TÜRKİYE'NİN EN DERİN ELMASLI SONDAJ ÇALIŞMASINDA DELİNEBİLİRLİĞİN İRDELENMESİ

Transkript

1 TÜRKİYE'NİN EN DERİN ELMASLI SONDAJ ÇALIŞMASINDA DELİNEBİLİRLİĞİN İRDELENMESİ EVALUATING THE DRILLABILITY AT TÜRKÎYES DEEPEST DIAMOND DRILLING OPERATION M.Erta AKÜN (*> İlker ERTEM <*»> Aahtar Sözcükleri : Sodaj, Formasyo Ve Operasyo Parametreleri ÖZET TTK adıa MTA tarafıda yürütülmüş ola Kozlu arama sodaj çalışması, metrede tamamlamıştır. Mevcut kuyuda,tüm çaplarda ( PQWL.HQWL, NQWL )ülkemizde e derie iilmistir.bu bildiride,kotrol edilemeye formasyo parametreleri ile kotrol edilebile operasyo parametreleri üzeride durulmuş ; bu parametreleri ilerleme hızları ve matkap ömürleri üzerideki etkileri değerledirilmiştir. Değişik matkap tip ve çapları, kuyu derilikleri ve basıç kayıplarıa başlı ilerleme hızları irdelemiş ve bezer çalışmalar içi öeriler suulmaya çalışılmıştır. ABSTRACT The drillig operatio carried out for TTK by MTA has bee completed at meters. I this hole,deepest drillig i our coutry has bee achieved at all diameters ( PQWL.HQWL.NQWi ) ivolved. I this paper.the ucotrollable formatio parameters ad the cotrollable operatio parameters are studied i detail.givig emphasis to their eect o peetratio rates ad bit lives. Peetratio rates depedig o dieret bit types ad diameters,hole depths ad pressure losses are evaluated.tryig to preset drillig systems for similar drill holes. Made Y.Müh., MTA Sodaj Dairesi, ANKARA Made Müh., MTA Sodaj Dairesi, ANKARA TÜRKİYE XIII. MADENCİLİK KONGRESİ,

2 l.gfrîş 1992 yılıda,ttk adıa Zoguldak Kozlu'da 1800 metrelik bir kuyu kazılması güdeme gelmiştir. Kuyuu kazı İmasıı,MTA Geel Müdürlüğü üstlemiş ve 2000 metre kapasiteli bir makie bu çalışma içi programlamıştır. Kuyu kesiti ile karotsuz ilerleebilecek metraj değerledirilerek,!» ve takım dizayı yapılarak karotsuz olarakcrock-bit"ile) ilerlemeye başlamıştır metreye kadar sürdürüle bu çalışma sorasıda ; sırasıyla PQWL ile metreye,hqwl/ ile metreye,nqwl ile metreye ilerleme yapılmıştır metreye kadarki ilk bölümde,yüksek debi gereksiimi edeiyle dubleks pompa,soraki aşamada ise tripleks pompa kullaılmıştır.debi ve basıç kayıplarıı hassasiyetle takibi yapılmıs;so aşamada basıç kayıplarıı mevcut pompa ile karşılaamaması edeiyle ilerleme mümkü olamamıstir. Kullaıla "rock-bit",empreye ve yüzey taşlı elmas kroları verimliliği detaylı olarak irdelemiştir.bua paralel olarak,kotrol edilemeye formasyo parametreleri ile kotrol edilebile operasyo parametreleri değerledirilerek.bezer çalışmalar içi öeriler suulmuştur. 2.İLERLEMEYE ETKİ EDEN FAKTÖRLER 2.1-Kotrol Edilemeye Faktörler Sodaj çalışmalarıı öemli ölçüde etkileye bu faktörler,wirth tarafıda yapıla detay sııfladırmada da değiildiği gibi(wirth,198l),kayaçları sertliği,aş idirıcı11ğı.kırılgalıaı,tek ekseli basıç dayaımı,tae boyutları gibi özellikleridir. Tabiidir ki,bu faktörler sabit o- Iup,hızlı ilerleme ve verimli matkap kullaımı içi matkap imalatı ve o- perasyo parametreleri değiştirilerek optimize edilmelidir. Bu bildir ide,kayaç özelliklerii acak bir bölümü değerledirmeye a- 1ıabilmis;daha çok kotrol edilebilir operasyo parametreleri üzeride yoğulasılmıştir. 2.2-Kotrol Edilebile Faktörler Elmaslı sodaj çalışmalarıda esas etke ola operasyo parametreleri teorik olarak birçok kişi veya kuruluş tarafıda değerledirilmiştir.bu teorik değerledirmeleri heme heme tümüde çeşitli formasyolar içi kullaılabilecek pratik operasyo parametreleri tavsiye edilmiştir.christese,matkap devri ve matkap baskısı ile ilgili ampirik formüller su- 212

