Desain dan analisis numerik dari mata bor sirkulasi balik udara berdiameter besar untuk pengeboran palu udara sirkulasi balik di bawah lubang
 

 

Pengeboran palu udara sirkulasi balik bawah lubang (RC-DTH) adalah metode yang cepat dan hemat biaya untuk pengeboran batuan keras. Karena mata bor RC udara adalah jantung dari sistem pengeboran palu udara RC-DTH untuk membentuk sirkulasi terbalik, mata bor RC berdiameter besar dirancang secara inovatif dan dioptimalkan secara numerik sehubungan dengan kemampuan hisap. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan sudut elevasi nosel hisap dan sudut defleksi dapat meningkatkan kemampuan hisap mata bor. Performa mata bor mencapai kondisi optimal pada saat laju aliran udara sekitar 1,205 kg/s, selanjutnya menunjukkan tren variasi sebaliknya seiring dengan peningkatan laju aliran massa udara. Diameter optimal nozel hisap adalah 20 mm untuk mata bor yang dipelajari dalam pekerjaan ini. Mata bor RC dengan diameter luar 665 mm dan palu udara RC-DTH dengan diameter luar 400 mm telah diproduksi dan dilakukan uji lapangan. Hasil uji lapangan menunjukkan bahwa tingkat penetrasi menggunakan metode pengeboran air hammer RC-DTH lebih dari dua kali lipat metode pengeboran putar konvensional. Pendekatan pengeboran ini mempunyai potensi besar untuk pengeboran batuan keras berdiameter besar yang diterapkan pada bagian atas lubang sumur di atas potensi pembentukan reservoir untuk pengeboran minyak dan gas darat, pengeboran panas bumi dan operasi pengeboran lapangan terkait.

 

 

1 PENDAHULUAN

Pengeboran palu udara down-the-hole (DTH) dianggap sebagai salah satu metode pengeboran yang paling efisien untuk pengeboran batuan keras.1-3 Dalam pengeboran palu udara DTH, lubang yang lebih lurus dan biaya per meter yang rendah dicapai dengan tindakan perkusi yang sering dilakukan. dan beban tumbukan yang tinggi pada sisipan mata bor.4, 5 Waktu kontak sisipan mata bor dengan formasi batuan biasanya sekitar 2% dari total waktu operasional, sehingga menghasilkan bobot seketika (WOB) yang lebih tinggi, meskipun rata-rata WOB dipertahankan pada tingkat yang lebih rendah.6-8 Hal ini juga menunjukkan potensi untuk tujuan seismik-saat-pengeboran (SWD) dan mengkarakterisasi kondisi pengeboran.9, 10 Selain itu, dibandingkan dengan metode pengeboran lumpur konvensional, menggunakan udara karena fluida sirkulasi menghasilkan laju penetrasi (ROP) yang lebih tinggi karena rendahnya tekanan lubang dasar annulus.11 Selanjutnya, pengeboran formasi yang berpotensi menghasilkan dengan menggunakan tekanan lubang dasar annulus yang berada di bawah tekanan pori formasi dapat menghilangkan kerusakan formasi yang dapat mempengaruhi tindak lanjutnya. -pada produksi.11 Karena keunggulan yang disebutkan di atas, pengeboran palu udara DTH telah digunakan secara luas di pertambangan dan juga diperluas ke operasi pengeboran minyak dan gas karena semakin banyak reservoir minyak dan gas berada di bawah formasi batuan keras.

 

Palu udara sirkulasi balik ke dalam lubang (RC-DTH) adalah alat pengeboran palu DTH inovatif yang digerakkan oleh udara.12 Berbeda dari sistem palu udara DTH konvensional, mata bor dengan struktur yang dirancang khusus adalah bagian penting dari RC- Sistem palu udara DTH, dan pipa bor berdinding ganda membangun jalur transportasi untuk udara bertekanan dan serbuk bor.13 Selama pengeboran, udara bertekanan disuntikkan ke dalam annulus pipa berdinding ganda dan menggerakkan palu udara RC-DTH untuk menerapkan pukulan frekuensi tinggi yang bekerja pada mata bor sirkulasi terbalik (RC) di mana sirkulasi terbalik terbentuk.14 Ciri yang mencolok dari metode pengeboran ini adalah kombinasi pengeboran perkusi dengan teknik pengeboran RC udara.

