2024-10-09
역순환 다운더홀(RC-DTH) 에어 해머 드릴링은 하드 록 드릴링을 위한 빠르고 비용 효율적인 방법입니다. 에어 RC 드릴 비트는 역순환을 형성하는 RC-DTH 에어 해머 드릴링 시스템의 핵심이므로 대구경 RC 드릴 비트는 흡입 능력에 대해 혁신적으로 설계되고 수치적으로 최적화되었습니다. 결과는 흡입 노즐 높이 각도와 편향 각도를 늘리면 드릴 비트 흡입 능력을 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 드릴 비트 성능은 공기 유량이 약 1.205 kg/s일 때 최적 상태에 도달한 후 공기 질량 유량이 증가함에 따라 역변화 경향을 나타냅니다. 본 연구에서 연구된 드릴 비트의 최적 흡입 노즐 직경은 20mm입니다. 외경 665mm의 RC 드릴 비트와 외경 400mm의 RC-DTH 에어 해머를 제작하고 현장 시험을 실시하였다. 현장 테스트 결과, RC-DTH 에어 해머 드릴링 방식을 사용한 관통률은 기존 로터리 드릴링 방식의 2배 이상인 것으로 나타났습니다. 이러한 시추 접근 방식은 육상 석유 및 가스 시추, 지열 시추 및 관련 현장 시추 작업을 위한 저수지 형성 가능성보다 유정 구멍의 상부에 적용되는 대구경 경암 시추에 대한 큰 잠재력을 제시합니다.
1 소개
DTH(Down-the-Hole) 에어 해머 드릴링은 경암 드릴링을 위한 가장 효율적인 드릴링 방법 중 하나로 간주됩니다.1-3 DTH 에어 해머 드릴링에서는 자주 충격을 가하여 구멍을 곧게 만들고 미터당 비용을 낮춥니다. 비트 인서트에 높은 충격 하중이 가해집니다.4, 5 드릴 비트 인서트와 암석층의 접촉 시간은 일반적으로 총 작동 시간의 약 2%이므로 순간적인 비트 대비 중량(WOB)이 더 높아집니다. 이는 WOB가 낮은 수준으로 유지됨을 의미합니다.6-8 또한 SWD(시진 중 시추) 목적 및 시추 조건 특성화에 대한 가능성을 보여주었습니다.9, 10 이 외에도 기존 진흙 시추 방법과 비교하여 공기를 사용하여 순환 유체는 낮은 환형 바닥 구멍 압력으로 인해 더 높은 침투율(ROP)을 초래하기 때문입니다.11 또한, 지층 간극 압력보다 낮은 환형 바닥 구멍 압력을 사용하여 잠재적 생성 지층을 드릴링하면 후속 조치에 영향을 미칠 수 있는 지층 손상을 제거할 수 있습니다. -생산 중.11 앞서 언급한 장점으로 인해 DTH 공기 해머 드릴링은 광업에 널리 사용되어 왔으며 점점 더 많은 석유 및 가스 저장소가 단단한 암석층 아래에 있기 때문에 석유 및 가스 시추 작업으로 확장되었습니다.
역순환 다운더홀(RC-DTH) 에어 해머는 공기로 구동되는 혁신적인 DTH 해머 드릴링 도구입니다.12 기존 DTH 에어 해머 시스템과 달리 특별히 설계된 구조의 드릴 비트는 RC-DTH의 핵심 부품입니다. DTH 공기 해머 시스템과 이중벽 드릴 파이프는 압축 공기와 드릴 절단을 위한 운송 통로를 구축합니다.13 드릴링 중에 압축 공기가 이중벽 파이프의 고리에 주입되어 RC-DTH 공기 해머를 구동합니다. 역순환이 형성되는 역순환(RC) 드릴 비트에 작용하는 고주파 타격을 구현합니다.14 이 드릴링 방법의 두드러진 특징은 충격 드릴링과 공기 RC 드릴링 기술을 결합한 것입니다.
