دکل حفاری چاه آب مورد استفاده برای حفاری چاه ها و انجام عملیات مانند لوله های در حال اجرا و چاه های شستشو.از جمله تجهیزات برق و مته حفاری ، لوله مته ، لوله اصلی ، قاب مته و غیره به طور کلی می توان به سه دسته تقسیم کرد: دستگاه حفاری دوار دوار ، دستگاه حفاری پرکاشن و دستگاه دوار مرکب.

• دکل حفاری روتاری

سوراخ با شکستن قشر صخره با حرکت چرخشی ابزار حفاری تشکیل می شود.عمدتا دکل حفاری مخروط پان بزرگ و کوچک ، دکل حفاری دوار چرخش گردش خون مثبت و معکوس ، دکل حفاری سر قدرت هیدرولیک ، دکل حفاری چرخشی لرزش DTH ، و غیره وجود دارد. دستگاه حفاری و دستگاه شستشوی چاه در گردشابزار حفاری دکل حفاری دوار شامل لوله حفاری و بیت است.چهار نوع قطر اسمی لوله مته در کاربری مشترک وجود دارد: 60 میلی متر ، 73 میلی متر ، 89 میلی متر و 114 میلی متر.بیت حفاری به دو دسته تقسیم می شود: بیت حفاری کلی و بیت حفاری حلقوی.مخروط گلدان های بزرگ و کوچک برای برش لایه خاک از ابزار حفاری مخروطی خود استفاده می کنند.

با توجه به اندازه ابزار حفاری ، به آنها مخروط گلدان بزرگ و مخروط گلدان کوچک گفته می شود که توسط نیروی انسانی یا نیرو می توان آنها را هدایت کرد.تراشه های بریده شده خاک داخل گلدان قرار می گیرند و برای تخلیه به زمین بلند می شوند.ساختار ساده است و راندمان کار پایین است.این ماده فقط در لایه عمومی خاک یا قشر با قطر شن شن کمتر از 10 سانتی متر و محتوای کمتر از 50٪ قابل استفاده است.قطر سوراخ مخروط گلدان کوچک 0.55 متر ، و عمق حفاری 80-100 متر است.قطر مخروط گلدان بزرگ 1.1 متر ، و عمق حفاری 30-40 M است.

دکل حفاری روتاری که معمولاً در دکل حفاری روتاری با گلهای گردش خون مثبت و معکوس استفاده می شود (شکل 1) از برج ، وینچ ، میز دوار ، ابزار حفاری ، پمپ گل ، شیر و موتور تشکیل شده است.در حین کار ، دستگاه برق جدول چرخشی را از طریق دستگاه انتقال نیرو هدایت می کند و بیت مته توسط لوله مته رانندگی هدایت می شود تا قشر سنگ را با سرعت 30-90 دور در دقیقه چرخانده و خرد کند.پس از پمپ و فشار توسط پمپ گل ، گل را از طریق شیر بالای لوله مته به لوله مته توخالی فشرده می کند و به سمت پایین دریل مته جریان می یابد ، و از نازل بیرون می آید تا کمی خنک شود و روغن کاری شود.قلمه های سوراخ پایین از طریق کانال حلقوی خارج از لوله مته از چاه خارج می شوند و گل برای بازیافت پس از رسوب در مخزن رسوب به گل استخر می رود.

روش حفاری و ساختار دکل حفاری دوار چرخش گل معکوس اساساً مانند موارد فوق است ، اما حالت گردش گل برعکس است: گل پس از حل و فصل در چاه از زیر چاه پس از استقرار در مخزن رسوب جریان می یابد. ، و قلمه های حمل گل از طریق حفره داخلی لوله مته توسط پمپ ماسه از طریق نازل بیت از چاه پمپ می شود و به مخزن رسوب باز می گردد.به این روش گردش معکوس مکش پمپ گفته می شود.از پمپ آب نیز می توان برای تزریق آب تحت فشار از زیر چاه از طریق نازل به داخل حفره داخلی لوله مته استفاده کرد تا قلمه هایی با حامل به سمت بالا تشکیل شود ، که به آن جت گردش خون معکوس گفته می شود.دکل حفاری می تواند سرعت صعودی بالایی را در لوله حفاری تشکیل دهد و از توانایی قوی در تخلیه قلمه ها و سنگریزه ها برخوردار است ، بنابراین سرعت حفاری سریع است.مناسب برای لایه خاک ، لایه ماسه عمومی و قشر سست است که قطر سنگریزه از قطر داخلی لوله مته کوچکتر است.

قطر داخلی لوله مته مورد استفاده بزرگتر است ، به طور کلی 150-200 میلی متر و حداکثر 300 میلی متر است.اما به دلیل محدودیت مکش پمپ یا ظرفیت تحویل فشار ، عمق حفاری عموماً کمتر از 150 متر است و در صورت عمق چاه کمتر از 50 متر ، راندمان حذف تراشه بیشتر است.از کمپرسور هوا برای تعویض پمپ گل استفاده می شود و از هوای فشرده شده برای جایگزینی پمپ گل استفاده می شود.گردش خون معکوس معمولاً استفاده می شود ، همچنین به عنوان گردش معکوس آسانسور بنزین شناخته می شود (شکل 2).

