Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Устройството на кладенеца на водата е свързано с използването на различни методи за пробиване. Разхлабени и наситени с вода почви се отстраняват с помощта на желонка. За пробиване в глинести и скални образувания се използват методи за сондиране на кладенци, основани на ротационни и вибрационни принципи.

Работата включва механизми, които позволяват развитието на различни видове почви и на различни дълбочини. Ще ви кажем как да изберете оптималната технология за пробиване, която ви позволява бързо и безпроблемно да преминете през разработката на устройството за всмукване на вода.

За визуално представяне на информацията, която предлагаме, текстът се допълва с полезни диаграми, фотоклипове, видеоуроци.

Видове методи на сондиране

Преди това пробиването на водоносни хоризонти за лична употреба се извършваше главно на ръка. Процесът отнемаше много време, така че не всеки собственик или вила можеше да се похвали, че има собствен източник на вода.

Постепенно механизираното пробиване принуждаваше ръчните методи поради значителната лекота и ускоряване на процеса.

Днес, почти всички водоносни кладенци се пробиват по механизиран начин, който се основава на разрушаването на почвата, подавайки го на повърхността по един от двата начина: сух, когато отпадъчната почва се отстранява от кладенеца посредством механизми и хидравлични, когато се отмива с вода под налягане или гравитационен фураж.

Има три основни начина за механично пробиване:

  • Ротационен (почвата се развива чрез ротация).
  • Шок (бурнади разрушава земята с удари).
  • Вибрация (почвата се развива от високочестотни вибрации).

Методът на въртене се счита за най-високопроизводителен, 3-5 пъти по-ефективен при шок и 5-10 при вибрации. В допълнение, методът на въртене е най-евтиният и достъпен, често се използва като основен метод за ръчно пробиване.

Механичните ротационни методи за сондиране на водни кладенци замениха неефективни ръчни методи.

На свой ред, методът на ротационното пробиване, широко използван за изграждането на кладенци за вода, е разделен на четири основни типа пробиване:

  • изрязване;
  • свредел;
  • ударни кабели;
  • Ротари.

Всеки тип ротационно пробиване има свои характеристики и се извършва от специално проектирано оборудване. Разгледайте тези видове пробиване по-подробно, определете какви са техните различия и какъв метод трябва да се прилага във всеки отделен случай.

Специфика на ядреното пробиване

Ядреното пробиване е механичен ротационен метод, при реализацията на който глината или гъстата пясъчна почва се извличат под формата на цилиндрична сърцевина. Сърдечната сонда е метална тръба с дебели стени.

В горната част на сърцевината е предвидено устройство за закрепване на пръти, необходими за увеличаване на свредлото. По-долу е корона, чийто вид се избира в зависимост от категорията на почвата, която трябва да се пробие.

По време на пробиването на ядрото, разрушаването на скалата се извършва от куха тръба с подметка, снабдена с режеща корона Снарядът извършва ротационно-транслационно движение: отрязва почвата с корона, задълбочава и държи уловената скала в кухината на тръбата Черупката със скала, уловена от нея, се извлича на повърхността и се освобождава от земята чрез потупване на чук по стените на тръбата. Ядрената сонда се използва за проникване на глинените кохезионни скали: пясъчно-глинеста с глинеста почва. Такава сонда не притежава песъчинки, водонаситени пясъци, чакъл, камъчета и др.

При проникване в основния метод земята се разрушава от пръстеновидната корона. Вътрешната част на ядрото е запазена в неразрушена форма. За да се улесни процесът на пробиване върху твърди и полутвърди глинести глини и скали, към дъното се подава промиваща течност.

По време на пробиването на ядрото земята не се унищожава, а се „пробива” с корона и се улавя от тръбата на ядрото. Пробитата скала се извлича на повърхността под формата на сърцевина - монолитна цилиндрична колона от скала.

Утайката от лицето понякога се отстранява чрез промиване - принуждавайки голямо количество вода в цевта. Най-често промиването се подменя чрез продухване със сгъстен въздух, подаван от компресора във вътрешността на тръбата. Този вид пробиване позволява пробиване на сондажи до дълбочина от 1000 метра и диаметър от 8 до 20 cm.