 

Secara konvensional, pada pengeboran sirkulasi udara langsung, udara bertekanan dimasukkan ke dasar lubang bor melalui saluran tengah pipa bor, kemudian udara buangan tersebut membawa serbuk bor keluar dari lubang bor melalui ruang annulus yang dibentuk oleh pipa bor dan dinding lubang.15 Sedangkan pada pengeboran RC udara, udara bertekanan memasuki ruang annulus pipa bor berdinding ganda melalui putar berdinding ganda; udara buangan yang membawa serbuk bor kembali ke permukaan melalui jalur tengah pipa bor bagian dalam, bukan melalui ruang annulus yang dibentuk oleh pipa bor bagian luar dan dinding lubang bor. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, luas penampang bagian tengah (lingkaran kuning b) sistem pengeboran RC udara jauh lebih kecil dibandingkan luas penampang annulus (annulus hijau a). Berdasarkan persyaratan volume minimum untuk pengeboran udara, diyakini bahwa kecepatan perjalanan udara minimum (kondisi standar) adalah sekitar 15,2 m/s untuk memenuhi pengangkutan serbuk bor. Penelitian yang dilakukan oleh Sharma dan Chowdhry16 juga menunjukkan bahwa hanya menjaga udara dengan kecepatan perjalanan yang wajar dapat mengangkut serbuk bor secara efisien. Pengeboran RC udara jelas jauh lebih mudah untuk mencapai kecepatan perjalanan ambang batas karena udara yang membawa serbuk bor mengalir di bagian tengah daripada di ruang annulus antara tiang pengeboran dan dinding lubang bor.17-20 Oleh karena itu, konsumsi udara yang rendah dan konsekuensinya kemampuan dalam pengeboran lubang berdiameter besar merupakan keuntungan tersendiri untuk pengeboran RC udara, yang secara signifikan mengurangi biaya reaming dan waktu pengoperasian. Selain itu, karena udara dan serbuk bor yang dikeluarkan dari pipa pembuangan dapat diarahkan langsung ke unit pemotongan dan pengumpul debu yang ditempatkan jauh dari lokasi pengeboran, lingkungan pengoperasian menjadi lebih baik dan atmosfer menjadi bebas minyak, sehingga menghambat pekerja pengeboran dan peralatan dari ancaman debu pengeboran.14, 21

 

 

 

 

 

Gambar 1

Skema metode pengeboran sirkulasi balik udara

 

 

Dalam sistem pengeboran palu udara RC-DTH, mata bor RC adalah bagian penting untuk membentuk sirkulasi balik udara. Sebagian besar upaya pengeboran palu udara RC-DTH sebelumnya berfokus pada kinerja mata bor sirkulasi balik yang bertujuan untuk mendapatkan desain yang lebih baik guna meningkatkan kemampuan sirkulasi balik. Upaya yang dimaksud termasuk mata bor RC dengan nozel hisap yang dipasang di rusuk; kinerja pengendalian debu dari mata bor RC yang diselidiki oleh Luo dkk; analisis kinerja mata bor RC dengan generator berputar; dan mata bor RC dengan nozel multi-supersonik.14, 20, 22, 23 Diameter mata bor RC yang dipelajari dalam penelitian sebelumnya berkisar antara 80 hingga 200 mm. Evaluasi potensi penerapan dan analisis kinerja mata bor RC dengan diameter besar (lebih dari 300 mm) masih belum dieksplorasi. Untuk meningkatkan kemampuan RC mata bor berdiameter besar, pengaruh parameter suction nozzle terhadap kinerja mata bor dipelajari secara komputasi dan dilakukan uji lapangan untuk memvalidasi kelayakannya.

