Máy khoan ngầm trong khai thác dầu mỏ và khí đốt

Máy khoan ngầm trong khai thác dầu mỏ và khí đốt

Sự phát triển không ngừng của nền kinh tế và sự gia tăng dân số đã làm cho tạo ra một sự thay đổi lớn trong ngành và đặc biệt là trong ngành khai thác dầu mỏ và khí đốt. Thiếu nguồn dự trữ và việc khó tiếp cận những điều này có nghĩa là các chiến dịch thăm dò và tìm kiếm khách hàng tiềm năng được thực hiện ngày càng nhiều ở những nơi khắc nghiệt hơn và / hoặc ở những độ sâu lớn hơn, điều này ngụ ý đầu tư cao hơn và rủi ro kinh tế. Để giảm những rủi ro này và nâng cao hiệu quả trong số các dự án, ngành công nghiệp đã dựa vào công nghệ, đã trở thành công cụ không thể thiếu cho sự phát triển của bất kỳ hoạt động nào cả Nhà địa chất và Khai thác mỏ.

Quy trình Công nghệ ngầm hóa trong khai thác dầu mỏ và khí đốt phải tuân theo trong bất kỳ dự án nào đối với các công trình bề mặt hoặc ngầm như sau:

 Giai đoạn thăm dò: Địa vật lý, Địa hóa, Địa chất, theo dõi nước ...

- Nghiên cứu khai thác (thăm dò trong tài liệu Anglo-Saxon): giai đoạn vĩ đại nhất độ chính xác nơi quy mô và giá trị của mỏ khoáng sản được xác định.

- Nghiên cứu thị trường.

- Kỹ thuật, xây dựng và chuẩn bị mỏ.

- Khởi động và vận hành.

- Phục hồi và đóng cửa.

Đúng là đôi khi ranh giới giữa pha này và pha khác không được xác định rõ ràng nhưng các công trình được thực hiện trong từng giai đoạn là hoàn toàn cần thiết và báo cáo giá trị được thêm vào công việc.

Tất cả điều này được tóm tắt trong thực tế là ngày càng nhiều kiến ​​thức và nghiên cứu là cần thiết của dự án nhằm giảm rủi ro kinh tế và nâng cao năng suất của các hệ thống khai thác.

Từ ngữ của dự án này nhằm mục đích liên quan một cách rõ ràng và ngắn gọn, các thông số được thu thập trong quá trình khoan lỗ bằng hệ thống “ Đo lường trong khi khoan ” MWD với các thông số mô tả tốt nhất đặc tính hoặc trạng thái của khối địa chất nơi tiến hành khoan. Đối với điều này tôi phân tích cẩn thận các báo cáo, nghiên cứu và bài báo được xuất bản nổi bật nhất, cũng như các công nghệ và loại máy móc được sử dụng, cho dù trong công việc dưới lòng đất hay trong mỏ đá hoặc khai thác lộ thiên.

Bắt đầu với mô tả ngắn gọn về hệ thống khoan và nổ mìn, các đặc điểm chính của máy khoan được phân tích và xác định, phân biệt chúng theo kiểu chuyển động mà chúng hoạt động trên mặt đất và ứng dụng trong công việc ngầm hoặc bề mặt.

Một khi các thông số đo được trong quá trình khoan đã được nghiên cứu, cần phải thử liên hệ dữ liệu đã nói với địa chất của khối đá được khoan, theo cách này chúng ta sẽ có thể biết chi tiết hơn về các đặc điểm và hình thái của khu vực. Với những dữ liệu, chu kỳ nổ mìn sau đó có thể được cải thiện. Phần cuối cùng của Dự án đã được thực hiện dựa trên các tài liệu thu thập được đề cập đến vấn đề học. 

1. NHẬN BIẾT VÀ MÔ TẢ MÁY CỦA KHOAN NGẦM

Trong giai đoạn sơ bộ của một dự án, cụ thể là trong giai đoạn kỹ thuật cơ bản các hệ thống khoan khác nhau được phân tích và đánh giá để tối ưu hóa cả hai hiệu suất của thiết bị cũng như khấu hao của nó trong các điều khoản quy định.

