Projeto e análise numérica de uma broca de circulação reversa de ar de grande diâmetro para perfuração com martelo pneumático de circulação reversa no fundo do furo
 

 

A perfuração com martelo pneumático com circulação reversa no fundo do poço (RC-DTH) é um método rápido e econômico para perfuração em rocha dura. Como a broca pneumática RC é o coração do sistema de perfuração com martelo pneumático RC-DTH para formar a circulação reversa, uma broca RC de grande diâmetro foi projetada de forma inovadora e numericamente otimizada em relação à capacidade de sucção. Os resultados mostram que aumentar o ângulo de elevação do bocal de sucção e o ângulo de deflexão pode melhorar a capacidade de sucção da broca. O desempenho da broca atinge seu estado ideal quando a vazão de ar era de cerca de 1,205 kg/s, depois disso exibe uma tendência de variação reversa com o aumento da vazão mássica de ar. O diâmetro ideal dos bocais de sucção é de 20 mm para a broca estudada neste trabalho. A broca RC com diâmetro externo de 665 mm e o martelo pneumático RC-DTH com diâmetro externo de 400 mm foram fabricados e um teste de campo foi realizado. Os resultados dos testes de campo mostram que a taxa de penetração usando o método de perfuração com martelo pneumático RC-DTH é mais que o dobro do método convencional de perfuração rotativa. Esta abordagem de perfuração representa um grande potencial para a perfuração de rocha dura de grande diâmetro aplicada nas porções superiores de um poço acima do potencial de produção de formação de reservatório para perfuração terrestre de petróleo e gás, perfuração geotérmica e operações relevantes de perfuração de campo.

 

 

1 INTRODUÇÃO

A perfuração com martelo pneumático Down-the-hole (DTH) é considerada um dos métodos de perfuração mais eficientes para perfuração de rocha dura.1-3 Na perfuração com martelo pneumático DTH, furos mais retos e baixos custos por metro são alcançados pela ação frequente de percussão e cargas de alto impacto nas inserções da broca.4, 5 O tempo de contato das inserções da broca com as formações rochosas é normalmente cerca de 2% do tempo operacional total, resultando em um maior peso instantâneo na broca (WOB), embora o O WOB médio é mantido em um nível mais baixo.6-8 Também mostrou potencial para fins sísmicos durante a perfuração (SWD) e caracterização das condições de perfuração.9, 10 Além disso, em comparação com os métodos convencionais de perfuração de lama, usando ar já que o fluido de circulação resulta em maior taxa de penetração (ROP) devido às baixas pressões de fundo do anel.11 Além disso, a perfuração de formações produtoras potenciais usando pressões de fundo do anel que estão abaixo da pressão dos poros da formação pode eliminar danos à formação que podem afetar o seguimento. -na produção.11 Devido às vantagens acima mencionadas, a perfuração com martelo pneumático DTH tem sido amplamente utilizada na mineração e também se expandiu para operações de perfuração de petróleo e gás, uma vez que cada vez mais reservatórios de petróleo e gás estão sob formações rochosas duras.

 

O martelo pneumático de circulação reversa no furo (RC-DTH) é uma ferramenta inovadora de perfuração de martelo DTH acionada por ar.12 Diferente do sistema convencional de martelo pneumático DTH, a broca com estrutura especialmente projetada é a parte principal do RC- O sistema de martelo pneumático DTH e os tubos de perfuração de parede dupla constroem as passagens de transporte para o ar comprimido e os cascalhos de perfuração.13 Durante a perfuração, o ar comprimido é injetado no anel dos tubos de parede dupla e aciona o martelo pneumático RC-DTH implementar golpes de alta frequência atuando em uma broca de circulação reversa (RC) onde a circulação reversa é formada.14 Uma característica marcante deste método de perfuração é a combinação da perfuração por percussão com a técnica de perfuração pneumática RC.