 

2 DESKRIPSI MATA BOR RC

Gambar 2 menunjukkan struktur skema mata bor RC. Udara bertekanan mengalir ke bagian tengah alat bor melalui nosel hisap dan nozel pembilas. Udara memasuki nozel hisap, di mana ia membentuk jet dengan kecepatan aliran tinggi; sebagian udara di dekatnya akan masuk ke dalam pancaran karena efek pompa jet, sehingga menghasilkan zona tekanan negatif di sekitar pancaran. Perbedaan tekanan antara dasar lubang bor dan zona tekanan negatif di dalam saluran tengah dapat menghasilkan gaya angkat yang bekerja pada udara dan serbuk bor di bawahnya. Sedangkan udara yang tercampur serbuk bor dihisap ke bagian tengah alat bor secara terus menerus dengan bantuan aliran jet yang keluar dari nozel pembilas, yang menyapu serbuk bor ke bagian tengah. Kemampuan hisap ini sangat penting untuk mengevaluasi kinerja mata bor RC, dan dapat diwakili oleh rasio antara laju aliran massa udara yang dimasukkan ke dalam ruang annulus antara pipa bor dan dinding lubang bor dan total laju aliran massa masukan. .

 

 

 

 

 

Gambar 2

Struktur skema mata bor sirkulasi balik udara berdiameter besar

 

 

3 PENDEKATAN SIMULASI KOMPUTASI

3.1 Domain dan grid komputasi

Mata bor sirkulasi terbalik dengan diameter luar 665 mm dipelajari. Ukuran mata bor ini sesuai dengan palu udara RC-DTH dengan diameter luar 400 mm. Domain komputasi dibuat oleh perangkat lunak Altair HyperWorks. Domain komputasi yang disatukan ditunjukkan pada Gambar 3. Domain komputasi terutama terdiri dari lima bagian, termasuk nozel hisap, nozel pembilas, ruang annulus antara dinding dalam dan luar mata bor, ruang annulus yang dibentuk oleh mata bor dan lubang bor. dinding, dan bagian tengah alat bor. Semua domain komputasi dihubungkan dengan grid tidak terstruktur tetrahedral karena geometri domain yang kompleks. Tiga kepadatan sel grid digunakan untuk menganalisis sensitivitas grid model mata bor. Hasil pada Tabel 1 menunjukkan selisih maksimum <5%. Grid medium digunakan dalam perhitungan kami untuk menyeimbangkan biaya waktu dan akurasi model.

 

 

 

 

 

 

Gambar 3

Model kisi khas bidang aliran internal mata bor sirkulasi terbalik dan jenis kondisi batas

 

 

jaringan	Jumlah sel	Laju aliran massa yang masuk (kg/s)
Jaringan halus	4 870 311	0,41897
Jaringan sedang	3 010 521	0,42015
Jaringan kasar	1 546 375	0,43732
% Perbedaan		4.4

Tabel 1. Analisis sensitivitas grid untuk domain komputasi

 

 

3.2 Mengatur persamaan dan kondisi batas

Aliran udara internal dianggap mengikuti prinsip kekekalan massa, momentum, dan energi. Persamaan umum yang mengaturnya adalah [24]:

 

 

 

dimana ϕ menunjukkan variabel terikat, u menunjukkan vektor kecepatan, Γ menunjukkan koefisien difusi, dan S adalah istilah sumber umum.

 

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, saluran masuk udara didefinisikan sebagai kondisi batas saluran masuk_massa. Laju aliran volume alat palu udara RC-DTH (diameter 400 mm) bervariasi dari 30 hingga 92 m3/menit (kondisi standar), sesuai dengan laju aliran massa 0,6025 hingga 1,848 kg/s. Saluran keluar dari saluran tengah dan saluran keluar annulus antara dinding lubang bor dan alat bor dibuka ke atmosfer. Oleh karena itu kedua saluran keluar ini didefinisikan sebagai kondisi batas saluran keluar tekanan dan tekanan pengukur diatur ke nol. Batas-batas lain dari domain komputasi ditetapkan sebagai kondisi batas dinding stasioner tanpa selip.

