De groeiende wereld van omgekeerde boringen

 

 

 

De groeiende wereld van omgekeerde boringen

 

 

Het milieuvriendelijke proces is ideaal voor putten met een grote diameter in verschillende vormen.

 

 

 

Het boren met omgekeerde circulatie is een boortechniek die zich blijft ontwikkelen en reële voordelen biedt voor de waterhulpbronnenindustrie en daarbuiten.

 

Een hybride van dubbelbuis omgekeerd circuleren boren is dubbelbuis overstroomd omgekeerd, vaak DTFR genoemd.niet-invasief boorproces dat zowel boven de grond als onder het oppervlak gevoelige ecologie behoudt.

 

DTFR gebruikt een combinatie van natuurlijk water, toegevoegd schoon water,en gecomprimeerde lucht om boorstukken te mobiliseren om booringen met een grote diameter in formaties te laten plaatsvinden, variërend van niet-geconsolideerde geologie tot middelharde en gebroken gesteente.

Tweebuisboorstaaf die 85/8 inch is. Binnenbuis en buitenbuis verbindingen worden tegelijk gemaakt.

 

 

Dit wordt bereikt als gevolg van het unieke vermogen van DTFR om via de vloeistofkolom een stabiliserend effect op het boorgat te hebben door zachtjes hydraulische druk uit te oefenen op de wand van de boor.

 

DTFR employs a tricone bit equipped with an adapter sleeve designed to accept the cuttings that travel from the bit face through the interior of the tricone bit and are directed into the inner tube of the RC drill rod.

 

Deze hybride techniek is populair geworden in boorgemeenschappen in het hele land van aannemers aan de westkust, in de woestijnen van het zuidwesten, de vlaktes van het middenwesten,het zuidelijke deel van FloridaHet is ook internationaal populair geworden in Canada, Australië en Latijns-Amerika.

 

 

DTFR applications are typically characterized as projects entailing large-diameter water resource wells in sedimentary and/or metamorphic geology with depths commonly ranging from 500 feet to 3000 feet where environmental stewardship is of importance.

 

 

 

 

Diagram A. Oppervlaktebeeld van een tweelbuis-overstroomde omgekeerde installatie.

 

 

 

Toepassingen

 

DTFR is ook gebruikt in toepassingen in de mijnbouwindustrie, zoals ontwatering van putten, bouw van ventilatie schachten, pasta gaten, en injectie en verwijdering putten.In de bouwsector, heeft het bekendheid verworven voor zijn vermogen om grote diameter fundering boren in milieuvriendelijke stedelijke gebieden te bevorderen.

 

Het is al vele malen gebruikt op waterfrontprojecten waar het beheersen van verontreiniging een primaire zorg is.De omgekeerde circulatie met grote diameter heeft ook een voet in de grond gezet in de mogelijkheid om geleiders voor olie/gas en geothermische putten te voorzien en tegelijkertijd aangrenzende drinkbare watervoeringen te beschermen..

 

De recente opkomst van DTFR's op grote waterhulpbronprojecten is het resultaat van pioniers in de industrie en hun succes bij het toepassen van deze technologie.De unieke voordelen ervan worden geleidelijk verspreid en steeds vaker gebruikt in de boorgemeenschap en als optie aan hun klanten aangeboden..

 

 

 

 

 

 

Grafiek B. Beweging van lucht, stekken en vloeistof in dubbelbuis overstroomd omgekeerd boren.

 

 

 

 

Hoe het werkt

Zie diagrammen A, B en C. Het boorgat wordt voortdurend gevuld met boorvloeistof en er wordt een vloeistofkolom gecreëerd en onderhouden tussen de boorgatwand en de buitenkant van de dubbele buisboorstaaf.

 

Vervolgens wordt gecomprimeerde lucht via de ring van de RC-dubbele buisboorstaaf naar beneden ingevoerd (lucht stroomt naar beneden tussen de binnenkant van de buitenbuis en de buitenkant van de binnenkant van de buis).

 

De luchtstroom die de bodem van de boorstreng nadert, wordt omgeleid naar het gat en naar de binnenste buis.Het bestanddeel van de boorstreng dat verantwoordelijk is voor het omleiden van de luchtstroom naar de binnenbuisopgang wordt de sub-air injector genoemd..” Its job is to release the compressed air into the inner tube where it expands and thereby creates a dynamic upward flow—following the path of least resistance—which then carries a slurry comprised of air, boorvloeistof, en boorputten op de oppervlakte.