 

Convencionalmente, em uma perfuração com circulação direta de ar, o ar comprimido é introduzido no fundo do poço através da passagem central dos tubos de perfuração e, em seguida, o ar de exaustão traz os cascalhos de perfuração para fora do poço através do espaço anular formado pelos tubos de perfuração e pela parede do furo.15 Considerando que, em uma perfuração RC a ar, o ar comprimido entra no espaço anular dos tubos de perfuração de parede dupla através do giro de parede dupla; o ar de exaustão que transporta os cascalhos de perfuração retorna à superfície através da passagem central dos tubos de perfuração internos, em vez do espaço anular formado pelo tubo de perfuração externo e pela parede do poço. Como mostrado na Figura 1, a área da seção transversal da passagem central (círculo amarelo b) do sistema de perfuração pneumática RC é muito menor do que a área da seção transversal do anel (anel verde a). De acordo com o requisito de volume mínimo para perfuração com ar, está convencido que a velocidade mínima de deslocamento do ar (condição padrão) é de cerca de 15,2 m/s para satisfazer o transporte de cascalhos de perfuração. O estudo conduzido por Sharma e Chowdhry16 também indicou que apenas mantendo o ar com uma velocidade de deslocamento razoável pode transportar os cascalhos de perfuração de forma eficiente. A perfuração RC a ar é obviamente muito mais fácil de atingir a velocidade limite de deslocamento, pois o ar que transporta cascalhos de perfuração flui na passagem central, em vez do espaço anular entre a estaca de perfuração e a parede do poço.17-20 Portanto, o baixo consumo de ar e a consequente capacidade em a perfuração de furos de grande diâmetro é uma vantagem distinta para a perfuração pneumática RC, o que reduz significativamente o custo de alargamento e o tempo de operação. Além disso, como o ar e os cascalhos de perfuração exauridos do tubo de descarga podem ser guiados diretamente para a unidade coletora de cascalho e pó colocada longe do local de perfuração, o ambiente operacional é melhorado e a atmosfera fica livre de óleo, dificultando assim os trabalhadores da perfuração e equipamentos contra a ameaça de poeira de perfuração.14, 21

 

 

 

 

 

Figura 1

Esquema do método de perfuração por circulação reversa de ar

 

 

No sistema de perfuração com martelo pneumático RC-DTH, a broca RC é a peça chave para formar a circulação reversa do ar. A maioria dos esforços anteriores na perfuração com martelo pneumático RC-DTH concentrou-se no desempenho de brocas de circulação reversa com o objetivo de obter um design melhor para aumentar a capacidade de circulação reversa. Os esforços representados incluem uma broca RC com bocais de sucção colocados nas costelas; desempenho de controle de poeira de uma broca RC investigado por Luo et al; análise de desempenho de uma broca RC com gerador de turbulência; e a broca RC com bicos multi-supersônicos.14, 20, 22, 23 Os diâmetros dessas brocas RC estudadas nestes trabalhos anteriores variaram de 80 a 200 mm. A avaliação do potencial de aplicação e a análise de desempenho das brocas RC com grande diâmetro (mais de 300 mm) permanecem basicamente inexploradas. A fim de melhorar a capacidade de RC da broca de grande diâmetro, os efeitos dos parâmetros do bocal de sucção no desempenho da broca foram estudados computacionalmente e um teste de campo foi realizado para validar sua viabilidade.

 

2 DESCRIÇÃO DA BROCA RC

A Figura 2 mostra a estrutura esquemática da broca RC. O ar comprimido flui para a passagem central da ferramenta de perfuração através dos bocais de sucção e de lavagem. O ar entra nos bocais de sucção, onde forma jatos com alta velocidade de vazão; algum ar adjacente será arrastado para os jatos devido ao efeito da bomba de jato, resultando em uma zona de pressão negativa nas proximidades dos jatos. Esta diferença de pressão entre o fundo do poço e a zona de pressão negativa dentro da passagem central pode produzir uma força de elevação agindo sobre o ar e os cascalhos de perfuração abaixo. Enquanto isso, o ar misturado com os cascalhos da perfuração é sugado continuamente para a passagem central da ferramenta de perfuração com a ajuda dos fluxos de jato que saem dos bocais de lavagem, que varrem os cascalhos da perfuração para a passagem central. Esta capacidade de sucção é de importância crítica para avaliar o desempenho de uma broca RC e pode ser representada pela razão entre a vazão mássica de ar arrastado para o espaço anular entre os tubos de perfuração e a parede do poço e a vazão mássica total de entrada. .

