Ogrzewanie i klimatyzacja przy pomocy płytkiej

Nordmeyer
Postfach 16 04
D-31206 Peine Germany
Nowa konstrukcjia wiertnic o udźwigu 50/80 ton z przeznaczeniem do wierceń
hydrogeologiczno-poszukiwawczych i wielkośrednicowych.
The development of a new drilling rig with 50 ton up to 80 to hook load for deep drilling at
large diameters.
Doświadczenia wyniesione z Polski były obok mojego fachowego wykształcenia
najważniejszą podporą mojej dalszej kariery zawodowej w Niemczech. W czasie całej mojej
praktyki zawodowej miałem możliwość
pogłębiać moje doświadczenie w zakresie
wiertnictwa wielkośrednicowego.Moja praca w Fimie Nordmeyer pozwoliła mi na
zrealizowanie mojego zamierzenia zaproponowania wiertnikom odpowiedniego
uniwersalnego urządzenia do głębokich wierceń wielkośrednicowych. W niniejszym referacie
pokażemy Państwu podstawy konstrukcji takiej wiertnicy. W pracach projektowych obok
pracowni projektowej F-y Nordmeyer uczestniczy Dipl.-Ing Georga Kornau.
Nasze prace są na tyle zaawansowane, że taka wiertnica będzie wystawiona na Tragach
Maszyn Budowlanych „Bauma” w Monachium w dniach 19- 25 kwietnia 2010.
Od prawie 75-ciu lat Firma Nordmeyer buduje wiertnice przystosowane do indywidualnych
potrzeb i zastosowań użytkowników. Typoszereg wiertnic DSB stanowi podstawę naszej
produkcji ale o tym w prezentacji. Pełnohydrauliczne wiertnice Nordmeyer typoszeregu DSB
umożliwiają stosowanie dowolnych technik wiercenia w zależności od osprzętu i
wyposażenia technicznego. Wielostronność stosowania urządzeń Nordmeyer pozwala na
wykonywanie najróżnorodniejszych robót wiertniczych. Firma Nordmeyer proponuje swoim
Klientom i użytkownikom szczególnie trwałe i solidne konstrukcje gwarantując ich
praktyczność, łatwość obsługi i konserwacji. Urządzenia wiertnicze konieczne są w zasadzie
na każdym etapie ogólnego rozeznania resursów mineralnych w ogólnym tego słowa
znaczeniu a także w uzasadnionych sytuacjach do wykonywania wierceń uściślających i
złożowych zgodnie z obowiąząujacymi zasadami dokumentowania kategorii zasobów.
Równie ważnym jest potrzeba realizacji wierceń hydrogeologicznych, geotechnicznych,
ruchowych, wykonawczych i dokumentacyjnych do realizacji inwestycji budowlanych w
najszerszym tego słowa znaczeniu na etapie projektowania, realizacji i użytkowania.
Do realizacji tych wszystkich prac wiertniczych potrzebne są wiertnice o zróżnicowanych
parametrach i technikach wiertniczych. Szybkie i bezproblemowe wykonywanie prac
wiertniczych jest również w interesie wszystkich naszych klientów.
wiertnica
maks. ø wierc. przed masztem
głębokość
mm
m
200
300
350
640
40
60
100
150
DB 0/0.7
RSB 0/1.4
DSB 0/3
DSB 1/3.5
Nordmeyer GmbH & Co. KG
Werner-Nordmeyer-Str. 3
31226 Peine
www.nordmeyer.de
Telefon
Telefax
(0 51 71)
(0 51 71)
542 – 0
542 – 1 10
Dipl.-Ing Zbigniew Karol Wieloch
[email protected]
1
Nordmeyer
Postfach 16 04
D-31206 Peine Germany
DSB 1/5
DSB 2/6
DSB 2/7
DSB 2/10
DSB 3/14
DSB 4/40
DSB 5/50
640
680
680
680
1100
1400
1400
200
250
300
400
750
1200
2000
Technologia wiercenia otworów musi spełniaċ następujące kryteria:
•
stosowane techniki wiertnicze muszą uwzględniaċ ochronę środowiska i ekologii.
•
technologie te powinny gwarantować maksymalną ilość informacji geologicznych i
hydrogeologicznych już w trakcie wykonywania prac wiertniczych.