 

Af en toe worden ook zuigpompen gebruikt om de opwaartse stroom van de boorvloeistofloer verder te ondersteunen.

 

 

Bij het bereiken van de oppervlakte komt de mis in de cycloon waar de vloeistof en de stekken worden gescheiden met behulp van het eigen gewicht van de stekken gecombineerd met de centrifugale kracht om de scheiding te bewerkstelligen.de stekken kunnen worden bekeken en bereiktVervolgens gaat de boorvloeistof uit de cycloon naar de schalieschaaker, waar deze wordt gereinigd door de resterende vaste stoffen te verwijderen.

 

De schalieschaakmachine verwijdert de vaste stoffen en reinigt de boorvloeistof door gebruik te maken van een trillend platform dat een combinatie van schermen, zwaartekracht en trillende energie gebruikt. The cleaning of the drilling fluid is a vital step within the DTFR operation as too many solids carried in the drilling fluid can ultimately impede proper bit and hole cleaning and ultimately stick the drill string.

 

Eenmaal schoongemaakt, wordt de boorvloeistof vervolgens teruggestuurd naar de vloeistofhouder en uiteindelijk naar behoefte terug naar de bovenkant van het boorgat.Deze recirculatie en reiniging van de boorvloeistof is een voortdurende cyclus die door het hele boorproces gaat.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Grafiek C. Bottom hole assembly gebruikt bij dubbelbuis overstroomd omgekeerd boren. Zie afbeelding van de opening van gaten op de volgende pagina.

 

 

 

Voordelen van DTFR

 

De DTFR komt positief overeen met de basisvereisten die nodig zijn voor de bouw van grote stads- en commerciële putten in vele regio's van het land.met een vermogen van meer dan 50 W,, waardoor de afvoer en verontreiniging van de site tot een minimum worden beperkt.

 

Formaties die het gebruik van roterende lucht- of modderboringen met verliescirculatie kunnen dwarsbomen, kunnen met DTFR effectief worden geboord.De met DTFR geassocieerde boorgatvloeistof beweegt langzaam, zodat de boorgatwand niet wordt erodeerdHet beschermt en behoudt het boorgat door een zachte en gelijkmatige hydraulische druk op de wand uit te oefenen.

 

Dit zorgt voor stabiliteit en maakt het mogelijk om grote diameterputten in niet-geconsolideerde en/of sedimentarische formaties te boren die anders problematisch zouden zijn met conventionele boortechnieken.

 

DTFR vereist in de meeste gevallen geen gebruik van modder of additieven en is een niet-invasieve boortechniek waarbij zowel lage psi-lucht als laagstroomboorvloeistof worden gebruikt.

 

De vorming blijft open, niet verzegeld of verpakt met additieven voor boorvloeistoffen,Dit is van belang omdat het zowel snellere ontwikkeling van de put mogelijk maakt als vaak resulteert in een betere kwaliteit van de put en de productie ervan..

 

DTFR-monsters kunnen nauwkeuriger worden beschouwd dan roterende lucht- of moddermonsters, aangezien zij niet worden blootgesteld aan de boorgatwand die het monster kan besmetten.Het DTFR-monster gaat rechtstreeks van de bitface-ophoek die veilig in de binnenste buis zit naar het verzamelgebied.

 

Het monster is ook schoon zonder een bentonietcoating.Het schone monster maakt een gemakkelijke identificatie en karakterisering van de lithologie mogelijk, die bij de optimale plaatsing van het putscherm bijdraagt.

 

Er is alleen lage luchtdruk nodig; daarom zijn er geen huilende luchtcompressoren en boorapparaten op volle snelheid aanwezig.Dit is een belangrijke stap in de richting van de bescherming van de natuurlijke flora en fauna..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De openers van gaten worden vaak gebruikt als onderdeel van de BHA om de diameter van het boorgat te vergroten.een methode die wordt gebruikt om ervoor te zorgen dat de boring is lood voordat de uiteindelijke grotere diameter gaat is voltooidAls alternatief kan, gezien de juiste geologie, de openingsboor dicht bij het oppervlak worden geplaatst en de gewenste boorgatdiameter worden bereikt in een enkele benadering.

 

 

 

 

 

DTFR-beperkingen

 

Voor de voorbereiding van DTFR is een aanzienlijke investering vereist: een geschikt boorapparaat, in-hole gereedschappen, schalieschaakers en een compressor.En de economische voordelen van de DTFR-techniek beginnen pas echt te verdienen als de grootte van het boorgat 20 inch of groter in diameter is.In de meeste gevallen wordt de booringsmethode gebruikt voor het boren van kleine, ondiepe booringen.De meeste DTFR-projecten zijn ten minste van middelgrote diepte en variëren gewoonlijk van 500 tot 3000 voet.