 

 

 

 

 

Figura 2

Estrutura esquemática da broca de circulação reversa de ar de grande diâmetro

 

 

3 ABORDAGEM DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

3.1 Domínio computacional e grade

Foram estudadas brocas de circulação reversa com diâmetro externo de 665 mm. Este tamanho da broca corresponde ao martelo pneumático RC-DTH com diâmetro externo de 400 mm. Os domínios computacionais foram estabelecidos pelo software Altair HyperWorks. Um domínio computacional de malha típico é mostrado na Figura 3. Os domínios computacionais consistem principalmente em cinco partes, incluindo os bocais de sucção, os bocais de lavagem, espaço anular entre as paredes interna e externa da broca, espaço anular formado pela broca e poço parede e passagem central da ferramenta de perfuração. Todos os domínios computacionais foram mesclados com grades tetraédricas não estruturadas devido à geometria complexa dos domínios. Três densidades de células de grade foram empregadas para analisar a sensibilidade da grade dos modelos de broca. Os resultados da Tabela 1 mostram que a diferença máxima é <5%. As grades médias foram usadas em nossos cálculos para equilibrar o custo de tempo e a precisão do modelo.

 

 

 

 

 

 

Figura 3

Um modelo de grade típico do campo de fluxo interno da broca de circulação reversa e os tipos de condições de contorno

 

 

Grade	Número de células	Taxa de fluxo de massa arrastada (kg/s)
Grade fina	4 870 311	0,41897
Grade média	3 010 521	0,42015
Grade grossa	1 546 375	0,43732
% Diferença		4.4

Tabela 1. Análise de sensibilidade da grade para domínios computacionais

 

 

3.2 Equações governantes e condições de contorno

Considera-se que os fluxos de ar internos seguem os princípios de conservação de massa, momento e energia. A equação geral governante é [24]:

 

 

 

onde ϕ denota a variável dependente, u denota o vetor velocidade, Γ denota o coeficiente de difusão e S é o termo de origem geral.

 

Conforme mostrado na Figura 3, a entrada de ar é definida como condição limite Mass_flow_inlet. A vazão volumétrica da ferramenta de martelo pneumático RC-DTH (400 mm de diâmetro) varia de 30 a 92 m3/min (condição padrão), correspondendo à vazão mássica de 0,6025 a 1,848 kg/s. A saída da passagem central e a saída do espaço anular entre a parede do poço e a ferramenta de perfuração são abertas para a atmosfera. Portanto, essas duas saídas são definidas como condições de contorno Pressure_outlet e a pressão manométrica é definida como zero. Outros limites do domínio computacional foram definidos como condições de contorno de parede estacionária sem deslizamento.

 

As equações de conservação de continuidade e momento e a equação de conservação de energia foram resolvidas usando o Ansys Fluent. Equações de Navier-Stokes para fluxos compressíveis juntamente com modelos de turbulência apropriados foram adotadas para previsão de fluxo de ar interno. A simulação de fluxo foi realizada usando um solucionador baseado em densidade 3D. Nesta abordagem, as equações governantes de Navier-Stokes são resolvidas sequencialmente usando métodos iterativos até que os valores definidos atendam à convergência. Para lidar com o acoplamento de velocidade e pressão, foi adotado o esquema de algoritmo de equações ligadas à pressão semi-implícitas (SIMPLE), que vincula as equações de continuidade e momento a uma equação para pressão, devido à considerável precisão e facilidade de atendimento da convergência. Além disso, foi utilizado o modelo turbulento k-ε padrão baseado em equações de transporte de modelos. Os termos convectivos, em termos de energia cinética turbulenta e taxa de dissipação turbulenta, foram calculados pela discretização upwind de segunda ordem, enquanto os termos de difusão foram resolvidos por diferença central.

 

4 RESULTADOS DA SIMULAÇÃO E DISCUSSÃO

A Figura 4 mostra a variação da pressão estática na linha central da passagem central. A pressão estática perto das saídas do bocal de sucção na direção do jato é significativamente menor do que a do fundo do poço. A diferença de pressão atinge 20 kpa, representando uma força de elevação distinta que bombeia os cascalhos da perfuração para fora do fundo do poço de forma eficiente. Para formar uma circulação reversa eficaz, a estrutura dos bicos de sucção deve ser especialmente projetada. Portanto, quatorze domínios computacionais com diferentes parâmetros de bocais de sucção foram estabelecidos e investigados. A influência da vazão mássica do ar de entrada, do diâmetro, do ângulo de elevação e do ângulo de deflexão dos bocais de sucção na capacidade de circulação reversa da broca RC foi estudada. A Figura 5 mostra um contorno de velocidade típico da broca RC. Conforme observado, com o ar comprimido fluindo para a passagem central, vários vórtices ocorrem perto da saída dos bocais de sucção e do fundo do poço. Os vórtices formados nas proximidades da saída dos bocais de sucção expandem a área da zona de baixa pressão, porém, esses vórtices também resultam em desperdício de energia cinética dos jatos que saem dos bocais de sucção, enfraquecendo assim o efeito de arrastamento dos jatos , e inevitavelmente dificultando a passagem dos cascalhos de perfuração pela passagem central. Enquanto os vórtices impulsionados pelos jatos fluem para fora dos bocais de lavagem no fundo do poço, podem agitar os cascalhos da perfuração e ajudar a levantá-los para a passagem central.