3 mustur(christese,1977).bua göre,ilerleme hızr ve matkap devri arasıdaki ili$ki aşağıdaki gibidir: Vb= ilerleme hızı (m/saat) -2 C = Değişim faktörü ; 6*10 a = Ortalama çap üzerideki kesici taş adedi s = Spesifik kesme deriliği,mm = Matkap devri,1/dakika Yüzey taşlı matkaplar içi yukarıdaki ampirik eşitlik kullaılırke, empreye elmas krolar içi Logyear tarafıda öerile ve matkap devri ile ilerleme hızı arasıdaki ilişki ise aşağıdaki gibidir(logyear,1989) Matkap baskısı ise, formasyou tek ekseli basıç dayaımıı karşılayacak miimum düzey ile elmas taelerii basıç dayaımıı karşılayacak düzey arasıda ohalıdır.yie Christese'i bu koudaki öerisi aşağıdaki gibidirçchristese.1977): G= Deliecek formasyou basıç dayaımı,kg/cm2 P= Matkap üzerie uygulaa baskı,kg b= Ortalama çap üzerideki elmas taş adedi f= Elmas taesii formasyo ile temas alaı,cm2 D= Elmas taelerii basıç dayaımı,kg/cm2 Matkap baskısı ile matkap devrii bileşkesii oluştura kuvvet ise kesme görevii yapmakta ilerlefe sağlamaktadır.matkap baskısı,yüzey taşlı elmas krolarda çok öemli bir usur ike (eşitlik 3),empreye elmas krolarda bu öemii yitirmekte ve matkap devri ö plaa çıkmaktadır ( eşitlik 2). Sodajda kullaıla çamuru debi ve basıç değerleri, özellikle 1000 metrei altıdaki sodajlarda azami öeme sahip bir operasyo parametre- 213

4 sidir. Elmaslı sodaj takım dizilerideki kleraslar gözöüe alıdığıda, oluşa akım rejimi türbülattir. Çalışmaı tüm aşamalarıda; çamur özellikleri,debi ve kesit ala gözöüe alıarak»aşağıdaki eşitlikler ile hesaplaarak gerekli düzelemeler yapılmıştır: V = Aülüs çıkış hızı,m/dk Q = Debi.l/dk dl= Kesit dış capı.c d2= Kesit iç çapı,cm =Viskozite katsayısı, = Plastik viskozite, ty= "Yield poit", NRe= Reyold sayısı S.G= Çamur ağırliği, ty*l *L*V p= 2 (7) 386(dl-d2) 18514(dl-d2) p = Basıç kaybı, L = Derilik,m ARAZİ ALIŞMALARI Lokasyo hazırlığı erteside, Kozlu 20-G sodaj kuyusuda tarihide çalışmalara başlamış ve tarihide metrede tamamlamıştır. Tamamlaa takım ve boru dizayı,tablo l'de suulmaktadır.

