একটি বড় ব্যাসের এয়ার রিভার্স সার্কুলেশন ড্রিল বিটের ডিজাইন এবং সাংখ্যিক বিশ্লেষণ ডাউন-দ্য-হোল এয়ার হ্যামার ড্রিলিং এর জন্য রিভার্স সার্কুলেশন
 

 

রিভার্স সার্কুলেশন ডাউন-দ্য-হোল (RC-DTH) এয়ার হ্যামার ড্রিলিং হার্ড রক ড্রিলিং এর জন্য একটি দ্রুত এবং সাশ্রয়ী পদ্ধতি। যেহেতু এয়ার আরসি ড্রিল বিট হল RC-DTH এয়ার হ্যামার ড্রিলিং সিস্টেমের জন্য রিভার্স সার্কুলেশন গঠনের জন্য একটি বড় ব্যাসের RC ড্রিল বিট উদ্ভাবনীভাবে ডিজাইন করা হয়েছে এবং সাকশন ক্ষমতার সাথে সাংখ্যিকভাবে অপ্টিমাইজ করা হয়েছে। ফলাফলগুলি দেখায় যে সাকশন-নোজল এলিভেশন অ্যাঙ্গেল এবং ডিফ্লেকশন অ্যাঙ্গেল বাড়ানো ড্রিল বিট সাকশন ক্ষমতাকে উন্নত করতে পারে। ড্রিল বিট পারফরম্যান্স তার সর্বোত্তম অবস্থায় পৌঁছে যখন বায়ু প্রবাহের হার প্রায় 1.205 kg/s ছিল, তারপরে এটি বায়ু ভর প্রবাহ হার বৃদ্ধির সাথে একটি বিপরীত পরিবর্তন প্রবণতা প্রদর্শন করে। এই কাজে অধ্যয়ন করা ড্রিল বিটের জন্য সাকশন অগ্রভাগের সর্বোত্তম ব্যাস 20 মিমি। 665 মিমি এর বাইরের ব্যাস সহ আরসি ড্রিল বিট এবং 400 মিমি এর বাইরের ব্যাস সহ RC-DTH এয়ার হ্যামার তৈরি করা হয়েছিল এবং একটি ফিল্ড ট্রায়াল পরিচালিত হয়েছিল। মাঠ পরীক্ষার ফলাফল দেখায় যে RC-DTH এয়ার হ্যামার ড্রিলিং পদ্ধতি ব্যবহার করে অনুপ্রবেশের হার প্রচলিত রোটারি ড্রিলিং পদ্ধতির দ্বিগুণেরও বেশি। এই ড্রিলিং পদ্ধতিটি স্থল তেল এবং গ্যাস তুরপুন, ভূ-তাপীয় তুরপুন এবং প্রাসঙ্গিক ক্ষেত্রের তুরপুন অপারেশনগুলির জন্য সম্ভাব্য উত্পাদনকারী জলাধার গঠনের উপরে একটি কূপের উপরের অংশে প্রয়োগ করা বৃহৎ-ব্যাসের শক্ত শিলা তুরপুনের জন্য একটি দুর্দান্ত সম্ভাবনা তৈরি করে।

 

 

1 ভূমিকা

ডাউন-দ্য-হোল (DTH) এয়ার হ্যামার ড্রিলিংকে হার্ড রক ড্রিলিং-এর জন্য সবচেয়ে দক্ষ ড্রিলিং পদ্ধতিগুলির মধ্যে একটি হিসাবে বিবেচনা করা হয়। 1-3 DTH এয়ার হ্যামার ড্রিলিং-এ, স্ট্রেইট হোল এবং মিটার প্রতি কম খরচ ঘন ঘন পারকাশন অ্যাকশন দ্বারা অর্জন করা হয়। এবং বিট সন্নিবেশে উচ্চ প্রভাব লোড। 4, 5 শিলা গঠনের সাথে ড্রিল বিট সন্নিবেশের যোগাযোগের সময় সাধারণত মোট অপারেশনাল সময়ের প্রায় 2% হয়, যার ফলে উচ্চতর তাত্ক্ষণিক ওজন-অন-বিট (WOB), যদিও মানে WOB একটি নিম্ন স্তরে রক্ষণাবেক্ষণ করা হয়। 6-8 এটি সিসমিক-হাইল-ড্রিলিং (SWD) উদ্দেশ্যে এবং ড্রিলিং অবস্থার বৈশিষ্ট্যের জন্য সম্ভাব্যতাও দেখিয়েছে। কারণ সঞ্চালন তরল অনুপ্রবেশের উচ্চ হার (আরওপি) এর ফলস্বরূপ নিম্ন অ্যানুলাস নীচের গর্ত চাপের কারণে।11 তদ্ব্যতীত, গঠন ছিদ্র চাপের নীচে থাকা অ্যানুলাস নীচের গর্ত চাপ ব্যবহার করে সম্ভাব্য উত্পাদনকারী গঠনগুলির ড্রিলিং গঠনের ক্ষতি দূর করতে পারে যা অনুসরণকে প্রভাবিত করতে পারে। উপরোক্ত সুবিধার কারণে, DTH এয়ার হ্যামার ড্রিলিং খনিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা হয়েছে এবং তেল ও গ্যাস ড্রিলিং অপারেশনেও প্রসারিত হয়েছে যেহেতু অধিক সংখ্যক তেল ও গ্যাসের আধার শক্ত শিলা গঠনের অধীনে রয়েছে।

 