 

Persamaan kekekalan kontinuitas dan momentum serta persamaan kekekalan energi diselesaikan dengan menggunakan Ansys Fluent. Persamaan Navier-Stokes untuk aliran kompresibel bersama dengan model turbulensi yang sesuai diadopsi untuk prediksi aliran udara internal. Simulasi aliran dilakukan dengan menggunakan solver berbasis kepadatan 3D. Dalam pendekatan ini, persamaan Navier-Stokes diselesaikan secara berurutan menggunakan metode berulang hingga nilai yang ditentukan memenuhi konvergensi. Untuk menangani penggabungan kecepatan dan tekanan, skema algoritma persamaan terkait tekanan semi-implisit (SIMPLE), yang menghubungkan persamaan kontinuitas dan momentum ke persamaan tekanan, diadopsi karena akurasinya yang tinggi dan konvergensinya mudah dipenuhi. Selain itu, model turbulen k-ε standar berdasarkan persamaan transportasi model juga digunakan. Istilah konvektif, dalam hal energi kinetik turbulen dan laju disipasi turbulen dihitung dengan diskritisasi melawan arah angin orde kedua, sedangkan istilah difusi diselesaikan dengan perbedaan pusat.

 

4 HASIL SIMULASI DAN PEMBAHASAN

Gambar 4 menunjukkan variasi tekanan statis pada garis tengah saluran tengah. Tekanan statis di dekat saluran keluar nosel hisap dalam arah jet jauh lebih rendah dibandingkan tekanan di dasar lubang bor. Perbedaan tekanan mencapai 20 kpa, menghasilkan gaya angkat berbeda yang memompa serbuk bor keluar dari dasar lubang bor secara efisien. Untuk membentuk sirkulasi balik yang efektif, struktur nozel hisap harus dirancang khusus. Oleh karena itu, empat belas domain komputasi dengan parameter nosel hisap berbeda ditetapkan dan diselidiki. Pengaruh laju aliran massa udara masukan, diameter, sudut elevasi dan sudut defleksi nozel hisap terhadap kemampuan sirkulasi balik mata bor RC dipelajari. Gambar 5 menunjukkan kontur kecepatan khas mata bor RC. Seperti yang diamati, dengan udara bertekanan mengalir ke bagian tengah, beberapa pusaran terjadi di dekat saluran keluar nozel hisap dan dasar lubang bor. Pusaran yang terbentuk di sekitar saluran keluar nozel hisap memperluas area zona tekanan rendah, namun pusaran ini juga mengakibatkan pemborosan energi kinetik pancaran yang keluar dari nosel hisap, sehingga melemahkan efek masuknya pancaran. , dan mau tidak mau menghalangi potongan bor yang melewati bagian tengah. Sedangkan pusaran yang didorong oleh jet yang mengalir keluar dari nozel pembilas di dasar lubang bor dapat mengaduk serbuk bor dan membantu mengangkatnya ke bagian tengah.

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 4

Distribusi tekanan statis yang khas pada garis tengah bagian tengah mata bor

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 5

Kontur kecepatan khas medan aliran di dalam mata bor

 

 

