Dịch vụ khoan ngầm, khoan định hướng ngang HDD

Dịch vụ khoan ngầm, khoan định hướng ngang HDD

Trong điều kiện có nhiều dự án khai thác mỏ và công trình dân dụng được thực hiện trong khai thác lộ thiên và trong các hầm lò xây dựng lộ thiên, trước hết các lớp đất đá phải được thoát nước để có thể đào, vận chuyển khối lượng lớn và xúc lật. Ngày nay, việc thoát nước này chủ yếu được thực hiện bằng giếng lọc đứng. Do lượng nước có thể thoát ra từ một giếng duy nhất là hạn chế, đặc biệt là ở các tầng chứa nước mỏng, và các giếng lọc thẳng đứng yêu cầu diện tích ngay trên vị trí của lưu vực nước, nên khả năng thoát nước ngang bằng kỹ thuật khoan định hướng ngang có kiểm soát tự nhiên đang ngày càng thu hút sự quan tâm.

Tiềm năng đạt được hiệu suất thoát nước của nhiều giếng lọc đứng thông qua việc sử dụng các giếng lọc ngang ít bị kiểm soát dòng chảy, cùng với các lợi thế sinh thái đáng kể, chẳng hạn như giảm sử dụng vật liệu và năng lượng, tiêu thụ đất và bảo vệ tài nguyên nước ngầm.

Mục tiêu của bài viết là xây dựng để phát triển cơ sở khoa học - thực tiễn cho việc áp dụng phương pháp thoát nước thay thế bằng cách sử dụng giếng lọc có kiểm soát quá trình và để khắc phục những nhược điểm liên quan đến môi trường của việc sử dụng giếng lọc đứng. Trong giai đoạn thứ hai, các câu hỏi về tác động thủy lực của các yếu tố sẽ được làm rõ, xem xét các yếu tố liên quan đến môi trường cũng như các lợi thế kinh tế và đặc biệt, việc chuyển giao kết quả sang quy mô hoạt động sẽ được xem xét.

Trình bày các bước công việc và phương pháp được sử dụng, ứng dụng thực tế của khoan ngang định hướng đối với các vấn đề nhiều tầng chứa nước được kiểm tra bằng phương pháp thử nghiệm hiện trường. Nỗ lực sẽ đi kèm với mô hình số và đánh giá với sự hỗ trợ của các mô hình. Tầm quan trọng của việc xem xét dòng chảy hai pha (không khí-nước) trong bài viết được kiểm tra bằng phương pháp mô hình số và thử nghiệm nhà máy thí điểm. Tùy thuộc vào kết quả, các phát hiện được chuẩn bị và thực hiện một cách mẫu mực để sử dụng trong hệ thống mô hình dựa trên dòng chảy một pha và phù hợp thực tế. Các khả năng phát sinh trong các kịch bản thoát nước với một số tầng chứa nước từ sự kết hợp của giếng thấm dọc và giếng lọc ngang có kiểm soát tự nhiên cũng được kiểm tra. Kết quả của các cuộc điều tra trên quy mô nhà máy và thực địa thí điểm cho thấy sự phù hợp với môi trường và lợi ích kinh tế.

Kết quả đánh giá hệ thống thoát nước đã kiểm tra cho các mỏ xây dựng và mỏ lộ thiên so với các phương pháp thoát nước phổ biến hiện nay .

So với giếng lọc đứng, sự xuất hiện của những ưu điểm về môi trường khi sử dụng giếng lọc khoan định hướng ngang (HDD) phụ thuộc vào thiết kế của thí nghiệm. Điều này dẫn đến những ưu điểm chính của việc sử dụng chiều dài đoạn bộ lọc lớn nhất có thể cùng với việc thoát ra tự do của nước thu được từ một bờ kè. Do đó, một mặt, một số giếng lọc đứng có thể được thay thế bằng một giếng HDD, mặt khác, việc thoát nước có thể diễn ra mà không cần sử dụng máy bơm. Điều này là khả thi với việc giảm sử dụng năng lượng, vật liệu và nhân công, cũng như ít sử dụng đất hơn và trong trường hợp các bài viết khai thác mỏ, có hệ thống thoát nước liên tục.

Các bài kiểm tra của trung tâm kỹ thuật, được sử dụng để chuyển kết quả từ các bài kiểm tra hiện trường sang các điều kiện địa điểm khác và các biến thể thiết kế của ổ cứng, được thực hiện với các thông số khác nhau để có thể hiểu và tái tạo kết quả. Trọng tâm là các cuộc điều tra về việc giảm sức cản đầu vào của giếng bằng cách sử dụng hình khuyên nghiền, sự xâm nhập bổ sung với sự trợ giúp của giếng lọc thấm, độ dài bộ lọc và mực nước khác nhau, ảnh hưởng của loại dòng chảy trong ống lọc, ảnh hưởng độ bão hòa lỗ rỗng và sự thoát nước đồng thời của một số tầng chứa nước. Các thử nghiệm được mô hình hóa bằng hệ thống chương trình PCGEOFIM. Nó chỉ ra rằng sức cản đầu vào của giếng là một yếu tố giới hạn thiết yếu, nhưng có thể bị ảnh hưởng tích cực bởi quá trình silic hóa hình vòng. Việc tích hợp một bộ lọc thấm tốt đảm bảo tăng tỷ lệ sản xuất . Các nghiên cứu về độ bão hòa cho thấy rõ ràng rằng dòng chảy 2 pha phải được tính đến trong tính toán.