রিভার্স সার্কুলেশন ডাউন-দ্য-হোল (RC-DTH) এয়ার হ্যামার হল বায়ু দ্বারা চালিত একটি উদ্ভাবনী DTH হাতুড়ি ড্রিলিং টুল। 12 প্রচলিত DTH এয়ার হ্যামার সিস্টেম থেকে আলাদা, বিশেষভাবে ডিজাইন করা কাঠামো সহ ড্রিল বিট হল RC-এর মূল অংশ। DTH এয়ার হ্যামার সিস্টেম, এবং ডুয়াল-ওয়াল ড্রিল পাইপগুলি সংকুচিত বাতাস এবং ড্রিল কাটিংয়ের জন্য পরিবহন প্যাসেজ তৈরি করে। 13 ড্রিলিং করার সময়, কম্প্রেসড এয়ার ডুয়াল-ওয়াল পাইপের অ্যানুলাসে ইনজেক্ট করা হয় এবং RC-DTH এয়ার হ্যামার চালায়। একটি রিভার্স সার্কুলেশন (RC) ড্রিল বিটের উপর কাজ করে যেখানে রিভার্স সার্কুলেশন তৈরি হয় সেখানে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ব্লো প্রয়োগ করতে।14 এই ড্রিলিং পদ্ধতির একটি আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্য হল এয়ার আরসি ড্রিলিং কৌশলের সাথে পারকাশন ড্রিলিং এর সমন্বয়।

 

প্রথাগতভাবে, একটি বায়ু সরাসরি সঞ্চালন ড্রিলিংয়ে, ড্রিল পাইপগুলির কেন্দ্রের উত্তরণের মাধ্যমে সংকুচিত বায়ু বোরহোলের নীচে প্রবেশ করানো হয়, তারপরে নিষ্কাশন বায়ু ড্রিল পাইপ এবং গর্ত প্রাচীর দ্বারা গঠিত অ্যানুলাস স্থানের মাধ্যমে ড্রিলের কাটিংগুলিকে বোরহোলের বাইরে নিয়ে আসে। যেখানে, একটি এয়ার আরসি ড্রিলিংয়ে, সংকুচিত বাতাস ডুয়াল-ওয়াল সুইভেলের মাধ্যমে ডুয়াল-ওয়াল ড্রিল পাইপের অ্যানুলাস স্পেসে প্রবেশ করে; বহিঃস্থ ড্রিল পাইপ এবং বোরহোল প্রাচীর দ্বারা গঠিত অ্যানুলাস স্থানের পরিবর্তে ভিতরের ড্রিল পাইপের মধ্যপথের মধ্য দিয়ে ড্রিলের কাটাগুলি বহনকারী নিষ্কাশন বায়ু পৃষ্ঠে ফিরে আসে। চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে, এয়ার আরসি ড্রিলিং সিস্টেমের কেন্দ্র প্যাসেজের (হলুদ বৃত্ত খ) ক্রস সেকশন এলাকাটি অ্যানুলাস ক্রস সেকশন এলাকার (সবুজ অ্যানুলাস ক) থেকে অনেক ছোট। এয়ার ড্রিলিংয়ের জন্য ন্যূনতম আয়তনের প্রয়োজনীয়তা অনুসারে, এটা নিশ্চিত যে ড্রিল কাটিংয়ের পরিবহন সন্তুষ্ট করার জন্য বাতাসের ন্যূনতম ভ্রমণ বেগ (প্রমিত অবস্থা) প্রায় 15.2 মি/সেকেন্ড। শর্মা এবং চৌধুরী 16 দ্বারা পরিচালিত অধ্যয়ন এছাড়াও নির্দেশ করে যে শুধুমাত্র একটি যুক্তিসঙ্গত ভ্রমণ বেগ সঙ্গে বায়ু রাখা ড্রিল কাটিং দক্ষতার সঙ্গে পরিবহন করতে পারে. এয়ার আরসি ড্রিলিং স্পষ্টতই থ্রেশহোল্ড ট্রাভেলিং বেগে পৌঁছানো অনেক সহজ কারণ ড্রিলিং পাইল এবং বোরহোল প্রাচীরের মধ্যে অ্যানুলাস স্পেসের পরিবর্তে বায়ু বহনকারী ড্রিল কাটিংগুলি কেন্দ্রের প্যাসেজে প্রবাহিত হয়। বড়-ব্যাস-গর্ত ড্রিলিং এয়ার আরসি ড্রিলিংয়ের জন্য একটি স্বতন্ত্র সুবিধা, যা উল্লেখযোগ্যভাবে রিমিং খরচ এবং অপারেশন সময় হ্রাস করে। অতিরিক্তভাবে, যেহেতু ডিসচার্জ পাইপ থেকে নিঃসৃত বাতাস এবং ড্রিলিং কাটিংগুলি সরাসরি ড্রিল সাইট থেকে দূরে স্থাপন করা কাটিং এবং ধুলো সংগ্রাহক ইউনিটে পরিচালিত হতে পারে, তাই অপারেটিং পরিবেশ উন্নত হয় এবং বায়ুমণ্ডল তেল-মুক্ত হয়, এইভাবে ড্রিল কর্মীদের বাধা দেয় এবং তুরপুন ধুলোর হুমকি থেকে সরঞ্জাম.14, 21

 

 

 

 

 

চিত্র 1

এয়ার রিভার্স সার্কুলেশন ড্রিলিং পদ্ধতির পরিকল্পিত

 

 