5 215

6 Tablo l'de belirtile deriliklere idirile muhafaza borularıda, herhagi bir çözülme riskie karsı tabada metre mesafeye kadar çimetolamıştır. Kuyuda, değişik aralıklarda su kaçağı güdeme gelmiş, kömürlü zolarda ise meta gazı aalizi yapılmıstır.tablo 2'de,değişik aralıklardaki sodaj çamur özellikleri ve oluşa basıç kayıpları suulmaktadır. Çamur özelliklerii yaısıra,kullaıla matkap tiplerie bağlı olarak, formasyoa bağlı operasyo parametreleri ile ortalama gülük ve birim ilerleme hızları titizlikle takip edilmiştir. Bu veriler aşağıda Tab1o 3'de suu1mak tadır. (alısma araliğı (m) Tablo 3- Kozlu 20-G sodajıda operasyo parametreleri Matkap cisi 8 l/2"r.b. 6 l/4"r.b. PQWL HÛWL NÛWL 4.SONUÇ VE ÖNERİLER 4-1.Matkap Değerledirmesi ve ilerleme hızları Matkap baskısı (kg) Matkap devri (rpm) Gülük ilerleme (m) İlerleme hızı (cm/dk) Kozlu 20-G sodajıda,ilk metrelik bölüm 8 1/2" ve 6 1/4" rockbit kullaılmıştır. Geri kala bölüm ise PQWL.HQWL ve NQWL yüzey taşlı ile empreye elmas krolarla delimiştir. İlk etapta, elmas krolarla rockbit'ler kıyaslamıstir.tablo 4'de.yapıla bu kıyaslamaı souçları suul maktadır. Ayrıca, elmas kroları operasyo parametreleri ve aşıma yöüyl değerledirildikleri Tablo 5 aşağıda suulmaktadır. Matkap tipi 8 l/2"r.b. 6 l/4"r.b. PQWL HQWL NQWL Tablo 4-Kozlu 20~G sodajıda rock-bit-elmas kro kıyaslaması Matkap adedi Toplam metraj Matkap ömrü Kullaıl ir

7 217

8 Kullaıla matkapları sağlıklı bir şekilde değerledirilebilmesi içi, elmas tamelerii aşıma miktarlarıı da bilmekte yarar vardır. Bu edele, Tablo 6'da reküpere edile elmas kroları aşıma değerleri suulmaktadır. Matkap Tipi PQWL t* HQWL " w» NQWL Tablo 6- Kozlu 20-G sodajıda kullaıla elmas kroları Matkap No aşıma yöüyle değerledirilmesi Karat Yei Karat Eskif 35 ti 27 " - it 13 Karat Kullaıla Spc 40/60 t» t» ft 60 Yapıla Metraj Asıma Karat/M Yukarıdaki bilgileri ışığıda, matkaplarla ilgili olarak aşağıdaki souçlara ulaşılmıştır: 1) Geel alamda,6 1/4 rock-bit'leri radımaı düşüktür(32.29m/ad). Buu ede1eri,kuyu başlagıcıda yeterli mesafe olmaması edeiyle gerekli sayıda ağırlık tiji(dc) kullaılamaması ve geçile kireçtasıı kırıklı çatlaklı olmasıdır. PQWL matkapları ayı kirectasıdaki radımaı (56.21m/ad) oldukça düşük aşıma değerleri edeiyle iyidir;özellikle karotsuz çalışma sırasıda aralıklarla karot almakta kullaıla ve olağadışı aşıa bir taesi göze alımazsa radıma(71-53m/ad) daha iyi seviyeye çıkmaktadır.hqwl matkapları radımaı (89-59m/ad) oldukça iyi olup,asıma değerleri metre başıa yüzde iki karatlık değerlere kadar 218