•
wynikiem prac wiertniczych musi być sprawny pod względem hydrogeologicznym i
technicznym otwór obserwacyjny lub studzienny.
•
używane w trakcie wiercenia materiały muszą spełniaċ wymogi ochrony środowiska
•
urządzenia muszą spełniać wymogi stawiane w aspekcie emisji spalin i dźwięków
•
należy stosować wyłącznie smary i oleje hydrauliczne podlegające biodegradacji
•
należy zapewnić ciągły pobór prób geologicznych o wysokim standarcie
geomechanicznym
•
powinna być możliwa systematyczna rejestracja zwierciadła wód gruntowych i pobór
prób wody gruntowej z dowolnej głębokości oraz w przeprowadzanie testów
hydrogeologicznych w trakcie wykonywania prac wiertniczych
Technologia głębienia otworów hydrogeologicznych powinna oprócz już wymienionych
kryteriów zapewnić bezpieczne, sprawne i sukcesywne wykonywanie prac wiertniczych.
Dobór technologi uzależniony jest od warunków geologicznych a przede wszystkim od
rodzaju górotworu. Zazwyczaj mamy do czynienia z sytuacją, że do pewnej głębokości
zalegają warstwy luźne i małozwięzłe, a dopiero głębiej górotwór zwięzły lub twardy.
W tym aspekcie przedstawię zagadnienie optymalizacji technologi w górotworze luźnym.
Technologia, która spełnia już wymienione kryteria jest właśnie wiercenie „na sucho”.
Aktualnie nie tylko w Niemczech do głębienia otworów stosuje się ww. technikę wiercenia.
A oto jej zalety w aspekcie geologiczno-hydrogeologicznym oraz geotechnicznym:
•
uzyskiwanie prób gruntowych z dowolnej głębokości o charakterze prawie
nienaruszonym
Nordmeyer GmbH & Co. KG
Werner-Nordmeyer-Str. 3
31226 Peine
www.nordmeyer.de
Telefon
Telefax
(0 51 71)
(0 51 71)
542 – 0
542 – 1 10
Dipl.-Ing Zbigniew Karol Wieloch
[email protected]
2
Nordmeyer
Postfach 16 04
D-31206 Peine Germany
•
uzyskiwanie prób wody i możliwość ciągłego pomiaru zwierciadła wód gruntowych
•
wykonywanie krótkich pompowań oraz innych badań i testów hydrogeologicznych w
trakcie głębienia otworu
pod względem wiertniczym:
•
otwór wiertniczy jest zawsze chroniony kolumną rur roboczych
•
istnieje możliwość przerwania prac prawie w dowolnym momencie
•
kolumna rur roboczych zapewnia komfort zabudowy otworu
•
głębienie otworu odbywa się bez stosowania płuczki wiertniczej.
Wiercenie „na sucho” jako technologia głębienia otworów składa się z szeregu różnych
technik wiercenia.
Praktycznie brak jest jednoznacznej definicji i dlatego wymienię cechy wyróżniające
technologie „na sucho” od innych w aspekcie rozluźniania górotworu i transportu urobku.
•
Urobek wiertniczy transportowany przy pomocy różnych narzędzi i osprzętu
•
Urobek transportowany jest w sposób nieciągły jako czynność powtarzalna (w innych
technologiach – sukcesywnie)
Technologia wiercenia „na sucho” jest więc technologią z nieciągłą techniką transportu
urobku przy pomocy różnych narzędzi wiertniczych przy sukcesywnym rurowaniu.
Aktualne techniki wiercenia na sucho ze stosowaniem obrotowych urządzeń do obracania,
wciskania i wyciągania rur wielkośrednicowych umożliwiają bezproblemowe osiąganie
znacznych głębokości i zabudowę kolumn rurowych.
w trakcie wiercenia
Nordmeyer GmbH & Co. KG
Werner-Nordmeyer-Str. 3
31226 Peine
www.nordmeyer.de
Telefon
Telefax
(0 51 71)
(0 51 71)
542 – 0
542 – 1 10
Dipl.-Ing Zbigniew Karol Wieloch
[email protected]
3
Nordmeyer
Postfach 16 04
D-31206 Peine Germany
Wiercenie otworów wielkośrednicowych umożliwia technika z podnośnikiem powietrznym z
lewym obiegiem płuczki znana przede wszystki pod nazwą airliftu.