일반적으로 공기 직접 순환 시추에서는 압축 공기가 드릴 파이프의 중앙 통로를 통해 시추공 바닥으로 유입되고, 배기 공기는 드릴 파이프와 구멍 벽으로 형성된 환형 공간을 통해 시추공 외부로 드릴 절단물을 가져옵니다.15 반면, 공기 RC 드릴링에서는 압축 공기가 이중벽 스위블을 통해 이중벽 드릴 파이프의 환형 공간으로 들어갑니다. 드릴 절단물을 운반하는 배출 공기는 외부 드릴 파이프와 시추공 벽에 의해 형성된 환형 공간 대신 내부 드릴 파이프의 중앙 통로를 통해 표면으로 돌아옵니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이, 에어 RC 드릴링 시스템의 중앙 통로(노란색 원 b)의 단면적은 환형 단면적(녹색 환형 a)의 단면적보다 훨씬 작습니다. 공기 드릴링의 최소 부피 요구 사항에 따르면 드릴 절단물의 이송을 충족시키기 위한 공기의 최소 이동 속도(표준 조건)는 약 15.2m/s인 것으로 확신됩니다. Sharma와 Chowdhry가 수행한 연구에서도 공기를 적절한 이동 속도로 유지해야만 드릴 절단물을 효율적으로 운반할 수 있음이 나타났습니다. 공기 운반 드릴 절단물이 드릴링 파일과 시추공 벽 사이의 환형 공간보다는 중앙 통로에서 흐르기 때문에 공기 RC 드릴링은 분명히 임계 이동 속도에 도달하는 것이 훨씬 쉽습니다.17-20 따라서 낮은 공기 소비량과 그에 따른 대구경 홀 드릴링은 에어 RC 드릴링의 뚜렷한 장점으로 리밍 비용과 작업 시간을 크게 줄입니다. 또한, 토출관에서 배출된 공기 및 드릴링 절단물을 드릴 현장에서 멀리 떨어진 절단물 및 집진 장치로 직접 유도할 수 있으므로 작업 환경이 개선되고 대기가 오일 프리이므로 드릴 작업자와 작업에 방해가 됩니다. 드릴링 먼지의 위협으로부터 장비를 보호합니다.14, 21
그림 1
공기 역순환 드릴링 공법의 개략도
RC-DTH 에어 해머 드릴링 시스템에서 RC 드릴 비트는 공기 역순환을 형성하는 핵심 부품입니다. RC-DTH 에어 해머 드릴링에 대한 대부분의 이전 노력은 역순환 기능을 향상시키기 위한 더 나은 설계를 얻는 것을 목표로 하는 역순환 드릴 비트의 성능에 중점을 두었습니다. 대표적인 노력에는 리브에 흡입 노즐이 설정된 RC 드릴 비트가 포함됩니다. Luo 등이 조사한 RC 드릴 비트의 먼지 제어 성능; 소용돌이 발생기를 이용한 RC 드릴 비트의 성능 분석; 다중 초음속 노즐이 있는 RC 드릴 비트.14, 20, 22, 23 이전 연구에서 연구된 RC 드릴 비트의 직경은 80~200mm 범위였습니다. 직경이 큰(300mm 이상) RC 드릴 비트의 적용 가능성 평가 및 성능 분석은 주로 미개척 상태로 남아 있습니다. 대구경 드릴 비트의 RC 능력을 향상시키기 위해 흡입 노즐 매개변수가 드릴 비트 성능에 미치는 영향을 전산적으로 연구하고 타당성을 검증하기 위해 현장 시험을 수행했습니다.