Механичното сондиране на ядрото се извършва от сондажни машини тип ZIF, UGB, UKB, монтирани на КАМАЗ, КРАЗ, задвижващи трактори и др. Във версията за ръчно пробиване, тръбата на ядрото се скъсява, нарича се камбанка или чаша. С последната, обърната надолу обект на употреба, тръбата на сърцевината е структурно подобна.

Основните сондажи се използват в следните случаи:

  • геоложко проучване на минерали;
  • проучвателни сондажни сондажи;
  • устройството на водоносни кладенци с всякаква дълбочина, включително без филтърни кладенци в скалите.

За изграждането на частни кладенци за вода в някои случаи основният метод се използва преди започване на шнек или ротационно пробиване, като същевременно се изпълнява разузнавателната и подготвителната роля.

В устройството на частни кладенци се използва сондажно сондиране в комбинация с шоков кабел. Глинените пластове са основната тръба. Разпръскваният пясък, чакъл и камъче с пясъчен агрегат, които не се задържат в основната тръба, се извличат от ствола чрез зониране.

По отношение на ефективността основният метод е малко по-малък от шнековия метод за пробиване на сондажни кладенци. Шнекът се пробива по-бързо, но не освобождава напълно цилиндъра от пробитата скала. Те рядко се използват по двойки. И ако дойде, тогава шнекът минава първите няколко метра.

Коронките не разрушават земята, а внимателно го изрязват по периметъра, образувайки „колони“ - ядра, изучавайки които можете да направите хидроложка част от обекта

Използвано оборудване и инструменти

Следните инструменти се използват за ядрено пробиване:

  • Свредла, направени от диамант или други материали от твърда сплав (стомана, волфрам, ще спечелят);
  • тръба на ядрото;
  • тръба за отстраняване на утайки;
  • пръти, необходими за разширяване на свредлото;
  • съединители, адаптери между тръбите, уплътнител за промиване.

Когато пробивате скали, короната се износва бързо и трябва да бъде подменена. Материалът на короната е скъп и може да издържи на огромни натоварвания, като опциите за диамантено пробиване са най-често срещани.

Всички инструменти, използвани в процеса на пробиване, трябва да отговарят на подравняването, т.е. да бъдат точно подравнени с оста на пробиване.

Технология за ядрено пробиване

Основната характеристика на пробиване на сърцевината е преминаването на скалата с пълното й запазване в тръбата на ядрото. Т.е. По време на експлоатацията на сондажното оборудване короната в пръстена унищожава почвата, която, докато прониква, се избутва в тръбата на ядрото и се задържа в нея поради собствената си плътност.

При изваждане на напълнената тръба от шахтата, тя се освобождава от ядрото чрез потупване с чук.

Процесът на поетапно пробиване на ядрото е както следва:

  • свредлото е свързано към тръбата на ядрото;
  • тръбата на колоната е свързана с прътите, които се увеличават, когато се задълбочават;
  • горният прът е фиксиран в пробивна машина;
  • машината за пробиване завърта свредлото и постепенно я „завинтва” в земята;
  • тръбата на сърцевината постепенно се запълва със запълнена със сърцевина почва в нейната кухина;
  • след проникване на 50-70 cm, свредлото се изважда на повърхността, прътите се разединяват, докато тръбата на ядрото се отстрани;
  • тръбата се освобождава от сондажните резби;
  • изпразният снаряд отново се спуска към дъното, увеличавайки свредлото с пръти.

Действията се извършват в описания ред, докато кладенецът разкрие водоносния хоризонт и се задълбочи на 50 см в подлежащата водоустойчива скала.

Ако фиксирането на горния водоносен слой не е цел на проникване, тогава горните слоеве могат да бъдат пробити с промиване. В този случай помпата продава промивния разтвор през маркуч вътре в тръбите. След това разтворът отвежда развитата почва на повърхността.

Ако целта на устройството за кладенеца не е водоносен пласт в пясъчни утайки, пробиването може да се извърши с промиване до достигане на скалите.

Тежки предимства и недостатъци

В сравнение с ударно-кабелния и ротационния метод на механично пробиване, сондирането се извършва доста бързо, което значително намалява времето на работа. Неговият основен недостатък е невъзможността за вдигане на насипни почви и камъчета, наситени с вода. Бавно се движи по скалите, за камъните се изисква длето.