আরসি-ডিটিএইচ এয়ার হ্যামার ড্রিলিং সিস্টেমে, আরসি ড্রিল বিট বায়ু বিপরীত সঞ্চালন গঠনের মূল অংশ। RC-DTH এয়ার হ্যামার ড্রিলিংয়ের বেশিরভাগ পূর্ববর্তী প্রচেষ্টা বিপরীত সঞ্চালন ড্রিল বিটগুলির কার্যকারিতার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে যার লক্ষ্য বিপরীত সঞ্চালনের ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য একটি ভাল নকশা অর্জন করা। প্রতিনিধিত্বমূলক প্রচেষ্টার মধ্যে রয়েছে পাঁজরে সেট করা সাকশন অগ্রভাগ সহ একটি RC ড্রিল বিট; লুও এট আল দ্বারা তদন্ত করা একটি RC ড্রিল বিটের ধুলো নিয়ন্ত্রণ কর্মক্ষমতা; একটি ঘূর্ণায়মান জেনারেটরের সাথে একটি RC ড্রিল বিটের কর্মক্ষমতা বিশ্লেষণ; এবং মাল্টি-সুপারসনিক অগ্রভাগ সহ RC ড্রিল বিট। 14, 20, 22, 23 এই পূর্ববর্তী কাজে অধ্যয়ন করা এই আরসি ড্রিল বিটের ব্যাস 80 থেকে 200 মিমি পর্যন্ত ছিল। বড় ব্যাসের (300 মিমি-এর বেশি) RC ড্রিল বিটের প্রয়োগের সম্ভাব্য মূল্যায়ন এবং কর্মক্ষমতা বিশ্লেষণ প্রাথমিকভাবে অনাবিষ্কৃত রয়ে গেছে। বড়-ব্যাসের সাথে ড্রিল বিটের আরসি ক্ষমতা উন্নত করার জন্য, ড্রিল বিটের কার্যকারিতার উপর সাকশন অগ্রভাগের পরামিতিগুলির প্রভাবগুলি গণনামূলকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছিল এবং এর সম্ভাব্যতা যাচাই করার জন্য একটি ফিল্ড ট্রায়াল পরিচালিত হয়েছিল।

 

2 আরসি ড্রিল বিটের বর্ণনা

চিত্র 2 RC ড্রিল বিটের পরিকল্পিত কাঠামো দেখায়। সংকুচিত বায়ু সাকশন অগ্রভাগ এবং ফ্লাশিং অগ্রভাগের মাধ্যমে ড্রিল টুলের কেন্দ্রের উত্তরণে প্রবাহিত হয়। বায়ু স্তন্যপান অগ্রভাগে প্রবেশ করে, যেখানে এটি উচ্চ প্রবাহ বেগ সহ জেট গঠন করে; জেট-পাম্প প্রভাবের কারণে সংলগ্ন কিছু বায়ু জেটগুলিতে প্রবেশ করবে, যার ফলে জেটগুলির কাছাকাছি একটি নেতিবাচক চাপ অঞ্চল তৈরি হবে। বোরহোলের নীচে এবং কেন্দ্র প্যাসেজের অভ্যন্তরে নেতিবাচক চাপ অঞ্চলের মধ্যে এই চাপের পার্থক্য বাতাসের উপর কাজ করে এবং নীচে কাটা কাটাগুলিকে উত্তোলন শক্তি তৈরি করতে পারে। এদিকে, ড্রিল কাটিংয়ের সাথে মিশ্রিত বাতাসকে ড্রিল টুলের কেন্দ্রের প্যাসেজে ক্রমাগত চুষে দেওয়া হয় জেট প্রবাহের সাহায্যে যা ফ্লাশিং অগ্রভাগ থেকে নির্গত হয়, যা ড্রিলের কাটিংগুলিকে কেন্দ্রের প্যাসেজে নিয়ে যায়। RC ড্রিল বিটের কার্যকারিতা মূল্যায়নের জন্য এই স্তন্যপান ক্ষমতাটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, এবং ড্রিল পাইপ এবং বোরহোল প্রাচীরের মধ্যে অ্যানুলাস স্পেসে প্রবেশ করা বাতাসের ভর প্রবাহ হার এবং মোট ইনপুট ভর প্রবাহ হারের মধ্যে অনুপাত দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা যেতে পারে। .

 

 

 

 

 

চিত্র 2

বড় ব্যাসের এয়ার রিভার্স সার্কুলেশন ড্রিল বিটের পরিকল্পিত কাঠামো

 

 

3 কম্পিউটেশনাল সিমুলেশন অ্যাপ্রোচ

3.1 কম্পিউটেশনাল ডোমেইন এবং গ্রিড

665 মিমি এর বাইরের ব্যাস সহ বিপরীত সঞ্চালন ড্রিল বিট অধ্যয়ন করা হয়েছিল। ড্রিল বিটের এই আকারটি 400 মিমি এর বাইরের ব্যাস সহ RC-DTH এয়ার হ্যামারের সাথে মেলে। কম্পিউটেশনাল ডোমেনগুলি Altair HyperWorks সফ্টওয়্যার দ্বারা প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল। একটি সাধারণ জালযুক্ত কম্পিউটেশনাল ডোমেন চিত্র 3-এ দেখানো হয়েছে। গণনামূলক ডোমেনগুলি প্রধানত পাঁচটি অংশ নিয়ে গঠিত, যার মধ্যে রয়েছে সাকশন অগ্রভাগ, ফ্লাশিং অগ্রভাগ, ড্রিল বিটের ভিতরের এবং বাইরের দেয়ালের মধ্যে অ্যানুলাস স্পেস, ড্রিল বিট এবং বোরহোল দ্বারা গঠিত অ্যানুলাস স্পেস। প্রাচীর, এবং ড্রিল টুলের কেন্দ্র উত্তরণ। ডোমেনের জটিল জ্যামিতির কারণে সমস্ত গণনামূলক ডোমেনগুলি টেট্রাহেড্রাল আনস্ট্রাকচার্ড গ্রিডের সাথে মেশ করা হয়েছিল। ড্রিল বিট মডেলগুলির গ্রিড সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণের জন্য গ্রিড কোষগুলির তিনটি ঘনত্ব নিযুক্ত করা হয়েছিল। সারণি 1 এর ফলাফলগুলি দেখায় যে সর্বাধিক পার্থক্য <5%। সময় ব্যয় এবং মডেল নির্ভুলতার ভারসাম্য বজায় রাখতে আমাদের গণনায় মাঝারি গ্রিডগুলি ব্যবহার করা হয়েছিল।