 

 

De tweebuiswerktuigen zijn relatief zwaar; daarom moet de boorplaats een voldoende haaklastcapaciteit hebben (hef- en verlaagcapaciteit).Maar als je een groot genoeg boorapparaat hebt, is DTFR met succes gebruikt op een diepte van meer dan 10.000 voet.

 

Hoewel de boorplaats relatief klein kan zijn, is het nog steeds een minimum van ongeveer 125 vierkante voet, wat groter is dan sommige andere boortechnieken vereisen.DTFR vereist ook een goede bron voor grote hoeveelheden schoon water in de buurt.

 

DTFR is minder effectief in homogene ultraharde magmatische formaties; de penetraties zijn het beste in korrelvormige formaties.Ultra-grote geplaveide stenen kunnen een probleem zijn als ze zo groot zijn dat ze niet door de RC binnenbuis kunnen gaanDe DTFR is ook niet geschikt voor uitgebreide booringen van kleverige klei, slib en andere ultrafijne korrels.

 

Ten slotte vereist het een ervaren operator met deskundigheid in het gebruik van deze boortechniek.

 

 

 

Stemmen uit het veld

Hieronder volgen opmerkingen van ervaren DTFR-boorondernemers uit het hele land.

 

Gingerich Well and Pump Service LLC in Kalona, Iowa

 

Klint Gingerich en zijn broer, Korwin, zijn mede-eigenaren van Gingerich Well and Pump Service, een familiebedrijf dat in 1956 werd opgericht. Gingerich’s involvement with dual rotary drilling began in 2007 when Klint made the decision to employ the technique based on its ability to provide containment of drilling fluids and the efficient cleaning of large-diameter boreholesGingerich's voornaamste toepassingen van DTFR zijn projecten met betrekking tot de bouw van gemeentelijke en commerciële putten.

 

 

Gingerich Well and Pump maakt gebruik van DTFR in harde kalksteen- en sedimentaire formaties in Iowa en omliggende staten.Zijn bemanning gebruikt een aangepaste RC boor touw van 85⁄8 inch OD × 5 inch IDKlint koos deze grootte van gereedschappen omdat de 5 inch ID van de binnenste buis is afgestemd op de 5 inch door-gat in de tophead van de boormachine.Met gemeenschappelijke afmetingen maximaliseert hij de vloeistofstroom die hij kan bereiken met zijn apparatuur..

 

De vloeistofstroom is een belangrijke factor bij het boren met een grote diameter, omdat deze rechtstreeks van invloed is op de reiniging van het boorgat, het boorstuk en de algehele productiviteit bij het voortzetten van het boorgat.Er is een extreem groot volume van stekken gegenereerd van het boren van een 20 inch tot 40 inch boren, en hoe groter het bereikbare stroomvolume, hoe efficiënter het verwijderen van de stekken uit het boorgat.

 

Klint noemt dat er beperkingen zijn aan DTFR. Hij zegt dat de kosten van de voorbereiding voor grote diameter boren een aanzienlijke investering vereist zoals de juiste boormachine, in-gat gereedschappen,en bijbehorende apparatuur.

 

 

 

 

 

 

Dillon en Klint Gingerich van Gingerich Well and Pump Service LLC samenwerken om een gemeentelijk putproject te voltooien met behulp van DTFR met een Schramm TX 130.

 

 

 

 

Troutbedrijven in Waite Park, Minnesota

 

David Traut, MGWC, CVCLD,is vice-president van Traut Companies en commentaar overstroomd omgekeerd is een goede techniek voor het boren van grote diameter waterputten in gebroken kalksteen formaties gemeenschappelijk in het midden van Minnesota.

 

Hij gebruikte voor het eerst overstroomde omkering in 1999 en heeft er door ervaring een methode van gemaakt waarop hij vertrouwt voor gemeentelijke putten.De verliescirculatie zones die problemen veroorzaakte met andere boormethoden zijn niet langer een probleem voor hem met DTFR.

 

Traut kan DTFR in een relatief kleine omvang uitvoeren (125 vierkante voet site afmetingen), met een boorplatform en hulpapparatuur, waaronder een boorvloeistoftank van 5000 liter,luchtcompressor, en vaste stofverwijderingsapparatuur.

 

 

 

 

 

 

Een schalie shaker die vaste stoffen uit de boorvloeistof verwijdert.