Предимствата на основното пробиване включват:

  • висока производителност и способност за пробиване на кладенци с дълбочина над 100 m;
  • намаляване на натоварването на сондажното оборудване поради разрушаването на глинени скали, сравнимо с неговото рязане;
  • възможността за използване на мобилна платформа с компактни размери.

Ядреното сондиране е един от най-бързите методи за разработване на водни изработки. Дупка в пясъка с използването му може да бъде завършена за един работен ден. Ръчно разработеният прием на вода отнема много повече време.

Характеристики на пробиване на шнек

Този вид пробиване днес се използва най-често при изграждането на водоносни хоризонти в частни стопанства. Специална характеристика на шнековото пробиване е, че разработената скала е напълно отстранена от сондажния сондаж без допълнително оборудване. Методът наподобява завинтване, позволява пробиване до дълбочина и в същото време премахване на ненужната почва.

Инструментът, използван за пробиване, се нарича винт. Това е метален прът с остриета. Завиващи се в земята, шнекът унищожава скалата, която се задържа на остриетата. Поради специфичния дизайн на винта е невъзможно напълно да се освободи лицето от острието. Затова се използва главно за проникване на горните слоеве.

Сондажът е бърз и евтин метод, който не изисква резервоар за промивна течност.

Сондажът с винт не изисква големи усилия и финансови разходи, поради което обхватът на приложение на този метод е достатъчно широк: проучвателни кладенци, полагане на комуникации, пробиване на сондажи и частично пробиване за вода.

Сега тя активно се използва за устройството на абисинските кладенци, за да не се запълни напълно иглата в гъстата почва и леко да улесни процеса на потъване на ствола в разрушената преди това скала.

Методът е подходящ за изграждане на водоносни кладенци с дълбочина до 30 m върху меки и рохки почви и до 20 m при средно плътни. След проникването на шнека и монтажа на корпуса, стволът трябва да се почисти от неексплоатираната скала.

Шнекът не е подходящ за работа в скали! Използва се за частично пробиване на кладенци до 120 м, като този метод е комбиниран с други: ротационен, ударно-кабел, сърцевина.

Винтът - пробивен инструмент, структурно напомнящ винта. Заровен от винт, завинтвайки го в земята Пробиване на шнек - най-бързият метод за изкоп. Борът обаче не е предназначен да улавя и държи камъка. Винтът се използва за пробиване на кладенци от всякакъв размер и предназначение, често използвани в ръчно изработени кладенци Минусът на пробиване с винт е, че след шнека цевта трябва да се почисти с охлюв; двойна дупка

Включено оборудване и инструменти

Пробивното сондиране се извършва от сондажна платформа, основният елемент от която е винтовият инструмент за пробиване, изработен от високоякостен метал. Сондата се увеличава с шнекове с еднакъв размер.

Понякога се използват гребла, необходими за преминаването на свободни скали, както и парчета с кръгли или конични глави, използвани за разработване на твърди скали.

Пробивна платформа, базирана на автомобил, оборудван с мощен двигател, е най-добрият вариант за пробиване в трудно достъпни и отдалечени места

Повечето съвременни сондажни машини са оборудвани с кухи черупки, снабдени с реверсивни ключалки, които не позволяват движението на инструмента в обратна посока.

Режещите части на винта по време на процеса на пробиване се охлаждат от развитата почва, а развитата скала се издига нагоре в спирали. Това позволява непрекъснато пробиване, което значително намалява разходите за време и енергия за създаване на кладенеца на водоносния хоризонт.

Технология за пробиване на винтове

След приключване на проникването, дълбочината на която е 1.5-2.0 м, шнекът се отстранява и в кладенеца се монтира корпус. Диаметърът на сондажа с винт е 50–200 мм и зависи от размера на използвания инструмент.

Срутването на стената на сондажа предотвратява обвивката. Това е особено важно за разхлабени почви, така че сондачите имат правило: да използват шнекове с остриета, разположени под ъгъл 30–60º при потъване на песъчливи глинести и глинести греди и инструментална екипировка с остриета под ъгъл 90º при пробиване на гъсти пясъци.

С по-малък наклон на завоите на шнековата бобина по-несвързан нож довежда до повърхността на шнека.

Пробивното сондиране не изисква използването на промивна течност, скалата, разработена от бита, се довежда до повърхността на инструменталните лопатки

Плюсове и минуси от използването на шнек

Шнековият метод на пробиване ви позволява да направите уреда възможно най-бързо, при условие че размерът на винта и ъгълът на наклона на бита са избрани правилно.