 

 

 

 

 

 

চিত্র 3

বিপরীত সঞ্চালন ড্রিল বিটের অভ্যন্তরীণ প্রবাহ ক্ষেত্রের একটি সাধারণ গ্রিড মডেল এবং সীমানা অবস্থার ধরন

 

 

গ্রিড	কক্ষের সংখ্যা	প্রবিষ্ট ভর প্রবাহ হার (কেজি/সেকেন্ড)
সূক্ষ্ম গ্রিড	4 870 311	0.41897
মাঝারি গ্রিড	3 010 521	0.42015
মোটা গ্রিড	1 546 375	0.43732
% পার্থক্য		4.4

সারণী 1. গণনামূলক ডোমেনের জন্য গ্রিড সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণ

 

 

3.2 নিয়ন্ত্রণ সমীকরণ এবং সীমানা শর্ত

অভ্যন্তরীণ বায়ু প্রবাহকে ভর, ভরবেগ এবং শক্তি সংরক্ষণের নীতি অনুসরণ করে বলে মনে করা হয়। সাধারণ পরিচালনা সমীকরণ হল [24]:

 

 

 

যেখানে ϕ নির্ভরশীল পরিবর্তনশীলকে বোঝায়, u বেগ ভেক্টরকে নির্দেশ করে, Γ ডিফিউশন সহগকে বোঝায় এবং S হল সাধারণ উৎস শব্দ।

 

চিত্র 3-এ দেখানো হিসাবে, বায়ু খাঁড়িকে গণ_প্রবাহ_ইনলেট সীমানা অবস্থা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে। RC-DTH এয়ার হ্যামার টুলের ভলিউম প্রবাহের হার (400 মিমি ব্যাস) 0.6025 থেকে 1.848 kg/s ভর প্রবাহের হারের সাথে মিল রেখে 30 থেকে 92 m3/মিনিট (স্ট্যান্ডার্ড কন্ডিশন) পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়। কেন্দ্র প্যাসেজের আউটলেট এবং বোরহোল প্রাচীর এবং ড্রিল টুলের মধ্যে অ্যানুলাসের আউটলেট বায়ুমণ্ডলে খোলা হয়। তাই এই দুটি আউটলেটকে প্রেসার_আউটলেট সীমানা শর্ত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় এবং গেজ চাপ শূন্যে সেট করা হয়। কম্পিউটেশনাল ডোমেনের অন্যান্য সীমানা নো-স্লিপিং স্থির প্রাচীর সীমানা শর্ত হিসাবে সেট করা হয়েছিল।

 

ধারাবাহিকতা এবং ভরবেগ সংরক্ষণ সমীকরণ এবং শক্তি সংরক্ষণ সমীকরণ Ansys Fluent ব্যবহার করে সমাধান করা হয়েছিল। অভ্যন্তরীণ বায়ু প্রবাহ পূর্বাভাসের জন্য উপযুক্ত টার্বুলেন্স মডেল সহ সংকোচনযোগ্য প্রবাহের জন্য নেভিয়ার-স্টোকস সমীকরণ গৃহীত হয়েছিল। একটি 3D ঘনত্ব-ভিত্তিক সলভার ব্যবহার করে প্রবাহ সিমুলেশন করা হয়েছিল। এই পদ্ধতিতে, গভর্নিং নেভিয়ার-স্টোকস সমীকরণগুলি পুনরাবৃত্ত পদ্ধতি ব্যবহার করে ক্রমানুসারে সমাধান করা হয় যতক্ষণ না সংজ্ঞায়িত মানগুলি অভিসারে মিলিত হয়। বেগ এবং চাপের মিলনের সাথে মোকাবিলা করার জন্য, আধা-অন্তর্নিহিত চাপ লিঙ্কযুক্ত সমীকরণ (সিম্পল) অ্যালগরিদম স্কিম, যা ধারাবাহিকতা এবং ভরবেগ সমীকরণগুলিকে চাপের সমীকরণের সাথে সংযুক্ত করে, যথেষ্ট নির্ভুলতার কারণে এবং অভিসার পূরণ করা সহজের কারণে গৃহীত হয়েছিল। এছাড়াও, মডেল পরিবহন সমীকরণের উপর ভিত্তি করে স্ট্যান্ডার্ড কে-ε অশান্ত মডেল ব্যবহার করা হয়েছিল। অস্থির গতিশক্তির পরিপ্রেক্ষিতে সংবহনমূলক পদগুলি এবং অশান্ত অপসারণের হার দ্বিতীয় ক্রম আপওয়াইন্ড ডিসক্রিটাইজেশন দ্বারা গণনা করা হয়েছিল, যখন প্রসারিত পদগুলি কেন্দ্রীয় পার্থক্য দ্বারা সমাধান করা হয়েছিল।

 