2 RC 드릴 비트 설명
그림 2는 RC 드릴 비트의 개략적인 구조를 보여줍니다. 압축 공기는 흡입 노즐과 플러싱 노즐을 통해 드릴 공구의 중앙 통로로 흐릅니다. 공기는 흡입 노즐로 들어가며, 그곳에서 높은 유속의 제트를 형성합니다. 제트 펌프 효과로 인해 인접한 일부 공기가 제트 안으로 유입되어 제트 근처에 음압 구역이 형성됩니다. 시추공 바닥과 중앙 통로 내부의 부압 구역 사이의 이러한 압력 차이는 공기에 작용하는 양력과 아래의 드릴링 절단을 생성할 수 있습니다. 한편, 드릴 절단과 혼합된 공기는 드릴 절단을 중앙 통로로 쓸어내는 플러싱 노즐에서 발생하는 제트 흐름의 도움으로 드릴 도구의 중앙 통로로 지속적으로 흡입됩니다. 이 흡입 능력은 RC 드릴 비트의 성능을 평가하는 데 매우 중요하며 드릴 파이프와 시추공 벽 사이의 환형 공간으로 유입되는 공기의 질량 유량과 총 입력 질량 유량 간의 비율로 나타낼 수 있습니다. .
그림 2
대구경 공기 역순환 드릴비트의 개략적인 구조
3 전산 시뮬레이션 접근법
3.1 계산 영역과 그리드
외경이 665mm인 역순환 드릴 비트를 연구했습니다. 이 크기의 드릴 비트는 외경이 400mm인 RC-DTH 에어 해머와 일치합니다. 계산 영역은 Altair HyperWorks 소프트웨어에 의해 설정되었습니다. 전형적인 메쉬형 계산 영역은 그림 3에 나와 있습니다. 계산 영역은 주로 흡입 노즐, 플러싱 노즐, 드릴 비트의 내벽과 외벽 사이의 환형 공간, 드릴 비트와 시추공에 의해 형성된 환형 공간을 포함하여 5개 부분으로 구성됩니다. 벽 및 드릴 도구의 중앙 통로. 모든 계산 영역은 도메인의 복잡한 기하학적 구조로 인해 사면체 구조화되지 않은 그리드로 메시되었습니다. 드릴 비트 모델의 그리드 민감도를 분석하기 위해 세 가지 밀도의 그리드 셀이 사용되었습니다. 표 1의 결과는 최대 차이가 5% 미만임을 보여줍니다. 시간 비용과 모델 정확도의 균형을 맞추기 위해 계산에 중간 그리드가 사용되었습니다.
그림 3
역순환 드릴 비트의 내부 유동장의 일반적인 그리드 모델과 경계 조건 유형
| 그리드 | 셀 수 | 동반 질량 유량(kg/s) |
| 미세한 격자 | 4 870 311 | 0.41897 |
| 중간 그리드 | 3 010 521 | 0.42015 |
| 거친 그리드 | 1 546 375 | 0.43732 |
| % 차이점 | 4.4 |
표 1. 계산 영역에 대한 그리드 민감도 분석
3.2 지배방정식과 경계조건
내부 공기 흐름은 질량, 운동량 및 에너지 보존의 원리를 따르는 것으로 간주됩니다. 일반 지배 방정식은 [24]입니다.
여기서 ф는 종속 변수를 나타내고, u는 속도 벡터를 나타내고, Γ는 확산 계수를 나타내고, S는 일반 소스 항입니다.
그림 3과 같이 공기 입구는 Mass_flow_inlet 경계 조건으로 정의됩니다. RC-DTH 에어 해머 공구(직경 400mm)의 체적 유량은 30~92m3/min(표준 조건)으로 다양하며 이는 질량 유량 0.6025~1.848kg/s에 해당합니다. 중앙 통로의 출구와 시추공 벽과 드릴 도구 사이의 환형 출구는 대기로 개방됩니다. 따라서 이 두 출구는 Pressure_outlet 경계 조건으로 정의되고 게이지 압력은 0으로 설정됩니다. 계산 영역의 다른 경계는 미끄럼 방지 고정벽 경계 조건으로 설정되었습니다.