Предимствата на шнековото пробиване включват:

  • почвата се издига на повърхността веднага, докато се пробива;
  • висока скорост на задълбочаване в земята без технологични спирания;
  • няма нужда от промиване на сондажа;
  • компактна винтова инсталация или ръчен шнек може да се пробие вътре в къщата (в сутерена);
  • няма нужда да повдигате първата връзка към повърхността и да разглобявате / монтирате свредлото, както в метода на колоната.

Основният недостатък на шнековото сондиране може да се разглежда като невъзможност за работа на свободни и много твърди почви, но в същото време шнекът е идеален инструмент за пробиване в глинести, смесени (глинести и пясъчни) и меки глинести почви.

Друг недостатък, който ограничава използването на шнек за монтирането на водоносни кладенци, е необходимостта от използване на шоков кабелен метод за почистване на ствола от валцованата скала.

Подобен шнек - намотка е широко използван при ръчно пробиване. Той също унищожава скалата и го заключва с лобовете си, за да го извади нагоре.

Характеристики на ротационното пробиване

Ротационното пробиване е метод на ротационно-вибрационно пробиване, при което разрушаването на почвата се извършва с помощта на движещо се длето на дъното на кладенеца от ротора на сондажа. Роторът се върти от автомобилен двигател или отделно монтиран електромотор през задвижващ вал.

Разработената почва се измива от шахтата на сондажа по метода на директна или обратна промивка. Разтворът за измиване може да бъде доставен както от гравитационната, така и от помпената станция.

Повечето артезиански кладенци се пробиват чрез ротационен метод на пробиване: с помощта на свредло, завъртяно с ротор, последвано от промиване на кладенеца и фиксиращ корпус.

Ротационното сондиране се използва за разработване на скалисти и полу-скалисти почви при изграждане на дълбоки кладенци до 150 м. Ротационна сондажна платформа с правилно подбрани длето и тежки пробивни тръби се справя добре със скалните образувания.

Специалистите по пробиване препоръчват използването на този метод на пробиване при следните условия:

  1. Хидрогеоложката част на площадката е проучена доста добре. Известно е, че скалата трябва да се пробие. Известно е нивото на поява на водоносния слой в основата.
  2. Подземната вода има характерно налягане за артезианските кладенци.
  3. Има възможност за непрекъсната доставка на промишлена вода за промиване на кладенеца.

В южните райони ротационното пробиване може да се извършва целогодишно, а в северния климат прилагането на този метод е ограничено поради възможността за замразяване на измиващата течност.

Приложено оборудване и инструменти

Ротационното пробиване на водоносни хоризонти се извършва с помощта на рамкова или решетъчна кула, на която са разположени подемни съоръжения и други елементи на сондажната платформа. Кулата дава възможност за повдигане и спускане на струните в сондажа.

Структурата на ротационната сондажна платформа включва:

  • рамка или кула за решетки;
  • задвижване с мотор;
  • роторна и пробивна струна;
  • помпено оборудване и система за почистване на промивна течност;
  • подемно оборудване, тръбопровод под налягане, въртящи се, маслени уплътнения и др.

В самоходни инсталации двигателят на превозното средство, използван на базата на който се намира сондажният комплекс, се използва като двигател. В този случай мощността на двигателя се регулира от скоростта на пробиващия инструмент.

Като източник на енергия за ротационна сондажна платформа може да бъде стационарен или мобилен електрически мотор, автомобилен двигател, генератори

Роторът с помощта на зъбно колело предава въртене към задвижващата тръба, която от своя страна го съобщава на главния пробиващ инструмент - длето. Битът може да има различна форма и е изработен от високоякостни материали: композитни материали, стомана с диамантено покритие и др.

За всеки тип почва се избира специален размер и форма на бита, като по този начин се осигурява висока ефективност и степен на проникване.