9 imektedir.nqwl matkapları radımaı ise düşüktür(40.33m/ad). Yüksek ic çap aşımalarıda da alaşılacağı gibi,empreye matkaplarda sürekli uygu parametreler ası vibrasyo edeiyle uygulaamamıştır. 2) 6 1/4 rock-bit kullaımı,mevcut makie ve ekipma içi tam olarak uygu değildir.8u edele, kuyuu ilk bölümüü PQWL takım ile delierek dodolu matkap veya tarayıcı matkapla taraarak borulaması yeride olacaktır. 3) Empreye matkapları gerektirdiği yüksek matkap devri 1000 metrei altıdaki deriliklerde ve kırıklı çatlaklı formasyolarda güçlükle uygulaabilmektedir. Bu edele iyi kaliteli elmas taşlarla imal edilmiş yüzey taşlı elmas kro kullaılması doğru olacaktır. Acak, daha sığ deriliklerde uygu parametreleri uygulaabilmesi halide empreye elmas kro kullaımı ekoomik olabilir. 4-2 Kuyu Hidroliğii Değerledirilmesi Tablo 2'de suula veriler ve ilerleme aıda karşılaşıla güçlükler gözöüe alıarak aşağıdaki souçlara ulaşılmıştır: 1) İlerlee takım dizisie bağlı olarak,oluşa aülüs aralığıı kesit alaıda e az 30 cm/saiye aülüs hızı sağlayaacak debii uygulaması zoruludur.aksi takdirde.sağlıklı kuyu temizliği sağlaamaz.bu durumda,pw boru içeriside çalışa PQWL takım içi lpm.hw boru içeriside çalışa HQWL takım içi Ipm ve NW boru içeriside çalışa NQWL takım i- çi ise lpm'dir. 2) Kuyuda kullaıla çamuru viskozitesi saiye/quart olmuştur ve bu değerler uygudur.çamur ağırlığı ise gm/cc arasıdadır. Plastik viskozite ve yield poit değerleri ise 1500 metrelere kadar 10 civarıda olmuştur.bu koşullarda.kuyuda oluşa basıç kayıpları kuyuu derileşmesiyle 300 psi'de başlayarak 1500 metre derilikte 1100 psi'ye ulaşmıştır.mevcut pompa kapasitesii aşa bu basıç kaybı edeiyle PV ve YP değerleri düşürülmüştür.acak, bu sistemde basıç düşüşü kısme sağlamışsa da kuyu cidarıda oluşa keki yıkılmaması içi debii düşürülmesi düşüülmüş ve makie üzerideki pompa devre dışı bırakılarak düşük kapasiteli Bea Royal 535 pompa devreye sokulmuştur. Böylece, e az 1500 psi*- lik bir pompa sistemii temii zorulu hale gelmektedir.ayrıca,özellikle 219

10 NQWL çapta çal ısılacaksa, daha geiş aülüs oluşturmak içi "oversize" matkap kullaılmalıdır. 4-3 Kuyu Dizayıı Değerledirilmesi Bezer bir kuyuda,karboi feri üzerideki kireçtaşı örtüsü PQWL takı dizisi spc'li yüzey taşlı elas krolarla delielidir. Su kaçağıa rastlamaması halide örtü tabakası PQWL takım ile geçilerek HW boru idirilmeli ve çözülme riskie karşı çimetolamalıdır. Su kaçağıa rastlaması halide,pqwl takı ile d»lie ala dolu atkap veya tarayıcı matkapla taraarak PW borulama yapılmalı ve PQWL takım ile ilerlemeye devam edilmelidir. Kil,kum,kalker,silt ve kömür arda1ama1ı karboifer seviyesii ise yüzey taşlı veya empreye HQWL elmas kul laılarak,azami deriliğe iilmelidir (mevcut makie içi 1800 m). Ces itli edelerle,bu metraja HQWL takım ile iilememesi halide NW borulama yapılarak NQWL takım ile ilerlemelidir. Kayaklar Rabia,H.,1985;Oilwell Drillig Egieerig;U.S.A.,ssl Logyear,1989;Logyear imalatları geel katalogu;kaada Christese,1977;Elmas Krolar ve Sığ Kuyulardaki Kullaımı ssl5-21;isveç Akü,E.,1990,Zoguldak Taşkömürü Havzasıdaki Arama Çalışmalarıda Del iebil iri iği Geliştirilmesi,Master Tezi, O.D.T.Ü,Akara,96s. 220