Ansys Fluent를 사용하여 연속성 및 운동량 보존 방정식과 에너지 보존 방정식을 풀었습니다. 내부 공기 흐름 예측을 위해 적절한 난류 모델과 함께 압축성 흐름에 대한 Navier-Stokes 방정식이 채택되었습니다. 유동 시뮬레이션은 3D 밀도 기반 솔버를 사용하여 수행되었습니다. 이 접근 방식에서 지배적인 Navier-Stokes 방정식은 정의된 값이 수렴을 충족할 때까지 반복 방법을 사용하여 순차적으로 해결됩니다. 속도와 압력의 결합을 다루기 위해 연속성과 운동량 방정식을 압력 방정식에 연결하는 SIMPLE(Semi-implicit Pressure Linked Equation) 알고리즘 방식이 상당한 정확도와 수렴을 쉽게 충족하기 때문에 채택되었습니다. 또한, 모델 전달 방정식을 기반으로 한 표준 k-ε 난류 모델이 사용되었습니다. 난류 운동에너지 및 난류 소산율 측면에서 대류 항은 2차 역풍 이산화에 의해 계산되었으며, 확산 항은 중심 차이에 의해 해결되었습니다.
4 시뮬레이션 결과 및 논의
그림 4는 중앙 통로 중앙선의 정압 변화를 보여줍니다. 제트 방향의 흡입 노즐 출구 근처의 정압은 시추공 바닥의 정압보다 상당히 낮습니다. 압력 차이는 20kpa에 달하며 시추공 바닥에서 드릴 절단물을 효율적으로 펌핑하는 뚜렷한 양력을 발생시킵니다. 효과적인 역순환을 이루기 위해서는 흡입노즐의 구조를 특별히 설계해야 한다. 따라서 서로 다른 흡입 노즐 매개변수를 갖는 14개의 계산 영역이 설정되고 조사되었습니다. RC 드릴 비트의 역순환 능력에 대한 유입 공기 질량 유량, 흡입 노즐의 직경, 앙각 및 편향각의 영향을 연구했습니다. 그림 5는 RC 드릴 비트의 일반적인 속도 윤곽을 보여줍니다. 관찰된 바와 같이, 압축공기가 중앙 통로로 유입되면서 흡입 노즐 출구와 시추공 바닥 근처에서 여러 개의 와류가 발생합니다. 흡입노즐 출구 부근에 형성된 와류는 저압대의 영역을 확장시키지만, 이러한 와류는 흡입노즐에서 나오는 제트의 운동에너지를 낭비하게 하여 제트의 연행효과를 약화시킨다. , 필연적으로 중앙 통로를 통과하는 드릴 절단을 방해합니다. 제트에 의해 구동되는 소용돌이가 시추공 바닥의 플러싱 노즐에서 흘러나오는 동안 드릴 절단물을 휘저어 중앙 통로로 들어 올리는 데 도움이 될 수 있습니다.
그림 4
드릴 비트 중앙 통로 중심선의 일반적인 정압 분포
그림 5
드릴 비트 내부 유동장의 일반적인 속도 윤곽
4.1 흡입 능력에 대한 입력 공기 질량 유량의 영향
입력 공기 질량 유량은 드릴 도구를 제조할 때 조정할 수 있는 유일한 매개변수입니다. 또한, RC 드릴 비트 상단에 DTH 에어 해머가 조립되어 있기 때문에 드릴 비트를 통과하는 공기 질량 유량은 시간이 지남에 따라 변합니다. 일반적으로 DTH 공기 해머의 피스톤 움직임으로 인해 공기 질량 유량이 수정됩니다. 드릴 비트의 흡입 능력에 대한 입력 공기 질량 유량의 영향에 대한 조사는 드릴링 프로세스에 대한 몇 가지 지침을 제공할 수 있습니다. 그림 6은 역순환 능력에 대한 입력 공기 질량 유량의 영향을 보여줍니다. 