4 সিমুলেশন ফলাফল এবং আলোচনা

চিত্র 4 কেন্দ্র উত্তরণের কেন্দ্র লাইনে স্থির চাপের বৈচিত্র দেখায়। জেট দিক থেকে সাকশন অগ্রভাগের আউটলেটগুলির কাছে স্থির চাপ বোরহোলের নীচের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম। বিভিন্ন চাপ 20 kpa-এ পৌঁছে, একটি স্বতন্ত্র উত্তোলন শক্তি তৈরি করে যা বোরহোলের নীচের থেকে ড্রিলের কাটাগুলিকে দক্ষতার সাথে পাম্প করে। একটি কার্যকর বিপরীত সঞ্চালন গঠনের জন্য, সাকশন অগ্রভাগের গঠন বিশেষভাবে ডিজাইন করা উচিত। অতএব, বিভিন্ন সাকশন অগ্রভাগের পরামিতি সহ চৌদ্দটি গণনামূলক ডোমেন প্রতিষ্ঠিত এবং তদন্ত করা হয়েছিল। ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহ হারের প্রভাব, আরসি ড্রিল বিটের বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতার উপর সাকশন অগ্রভাগের ব্যাস, উচ্চতা কোণ এবং বিচ্যুতি কোণ অধ্যয়ন করা হয়েছিল। চিত্র 5 RC ড্রিল বিটের একটি সাধারণ বেগের কনট্যুর দেখায়। যেমন পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে, কেন্দ্রের উত্তরণে সংকুচিত বায়ু প্রবাহিত হওয়ার সাথে সাথে, সাকশন অগ্রভাগ এবং বোরহোলের নীচের আউটলেটের কাছে বেশ কয়েকটি ঘূর্ণি ঘটে। সাকশন অগ্রভাগের আউটলেটের আশেপাশে গঠিত ঘূর্ণিগুলি নিম্নচাপ অঞ্চলের ক্ষেত্রকে প্রসারিত করে, তবে, এই ঘূর্ণিগুলির ফলে সাকশন অগ্রভাগ থেকে নির্গত জেটগুলির গতিশক্তির অপচয় হয়, এইভাবে জেটগুলির প্রবেশের প্রভাবকে দুর্বল করে দেয়। , এবং অনিবার্যভাবে কেন্দ্রের উত্তরণ দিয়ে যাওয়া ড্রিল কাটাগুলিকে বাধা দেয়। জেট দ্বারা চালিত ঘূর্ণিগুলি বোরহোলের নীচে ফ্লাশিং অগ্রভাগ থেকে প্রবাহিত হওয়ার সময় ড্রিল কাটাগুলিকে আলোড়িত করতে পারে এবং সেগুলিকে কেন্দ্রের প্যাসেজে তুলতে সাহায্য করতে পারে।

 

 

 

 

 

 

 

চিত্র 4

ড্রিল বিট কেন্দ্র উত্তরণের কেন্দ্র লাইনে সাধারণ স্থির চাপ বিতরণ

 

 

 

 

 

 

 

চিত্র 5

ড্রিল বিটের ভিতরে প্রবাহ ক্ষেত্রের সাধারণ বেগ কনট্যুর

 

 

4.1 স্তন্যপান ক্ষমতা ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহ হার প্রভাব

ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহ হার একমাত্র পরামিতি যা ড্রিল টুল তৈরি করার সময় সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। অধিকন্তু, RC ড্রিল বিটের শীর্ষে একটি DTH এয়ার হ্যামার একত্রিত হওয়ার কারণে, ড্রিল বিটের মধ্য দিয়ে যাওয়া বায়ু ভর প্রবাহের হার সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয়। সাধারণত, DTH এয়ার হ্যামারের পিস্টন চলাচলের কারণে বায়ু ভর প্রবাহের হার পরিবর্তন করা হয়। ড্রিল বিটের স্তন্যপান ক্ষমতার উপর ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহ হারের প্রভাবের উপর তদন্ত ড্রিলিং প্রক্রিয়ার জন্য কিছু নির্দেশিকা প্রদান করতে পারে। চিত্র 6 বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতা ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহ হার প্রভাব দেখায়. সিমুলেশনের এই গ্রুপে, 60° উচ্চতা কোণ, সাকশন অগ্রভাগের 18 মিমি ব্যাস এবং 15° বিচ্যুতি কোণ সহ সাকশন অগ্রভাগের কিছু গঠন পরামিতি দেওয়া হয়েছিল। অতিরিক্তভাবে, সাকশন অগ্রভাগগুলি কেন্দ্রের উত্তরণ প্রাচীরের উপর প্রতিসাম্য এবং পরিধিগতভাবে বিতরণ করা হয় এবং সাকশন অগ্রভাগের সংখ্যা সবকটি ছয়টি। ড্রিল পাইপ এবং বোরহোল প্রাচীরের মধ্যে অ্যানুলাস স্পেস থেকে চুষে নেওয়া বায়ু ভর প্রবাহের হার ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহের হার বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পায় এবং এটি সর্বোচ্চে পৌঁছায় যখন ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহের হার 1.205 kg/s হয়, তারপর চুষে নেওয়া বায়ু ড্রিল পাইপ এবং বোরহোল প্রাচীর দ্বারা গঠিত অ্যানুলাস থেকে ভর ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহ হার বৃদ্ধির সাথে দ্রুত হ্রাস পায়। যখন ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহের হার <1.205 kg/s হয়, তখন ইনপুট বায়ুর ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহের হার বৃদ্ধি সাকশন অগ্রভাগ থেকে বায়ু প্রবাহের ইনজেকশন বেগকে উন্নত করতে পারে, যা চুষে যাওয়া বায়ু ভর প্রবাহের হারকে উন্নত করতে পারে। যেখানে, ড্রিল বিটের কেন্দ্রের উত্তরণের ক্রস বিভাগীয় ক্ষেত্রটি সীমিত, অত্যধিক ইনপুট বায়ু বায়ু প্রবাহের ক্রমবর্ধমান প্রতিরোধের কারণ হবে, যার ফলে ড্রিল বিটের সাকশন ক্ষমতা দুর্বল হবে। যেমন পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে, ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহ হার বৃদ্ধির সাথে স্তন্যপান ক্ষমতা (চুষিত এবং ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহ হারের মধ্যে অনুপাত) হ্রাস পেয়েছে। এটি বায়ুর সংকোচনের জন্য দায়ী করা যেতে পারে যে বাতাসের সংকোচনের জন্য আরও শক্তি খরচ হয়েছিল।

 

 