4.1 Pengaruh laju aliran massa udara masukan terhadap kemampuan hisap

Laju aliran massa udara masukan adalah satu-satunya parameter yang dapat disesuaikan saat alat bor diproduksi. Selain itu, karena palu udara DTH dipasang di bagian atas mata bor RC, laju aliran massa udara yang melewati mata bor berubah seiring waktu. Secara umum, laju aliran massa udara diubah karena pergerakan piston palu udara DTH. Investigasi terhadap pengaruh laju aliran massa udara masukan terhadap kemampuan hisap mata bor dapat memberikan beberapa petunjuk dalam proses pengeboran. Gambar 6 menunjukkan pengaruh laju aliran massa udara masukan terhadap kemampuan sirkulasi balik. Pada kelompok simulasi ini diberikan beberapa parameter struktur nozel hisap, antara lain sudut elevasi 60°, diameter nozel hisap 18 mm, dan sudut defleksi 15°. Selain itu, nozel hisap didistribusikan secara simetris dan melingkar di sepanjang dinding bagian tengah, dan jumlah nozel hisap semuanya enam. Laju aliran massa udara yang terhisap dari ruang anulus antara pipa bor dan dinding lubang bor meningkat seiring dengan meningkatnya laju aliran massa udara masukan, dan mencapai maksimum bila laju aliran massa udara masukan 1,205 kg/s, maka udara yang terhisap massa dari anulus yang dibentuk oleh pipa bor dan dinding lubang bor berkurang dengan cepat seiring dengan peningkatan laju aliran massa udara masukan. Ketika laju aliran massa udara masukan <1,205 kg/s, meningkatkan laju aliran massa udara masukan dari udara masukan dapat meningkatkan kecepatan injeksi aliran udara dari nozel hisap, yang dapat meningkatkan laju aliran massa udara yang dihisap. Sedangkan luas penampang bagian tengah mata bor terbatas, terlalu banyak masukan udara akan menyebabkan meningkatnya hambatan aliran udara sehingga melemahkan kemampuan isap mata bor. Seperti yang diamati, kemampuan hisap (rasio antara laju aliran massa udara yang dihisap dan masukan) menurun dengan meningkatnya laju aliran massa udara masukan. Hal ini mungkin disebabkan oleh kompresibilitas udara sehingga lebih banyak energi yang dikonsumsi untuk kompresi udara.

 

 

 

 

 

Gambar 6

Pengaruh laju aliran massa udara masukan terhadap kapasitas sirkulasi balik mata bor

 

 

4.2 Pengaruh diameter nosel hisap terhadap kemampuan hisap

Udara masukan memiliki dua saluran untuk dikeluarkan dari ruang anulus pipa bor berdinding ganda, nozel hisap dan nozel pembilas. Ketika laju aliran massa udara masukan diberikan, rasio antara laju aliran massa udara pada nosel hisap dan nosel pembilas meningkat seiring dengan peningkatan diameter nosel hisap. Kemampuan hisap mata bor RC akan meningkat bila kecepatan pengaliran dipertahankan pada tingkat tertentu. Gambar 7 menunjukkan pengaruh diameter nosel hisap terhadap kemampuan sirkulasi balik. Pada kelompok simulasi ini diberikan beberapa parameter struktur nozel hisap, antara lain sudut elevasi 60°, sudut defleksi 15°, dan laju aliran massa udara masukan 70 m3/menit. Ketika diameter nozel hisap <20 mm, meningkatkan diameter nosel hisap akan meningkatkan kemampuan hisap mata bor. Jika diameternya lebih besar dari 20 mm, kemampuan hisap mata bor akan melemah secara signifikan. Momentum pancaran udara yang keluar dari nosel hisap menunjukkan pengaruh dominan terhadap kemampuan sirkulasi balik mata bor. Ketika diameter nozel hisap lebih besar dari 20 mm, penurunan amplitudo kecepatan jet terjadi dibandingkan dengan peningkatan amplitudo laju aliran massa pada nozel hisap, sehingga melemahkan kemampuan hisap mata bor.

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 7

Pengaruh diameter nosel hisap terhadap kapasitas sirkulasi balik mata bor

 

 

4.3 Pengaruh sudut elevasi nosel hisap terhadap kemampuan hisap

Sudut elevasi nosel hisap didefinisikan sebagai sudut antara penampang saluran tengah dan garis tengah nosel hisap. Gambar 8 menunjukkan bahwa peningkatan sudut elevasi dapat meningkatkan kemampuan sirkulasi balik mata bor. Aliran pancaran dari nozel hisap akan saling mengganggu karena semua nosel hisap miring pada dinding mata bor. Tabrakan antar jet ini akan mengakibatkan konsumsi energi dan menurunkan momentum aksial aliran jet, sehingga mengganggu kemampuan sirkulasi balik mata bor. Interferensi antara aliran jet lebih intensif ketika sudut elevasi nozel hisap lebih kecil.

