PPK-18/25pada 25 bar atau booster diesel khusus. Keputusan harus dibuat berdasarkan pemanfaatan dan ketersediaan daya yang diharapkan: ketika pengeboran akan menghabiskan waktu berminggu-minggu atau berbulan-bulan di lapangan sumur bertenaga listrik, biaya energi dan pemeliharaan stasiun listrik yang lebih rendah biasanya akan menggantikan biaya pemasangan; ketika kendaraan tersebut bergerak terus-menerus melalui medan di luar jaringan listrik, maka mobilitas diesellah yang menang. Banyak armada yang sudah matang akhirnya menjalankan keduanya – unit diesel untuk eksplorasi dan lubang terpencil, pembangkit listrik KEH untuk ladang sumur yang dikembangkan, dan program panas bumi.

Tip membeli

• Ukur tekanan (kedalaman ditambah tekanan balik kolom air) dan aliran (kecepatan bailing) — jangan pernah salah satu tanpa yang lain.
• Pilih stasiun KEH listrik untuk program jangka panjang di ladang sumur bertenaga listrik; menyimpan unit bergerak diesel untuk eksplorasi di luar jaringan listrik.
• Pilih peringkat KEH pada tekanan yang sebenarnya dijalankan oleh palu, karena aliran menurun seiring dengan peningkatan tekanan.
• Sediakan bantalan yang stabil, selang pembuangan terukur, tangki penerima, dan instrumentasi tekanan/aliran di kedua ujungnya.
• Menurunkan kapasitas motor dan pendinginan untuk ketinggian dan suhu sekitar di lokasi pengeboran permukaan.

Pertanyaan yang sering diajukan