2.1 MÔ TẢ VÀ ĐẶC ĐIỂM MÁY KHOAN NGẦM

Hệ thống khoan nổ mìn khai thác đá được thực hiện trên cạn nơi không thể khai thác trực tiếp bằng máy móc do đặc điểm của chính tảng đá hoặc các vấn đề gián tiếp (không thể tiếp cận, lợi nhuận kinh tế, vấn đề môi trường ...) Nó là một hệ thống được sử dụng rộng rãi cả trong các công trình dân dụng và khai thác mỏ, cho dù trong nhà hay bề mặt và điều đó làm tăng một thay thế hiệu quả và có lợi trong nhiều trường hợp.

Chu trình khoan và nổ mìn hoàn chỉnh bao gồm các giai đoạn sau:

1.Drilling,

2.Blowing,

3.Loading và kéo,

4. Nhà máy xử lý đá hoặc đá,

5. Xếp chồng và phân loại.

Trong hệ điều hành này, hai giai đoạn phải được phân biệt rõ ràng chính, có quan hệ mật thiết với nhau nhưng độc lập. Khoan Đây là giai đoạn đầu tiên và tại điểm nghiên cứu trong phần này. Do đó, nổ mìn là phần tiếp theo của quá trình khai thác. Như đã đề cập, họ trực tiếp được liên kết, vì một lỗ thủng xấu gần như chắc chắn là điều kiện xấu nổ mìn.

Khi các giai đoạn của quá trình khoan và khai thác nổ đã được phân biệt, Bước tiếp theo là phân tích chi tiết các loại máy được sử dụng nhiều nhất. Đây là một loạt các đặc điểm ảnh hưởng đến thiết kế của các lỗ và do đó sử dụng một thiết bị nhất định hoặc thiết bị khác, cụ thể là:

- Phương pháp khai thác

- Chiều sâu của lỗ được khoan

- Đường kính lỗ

- Địa chất (tại thời điểm này là độ cứng của đá và khả năng khoan các tính năng quan trọng nhất)

- Định hướng lỗ

- Kích thước nhóm

- Vị trí vụ nổ

2.2 ỨNG DỤNG CỦA MÁY KHOAN NGẦM

Tùy thuộc vào việc sử dụng, máy khoan có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau, những đặc điểm của họ được tóm tắt trong Bảng 2 .

Bảng 2: Phân loại máy khoan theo đường kính khoan, chiều sâu và ứng dụng

Đường kính (mm)	Chiều dài (m)	Thể loại	Sử dụng
≤50	≤50	Bu lông và neo	Sustenance
≤150	≤500	•Khai thác lõi •Thu gom các mảnh vụn •Kiểm tra địa vật lý	Cuộc điều tra
≤400	≤20	Hố	Khai thác
≤600	≤400	Giếng nước	Cuộc điều tra
≤750	2000-10000	giếng dầu	Cuộc điều tra
≤800	≤10	Cọc địa kỹ thuật	Sustenance

2.3 PHÂN LOẠI THEO LOẠI HÌNH CHUYỂN ĐỘNG

Tùy thuộc vào loại chuyển động được thực hiện bởi hệ thống khoan, chúng có thể được phân loại thành bộ gõ, bộ gõ quay và bộ gõ quay. Nhiều lần việc sử dụng hệ thống này hay hệ thống khác nó chồng chéo và không giới hạn trong việc sử dụng một hệ thống duy nhất. Mọi thứ sẽ phụ thuộc về các đặc điểm và nhu cầu của dự án.

2.3.1 HỆ THỐNG KHOAN ROTO-PERCUSSION

Hoạt động của nó dựa trên sự phân mảnh của đá do tác động của một công cụ được mài sắc trên đá, kết hợp với sự quay của nó.

Thông số quan trọng nhất của loại máy này là công suất, có thể định nghĩa là năng lượng tác động nhân với tần số của các cú đánh. Và tốc độ của tiến độ khoan các lỗ có liên quan trực tiếp đến nó.