هوای فشرده شده از طریق خط لوله انتقال هوا به محفظه مخلوط کننده هوا ارسال می شود تا با جریان آب در لوله مته مخلوط شود تا جریان آب هوادهی با وزن مخصوص کمتر از 1. ایجاد شود. ، قلاب های حمل شده هوای حامل در لوله مته بطور مداوم بالا می رود و از چاه برای تخلیه به مخزن رسوب تخلیه می شود و آب حل شده توسط گرانش به چاه می رود.هنگامی که عمق چاه بزرگتر باشد (بیش از 50 متر) ، ظرفیت حذف تراشه این نوع دکل حفاری از دستگاه حفاری با مکش پمپ یا جت گردش معکوس بیشتر است.بنابراین ، این نوع دکل حفاری برای وضعیت عمق بزرگتر چاه ، منطقه خشکسالی با کمبود آب و لایه خاک منجمد در منطقه سرد مناسب است.

برخی دکل های حفاری چرخشی به طور همزمان به پمپ گل و کمپرسور هوا مجهز هستند ، بنابراین با توجه به شرایط روش های مختلف شستشو قابل انتخاب است.

نوعی دکل حفاری دوار با هد قدرت هیدرولیک.هدایت شده توسط موتور هیدرولیک از طریق گیربکس ، سر قدرت که از بالا و پایین در امتداد برج حرکت می کند ، جدول چرخشی و شیر آب را بر روی دکل حفاری دوار تعویض می کند تا لوله مته و مته کمی برای چرخاندن و برش قشر سنگی استفاده شود.چاه های آب با قطر بزرگ را می توان با یک مته بزرگ با قطر 1 متر حفر کرد.ویژگی های آن سرعت حفاری سریع ، بارگیری آسان و تخلیه ابزارهای حفاری و اجرای آسان چاه های چاه است.هنگامی که لوله حفاری تمدید شود ، از بلند کردن ابزار حفاری ضروری نیست و از یک سری اجزای مانند وینچ ، قرقره آسانسور ، میز روتاری ، شیر آب و لوله مته مربع اجتناب می شود.دکل حفاری چرخشی لرزش پایین سوراخ نوعی دکل حفاری چرخشی است که ترکیبی از لرزش و حرکت دوار برای مته های سنگی است.ابزار حفاری از بیت ، ویبراتور ، جذب کننده لرزش و لوله راهنما تشکیل شده است (شکل 3).نیروی هیجان انگیز تولید شده توسط ویبراتور باعث می شود کل ابزار حفاری در نوسان باشد.بیت مته در قسمت بیرونی پوسته ویبراتور از طریق حلقه اصطکاک تنظیم شده است.از یک طرف ، با فرکانس کاری ویبراتور در حدود 1000 دور در دقیقه و دامنه حدود 9 میلی متر ارتعاش می کند.از طرفی با سرعت کم 3-12 دور در دقیقه در اطراف محور ویبراتور می چرخد ​​تا قشر سنگ را بشکند ، در حالی که لوله مته نمی چرخد ​​و لرزش با استفاده از کمک فنر ارتعاش به لوله مته منتقل نمی شود.گردش خون معکوس از هوای فشرده برای شستشوی چاه استفاده می شود ، به گونه ای که قلمه ها از طریق حفره داخلی لوله و لوله مته در مرکز ویبراتور از چاه تخلیه می شوند.این نوع دکل حفاری دارای ساختار ساده و راندمان حفاری بالایی است.قطر گمانه حدود 600 میلی متر و عمق حفاری می تواند به 150 متر برسد.

• دکل حفاری Ercussion

با حرکت متقابل عمودی ابزارهای حفاری ، بیت به پایین سوراخ ضربه می زند تا قشر سنگ را بشکند.ساختار آن ساده است ، اما سیستم شستشوی چاه گردش خون وجود ندارد ، بنابراین دستگاه حذف و حفاری قلمه ها به طور همزمان قابل انجام نیست ، بنابراین راندمان کار کم است.عمق حفاری عموماً کمتر از 250 متر است ، و بعضی از آنها می توانند 500m-600m برسند.انواع اصلی به شرح زیر است.یک مته کوبه ای ساده که از وزن ابزار حفاری برای تأثیرگذاری در سازند استفاده می کند.انتهای پایین ابزار حفاری چندین دریچه پنجه زاویه باز است.هنگامی که ابزار حفاری تحت عمل وزن خود به سمت پایین حرکت می کند ، دریچه چنگال باز می شود و هر نوک پنجه بر روی قطعه صخره در حاشیه به قطر حدود 1 متر بریده می شود و سپس وینچ ابزار حفاری را از طریق طناب سیم بلند می کند. .در طی فرآیند بسته شدن شیر گیر ، قلمه ها را در بدنه مخروطی گرفتار می کنند و سپس دریچه گرفتن برای تخلیه قلمه های سنگ باز می شود.عمق حفاری مخروط کوبه ای و گیرنده معمولاً 40-50 متر و حداکثر عمق 100-150 متر است.

