Vidalı Tip Sondaj Aletleri — Temel Bilgiler
Genel Bakış Vidalı tip kuyu içi sondaj aleti, güç kaynağı olarak sondaj sıvısı (çamur) kullanan ve hidrolik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştüren hacimsel, kuyu içi bir güç aletidir. Yüzeyden pompalanan çamur, bir baypas vanasından geçerek kuyu içi motora ulaşır. Motor giriş ve çıkışı arasındaki basınç farkı, rotorun stator içinde dönmesine neden olur. Rotorun hızı ve torku, bir üniversal mafsal (esnek şaft) ve bir tahrik mili aracılığıyla matkap ucuna iletilerek sondajı mümkün kılar.
Ana Bileşenler Vidalı tip bir sondaj tertibatı esas olarak dört ana bileşenden oluşur: baypas vanası, çamur motoru, üniversal mafsal ve tahrik mili.
Çamur motoru, ana bileşendir. Saha deneyimi ve teorik analizler, normal ve güvenilir çalışma için motor kademesi başına basınç düşüşünün ideal olarak 0,8 MPa'yı geçmemesi gerektiğini göstermektedir; aksi takdirde sıvı sızıntısı meydana gelir, rotor hızı hızla düşer ve ciddi durumlarda dönüş durabilir ve motor hasar görebilir. (Bir motor kablosu bir kademeye eşittir.) Sahada kullanılan çamur akışı, önerilen aralıkta tutulmalıdır; bu aralığın dışındaki akışlar motor verimliliğini düşürür ve aşınmayı artırır. Motorun performans parametreleri, tüm sondaj düzeneğinin ana performansını tanımlar. Motorun teorik çıkış torku, motor basınç düşüşüyle orantılıdır ve çıkış dönüş hızı, giriş çamur akışıyla orantılıdır. Matkap ucu yükü arttıkça devir sayısı düşer; bu nedenle, yüzey pompa akışı ve pompa basıncı (boru hattı basınç göstergesi aracılığıyla) izlenerek, kuyu içi tork ve hız tahmin edilebilir ve kontrol edilebilir.
Baypas vanası, bir gövde, manşon, valf elemanı (çekirdek) ve yaydan oluşur. Basınç altında valf elemanı manşonun içinde kayar ve konumu, iki durum sağlamak için sıvı yolunu değiştirir: baypas (açık) ve kapalı. Çalıştırma veya devre dışı bırakma sırasında, manşon ve gövde portları açıktır, böylece çamur motoru atlayarak halka boşluğuna akar. Çamur akışı ve basınç, vananın ayar noktasına ulaştığında, valf elemanı aşağı doğru hareket eder ve baypas portunu kapatır; çamur daha sonra motordan akar ve hidrolik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürür. Akış çok azalırsa veya pompalama durursa, yay valf elemanını yukarı iter ve vana tekrar açılır, böylece çamur tekrar motoru atlar.
Motorun yapısı ve çalışma prensibi: Motor, bir stator ve bir rotordan oluşur. Stator, çelik bir gövdenin iç duvarına kauçuk bir astar yapıştırılarak üretilir; iç deliği, tanımlanmış bir geometriye sahip bir helis şeklindedir. Rotor, sertleştirilmiş çelik bir vidadır. Rotor ve stator, aralarındaki fark sayesinde helisel olarak kapalı odalar oluşturarak enerji dönüşümünü sağlarlar. Rotorlar tek veya çok loblu (tek başlı veya çok başlı) olabilir. Daha az lob daha yüksek hız ancak daha düşük tork üretir; daha fazla lob daha düşük hız ve daha yüksek tork üretir.
Üniversal mafsal, motorun planet (eksantrik) hareketini tahrik milinin sabit dönüşüne dönüştürür ve motor torkunu ve hızını tahrik miline ve uca iletir. Genellikle esnek şaftlı tipleri kullanılır.
Tahrik mili, motordan uca dönme gücünü iletir ve ayrıca uç ve formasyon temasından kaynaklanan eksenel ve radyal yükleri de taşımalıdır.