Các biến số ảnh hưởng nhiều nhất đến công suất của loại máy này là áp suất chất lỏng truyền động và vùng làm việc của piston. Trong khi quay và lực đẩy là các hành động bổ trợ tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiến và chiết của mảnh vụn.

Công cụ cấp liệu đập vào đá được gọi là mũi khoan hoặc mũi khoan và đáp ứng một loạt các đặc điểm tùy thuộc vào nhu cầu của địa hình. Thông thường Chúng được làm bằng thép hợp kim moly cacbon hoặc crom. Ở cuối bit là các miếng chèn, mà tùy thuộc vào độ cứng của mặt đất có hình học. Hình viên đạn cho nền đất yếu và hình vòm cho đất cứng hơn và dễ mài mòn hơn. Những miếng chèn này thường được làm bằng cacbua vonfram nhưng rất phụ thuộc vào nhà sản xuất. 

Bảng 3: Phân loại mũi khoan theo độ cứng của đá

Độ cứng của đá	Loại phụ trang	Loại khu vực	Lợi thế
Ballistic đồng nhất	cứng trung bình (đường kính 7/16 "- 3/4")	Lõm	Thổi tuyệt vời. Giảm các sai lệch.
Trung bình cứng	Ballistic (đường kính 7/16 "- 3/4")	Mặt phẳng	Phù hợp với địa hình bị gãy.
Rất khó	Hình cầu (đường kính 7/16 "- 3/4")	Mái vòm	Bảo vệ tối đa để các nút ngoại vi.
Rất cứng và mài mòn	Hình cầu (đường kính 7/16 "- 3/4")	Mái vòm đôi	Bảo vệ tối đa để các nút ngoại vi.

o KHÍ NÉN

Trong loại máy này, chất lỏng dẫn động là không khí nén (7-30 bar), vì vậy thiết bị có một máy nén có thể được gắn trên chính nhóm hoặc độc lập. Có hai loại thiết bị khí nén tùy thuộc vào vị trí đặt búa:

• Head Hammer (THD- Mũi khoan trên búa )

Trong loại máy này, búa khoan nằm trong bên ngoài lỗ và năng lượng được truyền bởi sóng xung kích qua dây khoan. 

• Down the Hole Hammer (DTH- Down the Hole Hammer )

Búa nằm bên trong lỗ và nó chỉ thực hiện bộ gõ, chuyển động quay và lực đẩy được tạo ra từ bề mặt và là độc lập. Đặc biệt là kích thước của các thành phần chuỗi so với trong hệ thống DTH nó thường lớn hơn

Bảng 4: Ưu điểm và hạn chế của hệ thống THD và DTH

Loại	Ưu điểm	Hạn chế	Sử dụng
THD	•Nhanh chóng trên những tảng đá có thẩm quyền •Ánh sáng •Thiết kế nhỏ gọn •Tính linh hoạt tuyệt vời •Mức độ bảo trì thấp •Vận chuyển dễ dàng •Một chút lực đẩy về một chút như vậy làm chậm vòng xoay •Giảm chi phí cho mỗi mét khoan •Đường kính ≤125 mm	•Áp suất không khí tối đa nén 8 bar •Piston khu vực làm việc •Trong các lỗ có đường kính lớn mất mát lớn Năng lượng •Hiệu ứng tắc nghẽn trên đội hình đi ngang •Chiều dài lỗ ngắn hơn	•Khoanlỗ hổng •Tòa nhà •Khai thác mỏ bề mặt •Mỏ đá •kỹ thuật dân sự •Hiệu quả trong mỏ đá của khô cằn và đá vôi
DTH	•Khu vực làm việc piston nhỏ hơn •Yêu cầu trọng lượng nhỏ trên một chút (1000-3000 kg) •Không cần thanh tải •Áp suất khí nén cao hơn (lên đến 25 bar) •Tốc độ chuyển tiếp cao •Ít tiếng ồn •Ít mệt mỏi chuỗi •Sai lệch nhỏ •Đường kính từ 80-200 mm	•Đường kính hạn chế hơn (để từ 80 mm) •Thiết bị nặng hơn •Tốc độ quay không đổi nhưng thấp hơn •Chi phí mua sắm lớn hơn •Không phù hợp với đất cố kết ít	•Ít hiệu quả cho đường kính ≤80 mm •Khoan lỗ hổng •Tòa nhà •Khai thác mỏ bề mặt •Mỏ đá •kỹ thuật dân sự •Đủ cho đất rất khó