 

 

 

চিত্র 6

ড্রিল বিট বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতা ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহ হার প্রভাব

 

 

4.2 স্তন্যপান ক্ষমতা উপর স্তন্যপান অগ্রভাগ ব্যাস প্রভাব

দ্বৈত-প্রাচীর ড্রিল পাইপ, সাকশন অগ্রভাগ এবং ফ্লাশিং অগ্রভাগের অ্যানুলাস স্থান থেকে নিষ্কাশনের জন্য ইনপুট বায়ুতে দুটি প্যাসেজ রয়েছে। যখন ইনপুটিং বায়ু ভর প্রবাহ হার দেওয়া হয়, সাকশন অগ্রভাগ এবং ফ্লাশিং অগ্রভাগে বায়ু ভর প্রবাহ হারের মধ্যে অনুপাত সাকশন-নোজলের ব্যাস বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পায়। RC ড্রিল বিটের স্তন্যপান ক্ষমতা বাড়বে যখন জেটিং বেগ একটি নির্দিষ্ট স্তরে বজায় রাখা হয়। চিত্র 7 বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতা উপর স্তন্যপান অগ্রভাগ ব্যাস প্রভাব দেখায়. সিমুলেশনের এই গ্রুপে, 60° উচ্চতা কোণ, 15° বিচ্যুতি কোণ এবং ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহের হার 70 m3/min সহ সাকশন অগ্রভাগের কিছু গঠন পরামিতি দেওয়া হয়েছিল। যখন সাকশন অগ্রভাগের ব্যাস <20 মিমি হয়, তখন সাকশন অগ্রভাগের ব্যাস বাড়ানোর ফলে ড্রিল বিটের সাকশন ক্ষমতা বাড়ে। যখন ব্যাস 20 মিমি এর চেয়ে বড় হয়, তখন ড্রিল বিটের স্তন্যপান ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে দুর্বল হয়ে যায়। সাকশন অগ্রভাগ থেকে জারি করা এয়ার জেটগুলির ভরবেগ ড্রিল বিটের বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতার উপর প্রভাবশালী প্রভাব প্রদর্শন করে। যখন সাকশন অগ্রভাগের ব্যাস 20 মিমি-এর চেয়ে বড় হয়, তখন জেট বেগের ক্রমবর্ধমান প্রশস্ততা সাকশন অগ্রভাগে ভর প্রবাহের হারের ক্রমবর্ধমান প্রশস্ততার উপর বিরাজ করে, যার ফলে ড্রিল বিটের সাকশন ক্ষমতা দুর্বল হয়ে পড়ে।

 

 

 

 

 

 

 

চিত্র 7

ড্রিল বিট বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতা উপর স্তন্যপান অগ্রভাগ ব্যাস প্রভাব

 

 

4.3 স্তন্যপান ক্ষমতা উপর স্তন্যপান অগ্রভাগ উচ্চতা কোণ প্রভাব

সাকশন অগ্রভাগের উচ্চতা কোণকে কেন্দ্র উত্তরণের ক্রস অংশ এবং সাকশন অগ্রভাগের কেন্দ্র রেখার মধ্যবর্তী কোণ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। চিত্র 8 নির্দেশ করে যে উচ্চতা কোণ বৃদ্ধি ড্রিল বিটের বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতাকে উন্নত করতে পারে। ড্রিল বিটের দেয়ালে কাত থাকা সমস্ত সাকশন অগ্রভাগের জন্য সাকশন অগ্রভাগ থেকে জেট প্রবাহ একে অপরের সাথে হস্তক্ষেপ করবে। জেটগুলির মধ্যে এই সংঘর্ষের ফলে শক্তি খরচ হবে এবং জেট প্রবাহের অক্ষীয় গতিবেগ হ্রাস পাবে, এইভাবে ড্রিল বিটের বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতাকে ক্ষতিগ্রস্ত করবে। জেট প্রবাহের মধ্যে হস্তক্ষেপ আরও নিবিড় হয় যখন সাকশন অগ্রভাগের উচ্চতা কোণ ছোট হয়।

 

 

 

চিত্র 8

ড্রিল বিট বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতা উপর স্তন্যপান অগ্রভাগ উচ্চতা কোণ প্রভাব

 

4.4 বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতা উপর স্তন্যপান অগ্রভাগ বিচ্যুতি কোণ প্রভাব

সাকশন অগ্রভাগের ডিফ্লেকশন অ্যাঙ্গেল সেন্টার প্যাসেজের ক্রস সেকশনে একটি সাকশন অগ্রভাগের সেন্টার লাইনের অভিক্ষেপ এবং সাকশন অগ্রভাগের আউটলেটে কেন্দ্রের প্যাসেজ প্রাচীরের স্বাভাবিক দিকের মধ্যবর্তী কোণকে উপস্থাপন করে। চিত্র 9 স্তন্যপান ক্ষমতার উপর স্তন্যপান অগ্রভাগের বিচ্যুতি কোণের প্রভাব দেখায়, সাকশন অগ্রভাগের বিচ্যুতি কোণ বৃদ্ধির সাথে, ড্রিল বিটের সাকশন ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। বিচ্যুতি কোণ সহ সাকশন অগ্রভাগ থেকে বায়ু প্রবাহ কেন্দ্র প্যাসেজে ঘূর্ণায়মান প্রবাহ তৈরি করতে পারে, যা ড্রিল বিটের সাকশন ক্ষমতাকে উন্নত করে। তদুপরি, বিচ্যুত জেটগুলি তাদের মধ্যে হস্তক্ষেপকে দমন করতে পারে। যাইহোক, ডিফ্লেকশন অ্যাঙ্গেলের সর্বোচ্চ মান ড্রিল বিট ব্যাস দ্বারা সীমাবদ্ধ এবং অসীমভাবে বাড়ানো যায় না।