 

 

 

Traut merkt op dat het luchtvolume dat vereist is voor een DTFR-boorgat relatief laag is ten opzichte van luchtrotatie.

 

Hoewel het niet zo vaak wordt gebruikt als een tricone-bit wanneer harde steen wordt aangetroffen, gebruikt Traut een doolhofhamer met een omleidings-/verpakker boven de schakelplaats (crossover).De omleidingsoperator/verpakker is een grote rubberen donut die de RC boorstaaf omringt en gedeeltelijk tegen de boorgatwand afdichtHet beperkt de toevoer van water naar de hamer. Een waterkolom wordt nog steeds boven de afleidingsbak/verpakker gehouden om de opening te stabiliseren.

 

 

Het gebruik van een hamer voor Traut is in dolomieten en granieten.De bemanning van de traut gebruikt meestal ongeveer 3000 cm3 bij 325 psi en hoger., opnieuw met de psi een functie die verband houdt met de diepte van het gat.

 

 

 

 

 

 

De monsters zijn zeer nauwkeurig met dubbel buis overstroomd omgekeerd boren.

 

 

 

De tweebuisboorstreng wordt ook gebruikt als een conventionele boorstreng. the first 50 feet to 80 feet must be drilled conventionally as the DTFR process requires submergence when enough head differential pressure is created to initiate the dynamic suction required to sustain a robust upward flowAls er bijvoorbeeld dikke lagen kleverige klei worden aangetroffen, wordt het gebruik van de boormachine in het kader van de boorprocedure beperkt.de boorman kan ervoor kiezen om conventionele boormethoden te gebruiken als

het kan een snellere methode zijn om door de klei te gaan voordat u terugkeert naar DTFR.

 

 

Gemeentelijke put en pomp in Waupun, Wisconsin

Mason Rens is een hoofddriller bij Municipal Well and Pump, die twee Foremost-dubbele draaiborers gebruikt.Rens zegt dat door jarenlange ervaring in het boren van grote waterputten zijn bedrijf tot de conclusie is gekomen dat DTFR zijn voorkeurmethode is voor het bouwen van putten op basis van verschillende factoren..

 

Ten eerste, DTFR maakt volledige controle mogelijk op de ontlading van de stengelvloeistof op het terrein, waardoor verontreiniging wordt geminimaliseerd.het erodeert het boorgat niet zoals lucht rotatiebooringen en behoudt de boorgatestabiliteit zelfs in niet-geconsolideerde formaties.

 

Bentonieten en additieven voor boorvloeistoffen zijn niet vereist voor DTFR, zodat de formatie niet aan onnatuurlijke verpakking of afdichting wordt onderworpen.Zo kan de ontwikkeling van putten sneller en vollediger verlopen, terwijl de kwaliteit en de productie van de putten vele malen beter kunnen zijn dan bij putten waar vloeistofadditieven worden gebruikt..

 

Bovendien stelt Rens dat de steekproefnauwkeurigheid met DTFR superieur is, aangezien de steentjes snel en rechtstreeks van het stuk naar de binnenste buis naar het oppervlak reizen zonder blootstelling aan de boorgatwand.

 

DTFR bevat en beschermt het stekkenmonster in de binnenste buis en brengt het snel rechtstreeks naar het oppervlak voor onderzoek.Het mogelijk maken van een snelle en nauwkeurige identificatie van formatieveranderingen, wat volgens Rens essentieel is voor een optimale plaatsing van het scherm.

 

Een ander aspect dat Rens noemt, is het gereduceerde geluidsniveau van de boorplaats.die naast een veiligheidsmerk ook minder brandstofverbruik betekent.

 

Bij DTFR is een enkele 350 psi compressor voldoende voor zelfs grote boringen.

 

Rens benadrukt dat de productie met behulp van DTFR uitzonderlijk goed is in sedimentarische formaties, gebruikelijk in Wisconsin en Illinois.Hij voegt eraan toe dat dit vooral geldt voor korrels zoals zandstenen., zand en grind.

 

 

Samenvatting

DTFR heeft zich vooral onderscheiden in niet-geconsolideerde, sedimentaire of metamorfe gebroken/fracturele formaties.een unieke mogelijkheid om grote boringen van grote diameter te ontwikkelen in niet-geconsolideerde geologie, terwijl het belangrijke voordelen biedt voor de inperking van het milieu.

 

 

Naarmate de boorwereld steeds meer bekend wordt met DTFR, zullen we waarschijnlijk voortdurende innovaties zien in de toepassing ervan in de waterhulpbronnenindustrie en andere gebieden.