Cần lưu ý rằng hiện nay có những thương hiệu kết hợp cả hai công nghệ có thể được gắn trên cùng một xe khoan để thích ứng với các biến đổi của địa hình mà không cần phải thay đổi máy móc.

THỦY LỰC

Trong loại máy này, chất lỏng dẫn động là dầu thủy lực ở mức cao áp suất (lên đến 250 bar). Ngoài chất lỏng truyền động, sự khác biệt chính với máy khí nén là hiện tại chỉ có máy khoan dụng cụ thủy lực có đầu búa (xem Bảng 5 với ưu nhược điểm). Các bộ gõ đạt được cao hơn nhiều so với hệ thống khí nén (lên đến gấp đôi), mà không làm tăng độ mỏi của chuỗi.

Bảng 5: Ưu điểm và hạn chế của hệ thống khoan thủy lực trong so với hệ thống khoan khí nén

Loại	Lợi thế	Hạn chế	Sử dụng
Môn thủy lực	•Tốc độ khoan gần như không thay đổi •Ít tổn thất năng lượng hơn với chiều sâu •Ít tiếng ồn •Sai lệch nhỏ •Ít mệt mỏi cơ học nguyên vật liệu •Tiêu thụ năng lượng thấp hơn •Tự động hóa nhiều hơn •Đường kính lớn hơn của khoan	•Chi phí cao hơn của mua lại •Bảo trì lớn •Tôi làm việc với những người lớn tuổi áp lực ngụ ý một số rủi ro •Trọng lượng thiết bị cao hơn •Hạn chế lớn hơn để sử dụng đất hợp nhất	•Mỏ đá •Khai thác mỏ •Khai thác mỏ bề mặt

2.3.2 HỆ THỐNG KHOAN XOAY

Hệ thống khoan quay dựa trên lực đẩy của bit và tốc độ quay là các tham số quan trọng nhất để bắt đầu vật chất.

Có nhiều hệ thống khoan quay khác nhau như:

- Bằng máy khoan: Sự phân mảnh của đá do cắt qua các phần tử máy cắt đặt ở cuối hệ thống khoan. Thông thường được sử dụng trong các lỗ và lỗ khoan ngắn và trong những trường hợp hạn chế như Hàm lượng silica phải thấp và điều này ảnh hưởng lớn đến việc sử dụng. 

- Bằng mão: Cắt luân phiên trong lỗ có chiết lõi. tôi biết được sử dụng trong các đầu dò thăm dò. Có một số loại vương miện với chèn các vật liệu khác nhau tùy thuộc vào loại đá và độ cứng của nó. Để mà đá mềm hơn thì răng được làm bằng thép và đối với đá cứng hơn thì Các miếng chèn được làm bằng kim cương hoặc cacbua vonfram. 

- Bằng tricone: Như tên của nó đã chỉ ra, nó là một hệ thống bao gồm một được tạo thành bởi 3 hình nón quay theo lực đẩy và chuyển động quay của máy móc. Việc phân loại các loại tricone theo loại đá rất tương tự như mão răng, cần lưu ý rằng kích thước răng khác nhau giảm dần khi đá cứng hơn. Chúng thường được sử dụng để khảo sát và giếng sâu

Việc sử dụng hệ thống này hay hệ thống khác sẽ phụ thuộc như đã được giải thích trước đây của các tính năng thiết kế. Cần lưu ý rằng loại khoan phổ biến trong khai thác lộ thiên và hiếm khi khai thác dưới lòng đất, chủ yếu là do các giới hạn về chiều cao do các cuối cùng

Bảng 6: Ưu điểm và hạn chế của hệ thống khoan quay trong so sánh với các hệ thống khoan xoay bộ gõ

