Как выбрать подходящий воздушный компрессор для бурения водяных скважин

Выбор правильного воздушного компрессора — это критически важное решение, которое напрямую влияет на эффективность, стоимость и успех вашего проекта по бурению скважин на воду. Недостаточно мощный компрессор приведет к низкой производительности и остановке работ, в то время как слишком мощный повлечет за собой ненужные капитальные затраты и расходы на топливо.

Это руководство рассматривает ключевые факторы, которые необходимо учитывать.

1. Основная функция: Понимание роли воздуха

При бурении сжатый воздух выполняет две основные функции:

· Работа погружного пневмоударника (DTH): Это задача, требующая наибольшего количества воздуха. Компрессор должен обеспечивать достаточный объем (CFM) и давление (PSI) для питания пневматического молотка на дне скважины, который разрушает породу.

· Удаление шлама (эрлифт): Воздух используется для подъема выбуренной породы (шлама) со дна скважины на поверхность. Для этого требуется большой объем воздуха для создания высокоскоростного воздушного потока в затрубном пространстве (пространстве между буровой штангой и стенкой скважины).

2. Ключевые критерии выбора

A. Давление (PSI или Бар)

· Стандартный диапазон: Большинство DTH пневмоударников требуют от 250 до 350 PSI (от 17 до 24 Бар) для эффективной работы.

· Глубокие скважины: По мере увеличения глубины скважины давление, необходимое для преодоления противодавления водяного столба в скважине, возрастает. Для глубоких скважин (более 400 футов / 120 метров) может потребоваться компрессор, способный выдавать от 350 до 500 PSI (от 24 до 34 Бар).

· Золотое правило: Всегда выбирайте компрессор с максимальным рабочим давлением выше требований вашего пневмоударника, чтобы учесть глубину, потерю давления в шлангах и неэффективность системы.

B. Объем (CFM или м³/мин)

Это самый важный и часто неправильно понимаемый фактор. Требуемый объем зависит от:

· Диаметра скважины: Большие диаметры требуют гораздо большего объема воздуха для достижения восходящей скорости, необходимой для эффективной очистки скважины. Общей целью является скорость в затрубном пространстве от 3000 до 4000 футов в минуту (15-20 м/с).

· Размера буровой трубы и пневмоударника: Производитель вашего DTH пневмоударника предоставит рекомендуемый диапазон CFM для оптимальной производительности.

· Глубины скважины: В более глубоких скважинах больше затрубного пространства для заполнения, что требует постоянного объема.

· Геологии: Влажные, липкие породы или пласты с большим притоком воды требуют больше воздуха для подъема более тяжелого столба жидкости и шлама.

C. Тип компрессора

· Передвижные винтовые компрессоры: Это современный стандарт для большинства буровых установок. Они монтируются на прицепе или на раме (салазках), интегрируются непосредственно с установкой и очень надежны. Они обеспечивают постоянный поток воздуха и эффективны в течение длительного времени.

· Поршневые компрессоры: Сегодня менее распространены для основной подачи воздуха при бурении. Они могут использоваться, но часто работают громче, требуют большего обслуживания и обычно используются в «связке» из нескольких устройств для достижения требуемого CFM.

D. Источник питания

· Дизельный двигатель: Самый распространенный и универсальный источник энергии для удаленных объектов. Обеспечивает независимое питание и высокий крутящий момент.

· Электродвигатель: Экономичный и малошумный вариант, но применим только при наличии надежного и мощного электроснабжения на объекте.

3. Пошаговый процесс выбора

1. Определите масштаб вашего проекта:

   · Максимальный планируемый диаметр скважины (дюймы/мм)

   · Максимальная планируемая глубина бурения (футы/метры)

   · Прогнозируемая геология (например, сухая порода, приток воды)

2. Изучите характеристики вашего пневмоударника:

   · Определите модель DTH пневмоударника, которую вы будете использовать для самой сложной части проекта.

   · Запишите требуемое давление (PSI) и рекомендуемый объем (CFM).

3. Рассчитайте потребности в объеме воздуха:

   · Используйте калькулятор скорости в затрубном пространстве или эмпирическое правило: для 6-дюймовой скважины обычно требуется 600-800 CFM, а для 8-дюймовой — 1000-1200 CFM или более.

   · Всегда лучше брать с запасом CFM. Недостаток воздуха — это самая главная причина низкой производительности бурения, заклинивания штанг и потери времени.

4. Выберите компрессор:

   · На основе вышеизложенного выберите компрессор, который соответствует вашим требованиям по PSI и CFM или превосходит их.

   · Пример: Для бурения 6-дюймовой скважины на глубину 500 футов в твердой породе стандартным и эффективным выбором будет винтовой компрессор 750 CFM при 350 PSI.

Резюме: Ключевые вопросы

· Каков максимальный диаметр скважины, которую я буду бурить?

· Какова максимальная глубина бурения?

· Какие DTH пневмоударники я буду использовать, и каковы их требования к PSI/CFM?

· Нужен ли мне только основной воздух или бустер (дожимной компрессор) для более глубоких участков?

Инвестиции в правильный компрессор с самого начала — это инвестиции в производительность. Это гарантирует более высокую скорость проходки, эффективную очистку скважины и общий успех проекта.