دکل حفاری کوبه ای سیم طنابی از قرقره و قرقره بالابر در بالای آن ، طناب سیم فولادی ، مکانیسم ضربه ، ابزار حفاری (از جمله لوله حفاری و مته حفاری) ، موتور و غیره تشکیل شده است (شکل 4).در حین کار ، موتور مکانیسم ضربه را از طریق دستگاه انتقال نیرو هدایت می کند تا طناب سیم را به حرکت درآورد تا ابزار حفاری به سمت بالا و پایین حرکت کند.هنگامی که مته به سمت پایین حرکت می کند ، وزن ابزار حفاری باعث می شود که بیت بریده شود و قشر صخره را بشکند ، در حالی که حرکت به سمت بالا به کشش طناب سیم بستگی دارد.ارتفاع سقوط ابزار حفاری ، یعنی اندازه سكته ، با توجه به شرایط سنگ ، عموماً 5/0 تا 1 متر تعیین می شود و برای سنگ های سخت از مقدار زیادی استفاده می شود.فرکانس ضربه معمولاً 30-60 بار در دقیقه است.قلمه های بریده شده را می توان از زمین با یک بشکه استخراج شن و ماسه یا یک ابزار حفاری بشکه که یکپارچه سازی بیت و بشکه استخراج ماسه است ، تمیز کرد.حفاری و از بین بردن قلمه سنگ می تواند همزمان انجام شود ، به این ترتیب قلمه ها می توانند مستقیماً وارد بشکه استخراج شوند و سپس ابزار حفاری برای ریختن قلمه ها بلند می شود.به منظور بهبود مقاومت در برابر سایش و سرعت حفاری بیت ، غالباً پودر استیل تنگستن در انتهای بیت پوشانده شده تا بیت جوشکاری تعمیر آلیاژی تشکیل شود.

• دکل حفاری مرکب

دو نوع وجود دارد: یکی اضافه کردن مکانیسم ضربه به دکل حفاری دوار بر اساس دکل حفاری دوار ، عمدتا حفاری دوار.هنگام مواجهه با لایه سنگریزه ، دکل حفاری چاه آب دو منظوره با حفاری ضربه سازگاری زیادی با سازندهای مختلف دارد.مورد دیگر دکل حفاری است که ضربه و عمل چرخشی را مانند حفاری چکش DTH پنوماتیک ترکیب می کند.ابزار حفاری چکش DTH (شکل 5) از یک بوش استوانه ای و یک پیستون که در آستر سیلندر در حال حرکت به بالا و پایین است تشکیل شده است.انتهای پایین بوش استوانه با مته مته متصل شده است ، و انتهای فوقانی از طریق اتصال پیچیده با لوله مته متصل می شود.هوای پر فشار 0.7-1.4 مگاپاسکال که از طریق کمپرسور هوا تهیه می شود از دریچه چک بالای پیستون ، توزیع کننده هوا و ورودی هوا در زیر پیستون عبور می کند که فرکانس ضربه پیستون را به صورت زیر فشار می دهد: حرکت برگشتی 700-1200 دفعات در دقیقه باعث می شود پیستون به طور مكرر بر بیت تأثیر بگذارد ، به طوری كه توانایی بیت حفاری در قشر سنگ را افزایش می دهد.در همان زمان ، ابزار حفاری با سرعت پایین تر از 35-60 دور در دقیقه می چرخد.

هوای تخلیه شده از حفره های فوقانی و تحتانی پیستون برای خنک کردن بیت وارد مته بطرف پایین می شود و قلمه های پایین سوراخ را از چاه بیرون می آورد.ساختار قطعات شستشوی چاه دوار و در گردش ، اصولاً مشابه استوانه چرخشی چرخشی چرخشی با هوای فشرده است.بیت های مورد استفاده بیت دندان تنگستن کاربید توپ یا بیت مخروطی است.از دستگاه حفاری چکش پنوماتیک DTH می توان برای حفر چاه های عمیق در قشر سنگی سخت با سرعت حفاری بالا استفاده کرد و با افزایش عمق حفاری سرعت حفاری کاهش نمی یابد و سوراخ حفاری مستقیم است.

به منظور پاسخگویی به نیازهای حفاری در سازندهای مختلف و بهبود راندمان حفاری ، دکل های حفاری چاه آب در راستای دکل های حفاری چند منظوره و انتقال و بهره برداری کامل هیدرولیک در حال توسعه هستند: دکل حفاری مجهز به انواع تجهیزات و تجهیزات لوازم جانبی ، و می تواند روش های مختلف حفاری مانند چکش های کوبه ای ، چرخشی و DTH را اتخاذ کند.و همچنین می تواند از شستشوی گل ، شستشوی هوای فشرده و شستشوی چاه به جلو و گردش معکوس استفاده کند.