W tych trudnych warunkach technika ta oprócz zapewnienia największej możliwie ilości
wody technologicznej wymaga jednocześnie odpowiedniego zabezpieczenia dużego interwału
ociosu otworu poprzez zabudowę ochronnych kolumn rurowych.
Tylko urządzenia uniwerslne pozwalające na stosowanie prawego i lewego obiegu płuczki z
podnośnikiem powietrznym mogą znależć zastosowanie przy wierceniu głębokich studni
wielkośrednicowych.
Podstawowe cechy i parametry charakteryzyjące takie urządzenie wiertnicze to:
•
konstrukcja masztu i konsoli głowicy wiertniczej musi umożliwiać wiercenie
świdrami odpowiednio dużej średnicy i zabudowę kolumny rur i innych elementów
zabudowy o wymaganej średnicy
•
mechanizm posuwu wiertniczego (pull down) pozwalający na realizacje dodatkowego,
regulowanego nacisku na świder
•
konstrukcja głowicy płuczkowej musi gwarantować możliwość stosowania techniki
wiercenia z prawym i lewym obiegiem płuczki z podnośnikiem powietrznym
żerdziami dwuściankowymi z łącznikami gwintowymi.
•
wymagany udżwig na haku,
•
głowica wiertnicza z dużym momentem obrotowym przekazywanym na świder,
•
wyposażenie w odpowiednie wyciągi linowe pozwalające na prowadzenie wszystkich
prac dżwigowych
•
automatyczne urzązenia podawania i składowania żerdzi wiertniczych
•
wyposażenie w pompy płuczkowe o odpowiednich wydatkach i ciśnieniach roboczych
•
wyposażenie w kompresory o odpowiednich wydatkach i ciśnieniach roboczych
Wymagania stawiane urządzeniom z udźwigiem na haku 500 kN do 800 kN przez rynek
międzynarodowy w tym przez branżę węgla brunatnego, były motorem ich ulepszeń oraz
zmian technicznych i wzbogacenia różnorodności ich osprzętowienia.
Wprowadzone zmiany to przede wszystkim nowa konstrukcja masztu rurowego pozwalająca
na przejęcie całego wymaganego udźwigu i nacisku przez mechanizm posuwu co zapewni
sprawniejszą zabudowę i demontaż przewodu wiertniczego.
Nordmeyer GmbH & Co. KG
Werner-Nordmeyer-Str. 3
31226 Peine
www.nordmeyer.de
Telefon
Telefax
(0 51 71)
(0 51 71)
542 – 0
542 – 1 10
Dipl.-Ing Zbigniew Karol Wieloch
[email protected]
4
Nordmeyer
Postfach 16 04
D-31206 Peine Germany
Również przedłużki masztu, większe silniki zasilające a także ich montaż na specjalnych
naczepach wzbogacają wprowadzone zmiany.
Standartowo urządzenia te montowane być mogą na podwoziach trój- lub czteroosiowych
(Mercedes, MAN, naczepy i inne) z całkowitym dopuszczalnym obciążeniem do 41 t.
Silniki najnowszej generacji o mocy nawet do 350 kW, napędzają poprzez napęd boczny
(PTO) agregat i inne komponety hydrauliki siłowej wiertnicy.
Wiertnice DSB 5 50/80 t mogą być wyposażone w następujące maszty wiertnicze :
1. wysokość ok. 11,5 m:
posuw 7,2 m
2. wysokość ok. 13,5 m i większa w zależnośco od przedłużki,
(maszt dzielony):
posuw 7,2 m
Użytkownicy będą mieli do dyspozycji maszty pozwalające na stosowanie 6,0 m żerdzi przy
gwarantowanej możliwości zabudowy innych elementów do otworu o długościach znacznie
większych w zależności od stosowania przedłużek masztów ( do13,5 m..).
Typoszereg wiertnic DSB 5 posiada dopuszczalny udźwig na haku 500 kN do 800 kN.
Korzystanie z takiego udźwigu możliwe jest dzięki zastosowaniu nowej konstrukcji posuwu
wiertniczego o sile ciągu 550-800 kN a także zainstalowaniu wyciągu linowego o sile ciagu
100 kN ze zbloczem z 6-cio-krotnym olinowaniem.