 

 

 

 

 

 

 

 

চিত্র 9

ড্রিল বিট বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতা উপর স্তন্যপান অগ্রভাগ বিচ্যুতি কোণ প্রভাব

 

 

 

5 ফিল্ড ট্রায়াল
 

হার্ড রক গঠনে RC-DTH এয়ার হ্যামার ব্যবহার করে অনুপ্রবেশের হার যাচাই করার জন্য, 665 মিমি এর বাইরের ব্যাস সহ ড্রিল বিট এবং 400 মিমি (RC-DTH 400) এর বাইরের ব্যাস সহ RC-DTH এয়ার হ্যামার ছিল উত্পাদিত সিমুলেশন ফলাফলগুলি দেখায় যে সাকশন অগ্রভাগের ব্যাস, উচ্চতা কোণ এবং বিচ্যুতি কোণ সহ 665 মিমি বাইরের ব্যাস সহ RC ড্রিল বিটের জন্য সাকশন-নোজল প্যারামিটারগুলির সর্বোত্তম মানগুলি যথাক্রমে 20 মিমি, 60° এবং 20° ছিল৷ তবুও, অত্যধিক স্তন্যপান অগ্রভাগের প্যারামিটার ড্রিল বিটের শক্তিকে দুর্বল করবে। ড্রিল বিটের সার্ভিস লাইফ নিশ্চিত করার জন্য 18 মিমি ব্যাস সহ ছয়টি সাকশন অগ্রভাগ, 45° উচ্চতা কোণ এবং 10° ডিফ্লেকশন অ্যাঙ্গেল চূড়ান্তভাবে নির্বাচন করা হয়েছিল। RC-DTH এয়ার হ্যামারের ডিজাইন স্ট্রাকচার এবং RC-DTH এয়ার হ্যামার টুলের তৈরি প্রোটোটাইপের ফটোগ্রাফিক ইমেজ চিত্র 10-এ দেখানো হয়েছে। যখন RC-DTH এয়ার হ্যামার কাজ করছে, তখন পিস্টনের নড়াচড়াকে ভাগ করা যেতে পারে। দুটি পর্যায়ে বিভক্ত: ব্যাকহল ফেজ এবং স্ট্রোক ফেজ, এবং প্রতিটি ফেজ বায়ু গ্রহণ, বায়ু প্রসারণ, বায়ু সংকোচন এবং বায়ু নিষ্কাশন পর্যায়গুলি অনুভব করে। RC-DTH400-এর নামমাত্র বায়ুচাপ এবং নামমাত্র বায়ু প্রবাহের হার যথাক্রমে 1.8 MPa এবং 92 m3/min; পিস্টনের নামমাত্র প্রভাবক ফ্রিকোয়েন্সি এবং প্রভাবক বেগ হল যথাক্রমে 14.35 Hz এবং 8.01 m/s। 140 মিমি বাইরের ব্যাস সহ ডুয়াল-ওয়াল ড্রিল পাইপ, ডুয়াল-ওয়াল কেলি, ডুয়াল-ওয়াল সুইভেল সহ অন্যান্য আনুষঙ্গিক উপাদানগুলিও তৈরি করা হয়েছিল।

 

 

 

 

 

 

 

চিত্র 10

রিভার্স সার্কুলেশন ডাউন-দ্য-হোল এয়ার হ্যামার টুলের ডিজাইন স্ট্রাকচার এবং ফটোগ্রাফিক ইমেজ

 

ফিল্ড ট্রায়াল সাইটটি ফোশান, গুয়াংডং, চীনে অবস্থিত। পরীক্ষার স্থানের গঠনে 3.99 মিটার পুরুত্বের আলগা মাটি, 17 মিটার পুরুত্বের আবহাওয়াযুক্ত আর্গিলাসিয়াস সিলস্টোন এবং আবহাওয়াবিহীন লাল আর্গিলাসিয়াস সিলস্টোনের নীচে রয়েছে। প্রচলিত রোটারি ড্রিলিং পদ্ধতি ব্যবহার করে আলগা মাটির স্তর এবং আবহাওয়াযুক্ত আর্গিলাসিয়াস সিলস্টোন স্তর সহজেই ড্রিল করা যায়। যাইহোক, আবহাওয়াবিহীন লাল আর্গিলাসিয়াস সিলস্টোনের মধ্যে ড্রিলিংয়ের অনুপ্রবেশের হার তুলনামূলকভাবে কম, <2 মি/ঘন্টা পৌঁছানো যেতে পারে। এবং ডুবন্ত স্ল্যাগ পরিষ্কার করা কঠিন।

 

RC-DTH এয়ার হ্যামার ড্রিলিং পরীক্ষা চালানোর জন্য, আলগা মাটির স্তর এবং আবহাওয়াযুক্ত আর্গিলাসিয়াস সিলস্টোন স্তরটি প্রচলিত রোটারি ড্রিলিং পদ্ধতিতে ড্রিল করা হয়। তারপরে RC-DTH এয়ার হ্যামার ড্রিলিং সিস্টেমটি আবহাওয়াবিহীন লাল আর্গিলাসিয়াস সিলস্টোন গঠন ড্রিল করার জন্য নিযুক্ত করা হয়েছিল। ফিল্ড টেস্ট সিস্টেমের বিন্যাস চিত্র 11-এ দেখানো হয়েছে। অ্যাটলাস কপকো দ্বারা তৈরি একটি এয়ার কম্প্রেসার সর্বোচ্চ 34 মি 3/মিনিট বায়ু প্রবাহ এবং 30 বার নামমাত্র বায়ুচাপ এবং সর্বোচ্চ বায়ুর পরিমাণ সহ ইঙ্গারসোল র্যান্ড দ্বারা তৈরি একটি এয়ার কম্প্রেসার 25.5 m3/মিনিটের প্রবাহ এবং 24 বারের নামমাত্র বায়ুচাপ, সংকুচিত বায়ু সরবরাহের জন্য নিযুক্ত করা হয়েছিল। পিস্টনকে লুব্রিকেট করার জন্য একটি লুব্রিকেটর নিযুক্ত করা হয়েছিল। Guangxi Liugong Group Co., Ltd. দ্বারা তৈরি রোটারি ড্রিলিং রিগ SD20E ড্রিলিং প্রক্রিয়ায় রোটারি ফোর্স এবং WOB প্রদানের জন্য নিযুক্ত করা হয়েছিল।