 

 

 

 

 

 

 

Figura 4

Distribuição típica de pressão estática na linha central da passagem central da broca

 

 

 

 

 

 

 

Figura 5

Contorno de velocidade típico do campo de fluxo dentro da broca

 

 

4.1 Influência da vazão mássica do ar de entrada na capacidade de sucção

A taxa de fluxo de massa de ar de entrada é o único parâmetro que pode ser ajustado quando a ferramenta de perfuração é fabricada. Além disso, devido ao fato de um martelo pneumático DTH ser montado na parte superior da broca RC, a taxa de fluxo de massa de ar que passa através da broca muda com o tempo. Geralmente, a taxa de fluxo de massa de ar é modificada devido ao movimento do pistão do martelo pneumático DTH. A investigação sobre o efeito da vazão mássica do ar de entrada na capacidade de sucção da broca pode fornecer alguma orientação para o processo de perfuração. A Figura 6 mostra o efeito da vazão mássica do ar de entrada na capacidade de circulação reversa. Neste grupo de simulações, foram fornecidos alguns parâmetros estruturais dos bocais de sucção, incluindo ângulo de elevação de 60°, diâmetro dos bocais de sucção de 18 mm e ângulo de deflexão de 15°. Além disso, os bocais de sucção são distribuídos simetricamente e circunferencialmente sobre a parede da passagem central, e o número de bocais de sucção é seis. A vazão mássica de ar sugado do espaço anular entre os tubos de perfuração e a parede do poço aumenta com o aumento da vazão mássica de ar de entrada e atinge seu máximo quando a vazão mássica de ar de entrada é de 1,205 kg/s, então o ar sugado a massa do anel formado pelos tubos de perfuração e pela parede do poço diminui rapidamente com o aumento na taxa de fluxo de massa de ar de entrada. Quando a vazão mássica do ar de entrada é <1,205 kg/s, aumentar a vazão mássica do ar de entrada pode melhorar a velocidade de injeção do fluxo de ar dos bocais de sucção, o que pode melhorar a vazão mássica do ar sugado. Embora a área da seção transversal da passagem central da broca seja limitada, muito ar de entrada causaria o aumento da resistência dos fluxos de ar, enfraquecendo assim a capacidade de sucção da broca. Conforme observado, a capacidade de sucção (relação entre a vazão mássica do ar aspirado e a vazão mássica do ar de entrada) diminuiu com o aumento da vazão mássica do ar de entrada. Isso pode ser atribuído à compressibilidade do ar, pois mais energia foi consumida para a compressão do ar.

 

 

 

 

 

Figura 6

Influência da vazão mássica do ar de entrada na capacidade de circulação reversa da broca

 

 

4.2 Influência do diâmetro do bocal de sucção na capacidade de sucção

O ar de entrada tem duas passagens para descarregar do espaço anular dos tubos de perfuração de parede dupla, dos bocais de sucção e dos bocais de lavagem. Quando a vazão mássica de ar de entrada é dada, a relação entre a vazão mássica de ar nos bocais de sucção e nos bocais de lavagem aumenta com o aumento nos diâmetros dos bocais de sucção. A capacidade de sucção da broca RC aumentará quando a velocidade do jato for mantida em um determinado nível. A Figura 7 mostra o efeito do diâmetro do bocal de sucção na capacidade de circulação reversa. Neste grupo de simulações, foram fornecidos alguns parâmetros estruturais dos bocais de sucção, incluindo ângulo de elevação de 60°, ângulo de deflexão de 15° e vazão mássica de ar de entrada de 70 m3/min. Quando o diâmetro dos bocais de sucção é <20 mm, aumentar o diâmetro do bocal de sucção beneficia o aumento da capacidade de sucção da broca. Quando o diâmetro é maior que 20 mm, a capacidade de sucção da broca é significativamente enfraquecida. O impulso dos jatos de ar emitidos pelos bocais de sucção exibe efeito dominante na capacidade de circulação reversa da broca. Quando o diâmetro dos bocais de sucção é maior que 20 mm, a amplitude decrescente da velocidade do jato prevalece sobre a amplitude crescente da vazão mássica nos bocais de sucção, enfraquecendo assim a capacidade de sucção da broca.