Sau khi chọn địa điểm kiểm tra thực địa, một giếng khoan định hướng ngang HDD với chiều dài bộ lọc 200 m đã được lắp đặt. Với sự hỗ trợ của một giếng lọc thấm, 2 tầng chứa nước tách ra bằng thủy lực đã được ghép nối với nhau. Bằng cách thiết lập các điểm đo nước ngầm và trang bị cho chúng bộ ghi dữ liệu, có thể hỗ trợ việc thoát nước bằng một mô hình. Trong khoảng thời gian 313 ngày, mức độ hạ thấp có thể đạt được bằng cách vận hành tốt ổ cứng HDD là 1,1 m. Bằng cách thực hiện điều kiện biên mới và đưa lưu lượng đường ống áp lực và tổn thất áp suất vào mô hình số PCGEOFIM, kết quả mô hình cho thấy sự phù hợp rất tốt với các giá trị đo được. Bằng cách phát triển một mô hình tính toán cho kế toán môi trường (REMUM), bao gồm các yếu tố thiết yếu có liên quan đến môi trường, có thể phân tích tác động môi trường của các biến ảnh hưởng riêng lẻ. Điều này cho phép các dịch vụ khoan ngầm thay thế thoát nước khác nhau được so sánh và sự phụ thuộc vào việc sử dụng các khái niệm và công nghệ khoan ngầm sẽ được hiển thị.

Kết quả cho thấy có thể giảm gánh nặng cho môi trường với phương pháp khoan ngầm kéo ống được trình bày trong việc khai thác. Người ta có thể định lượng sự giảm nhẹ môi trường này bằng công nghệ khoan ngang định hướng đặt đường ống ngầm mô phỏng kỹ thuật số hiện đại. Thông qua sự kết hợp của các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, nhà máy thí điểm và hiện trường, chương trình mô phỏng PCGEOFIM, một tiêu chuẩn công nghiệp gần như công nghiệp trong thoát nước mỏ, đã được phát triển thành công và thử nghiệm thành công với sự giám sát rộng rãi. Kết quả được coi là có thể chuyển giao cho các lĩnh vực khác, đặc biệt là trong xây dựng và bảo vệ nguồn nước.

Các đối tác hợp tác tham gia và nhà thầu phụ với người liên hệ

Bài viết được thực hiện bởi một nhóm nghiên cứu và phát triển bao gồm một SME để phát triển công nghệ khoan ngầm HDD, một SME để phát triển phần mềm lập kế hoạch, một trường đại học để thực hiện và đánh giá các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và nhà máy thí điểm và một đối tác từ ngành công nghiệp quy mô lớn. Hỗ trợ phát triển công nghệ khoan kiểm soát quá trình ( khoan định hướng ngang) với tư cách là người dùng tiềm năng và mở ra cơ hội cho các thử nghiệm hiện trường.

Kết quả cho thấy rằng giếng HDD chỉ thoát nước ở tầng chứa nước trên chiều dài khoảng 250m. Tuy nhiên, điều này chỉ đúng trong trường hợp luồng kênh. Trong trường hợp dòng chảy của ống áp lực, nước đã được hấp thụ trong phần đầu tiên. Kết quả là áp suất trong giếng HDD lớn đến mức không thể rút thêm nước ở các phần sau.

Việc tính toán tổn thất áp suất cho giếng HDD được thực hiện theo cách sau: Khi gọi lên lần đầu tiên, nó được coi là một sự gần đúng rằng toàn bộ giếng HDD chứa đầy nước và một dòng kênh đã phát triển. Đối với tất cả các phép tính tiếp theo, giải pháp đã xác định trước đó được sử dụng làm giá trị gần đúng đầu tiên. Cần phải chỉ ra rằng dòng ống áp lực hội tụ rất kém. Khoảng 100 lần lặp là cần thiết cho giải pháp ban đầu, sau này vẫn còn 25. Sau khi chuyển đổi sang luồng kênh, chỉ cần 10 lần lặp.

Đối với tính toán thử nghiệm, giả định rằng 500.000 m3 nước ngầm được lưu trữ trong tầng chứa nước và mực nước ban đầu cao hơn 4 m so với đáy của tầng chứa nước. Sau một ngày hoạt động của giếng HDD thì cho kết quả mực nước mới, tầng chứa nước sẽ được rút hết sau 140 ngày. Kết quả cho thấy sự phát triển của lượng nước tăng lên theo thời gian mức nước có áp suất sau 1, 25 và 55 ngày hoạt động của HDD.

Tương tự như quy trình tính toán nước mặt, tổng tỷ lệ phân phối của các giếng HDD và khai thác từ mỗi phần tử thể tích hữu hạn qhdd (lupe, is, jz, mg) được tính toán trong một chương trình con trước bước thời gian cần tính. Các kết quả trên được tính toán bằng các thuật toán này. Trong chương trình Geofim, tốc độ sản xuất qhdd (lupe, is, jz, mg) được đưa vào như một dấu chìm trong hệ phương trình và được đưa vào danh sách kết quả theo bước thời gian.

Quy trình thoát nước đá rời gần bề mặt trong khai thác và xây dựng bằng công nghệ khoan ngang định hướng, một giếng HDD đã được xây dựng ở mỏ lộ thiên United Schleenhain và một chương trình thử nghiệm mở rộng đã được thực hiện. Ngoài ra, mô hình PCGEOFIMH VHB9HORI đã được phát triển.

Xem thêm:

Công nghệ khoan ngầm robot xuyên qua đường

Dịch vụ khoan ngầm thi công đường ống dẫn khí

Các phương pháp khoan xuyên đường kéo ống ngầm