Tecnologia di perforazione (parte 2) — Attrezzature di perforazione di base: impianti di perforazione

I. Requisiti funzionali di base delle piattaforme di perforazione nei processi di perforazione
Per soddisfare le esigenze della perforazione del nucleo, una piattaforma di perforazione deve soddisfare le seguenti funzioni essenziali:
Fornire Potenza Rotazionale: Fornire la forza rotativa necessaria per guidare la corda di foratura e gli strumenti di rottura della roccia (borse) per fratturare le formazioni rocciose.

Applicare e regolare la pressione: Fornire pressione verso il basso alla broca per penetrare la roccia, con la possibilità di regolare questa forza come necessario.

Recupero strumento maniglia: Possedere la capacità di sollevare e abbassare strumenti di foratura in modo efficiente.

II. Tipi di impianti di perforazione
Le piattaforme di perforazione utilizzate nella perforazione del nucleo sono classificate come segue:
Impianti di perforazione meccanici: Inclusi impianti di tipo fuso e impianti di tavolo rotativo.

Piattaforme di perforazione completamente idrauliche: alimentate interamente da sistemi idraulici.
Inoltre, ci sono altri tipi come impianti di pilaggio rotanti, impianti montati su camion e impianti montati su cinghia, che servono a scopi specializzati.

III. Parametri chiave per la selezione e la valutazione delle piattaforme di perforazione
Le specifiche tecniche delle piattaforme di perforazione sono suddivise in tre categorie principali:
Parametri di base: Questi riflettono la capacità di foratura e la stabilità della piattaforma, tipicamente espressa come una combinazione di profondità di foratura e diametro dell'asta di foratura.

Parametri primari: Derivati dai parametri di base, questi includono:
Velocità di rotazione del rotatore.

Spinta verso l'alto e forza di foratura.

Velocità di alimentazione e lunghezza della corsa.

Capacità di sollevamento e velocità.

Peso della piattaforma, dimensioni complessive e specifiche della fonte di alimentazione (ad es. potenza e velocità del motore).

Parametri generali: le specifiche secondarie sono subordinate ai parametri di base e primari, come il diametro della corda e il diametro del tamburo, che indicano dettagli tecnici meno critici.

IV. Componenti di impianti di perforazione a trasmissione meccanica
(1) Rotatore e Chuck
Rotatore: Trasferisce la potenza di rotazione, fornendo velocità di foratura e coppia, con la capacità di ruotare in entrambe le direzioni.

Chuck: trovato in piattaforme a fuso (non in piattaforme a tavolo rotativo, dove è integrato con il rotatore), il chuck trasmette movimento rotazionale e coppia durante il serramento della barra di foratura. Facilita anche il movimento assiale e la foratura (o verso l'alto) forza.

(2) Meccanismo di alimentazione
Il meccanismo di alimentazione è un componente critico nella perforazione rotativa, responsabile di:
Misura del peso del trapano.

Applicare o ridurre la pressione di foratura.

Fornire forza assiale coerente e velocità di foratura.

Ritirare, sollevare e sospendere strumenti di foratura.

Estrazione forzata degli strumenti bloccati.
I meccanismi di alimentazione sono disponibili in due tipi:

Alimentazione idraulica: azionato da cilindri idraulici.

Alimentazione meccanica manuale: Operato manualmente con rotazione meccanica.

(3) sollevatore
Conosciuto anche come verriccio o tiratoio, il sollevatore è utilizzato per:
Alzare e abbassare strumenti di foratura e casing durante il funzionamento.

Assistere nella perforazione a pressione ridotta o gestire gli incidenti nel foro lavorando con il meccanismo di alimentazione per l'estrazione forzata.

(4) Cassa di trasmissione e cassa di trasferimento
Transmissione: regola la velocità e la coppia del rotatore e del sollevatore.

Cassa di trasferimento: distribuisce la potenza al rotatore e al sollevatore, consentendo il funzionamento indipendente o simultaneo di entrambi i sistemi.

(5) Frizione
La frizione da attrito serve a:
Accedere o disattivare la potenza dal motore.

Facilitare il cambio di ingranaggi e operazioni specializzate in-hole (ad esempio, coring o rompere campioni di core).

Fornire protezione da sovraccarico.

Diagramma semplificato dei componenti della piattaforma di tipo fuso:
Fonte di alimentazione

frizione

Scatola di ingranaggi

Cassa di trasferimento

fuso

sollevatore

Freno acqua

Pompa idraulica

Trasporto

Base

V. impianti di perforazione completamente idraulici
Una piattaforma di perforazione completamente idraulica utilizza sistemi idraulici per guidare i suoi meccanismi di rotazione, perforazione e sollevamento degli utensili. Consiste in genere di tre parti principali: l'unità principale, la stazione di pompa e la console di controllo, collegate da tubi ad alta pressione.
Diagramma strutturale semplificato di una piattaforma completamente idraulica:
Stazione di pompa

Tubo ad alta pressione

Unità principale

Consola di controllo

Caratteristiche di impianti di perforazione completamente idraulici:
Design unico: a differenza delle piattaforme meccaniche tradizionali, comprende tre componenti distinti con una struttura più semplice.

Controllo della velocità senza passaggi: offre regolazioni di velocità infinite.

sollevamento senza torre: consente la connessione meccanica e automatizzata degli utensili e la disconnessione.

Facilità di utilizzo: richiede meno lavoratori e semplifica i compiti.

Funzionamento a distanza: consente un funzionamento più sicuro su distanze, incluso il potenziale telecomando.

Vantaggio di lunga corsa: A differenza delle piattaforme a fuso, che richiedono un telaio di foratura rimovibile e hanno una corsa breve (meno di 1 m), le piattaforme a core completamente idrauliche possono gestire barre di foratura più lunghe (ad esempio, 3 m) in una singola operazione senza frequente ritiro dell'asta.

Svantaggi:
Consumo energetico elevato: efficienza meccanica inferiore.

Requisiti di precisione: i componenti idraulici richiedono alta precisione e il sistema richiede una rigorosa qualità e filtrazione dell'olio idraulico, rendendo la manutenzione difficile.