이 시뮬레이션 그룹에서는 60° 앙각, 18mm 흡입 노즐 직경 및 15° 편향 각도를 포함하여 흡입 노즐의 일부 구조 매개변수가 제공되었습니다. 또한, 흡입노즐은 중앙유로벽에 걸쳐 원주방향으로 대칭적으로 분포되어 있으며, 흡입노즐의 개수는 모두 6개이다. 드릴 파이프와 시추공 벽 사이의 환형 공간에서 흡입된 공기 질량 유량은 입력 공기 질량 유량이 증가함에 따라 증가하며, 입력 공기 질량 유량이 1.205 kg/s일 때 최대에 도달한 다음 흡입 공기가 드릴 파이프와 시추공 벽에 의해 형성된 환형의 질량은 입력 공기 질량 유량이 증가함에 따라 급격히 감소합니다. 입력 공기 질량 유량이 <1.205kg/s인 경우 입력 공기의 입력 공기 질량 유량을 늘리면 흡입 노즐에서 공기 흐름의 분사 속도가 향상되어 흡입 공기 질량 유량이 향상될 수 있습니다. 반면, 드릴 비트의 중앙 통로의 단면적은 제한되어 있으며, 입력 공기가 너무 많으면 공기 흐름의 저항이 증가하여 드릴 비트의 흡입 능력이 약화됩니다. 관찰된 바와 같이, 흡입 능력(흡입된 공기 질량 유량과 입력 공기 질량 유량 사이의 비율)은 입력 공기 질량 유량이 증가함에 따라 감소했습니다. 이는 공기의 압축성 때문에 공기를 압축하는 데 더 많은 에너지가 소비되기 때문일 수 있습니다.
그림 6
드릴 비트 역순환 용량에 대한 입력 공기 질량 유량의 영향
4.2 흡입 노즐 직경이 흡입 능력에 미치는 영향
입력 공기는 이중벽 드릴 파이프의 환형 공간, 흡입 노즐 및 플러싱 노즐에서 배출되는 두 개의 통로를 가지고 있습니다. 유입 공기량 유량이 주어지면 흡입 노즐 직경과 플러싱 노즐의 공기량 유량 사이의 비율은 흡입 노즐 직경이 증가함에 따라 증가합니다. RC 드릴 비트의 흡입 능력은 분사 속도가 일정 수준으로 유지되면 증가합니다. 그림 7은 흡입 노즐 직경이 역순환 능력에 미치는 영향을 보여줍니다. 이 시뮬레이션 그룹에서는 60° 앙각, 15° 편향 각도 및 입력 공기 질량 유량 70m3/min을 포함하여 흡입 노즐의 일부 구조 매개변수가 제공되었습니다. 흡입 노즐의 직경이 20mm 미만인 경우 흡입 노즐 직경을 늘리면 드릴 비트의 흡입 능력이 향상됩니다. 직경이 20mm보다 크면 드릴 비트의 흡입 능력이 크게 약해집니다. 흡입 노즐에서 나오는 공기 제트의 운동량은 드릴 비트의 역순환 능력에 지배적인 영향을 미칩니다. 흡입 노즐의 직경이 20mm보다 크면 제트 속도의 감소하는 진폭이 흡입 노즐의 질량 유량의 진폭 증가보다 우세하여 드릴 비트의 흡입 능력이 약화됩니다.
그림 7
드릴 비트 역순환 용량에 대한 흡입 노즐 직경의 영향
4.3 흡입 노즐 앙각이 흡입 능력에 미치는 영향
흡입노즐 앙각은 중앙유로의 단면과 흡입노즐의 중심선이 이루는 각도로 정의된다. 그림 8은 앙각을 높이면 드릴 비트의 역순환 능력이 향상될 수 있음을 나타냅니다. 흡입 노즐에서 나오는 제트 흐름은 드릴 비트 벽에서 기울어진 모든 흡입 노즐에 대해 서로 간섭합니다. 제트 간의 이러한 충돌은 에너지 소비를 초래하고 제트 흐름의 축 운동량을 감소시켜 드릴 비트의 역순환 능력을 손상시킵니다. 흡입 노즐의 앙각이 작을수록 제트 흐름 간의 간섭이 더 심해집니다.