Шнек - най-подходящата тренировка за ръчно пробиване. Ръчна машина с винтов снаряд, можете да отидете добре до 10 -12 m Винтът постепенно се завинтва в земята, острието се извършва върху ножовете на снаряда. Едновременно с потъването се установява и касация За увеличаване на височината на свредлото се използват пръти, които са свързани помежду си чрез резбовани съединения. Корпусът се избира в зависимост от диаметъра на винта. Ръчно, те обикновено се пробиват с тясна тренировка, в която е монтирана колона от тръба AIV. За изпомпване използвайте ръчна или електрическа помпа

Особеността на ротационната технология

Ротационното пробиване на водни кладенци се извършва на три етапа:

  1. Разрушаването на скалата с длето.
  2. Отстраняването на унищожената скала на повърхността от потока инжектирана вода.
  3. Укрепване на стените на корпуса на кладенеца.

Отстраняването на унищожената почва се извършва чрез обратно или директно измиване. Изборът на метод за измиване зависи от специфичните условия: дълбочината на кладенеца, вида на почвата, наличието на необходимия обем вода за промиване.

Като правило, технологията за директно промиване при промиване се използва в частни стопанства, което включва следните стъпки:

  • проникване в земята на длето с голям диаметър;
  • въртене на бита под влиянието на ротора;
  • монтаж на сондажни тръби и монтаж на претеглени тръби между тях и бита;
  • отстраняване на отпадъчна почва с налягане на течността с помощта на помпа;
  • инсталация на корпуса, за да се предотврати пръскането на почвата вътре в кладенеца;
  • пробиване с длета с по-малък диаметър и повтаряне на целия цикъл.

По време на обратното промиване, почвата се изважда от сондажа през тръбите за пробиване, а промивната течност се излива между стените на кладенеца и тръбите.

Водата тече по гравитация в предварително подготвен резервоар, където се почиства от почвата и утайките и се връща към бургиращата колона за нова порция отпадъчна скала.

В некоторых случаях при осуществлении роторного бурения применяют не прямую или обратную промывку, а продувку воздухом под давлением, созданным при помощи компрессора

Достоинства и недостатки роторного бурения

Главным достоинством роторного способа является возможность бурить глубокие скважины с забором воды в трещиноватом известняке.

Кроме этого данный метод бурения имеет следующие преимущества:

  • высокое качество вскрытия водоноса в коренных скальных породах;
  • возможность устройства скважины большого диаметра до 200 см;
  • высокая скорость бурения, небольшие затраты энергоресурсов.

Существенным недостатком роторного бурения можно назвать необходимость организации промывки скважины.

Какой способ бурения выбрать?

Все рассмотренные способы механического бурения широко применяются для устройства водоносных скважин.

Подводя итоги, можно сказать, что:

  1. Колонковое бурение целесообразно использовать для проходки в пластичных глинистых грунтах. Колонковый способ подходит для устройства большинства водозаборных выработок, при необходимости используется в паре с ударно-канатным.
  2. Шнековое бурение по сфере применения схоже с колонковым методом. От него отличается некачественной очисткой ствола, требует обязательного использования желонки или долгосрочной промывки скважины перед эксплуатацией.
  3. Роторное бурение – оптимальный вариант для пробивки стволов скважин в скальных грунтах.

Стоимость разработки скважины с использованием того или иного метода бурения во многом зависит от того, какое оборудование применяется, а также от категорий пройденных пород по буримости.

Правильно выбранный способ бурения скважины поможет не только снизить временные затраты на бурение, но и позволит в будущем эксплуатировать водоисточник без проблем

О том, как сделать буровой станок своими руками, вы сможете прочитать в другой популярной статье нашего сайта.

Заключения и полезно видео по темата

Видео №1. Демонстрация принципа классического колонкового бурения с извлечением керна напором воды:

Видео №2. Особенности бурения скважины шнеком:

Видео №3. Колонковое бурение скважины с промывкой забоя и установкой двойной обсадки, наружная часть которой выполнена стальными трубами, внутренняя полимерными:

Бурение водоносной скважины – трудоёмкий процесс. От правильности выбранного метода бурения зависит не только скорость устройства автономного источника воды, но и финансовые затраты.

Первое, на что стоит обратить внимание при выборе метода бурения, это тип грунта и глубина залегания водоносного слоя. Исходя из этих параметров, вы сможете выбрать оптимальный вариант, который позволит вам пробурить скважину быстро и недорого.

Хотите поделиться историей бурения скважины на собственном участке или полезной информацией по теме статьи? Моля, оставете коментари в блока по-долу. Здесь же можно задать вопрос или указать на спорные моменты в тексте.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Полезни съвети