İşletme Gereksinimleri
Sondaj sıvısı gereksinimleri Vidalı tip motorlar, yağ bazlı çamurlar, emülsiyonlar, su bazlı bentonit çamurları ve hatta nispeten temiz su dahil olmak üzere çeşitli sondaj sıvılarıyla etkili bir şekilde çalışabilir. Çamur viskozitesi ve yoğunluğunun motor performansı üzerinde doğrudan etkisi azdır, ancak sistem basınçlarını doğrudan etkiler. Önerilen akışta basınç, pompanın nominal basıncını aşarsa, akış azaltılmalı veya motor ve matkap ucu üzerindeki basınç düşüşü düşürülmelidir. Kum gibi katı parçacıklar, yataklarda ve motor statorunda aşınmayı hızlandırır, bu nedenle katı madde içeriği %1'in altında tutulmalıdır. Her motor modelinin, verimliliğin iyi olduğu belirli bir giriş akış aralığı vardır; bu aralığın orta noktası genellikle optimum çalışma akışıdır.
Çamur basıncı ve pompa basıncı kontrolü Motor dipte değilken ve akış sabitken, motor üzerindeki basınç düşüşü sabit kalır. Matkap ucu dibe temas ettiğinde ve matkap ucuna binen ağırlık arttığında, sirkülasyon basıncı ve pompa basıncı yükselir. Sondajcı şu formülü kullanabilir: Dipteki pompa basıncı (sondaj sırasında) = Dip dışı sirkülasyon pompa basıncı + motor yük basınç düşüşü. Dip dışı sirkülasyon pompa basıncı, motor dipte değilkenki pompa basıncıdır (ayrıca serbest dip dışı veya sirkülasyon pompa basıncı olarak da adlandırılır). Kuyu derinliğine ve çamur özelliklerine göre değişir, bu nedenle sabit bir değer değildir. Uygulamada, kontrol hesaplamaları için yaklaşık bir değer olarak, bir stand kaldırıldıktan hemen sonra ölçülen dip dışı basıncı kullanmak yeterlidir. Dipteki pompa basıncı motorun önerilen maksimum değerine ulaştığında, motor optimum torkunu üretir; matkap ucuna binen ağırlığın daha da artması pompa basıncını yükseltir ve maksimum tasarım basıncı aşılırsa motor durabilir. Bu durumda, iç hasarı önlemek için sondajcı matkap ucuna binen ağırlığı derhal azaltmalıdır.
Kullanım ve Elleçleme
İlk kullanımdan önce genel notlar: Bileşenler arasındaki dişli bağlantılar fabrikada anaerobik yapıştırıcı ile hazırlanmış ve belirtilen değerlere göre sıkılmıştır; ilk kullanımdan önce yeniden sıkma işlemi normalde gerekli değildir.
Sondaj deliğine indirmeden önce yüzey incelemesi
Kaldırma alt parçasıyla düzeneği kaldırın ve baypas vanası tabla üzerinde ve kolayca görülebilecek şekilde döner tablaya yerleştirin. Güvenlik kızaklarını takın ve kaldırma alt parçasını çıkarın.
Baypas vanasının çalışmasını kontrol edin: Vana elemanını tahta bir çubukla aşağı doğru bastırın ve bırakın; yay elemanı sorunsuz bir şekilde geri döndürmelidir. Sıkışma olmadığından emin olmak için 3-5 kez tekrarlayın.
Döner tablanın altındaki baypas portu açıkken pompayı kısa süreliğine çalıştırın: baypas portu kapanmalı, motor çalışmalı ve tahrik mili dönmelidir. Pompayı durdurduktan sonra, valf elemanı sıfırlanmalı ve çamur baypas portundan boşalmalıdır; bu da normal çalışmayı gösterir.
Motoru delikte çalıştırmak
Motorun ters yönde çalışmasına ve içten dişli bağlantıların gevşemesine neden olabilecek ani inişlerden kaçınmak ve kum köprülerinden, kuyu tabanlarından veya çıkıntılardan geçerken hasarı önlemek için çalışma hızını kesinlikle kontrol edin.
Derin veya yüksek sıcaklıklı bölümlerde ve gevşek kum bölgelerinden geçerken, motoru soğutmak, stator kauçuğunu korumak ve kum birikmesini önlemek için periyodik olarak çamur sirkülasyonu yapın.
Motor dibe yaklaştıkça akış hızını yavaşlatın; son yerleştirmeden önce, sondaj artıkları yüzeye dönene kadar düşük akışla başlayarak, daha sonra gerektiği gibi akışı artırarak sirkülasyon yapın.