그림 8
드릴 비트 역순환 용량에 대한 흡입 노즐 앙각의 영향
4.4 흡입노즐 편향각이 역순환 능력에 미치는 영향
흡입 노즐의 편향 각도는 중앙 통로 단면에 있는 하나의 흡입 노즐의 중심선 투영과 흡입 노즐 출구의 중앙 통로 벽의 법선 방향 사이의 각도를 나타냅니다. 그림 9는 흡입 노즐의 편향 각도가 흡입 능력에 미치는 영향을 보여줍니다. 흡입 노즐의 편향 각도가 증가함에 따라 드릴 비트의 흡입 능력이 크게 향상됩니다. 편향 각도가 있는 흡입 노즐에서 나오는 공기 흐름은 중앙 통로에 소용돌이 흐름을 형성하여 드릴 비트의 흡입 능력을 향상시킬 수 있습니다. 더욱이 편향된 제트는 그들 사이의 간섭을 억제할 수 있습니다. 그러나 편향각의 최대값은 드릴 비트 직경에 의해 제한되며 무한히 늘릴 수는 없습니다.
그림 9
드릴 비트 역순환 용량에 대한 흡입 노즐 편향각의 영향
5 현장 시험
암반층에 RC-DTH 에어해머를 이용하여 관통률을 검증하기 위해 외경 665mm의 드릴비트와 외경 400mm의 RC-DTH 에어해머(RC-DTH 400)를 사용하여 관통율을 검증하였다. 제조. 시뮬레이션 결과, 흡입 노즐 직경, 앙각, 편향 각도를 포함하여 외경 665mm인 RC 드릴 비트에 대한 흡입 노즐 매개변수의 최적 값은 각각 20mm, 60°, 20°인 것으로 나타났습니다. 그럼에도 불구하고 흡입 노즐 매개변수가 너무 크면 드릴 비트 강도가 약화됩니다. 드릴 비트의 수명을 보장하기 위해 직경 18mm, 앙각 45°, 편향각 10°의 흡입 노즐 6개를 최종적으로 선택했습니다. RC-DTH 에어해머의 설계구조와 RC-DTH 에어해머공구의 제작된 프로토타입의 사진이미지는 Fig. 10과 같다. RC-DTH 에어해머가 작동할 때 피스톤의 움직임은 나누어 볼 수 있다. 백홀 단계와 스트로크 단계의 두 단계로 구성되며 각 단계는 공기 흡입, 공기 팽창, 공기 압축 및 공기 배출 단계를 거치게 됩니다. RC-DTH400의 공칭 공기압과 공칭 풍량 유량은 각각 1.8MPa와 92m3/min입니다. 피스톤의 공칭 충격 주파수와 충격 속도는 각각 14.35Hz와 8.01m/s입니다. 외경 140mm의 이중벽 드릴 파이프, 이중벽 켈리, 이중벽 스위블을 포함한 기타 액세서리 구성품도 제조되었습니다.
그림 10
역순환형 다운더홀 에어해머공구의 설계구조 및 사진이미지
현장 시험 현장은 중국 광둥성 포산에 위치해 있습니다. 시험장의 형성은 두께 3.99m의 느슨한 토양과 두께 17m의 풍화 인질질 미사암, 풍화된 인질질 미사암 아래 풍화되지 않은 적색 인질질 미사암으로 구성되어 있다. 느슨한 토양층과 풍화된 인질질 실트암 층은 기존의 회전식 드릴링 방법을 사용하여 쉽게 드릴링됩니다. 그러나 풍화되지 않은 적색 인질질 실트암의 굴착 속도는 상대적으로 낮아서 <2m/h에 도달할 수 있습니다. 그리고 가라앉은 슬래그는 청소하기가 어렵습니다.