Siła nacisku posuwu urządzeń DSB 5 zostanie podwyższona do 150 kN.
Głowice wiertnicze wiertnic DSB 5 mają standartowo przelot 172 mm i 4-o biegową
przekładnie z obsługą hydrauliczną. Dopuszczalne obciążenie głowicy wynosi 550 kN.
W zależności od przełożenia przekładni istnieje do dyspozycji moment obrotowy:
•
•
3100 daNm - 1-y bieg przy 48 obr/min
385 daNm - 4-y bieg przy 370 obr/min.
Dzięki temu urządzenie zapewnia optymalne parametry do wierceń wielkośrednicowych a
także do wierceń rdzeniowych pozwalających na uzyskiwanie opróbowania w postaci rdzeni
większych średnic (85 mm i więcej).
Każda głowica wiertnicza może być wyposażona w głowicę zaciskową ułatwiającą zabuowę i
wyciąganie gładkich żerdzi i rur wiertniczych o średnicach do 250 mm.
Stosowanie specjalnych wkładów do głowicy płuczkowej umożliwia uzyskiwanie wysokich
ciśnień w obiegu płuczki. Stosowanie pomp płuczkowych duplex i triplex (osiągane ciśnienia
80 bar i więcej) umożliwia wykonywanie wierceń kierunkowych turbinami wiertniczymi.
Urządzenia tego rodzaju powinny być wyposażone w węże i przewody hydrauliczne
przystosowane do wysokich ciśnień (do ok. 100 bar).
Nordmeyer GmbH & Co. KG
Werner-Nordmeyer-Str. 3
31226 Peine
www.nordmeyer.de
Telefon
Telefax
(0 51 71)
(0 51 71)
542 – 0
542 – 1 10
Dipl.-Ing Zbigniew Karol Wieloch
[email protected]
5
Nordmeyer
Postfach 16 04
D-31206 Peine Germany
W celu redukcji strat ciśnienia w obiegu płuczki zwiększono średnice rur i wężów
płuczkowych w urządzeniach DSB 5 do 4” (100 mm)
Wiertnice wyposażone są w gowice zaciskowe i mechanizm do rozcinania połączeń
gwintowych elementów kolumny wiertniczej (świdrów, obciążników i innych komp.)
Inne agregaty potrzebne do realizacji poszczególnych technik wiertniczych mogą być
zamontowane na urządzeniu lub jako agregaty dodatkowe zewnętrzne napędzane poprzez
przewidziane do tego przyłącza hydrauliczne lub napędy własne.
Chodzi tu o następujące komponenty:
•
wyciągi linowe z różnym przeznaczeniem
•
pompy wirowe, tłokowe (duplex lub triplex), ślimakowe mimośrodowe, ssące
•
kompresory
•
generatory prądu i agregaty spawalnicze
•
szarpaki
Urządzenia Nordmeyer DSB 5 umożliwiają użytkownikom wykonywanie otworów o
średnicach od 4”(104mm) do 47”(1.200 mm) technikami wiertniczymi jak niżej:
•
obrotowo z obiegiem płuczki
•
obrotowo z podnośnikiem powietrznym
•
wiercenie udarowe młotkiem na linie
•
wiercenie rdzeniowe
•
wiercenie młotkiem wgłębnym
•
wiercenie udarowe na linie
Nordmeyer GmbH & Co. KG
Werner-Nordmeyer-Str. 3
31226 Peine
www.nordmeyer.de
Telefon
Telefax
(0 51 71)
(0 51 71)
6
542 – 0
542 – 1 10
Dipl.-Ing Zbigniew Karol Wieloch
[email protected]
Nordmeyer
Postfach 16 04
D-31206 Peine Germany
Wiertnica DSB 5/50 do wierceń obrotowych z prawym obiegiem płuczki, do wierceń
rdzeniowych, z podnośnikiem powietrznym i do wierceń młotkiem wgłębnym
7
Wiertnica DSB 5/50
Rama wiertnicy:
Wiertnica DSB 5/80-100
mocowana na podwoziu samochodu np.
Mercedes Benz Actros 4146AK z obniżoną kabiną lub na innych na
specjalnych naczepach.