Motoru dibe doğru sertçe bastırmayın veya dibe sabit bir şekilde oturmasına izin vermeyin.
Motorla delme
Sondaj işlemine başlamadan önce kuyunun dibini iyice temizleyin ve dipteki sirkülasyon pompasının basıncını ölçün.
Başlangıçta delme ağırlığını kademeli olarak uygulayın. Delme işlemlerini kontrol etmek için yukarıdaki pompa-basınç ilişkisini kullanın.
Başlangıçta çok hızlı delme yapmayın; motor, matkap ucu ve kuyu tabanı "sıkı"dır ve yetersiz kuyu temizliği matkap ucunun tıkanmasına neden olabilir.
Motor torku, motor basınç düşüşüyle orantılıdır; matkap ucuna binen ağırlığın artması, motor yükünü ve dolayısıyla motor basınç düşüşünü ve torkunu artırır.
Düzgün ve homojen bir delme hızı ve sondaj dizisi dizilimi, sondaj deliği eğim kontrolünün ve yönsel doğruluğun korunmasına yardımcı olur.
Çukurdan çıkarma ve inceleme
Baypas vanasını temiz suyla yıkayın ve vananın güvenilir bir şekilde kapanana kadar bir tahta çubukla vana elemanını yukarı aşağı hareket ettirin.
Montaj parçasını boru anahtarıyla kavrayın, tahrik mafsalını zincir anahtarıyla saat yönünde döndürürken, iç kısmı temizlemek için baypas vanasının üst kısmından temiz su enjekte edin, ardından motora az miktarda yağlama yağı (mineral yağ) ekleyin.
Borunun sıkışmasını veya motorun hasar görmesini önlemek için çekme hızını kontrol edin.
Yatak boşluğunu ölçün; şaft yatak boşluğu izin verilen sınırları aşarsa motor onarılmalı ve yataklar değiştirilmelidir. Yeniden giriş veya bakım motorlarında, eksenel yatak boşluğu gerektiği gibi ayarlanmalıdır.
Çalıştırma öncesi yüzey kontrol listesi (özet)
Kaldırma alt gövdesi ile baypas valfi bağlantısı hariç tüm gövdelere diş kilitleme bileşiği uygulanır.
Doğru uç adaptörünü kullanarak vidalı ucu takın. İç dişlerin gevşemesini önlemek için, yalnızca tahrik mili ucunda zincir anahtarı kullanın ve sıkarken yalnızca saat yönünün tersine (yukarıdan bakıldığında) döndürün.
Motoru kaldırma altlığıyla kaldırıp döner tablaya yerleştirin; baypas vanasını görülebilecek bir yere konumlandırın, kaydırma pimleriyle sabitleyin ve kaldırma altlığını çıkarın.
Baypas vanasının sızdırmazlığını kontrol edin: vana elemanını aşağı doğru bastırın ve baypas alanını yukarıdan suyla doldurun. Vana sızdırmaz ise su seviyesinde önemli bir düşüş olmamalıdır. Çubuğu çıkarın; vana elemanı yay kuvvetiyle yukarı fırlamalı ve su yan portlardan eşit şekilde akmalıdır - bu normal durumu gösterir.
Çalıştırma işleminden sonra, baypas vanasını kelly/döner tablanın altından görülebilecek şekilde konumlandırın. Çamur pompasını çalıştırın ve baypas vanası kapanana kadar akışı kademeli olarak artırın. Motoru hafifçe yukarı kaldırın ve matkap ucunun dönüp dönmediğini gözlemleyin; vana kapalıyken baypastan çamur çıkmamalıdır. Pompayı durdurduktan sonra, baypasın tekrar açıldığını ve çamurun baypas portlarından boşaldığını doğrulayın. Sondaj platformunun zeminini kirletmemek için pompa çalışırken baypas vanasını döner tablanın üzerine kaldırmayın.
Tasarlanan montaj şemasına göre gerekli bükülmüş alt parçaları, manyetik olmayan matkap yakalarını, dengeleyicileri vb. bir araya getirin.
