Uvod v rotacijske vrtalne naprave

Vrtalno orodje se zanaša na rotacijsko gibanje, da razbije skalno formacijo in oblikuje luknje. Vključujejo predvsem velike in majhne vrtalne naprave za stožčaste vrtalne naprave, vrtalne naprave z vrtljivo mizo za naprej in nazaj, vrtalne naprave s hidravlično glavo
stroj, vibracijska rotacijska vrtalna naprava navzdol po vrtini itd. Enostavna rotacijska vrtalna naprava ima samo vrtalno napravo, medtem ko je dobro strukturirana rotacijska vrtalna naprava sestavljena iz vrtalne naprave in naprave za pranje obtočne vrtine. Vrtalna orodja rotacijske naprave za vrtanje vodnih vrtin vključujejo vrtalne cevi in ​​svedre. Običajno uporabljene vrtalne cevi imajo štiri nazivne premere: 60, 73, 89 in 114 mm. Svedri so razdeljeni v dve kategoriji: svedri za celovito vrtanje in svedri za obročasto vrtanje. Veliki in majhni stožci za lonce uporabljajo vrtalna orodja v obliki stožca za lonce, da vrtijo in režejo plast zemlje. Glede na velikost vrtalnih orodij se imenujejo veliki lončasti stožci in majhni lončasti stožci, ki jih lahko poganja delovna sila ali moč. Odrezani drobci zemlje padejo v lonec in se dvignejo na tla za izpust. Struktura je preprosta in delovna učinkovitost je nizka. Uporablja se lahko le za splošne sloje zemlje ali plasti s peskom in kamenčki s premerom največ 10 cm in vsebnostjo največ 50 %. Premer odprtine stožca majhnega lonca je 0,55 metra, globina vrtanja pa je 80 do 100 metrov; premer odprtine velikega stožca je 1,1 metra, globina vrtanja pa 30 do 40 metrov. Rotacijske vrtalne naprave za pranje blata s pozitivnim in povratnim obtokom Običajno uporabljena rotacijska vrtalna naprava (slika 1), to je rotacijska vrtalna naprava za pranje blata s pozitivnim obtokom, je sestavljena iz stolpa, vitla, vrtljive plošče, vrtalnih orodij, črpalke za blato, pipa in motor. Med delovanjem pogonski stroj preko prenosne naprave poganja vrtljivo ploščo, aktivna vrtalna cev pa poganja sveder, da se vrti in lomi kamnino s hitrostjo od 30 do 90 vrt/min. Blato sesa in tlači črpalka za blato, nato pa se stisne v votlo vrtalno cev skozi pipo nad vrtalno cevjo. Teče navzdol v sveder in se izvrže iz vodne odprtine, da ohladi in podmaže sveder; odrezki spodnje luknje se vzamejo ven skozi obročasti kanal zunaj vrtalne cevi. Na ustju vrtine, potem ko se usede v usedalniku, blato steče nazaj v rezervoar za blato za recikliranje. Metoda vrtanja in zgradba rotacijske vrtalne naprave za pranje blata z povratno cirkulacijo sta v bistvu enaki kot zgoraj, vendar je metoda kroženja blata nasprotna: blato samostojno teče od glave vrtine do dna vrtine, potem ko se usede v sedimentacijski rezervoar, in blato, ki prenaša ostanke, se črpa skozi črpalko za pesek in prod. Vhodna odprtina svedra se vsesa navzgor skozi notranjo votlino vrtalne cevi iz vrtine in se vrne v sedimentacijski rezervoar. Ta metoda se imenuje povratna cirkulacija črpanja. Vodno črpalko je mogoče uporabiti tudi za vbrizgavanje vode pod pritiskom z dna vrtine v notranjo votlino vrtalne cevi skozi šobo, ki tvori naraščajoči vodni tok, ki prenaša odpadke, kar se imenuje povratna cirkulacija curka. Vrtalna naprava lahko ustvari visoko hitrost toka navzgor v vrtalni cevi in ​​ima močno sposobnost odvajanja odrezkov in kamenčkov, zato je hitrost vrtanja hitrejša. Primeren je za rahle plasti, kjer je premer zemlje, splošnega peska in kamenčkov manjši od notranjega premera vrtalne cevi. Notranji premer uporabljene vrtalne cevi je večji, običajno 150 do 200 mm, največji pa je lahko 300 mm. Vendar pa je zaradi omejitev sesalne ali tlačne zmogljivosti črpalke globina vrtanja običajno znotraj 150 metrov, učinkovitost odstranjevanja ostružkov pa je večja, če je globina vrtine znotraj 50 metrov. Rotacijski vrtalni stroj za čiščenje vrtin s stisnjenim zrakom uporablja zračni kompresor namesto blatne črpalke na rotacijskem vrtalnem stroju in za pranje vrtine uporablja stisnjen zrak namesto blata. Običajno se uporablja metoda povratne cirkulacije, znana tudi kot povratna cirkulacija plinskega dvigala (slika 2). To pomeni, da se stisnjen zrak pošlje v mešalno komoro zrak-voda v vrtini skozi cevovod za dovod zraka, tako da se pomeša s tokom vode v vrtalni cevi, da nastane tok prezračevane vode s specifično težo manj kot 1 Pod gravitacijo obročastega vodnega stolpca okoli vrtalne cevi tok prezračevane vode v vrtalni cevi prenaša ostanke in se nenehno dviga ter izpušča iz vrtine in teče v sedimentacijski rezervoar. Oborena voda teče nazaj v vodnjak gravitacijsko. Ko je globina vrtine velika (več kot 50 metrov), je zmogljivost odstranjevanja ostružkov te vrste vrtalne naprave večja kot pri vrtalnih napravah, ki uporabljajo sesalno črpalko ali povratno cirkulacijo curka. Zato je primeren za razmere z velikimi globinami vodnjakov, sušnimi območji brez vode in hladnimi plastmi permafrosta.