Hydrauliczny napęd wiertnicy: wałem kardana od napędu bocznego do skrzyni rozdzielczej
agregatu hydraulicznego: zbiornik oleju 400 l, chłodnica z
termostatem i wentylatorem, zestaw filtrów ze wskaznikami
zabrudzenia i wskaźnikiem stanu, z 2-a zewnętrznymi przyłączami
szybkozłącznymi do napędu innych urządzeń..
Oświetlenie :
na maszcie i przy stanowisku obsługi;
Stanowiko obsługi:
z tyłu z lewej stronie pojazdu z wolnym polem widzenia w stronę
otworu z wszystkimi koniecznymi wskaźnikami , manometrami,
innymi przyrządami kontrolnymi oraz dżwigniami do uruchamiania i
sterowania funkcjami wiertnicy z tabliczkami opisującymi
przeznaczenie wszystkich elementów stanowiska.
awaryjny system wyłączania Not-Aus
Nordmeyer GmbH & Co. KG
Werner-Nordmeyer-Str. 3
31226 Peine
www.nordmeyer.de
Telefon
Telefax
(0 51 71)
(0 51 71)
542 – 0
542 – 1 10
Dipl.-Ing Zbigniew Karol Wieloch
[email protected]
Nordmeyer
Postfach 16 04
D-31206 Peine Germany
Podpory wiertnicy:
4 siłowniki hydr. do ustawienia i podparcia urządzenia
z maks, posuwem 600 mm; włącznie z płytami stóp
Maszt wiertnicy:
jako konstrukcja z rury grubościennej 20” :
Maszt w trakcie spawania
8
2 siłowniki do podnoszenia masztu
obciążenie maks.na haku: 550 kN
obciążenie reg.:
500 kN
wysokość nad terenem:
13,5 m
droga jazdy zblocza:
10,5 m
posuw głowicy:
7,2 m (do ścisków)
korona masztu z rolkami do prowadzenia lin wyciągów: głównego,
i do rdzeniowania
Urządzenie posuwu:
w postaci siłownika (z rolką) zabudowanego w maszcie do posuwu
głowicy (z ogranicznikiem posuwu), :
maks. siła nacisku:
110 kN
maks. siła ciągu:
550 kN
maks. prędkość posuwu: 0 - 0,3 m/s (w zależności od ciężaru)
posuw:
7,2 m
włącznie z kompensacją obciążenia i hydr. wyrównywaniem
długości w trakcie skręcania i rozcinania połączeń żerdzi.
Nordmeyer GmbH & Co. KG
Werner-Nordmeyer-Str. 3
31226 Peine
www.nordmeyer.de
Telefon
Telefax
(0 51 71)
(0 51 71)
542 – 0
542 – 1 10
Dipl.-Ing Zbigniew Karol Wieloch
[email protected]
Nordmeyer
Postfach 16 04
D-31206 Peine Germany
Głowica wiertnicza KSP 12: z 4-a biegami(przeł. hydrauliczne)
wolny przelot:
172 mm
dop.obciążenie:
550 kN
moment obrotowy obr/min
1. bieg
3100 daNm
0 – 48
2. bieg
2200 daNm
0 – 68
3. bieg
1290 daNm
0 – 115
4. bieg
385 daNm
0 – 370
wraz z konsolą jezdną; KDK jest odchylna w pionie, a także na bok.
przystosowana do ciśnień do 40 bar (specjalne wyposażenie: wkład
wyskociśnieniowy z wolnym przelotem 75 mm, do 100 bar)
wyposażenie: podłącza 4“ do węża płuczkowego; 2“ zasilanie w
powietrze (do airliftu)
urzadzenie hydr. do rozcinania gwintow: silownikiem hydraulicznym wytwarzany
jest dodatkowo moment obrotowy ca 6000 daNm (mkg) na wał
głowicy;w ten sposob mozna bezproblemowo rozkręcić połączenia
żerdzi wiertniczych i innych komponentów;
uruchamianie tego urzadzenia z pulpitu obslugi przy pomocy
dzwigni zaworu; Paten Nordmeyer
hydrauliczna głowica zaciskowa 253 do Ø 253 mm
4-y kpl.zmian wkładów szczęk, łącznik do żerdzi i kolnierz centr.