RC-DTH 에어 해머 드릴링 테스트를 수행하기 위해 느슨한 토양층과 풍화 인질질 실트암 층을 기존 회전 드릴링 방법으로 드릴링합니다. 그런 다음 RC-DTH 에어 해머 드릴링 시스템을 사용하여 풍화되지 않은 적색 인질질 실트암 지층을 드릴링했습니다. 현장 테스트 시스템의 레이아웃은 그림 11에 나와 있습니다. 최대 공기량 유량이 34m3/min이고 공칭 공기 압력이 30bar인 Atlas Copco의 공기 압축기 1개와 최대 공기량이 있는 Ingersoll Rand의 공기 압축기 1개입니다. 압축 공기를 제공하기 위해 25.5m3/min의 유량과 24bar의 공칭 공기 압력이 사용되었습니다. 피스톤을 윤활하기 위해 윤활 장치가 사용되었습니다. Guangxi Liugong Group Co., Ltd.에서 제작한 회전식 드릴링 장비 SD20E를 사용하여 드릴링 과정에서 회전력과 WOB를 제공했습니다.
그림 11
현장 테스트 시스템의 레이아웃
2개의 테스트 시추공을 뚫었으며, 시추공의 최대 깊이는 50.8m입니다. 드릴링 과정에서 최대 침투 속도는 6.0 m3/h로 관찰되었으며, 공칭 값 이하의 풍량 및 기압 조건에서 평균 침투 속도는 4.5 m3/h를 나타냈습니다. 현장 테스트에서는 흡입 노즐 매개변수가 최적이 아니더라도 RC 드릴 비트가 양호한 역순환 조건에 도달할 수 있는 것으로 나타났습니다. 시추공 세척 과정에서 가라앉는 슬래그는 발견되지 않았습니다. 그림 12에서 볼 수 있듯이 드릴 도구와 시추공 벽의 환형 공간에서 빠져나가는 공기와 먼지가 거의 없었습니다. 표면으로 되돌아온 드릴 커팅은 대부분 중대형 크기의 입자입니다. 또한, 시추공 세척 과정에서 가라앉는 슬래그가 발견되지 않으며, 드릴 절단물이 지속적으로 표면으로 돌아올 수 있습니다. RC-DTH 에어 해머 드릴링 시스템은 작동 상태가 양호하고 대구경 시추공 드릴링에서 뛰어난 성능을 발휘한다는 결론을 내릴 수 있습니다.
그림 12
현장 시험 사진 이미지입니다. A, 드릴링 과정에서 형성된 역순환; B, 드릴링 절단; C, 시추공 세척 공정; D, 분무 흐름이 있는 배출관 입구
6 결론
침투율을 향상시키고 친환경적인 시추 작업을 수행하기 위해 잠재적인 생성 저수지 층 위의 상부 경질 지층을 시추하는 RC-DTH 에어 해머 시추 접근 방식이 제안되었습니다. RC 드릴 비트는 역순환을 구현하는 RC-DTH 에어 해머 드릴링 시스템의 핵심 부품으로 직경 665mm의 RC 드릴 비트에 대한 파라메트릭 연구를 수행했습니다. 결과는 흡입 노즐의 앙각과 편향각의 증가가 드릴 비트의 역순환 능력을 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 드릴 비트의 역순환 능력은 입력 공기량 유량이 1.205kg/s일 때 최대에 도달하고, 이후 입력 공기량 유량이 증가함에 따라 저하됩니다. 외경 665mm의 드릴비트와 외경 400mm의 RC-DTH 에어해머를 제작하고 현장시험을 실시하였다. 현장 테스트 결과, 설계된 대구경 RC 드릴 비트의 역순환 능력이 양호하고, 현장 테스트에서 최대 관통률이 6.0m/h로 드릴링 작업 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.
감사의 말
이 작품은 중국 국가 핵심 연구 개발 프로그램(보조금 번호 2016YFC0801402 및 2016YFC0801404), 중국 국가 과학 기술 주요 프로젝트(보조금 번호 2016ZX05043005), 중국 국립자연과학재단(보조금 번호 51674050)의 지원을 받았습니다. ). 우리는 특별한 조언을 주신 익명의 검토자들에게 감사를 표하고 싶습니다.