 

 

 

 

 

 

 

Figura 7

Influência do diâmetro do bocal de sucção na capacidade de circulação reversa da broca

 

 

4.3 Influência do ângulo de elevação do bocal de sucção na capacidade de sucção

O ângulo de elevação do bocal de sucção é definido como o ângulo entre a seção transversal da passagem central e a linha central do bocal de sucção. A Figura 8 indica que aumentar o ângulo de elevação pode melhorar a capacidade de circulação reversa da broca. Os fluxos de jato dos bocais de sucção interfeririam entre si para todos os bocais de sucção inclinados na parede da broca. Estas colisões entre os jatos resultariam no consumo de energia e diminuiriam o momento axial dos fluxos de jato, prejudicando assim a capacidade de circulação reversa da broca. A interferência entre os fluxos dos jatos é mais intensa quando o ângulo de elevação dos bocais de sucção é menor.

 

 

 

Figura 8

Influência do ângulo de elevação do bocal de sucção na capacidade de circulação reversa da broca

 

4.4 Efeito do ângulo de deflexão do bocal de sucção na capacidade de circulação reversa

O ângulo de deflexão dos bocais de sucção representa o ângulo entre a projeção da linha central de um bocal de sucção na seção transversal da passagem central e a direção normal da parede da passagem central na saída do bocal de sucção. A Figura 9 mostra a influência do ângulo de deflexão do bocal de sucção na capacidade de sucção. Com o aumento do ângulo de deflexão dos bocais de sucção, a capacidade de sucção da broca aumenta significativamente. Os fluxos de ar dos bocais de sucção com ângulo de deflexão podem formar fluxos rodopiantes na passagem central, o que melhora a capacidade de sucção da broca. Além disso, os jatos desviados podem suprimir a interferência entre eles. No entanto, o valor máximo do ângulo de deflexão é limitado pelo diâmetro da broca e não pode ser aumentado infinitamente.

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 9

Influência do ângulo de deflexão do bocal de sucção na capacidade de circulação reversa da broca

 

 

 

5 TESTE DE CAMPO
 

Para verificar a taxa de penetração usando o martelo pneumático RC-DTH na formação de rocha dura, a broca com diâmetro externo de 665 mm e o martelo pneumático RC-DTH com diâmetro externo de 400 mm (RC-DTH 400) foram fabricado. Os resultados da simulação mostram que os valores ideais dos parâmetros do bocal de sucção para a broca RC com diâmetro externo de 665 mm, incluindo diâmetro do bocal de sucção, ângulo de elevação e ângulo de deflexão, foram 20 mm, 60° e 20°, respectivamente. No entanto, o parâmetro do bocal de sucção muito grande enfraqueceria a resistência da broca. Os seis bocais de sucção com diâmetro de 18 mm, ângulo de elevação de 45° e ângulo de deflexão de 10° foram selecionados para garantir a vida útil da broca. A estrutura de projeto do martelo pneumático RC-DTH e a imagem fotográfica do protótipo fabricado da ferramenta de martelo pneumático RC-DTH são mostradas na Figura 10. Quando o martelo pneumático RC-DTH está funcionando, o movimento do pistão pode ser dividido em duas fases: a fase de backhaul e a fase de curso, e cada fase passa pelos estágios de entrada de ar, expansão de ar, compressão de ar e exaustão de ar. A pressão nominal do ar e a vazão nominal do volume de ar do RC-DTH400 são 1,8 MPa e 92 m3/min, respectivamente; a frequência nominal de impacto e a velocidade de impacto do pistão são 14,35 Hz e 8,01 m/s, respectivamente. Outros componentes acessórios, incluindo tubos de perfuração de parede dupla com diâmetro externo de 140 mm, kelly de parede dupla e suporte giratório de parede dupla também foram fabricados.

 

 

 

 

 

 

 

Figura 10

Estrutura do projeto e imagem fotográfica da ferramenta de martelo pneumático de circulação reversa no fundo do furo

 

O local do teste de campo está localizado em Foshan, Guangdong, China. A formação do local de teste consiste em solo solto com espessura de 3,99 m, siltito argiloso intemperizado com espessura de 17 m, e siltito argiloso vermelho não intemperizado sob o siltito argiloso intemperizado. A camada de solo solto e a camada de siltito argiloso desgastado são facilmente perfuradas usando o método convencional de perfuração rotativa. No entanto, a taxa de penetração de perfuração no siltito argiloso vermelho não intemperizado é relativamente baixa, <2 m/h pode ser alcançado. E a escória que afunda é difícil de limpar.