Nordmeyer GmbH & Co. KG
Werner-Nordmeyer-Str. 3
31226 Peine
www.nordmeyer.de
Telefon
Telefax
(0 51 71)
(0 51 71)
542 – 0
542 – 1 10
Dipl.-Ing Zbigniew Karol Wieloch
[email protected]
9
Nordmeyer
Postfach 16 04
D-31206 Peine Germany
Automatyczne urządzenie do podawania i składowania żerdzi jak na rozwiązaniu poniżej:
ściski hydrauliczne:
maks. obciążenie:
550 kN
maks. Ø zaciskania:
450 mm (17-1/2“)
maks. wolny przelot:
600 mm (bez wkładów)
maks.Ø przelot:
1200 mm (ściski otwarte)
zabezpieczenie przed niezamierzonym otwarciem; siła zaciskania
regulowana ze stanowiska obsługiwana ze wskaźnikiem ciśnienia
Wyciągi:
Wyciag do rdzeniowania z napędem hydr. BW 1900 K
maks. siła ciagu liny 1-ej warstwy ca. 18,6 kN
Ø liny:
8 mm
długość liny:
ca. 2.000 m
prędkość liny:
ca. 0-1,5 m/s
Wyciag podstawowy z napęd hydr.BW 10000 K z maks.. obciążeniem na haku 550 kN dzięki
6-krotnemu olinowaniu zblocza
maks. siła ciagu liny 1-ej warstwy: 190 kN
maks. ilość liny:
80 m
Ø liny:
20 mm
maks. prędkość liny:
0,7m/S
rolka prowadzenia liny i wyłącznik krańcowy.
Nordmeyer GmbH & Co. KG
Werner-Nordmeyer-Str. 3
31226 Peine
www.nordmeyer.de
Telefon
Telefax
(0 51 71)
(0 51 71)
542 – 0
542 – 1 10
Dipl.-Ing Zbigniew Karol Wieloch
[email protected]
10
Nordmeyer
Postfach 16 04
D-31206 Peine Germany
Pompy:
Pompa tłokowa Triplex : typ Gardner-Denver lub Weatherford T270
maks. wydatek*:
ca. 1500 l/min
maks. ciśnienie*:
ca. 75 bar
z 5“ wężami ssącymi, z zasilającą dodatkową pompą z koszem
ssawnym z zaworem zwrotnym stopowym.
razem ze zbiornikiem, przewodami i pompą do chłodzenia i
smarowania tłoków
wirnikowa:
MCM 4“x3“x13“, z napędem hydraulicznym
maks. wydatek*:
ca. 2750 l/min
maks. cisnienie robocze*: ca. 10,5 bar
z 5“ wężem ssącym z koszem ssawnym z zaworem stopowym.
dozowanie wody:
przy pomocy pompy tłokowej CAT 2520
wydatek 0 - 90 l/min, ciśnienie max. 50 bar
z zaworem bezpieczeństwa, zaworem zwrotnym,koszem ssawnym,
tłumikiem drgan, zaworem sterującym, regulatorem przepływu,
ciśnienie robocze nastawione na 40 bar
Węże i przewody płuczkowe i rury tłoczne wzdłuż masztu, wraz z wężamimi (standart):
DN 100 (4“) ciśnienie 40 bar;Triplex-maks. ciśnienie 80 bar.
Podłącze powietrza (do wierceń młotkiem wgłębnym)
dodatkowe podłącze do płuczki (do zasilania zewnętrznego)
włącznie z wieloma zaworami do łączenia i rozdzielania obiegów.
Rejestrator parametów wiertniczych:: rejestruje cyfrowo(dzięki zainstalowanym czujnikom)
następujące parametry (częstotliwość pomiarów regulowana):
sukcesywnie głębokość
udźwig na haku i nacisk wiertniczy (Weight on Bit)
postęp wiercenia
moment obrotowy i obroty KDK
ciśnienie robocze i wydatek pompy
możliwy pomiar parametrów kompresora (wiercenia młotkiem
wgłębnym lub airliftem)
motogodziny, data itd.
Nordmeyer GmbH & Co. KG
Werner-Nordmeyer-Str. 3
31226 Peine
www.nordmeyer.de
Telefon
Telefax
(0 51 71)
(0 51 71)
542 – 0
542 – 1 10
Dipl.-Ing Zbigniew Karol Wieloch
[email protected]
11