 

 

 

Gambar 8

Pengaruh sudut elevasi nosel hisap terhadap kapasitas sirkulasi balik mata bor

 

4.4 Pengaruh sudut defleksi nosel isap terhadap kemampuan sirkulasi balik

Sudut defleksi nosel hisap mewakili sudut antara proyeksi garis tengah salah satu nosel hisap pada penampang saluran tengah dan arah normal dinding saluran tengah pada saluran keluar nosel hisap. Gambar 9 menunjukkan pengaruh sudut defleksi nosel hisap terhadap kemampuan hisap, dengan bertambahnya sudut defleksi nosel hisap maka kemampuan hisap mata bor meningkat secara signifikan. Aliran udara dari nozel hisap dengan sudut defleksi dapat membentuk aliran berputar-putar di bagian tengah, sehingga meningkatkan kemampuan hisap mata bor. Terlebih lagi, jet yang dibelokkan dapat menekan gangguan di antara mereka. Namun, nilai maksimum sudut defleksi dibatasi oleh diameter mata bor dan tidak dapat ditingkatkan tanpa batas.

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 9

Pengaruh sudut defleksi nosel hisap terhadap kapasitas sirkulasi balik mata bor

 

 

 

5 UJI COBA LAPANGAN
 

Untuk memverifikasi tingkat penetrasi dengan menggunakan palu udara RC-DTH pada formasi batuan keras, mata bor dengan diameter luar 665 mm, dan palu udara RC-DTH dengan diameter luar 400 mm (RC-DTH 400) digunakan. diproduksi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai optimum parameter suction-nozzle untuk mata bor RC dengan diameter luar 665 mm meliputi diameter nozzle hisap, sudut elevasi, dan sudut defleksi masing-masing adalah 20 mm, 60°, dan 20°. Namun demikian, parameter nosel hisap yang terlalu besar akan melemahkan kekuatan mata bor. Enam nozel hisap dengan diameter 18 mm, sudut elevasi 45°, dan sudut defleksi 10° akhirnya dipilih untuk memastikan masa pakai mata bor. Struktur desain alat palu udara RC-DTH dan gambar fotografi prototipe alat palu udara RC-DTH yang diproduksi ditunjukkan pada Gambar 10. Pada saat alat palu udara RC-DTH bekerja, pergerakan piston dapat dibagi. menjadi dua fase: fase backhaul dan fase stroke, dan setiap fase mengalami tahap pemasukan udara, pemuaian udara, kompresi udara, dan pembuangan udara. Tekanan udara nominal dan laju aliran volume udara nominal RC-DTH400 masing-masing adalah 1,8 MPa dan 92 m3/mnt; frekuensi tumbukan nominal dan kecepatan tumbukan piston masing-masing adalah 14,35 Hz dan 8,01 m/s. Komponen aksesori lainnya termasuk pipa bor berdinding ganda dengan diameter luar 140 mm, kelly berdinding ganda, putar berdinding ganda juga diproduksi.

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 10

Struktur desain dan gambar fotografi alat palu udara sirkulasi balik bawah lubang

 

Lokasi uji coba lapangan terletak di Foshan, Guangdong, Cina. Formasi lokasi pengujian terdiri dari tanah gembur setebal 3,99 m, batulanau berlempung lapuk setebal 17 m, dan batulanau berlempung merah tidak lapuk di bawah batulanau berlempung lapuk. Lapisan tanah gembur dan lapisan batulanau berlempung yang lapuk mudah dibor dengan menggunakan metode pengeboran putar konvensional. Namun, laju penetrasi pengeboran pada batulanau berlempung merah yang tidak mengalami cuaca relatif rendah, <2 m3/jam dapat dicapai. Dan terak yang tenggelam sulit dibersihkan.