 

Para realizar o teste de perfuração com martelo pneumático RC-DTH, a camada de solo solto e a camada de siltito argiloso intemperizado são perfuradas pelo método convencional de perfuração rotativa. Em seguida, o sistema de perfuração com martelo pneumático RC-DTH foi empregado para perfurar a formação de siltito argiloso vermelho não intemperizado. O layout do sistema de teste de campo é mostrado na Figura 11. Um compressor de ar fabricado pela Atlas Copco com fluxo máximo de ar de 34 m3/min e pressão de ar nominal de 30 bar, e um compressor de ar fabricado pela Ingersoll Rand com volume máximo de ar. vazão de 25,5 m3/min e pressão nominal de ar de 24 bar, foram empregados para fornecer ar comprimido. Um lubrificador foi empregado para lubrificar o pistão. A plataforma de perfuração rotativa SD20E fabricada pela Guangxi Liugong Group Co., Ltd. foi empregada para fornecer a força rotativa e WOB no processo de perfuração.

 

 

 

 

Figura 11

Layout do sistema de teste de campo

 

 

Foram perfurados dois furos de teste e a profundidade máxima do furo é de 50,8 m. A taxa de penetração máxima de 6,0 m/h foi observada no processo de perfuração, e a taxa de penetração média é de 4,5 m/h na condição de vazão volumétrica de ar e pressão de ar abaixo dos valores nominais. Os testes de campo mostraram que a broca RC pode atingir uma boa condição de circulação reversa, mesmo que os parâmetros do bocal de sucção não sejam os ideais. Não foi encontrada escória de afundamento no processo de lavagem do poço. Como mostrado na Figura 12, havia pouco ar e poeira escapando do espaço anular da ferramenta de perfuração e da parede do poço. Os cascalhos de perfuração que retornam à superfície são, em sua maioria, partículas de tamanho médio a grande. Além disso, nenhuma escória de afundamento é encontrada no processo de lavagem do poço e os cascalhos da perfuração podem retornar continuamente à superfície. Pode-se concluir que o sistema de perfuração com martelo pneumático RC-DTH estava em boas condições de funcionamento e apresenta excelente desempenho na perfuração de poços de grande diâmetro.

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 12

Imagens fotográficas do ensaio de campo. A, circulação reversa formada no processo de perfuração; B, estacas de perfuração; C, processo de lavagem de poço; D, boca do tubo de descarga com fluxos pulverizados

 

 

6 CONCLUSÕES

A fim de melhorar a taxa de penetração e obter operações de perfuração ecológicas, a abordagem de perfuração com martelo pneumático RC-DTH foi proposta para perfurar as formações duras superiores acima da potencial formação de reservatório produtor. A broca RC como peça chave do sistema de perfuração com martelo pneumático RC-DTH para realizar a circulação reversa, foi realizado um estudo paramétrico em uma broca RC com diâmetro de 665 mm. Os resultados mostram que o aumento no ângulo de elevação e no ângulo de deflexão do bocal de sucção pode melhorar a capacidade de circulação reversa da broca. A capacidade de circulação reversa da broca atinge seu máximo quando a vazão mássica do ar de entrada é de 1,205 kg/s, depois disso ela se deteriora com o aumento da vazão mássica do ar de entrada. A broca com diâmetro externo de 665 mm e o martelo pneumático RC-DTH com diâmetro externo de 400 mm foram fabricados e um teste de campo foi realizado. Os resultados do teste de campo mostram que a capacidade de circulação reversa da broca RC de grande diâmetro projetada é boa, e a taxa máxima de penetração no teste de campo foi de 6,0 m/h, o que poderia reduzir drasticamente o tempo e o custo da operação de perfuração.

 

AGRADECIMENTOS
 

Este trabalho foi financiado pelo Programa Estadual de Desenvolvimento de Pesquisa Chave da China (Grant Nos. 2016YFC0801402 e 2016YFC0801404), o Projeto Nacional de Ciência e Tecnologia Principal da China (Grant No. 2016ZX05043005), a Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (Grant No. 51674050 ). Gostaríamos de agradecer aos revisores anônimos por seus conselhos extraordinários.