 

 

 

 

চিত্র 11

ফিল্ড টেস্ট সিস্টেমের বিন্যাস

 

 

দুটি পরীক্ষামূলক বোরহোল ড্রিল করা হয়েছিল এবং বোরহোলের সর্বোচ্চ গভীরতা 50.8 মিটার। ড্রিলিং প্রক্রিয়ায় সর্বাধিক অনুপ্রবেশের হার 6.0 m/h পরিলক্ষিত হয়েছে, এবং গড় অনুপ্রবেশের হার হল 4.5 m/h বায়ুর আয়তনের প্রবাহের হার এবং নামমাত্র মানের নীচে বায়ুচাপ। ফিল্ড পরীক্ষায় দেখা গেছে যে RC ড্রিল বিট একটি ভাল বিপরীত সঞ্চালন অবস্থায় পৌঁছাতে পারে যদিও সাকশন অগ্রভাগের পরামিতিগুলি সর্বোত্তম ছিল না। বোরহোল ফ্লাশিং প্রক্রিয়ায় কোন ডুবন্ত স্ল্যাগ পাওয়া যায়নি। চিত্র 12-এ দেখানো হয়েছে, ড্রিল টুল এবং বোরহোল প্রাচীরের অ্যানুলাস স্পেস থেকে সামান্য বাতাস এবং ধূলিকণা ছিল। ভূপৃষ্ঠে ফিরে আসা ড্রিল কাটিংগুলি বেশিরভাগই মধ্যম থেকে বড় আকারের কণা। অধিকন্তু, বোরহোল ফ্লাশিং প্রক্রিয়ায় কোন ডুবন্ত স্ল্যাগ পাওয়া যায় নি, এবং ড্রিল কাটাগুলি ক্রমাগত পৃষ্ঠে ফিরে আসতে পারে। এটি উপসংহারে পৌঁছানো যেতে পারে যে RC-DTH এয়ার হ্যামার ড্রিলিং সিস্টেমটি একটি ভাল কাজের অবস্থায় ছিল এবং বড়-ব্যাসের বোরহোল ড্রিলিংয়ে অসামান্য কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করে।

 

 

 

 

 

 

 

 

চিত্র 12

ফিল্ড ট্রায়ালের ফটোগ্রাফিক ছবি। একটি, তুরপুন প্রক্রিয়ার মধ্যে গঠিত বিপরীত প্রচলন; বি, তুরপুন কাটা; সি, বোরহোল ফ্লাশিং প্রক্রিয়া; ডি, স্প্রে করা প্রবাহ সহ স্রাব পাইপের মুখ

 

 

6 উপসংহার

অনুপ্রবেশের হার উন্নত করার জন্য এবং পরিবেশ-বান্ধব ড্রিলিং অপারেশনগুলি পাওয়ার জন্য, RC-DTH এয়ার হ্যামার ড্রিলিং পদ্ধতিতে সম্ভাব্য উত্পাদনকারী জলাধার গঠনের উপরে উপরের শক্ত গঠনগুলি ড্রিল করার প্রস্তাব করা হয়েছিল। RC-DTH এয়ার হ্যামার ড্রিলিং সিস্টেমের মূল অংশ হিসাবে RC ড্রিল বিট বিপরীত সঞ্চালন উপলব্ধি করার জন্য, 665 মিমি ব্যাসের একটি RC ড্রিল বিটের উপর একটি প্যারামেট্রিক অধ্যয়ন করা হয়েছিল। ফলাফলগুলি দেখায় যে সাকশন অগ্রভাগের উচ্চতা কোণ এবং প্রতিবিম্ব কোণ বৃদ্ধি ড্রিল বিটের বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতাকে উন্নত করতে পারে। ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহ হার 1.205 kg/s হলে ড্রিল বিটের বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতা তার সর্বোচ্চে পৌঁছায়, তারপরে ইনপুট বায়ু ভর প্রবাহের হার বৃদ্ধির সাথে সাথে এটির অবনতি ঘটে। 665 মিমি এর বাইরের ব্যাস সহ ড্রিল বিট এবং 400 মিমি এর বাইরের ব্যাস সহ RC-DTH এয়ার হ্যামার তৈরি করা হয়েছিল এবং একটি মাঠ পরীক্ষা করা হয়েছিল। ক্ষেত্র পরীক্ষার ফলাফলগুলি দেখায় যে ডিজাইন করা বড়-ব্যাসের RC ড্রিল বিটের বিপরীত সঞ্চালন ক্ষমতা ভাল, এবং ফিল্ড ট্রায়ালে সর্বাধিক অনুপ্রবেশের হার ছিল 6.0 m/h, যা নাটকীয়ভাবে ড্রিলিং অপারেশন সময় এবং খরচ কমাতে পারে।

 

স্বীকৃতি
 

এই কাজটি চীনের স্টেট কী রিসার্চ ডেভেলপমেন্ট প্রোগ্রাম (অনুদান নং 2016YFC0801402 এবং 2016YFC0801404), চীনের জাতীয় বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি প্রধান প্রকল্প (অনুদান ন