 

Untuk melaksanakan uji pengeboran palu udara RC-DTH, lapisan tanah gembur dan lapisan batulanau berlempung yang lapuk dibor dengan metode pengeboran putar konvensional. Kemudian sistem pengeboran palu udara RC-DTH digunakan untuk mengebor formasi batulanau merah berlempung yang tidak mengalami cuaca. Tata letak sistem uji lapangan ditunjukkan pada Gambar 11. Satu buah kompresor udara buatan Atlas Copco dengan aliran volume udara maksimum 34 m3/menit dan tekanan udara nominal 30 bar, serta satu kompresor udara buatan Ingersoll Rand dengan volume udara maksimum aliran 25,5 m3/menit dan tekanan udara nominal 24 bar, digunakan untuk menyediakan udara bertekanan. Pelumas digunakan untuk melumasi piston. Rig pengeboran putar SD20E yang dibuat oleh Guangxi Liugong Group Co., Ltd. digunakan untuk memberikan gaya putar dan WOB dalam proses pengeboran.

 

 

 

 

Gambar 11

Tata letak sistem uji lapangan

 

 

Dua lubang bor uji dibor, dan kedalaman maksimum lubang bor adalah 50,8 m. Laju penetrasi maksimum 6,0 m/jam diamati pada proses pengeboran, dan laju penetrasi rata-rata adalah 4,5 m/jam pada kondisi laju aliran volume udara dan tekanan udara di bawah nilai nominal. Uji lapangan menunjukkan bahwa mata bor RC dapat mencapai kondisi sirkulasi balik yang baik meskipun parameter suction nozzle belum optimal. Tidak ditemukan terak tenggelam pada proses pembilasan lubang bor. Seperti terlihat pada Gambar 12, hanya sedikit udara dan debu yang keluar dari ruang annulus alat bor dan dinding lubang bor. Serbuk bor yang dikembalikan ke permukaan sebagian besar merupakan partikel berukuran sedang hingga besar. Selain itu, tidak ditemukan terak tenggelam dalam proses pembilasan lubang bor, dan serbuk bor dapat terus menerus kembali ke permukaan. Dapat disimpulkan bahwa sistem pengeboran palu udara RC-DTH berada dalam kondisi kerja yang baik dan menunjukkan kinerja yang luar biasa dalam pengeboran lubang bor berdiameter besar.

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 12

Gambar foto uji coba lapangan. A, sirkulasi balik yang terbentuk selama proses pengeboran; B, potongan pengeboran; C, proses pembilasan lubang bor; D, mulut pipa pembuangan dengan aliran yang disemprotkan

 

 

6 KESIMPULAN

Untuk meningkatkan laju penetrasi dan mendapatkan operasi pengeboran yang ramah lingkungan, pendekatan pengeboran palu udara RC-DTH diusulkan untuk mengebor formasi keras atas di atas formasi reservoir yang berpotensi menghasilkan. Mata bor RC sebagai bagian penting dari sistem pengeboran palu udara RC-DTH untuk mewujudkan sirkulasi balik, dilakukan studi parametrik pada mata bor RC dengan diameter 665 mm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan sudut elevasi dan sudut defleksi nosel hisap dapat meningkatkan kemampuan sirkulasi balik mata bor. Kemampuan sirkulasi balik mata bor mencapai maksimum ketika laju aliran massa udara masukan sebesar 1,205 kg/s, kemudian menurun dengan meningkatnya laju aliran massa udara masukan. Mata bor dengan diameter luar 665 mm dan palu udara RC-DTH dengan diameter luar 400 mm telah diproduksi dan dilakukan uji lapangan. Hasil uji lapangan menunjukkan bahwa kemampuan sirkulasi balik dari mata bor RC berdiameter besar yang dirancang baik, dan tingkat penetrasi maksimum dalam uji lapangan adalah 6,0 m3/jam, yang secara signifikan dapat mengurangi waktu dan biaya operasi pengeboran.

 

UCAPAN TERIMA KASIH
 

Pekerjaan ini didanai oleh Program Pengembangan Penelitian Utama Negara Tiongkok (Hibah No. 2016YFC0801402 dan 2016YFC0801404), Proyek Besar Sains dan Teknologi Nasional Tiongkok (Hibah No. 2016ZX05043005), Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok (Hibah No. 51674050 ). Kami ingin mengucapkan terima kasih kepada pengulas anonim atas saran luar biasa mereka.