Loại	Lợi thế	Hạn chế	Sử dụng
Xoay	•Tốc độ khoan không thay đổi •Độ sâu lớn hơn •Ít tiếng ồn •Sai lệch nhỏ •Quá trình liên tục •Tiêu thụ năng lượng thấp hơn •Tự động hóa nhiều hơn •Đường kính lớn hơn của khoan	•Chi phí cao hơn của mua lại •Mô-men xoắn lớn hơn •Tăng mài mòn •Tốc độ khoan hạn chế •Trọng lượng thiết bị cao hơn •Hạn chế lớn hơn để sử dụng đất hợp nhất	•Mỏ đá •Khai thác mỏ •Khai thác mỏ bề mặt

2.4 KHAI THÁC TRONG NHÀ: KHOAN NHỒI

Khoan jumbos là hệ thống khai thác theo chu kỳ được sử dụng cả trong khai thác hầm lò, nổ mìn trước trong đường hầm là chủ yếu, như trong công việc bề mặt như việc mở đầu mỏ hoặc các công việc làm sạch mặt. Trong này Phần này sẽ tập trung vào việc nghiên cứu việc sử dụng nó cho các công trình khai thác hầm lò.

2.4.1 MÔ TẢ VÀ ĐẶC ĐIỂM

Chúng bao gồm một bộ các cánh tay có khớp nối được dẫn động bằng thủy lực trong đó có gắn các búa đầu (khoan thủy lực). Số lượng cánh tay của loại máy khoan này khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm của mặt trận nổ và các công việc cần tiến hành. Jumbos của phía trước có một đến bốn cánh tay và cũng có thể mang một cái giỏ ở nơi nó được đặt người điều hành phụ trách khoan và điều đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình dung khuôn mặt. Vì Mặt khác, jumbos sản xuất chỉ có một cánh tay và được sử dụng trong các nhiệm vụ bảo trì và vệ sinh vì chúng có nhiều loại chuyển động.

2.4.2 ỨNG DỤNG

Như đã giải thích, jumbos khoan là công cụ đa ngành nhưng ứng dụng chính của nó là trong việc phát triển các đường hầm. Phân tích các hệ thống khoan được sử dụng theo đường kính và mặt cắt của đường hầm, đi qua máy khoan quay hướng dẫn sử dụng ở các phần nhỏ, phần trung gian thường được sử dụng máy khoan lỗ dài (xem thêm chi tiết về nó ở phần sau đặc điểm) và cuối cùng là jumbos trong các phần lớn hơn vì chúng thường có một số cánh tay để tạo điều kiện cho việc ứng trước và giảm thời gian và chi phí hoạt động. Phân loại này không kín nước, nó chỉ là một hướng dẫn với vđơn đặt hàng của độ lớn và các kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất.

Bảng 7: Ưu điểm và hạn chế của khoan jumbos

Loại	Lợi thế	Hạn chế	Sử dụng
Jumbos	•Tốc độ khoan cao •Tốc độ chuyển tiếp cao •Khả năng khoan một số lỗ đồng thời •Tính linh hoạt tuyệt vời •Sai lệch nhỏ •Tiêu thụ năng lượng thấp hơn	•Chi phí cao hơn của mua lại •Bảo trì lớn •Quản lý phức tạp •Trọng lượng thiết bị cao hơn	•Ứng trước đường hầm •Vệ sinh của trước mặt

 

Máy khoan ngầm có thể được phân loại theo số lượng số cánh tay mà họ đếm. Do đó, 1-4 nhánh được gọi là jumbos thăng tiến và thường được sử dụng để thăng tiến trên mặt trận nổ một cách bình thường đường hầm. Có một loại máy khoan lỗ dài có thể được coi là jumbo thủy lực một cánh tay và được sử dụng cho sự tiến bộ của nổ mặt trước trong các công trình ngầm. Những máy này khác với jumbos phổ biến vì chúng có một slide để đặt búa và dây khoan.

Có thể bạn muốn biết Quản lí khai thác ngầm - Ứng dụng kỹ thuật khoan ngầm