Çukurda koşmak — ek kılavuz
Kum köprülerinden, çıkıntılardan veya kuyu borusu pabuçlarından kaynaklanabilecek hasarı önlemek için iniş hızını kontrol edin. Bu tür bölümlerle karşılaşılırsa, çamuru dolaştırın ve devam etmeden önce deliği yavaşça genişletin.
Eğer bükülmüş alt parçalar veya bükülmüş gövdeler kullanılırsa, matkap ucunun kuyu duvarına veya muhafaza pabuçlarına temas etme olasılığı artar; yanal iz bırakma etkilerini azaltmak için düzeneği periyodik olarak döndürün.
Derin veya yüksek sıcaklıktaki kuyularda, matkap ucunun tıkanmasını önlemek ve stator kauçuğunu ısı hasarından korumak için kuyuya indirme işlemi sırasında aralıklı sirkülasyon uygulayın.
İniş sırasında çamur, baypas portundan hızlı bir şekilde akmazsa, iniş hızını yavaşlatın veya motoru çamurla doldurmak için periyodik olarak duraklayın. Motoru sarsmayın veya dibe oturtmayın.
Motoru delikte çalıştırmak
Motor dipte ise, 0,3–0,4 m yukarı kaldırın ve çamur pompasını çalıştırın. Boru basıncını kaydedin ve hidrolik hesaplamalarla karşılaştırın. Matkap ucunun yan yüklenmesi nedeniyle biraz daha yüksek basınçlar normaldir.
Özellikle yönlü kuyularda, kuyu dibini iyice temizleyin. Biriken talaşlar devir sayısını etkiler ve kuyu eğrisinin oluşmasına neden olabilir. Motoru yavaşça döndürürken (veya her seferinde 30°-40°'lik artışlarla döndürürken) uygun sirkülasyon, dipteki talaşları temizleyecektir. Temizledikten sonra, motoru 0,3-0,4 m yukarı kaldırın, basınç değerlerini kontrol edin ve kaydedin.
Tekrar dibe girin, matkap ucuna uygulanan ağırlığı kademeli olarak artırın; motor torku artacak ve dikey boru basıncı yükselecektir. Dikey boru basıncındaki artış, motor modeli için belirtilen motor basınç düşüşü değerlerine karşılık gelmelidir. Bu yükselişi izlemek, motor yükünün ve delme ağırlığının uygun olduğunu ve motor hızının sabit olduğunu gösteren geri bildirim sağlar. Sondajcının aletin durumunu hızlı bir şekilde değerlendirebilmesi için dikey boru basınçlarını motorun önerilen sınırları içinde tutun.
Motor dipte değilse ve sirkülasyon basıncı yüksekse, matkap uçları tıkanmış veya tahrik mili sıkışmış olabilir.
Uyuşturucu etkisi altındayken alınacak önlemler
Devre dışı bırakma sırasında, baypas vanası baypas (açık) konumdadır ve sondaj dizisindeki sondaj sıvısının halka boşluğuna akmasına izin verir, ancak motor kendi başına sıvıyı boşaltamaz. Güvenli yer değiştirme sağlamak için motoru çekmeden önce sondaj dizisinin üst kısmını daha ağır bir sıvı ile değiştirmek yaygın bir uygulamadır.
Motor, platform tabanındaki baypas vanası seviyesine ulaştıktan sonra, baypas bileşenlerini çıkarın ve baypas vanasının üst kısmından motoru temiz suyla yıkayın. Vana elemanını serbestçe hareket edene kadar yukarı ve aşağı hareket ettirmek için tahta bir çubuk veya çekiç sapı kullanın. Temizledikten sonra, kaldırma alt parçasını tekrar takın ve motoru dışarı çekin.
Eğer tesis içinde tatlı suyla yıkama imkanı varsa, depolamadan önce motoru iyice yıkayın.
Temizlik imkanları yoksa, motor gövdesini sondaj kulesinin tabanına sabitleyin, tahrik milinin büyük ucunu (matkap ucuna bağlanan ucu) hidrolik bir kıskaçla saat yönünde (sondaj dönüş yönüyle aynı yönde) çevirerek sıkıştırın. Bu, motorun kapalı haznelerindeki çamurun dışarı atılmasını sağlar ve motoru korozyondan korumaya yardımcı olur. Bu uygulama, özellikle kış aylarında, motor tekrar çalıştırılmadan önce içindeki artık çamurun donmasını önlemek için önemlidir.
