Tại sao phương pháp khoan đơn lẻ thường thất bại trong điều kiện địa chất hỗn hợp

Điều kiện địa chất hỗn hợp trong các dự án khoan là gì?

Điều kiện địa chất hỗn hợp đề cập đến môi trường khoan nơinhiều loại hình cùng tồn tại theo chiều dọc, bao gồm:

• Lớp đất bề mặt hoặc đất sét
• Lớp sỏi, đá cuội hoặc đá rời
• Đá cứng hoặc đá gốc bị nứt nẻ ở độ sâu

Những thành tạo này thường gặp ở:

• Dự án khoan giếng nước
• Giếng tưới nông nghiệp
• Giếng bơm nhiệt địa nhiệt
• -Khai thác mỏ lộ thiên và khoan lỗ nổ
• Dự án hạ tầng dân dụng và nông thôn

Mỗi lớp địa chất phản ứng khác nhau với lực khoan, môi trường xả và phương pháp xuyên thấu.

Tại sao khoan nước quay thường thất bại ở các lớp đá cứng và sỏi

Khoan nước quay được sử dụng rộng rãi do tính đơn giản và hiệu quả của nó trong các hệ thống mềm.

Tuy nhiên, khi khoan chuyển tiếp vào các lớp đá cứng hoặc sỏi dày đặc, hệ thống khoan quay thường gặp phải:

• Tỷ lệ thâm nhập giảm mạnh
• Độ mòn bit và tải mô-men xoắn quá mức
• Hiệu suất phá đá-kém
• Tăng chi phí nhiên liệu và bảo trì

Trong điều kiện địa chất hỗn hợp,khoan quay một mình trở nên không hiệu quả và không bền vững về mặt kinh tế.

Tại sao máy khoan búa Air DTH gặp khó khăn trong các hệ tầng lỏng lẻo hoặc không ổn định

Khoan búa DTH (Down{1}}the{2}}Hole chạy bằng khí nén có hiệu quả cao trong khoan đá cứng do năng lượng tác động trực tiếp vào mũi khoan.

Tuy nhiên, ở các hệ tầng đất, cát hoặc nước-có chứa nước xốp, việc khoan khí phải đối mặt với những hạn chế nghiêm trọng:

• Sự mất ổn định của tường lỗ khoan
• Loại bỏ cành giâm không đầy đủ
• Nguy cơ sập lỗ hoặc dính dụng cụ cao
• Khó duy trì độ thẳng của lỗ khoan

Nếu không có sự hỗ trợ đầy đủ của lỗ khoan,Khoan DTH không khí tinh khiết không đáng tin cậy trong các thành tạo hỗn hợp.

Các kịch bản hư hỏng khoan điển hình trong điều kiện địa chất hỗn hợp

Trong hoạt động khoan thực tế, địa chất hỗn hợp thường dẫn đến:

• Khoan trơn tru ở các lớp trên, sau đó là sự xuyên thấu đột ngột
• Điều chỉnh phương pháp thường xuyên và thời gian ngừng hoạt động
• Dụng cụ khoan bị mắc kẹt trong quá trình chuyển đổi hình thành
• Sập lỗ khoan khi chuyển đổi kỹ thuật khoan

Những thất bại này không phải là tai nạn ngẫu nhiên-mà chúng làkết quả có thể dự đoán được của việc sử dụng-hệ thống khoan theo phương pháp duy nhất.

Tại sao các hệ thống khoan theo phương pháp đơn lẻ lại bị hạn chế về mặt cấu trúc

Giàn khoan-phương pháp đơn được thiết kế dựa trên nguyên tắc khoan lõi.

Kết quả là:

• Giàn khoan quay thiếu năng lượng va chạm để xuyên qua đá cứng
• Giàn khoan DTH thiếu khả năng kiểm soát ổn định lỗ khoan ở các lớp mềm

Khi điều kiện địa chất thay đổi trong cùng một lỗ khoan, các hệ thống nàykhông thể thích ứng mà không ảnh hưởng đến hiệu quả hoặc an toàn.

Tầm quan trọng của các phương pháp khoan kết hợp trong các hệ tầng hỗn hợp

Các dự án khoan hiện đại ngày càng đòi hỏi các giàn khoan hỗ trợcả khoan nước quay và khoan búa DTH không khí.GiốngMáy khoan giếng nước 4 bánh gắn trên máy kéo 

Hệ thống khoan kết hợp cho phép người vận hành:

• Sử dụng khoan nước để ổn định các lớp-mang nước hoặc lỏng lẻo
• Chuyển sang khoan búa DTH để xuyên qua đá cứng hiệu quả
• Duy trì hoạt động khoan liên tục trên các hệ tầng thay đổi
• Giảm-thời gian không hiệu quả và chi phí khoan tổng thể

Tính linh hoạt này là điều cần thiết để khoan thành công trong môi trường địa chất phức tạp.

 

 

 

 

 

 

Những cân nhắc chính khi chọn giàn khoan cho địa chất hỗn hợp

Khi lựa chọn thiết bị khoan cho điều kiện địa chất hỗn hợp, người vận hành nên tập trung vào:

• Khả năng chuyển đổi giữa khoan nước và khoan không khí
• Phạm vi mô-men xoắn và tốc độ quay rộng
• Khả năng di chuyển ổn định cho địa hình đồi núi hoặc không bằng phẳng
• Loại bỏ cành giâm đáng tin cậy ở cả chế độ không khí và nước
• Thiết kế hệ thống đơn giản để bảo trì và vận hành tại hiện trường

Chỉ riêng công suất độ sâu làkhông phải là một chỉ số đáng tin cậy về hiệu suất khoan thực sự.