حفر الآبار: ميزات التكنولوجيا والقشرة للحفر اليدوي والتثبيت

يعتبر الحفر اللولبي للآبار لمياه الشرب هو الطريقة الأكثر شيوعًا للحفر اليوم على أراضي الأسر الخاصة. من الممكن ترتيب طبقة المياه الجوفية الضحلة بشكل مستقل بمساعدة مثقاب ترابي يدوي. لتسهيل العمل ، غالبًا ما تستخدم الحفارات الصغيرة الحجم مع محرك.

سنشرح لماذا هذه الطريقة شائعة للغاية. دعونا نرى كيف يختلف عن طرق الحفر الأخرى ، في أي المواقف يتم استخدامه بشكل فعال. تصف المقالة بالتفصيل تقنية البراغي وتصميم معدات الحفر ، وكذلك أدوات الحفر المستخدمة في الحفر اليدوي والميكانيكي.

تفاصيل الحفر المثقب

البئر عبارة عن شكل أسطواني في قشرة الأرض ، والذي يحتوي إلى حد كبير على مقطع عرضي صغير. تسمى بدايته الفم ، ويسمى السطح الجانبي الجدران ، ويسمى الجزء السفلي من المنجم الأسفل.

يتم اختيار الطريقة المثلى للحفر مع مراعاة الغرض الوظيفي للبئر والقطر والعمق المطلوبين. من المهم مراعاة الخصائص الفيزيائية الميكانيكية للصخور التي يجب تمريرها في عملية تكوين كمية الماء.

كما تؤثر الجدوى الفنية والاقتصادية للحفر في ظروف معينة. هذه مرحلة مهمة في تصميم الآبار ، يتم خلالها تحديد الحلول التكنولوجية الأساسية - نوع المعدات المستخدمة وأوضاع الحفر.

يتم تحديد الجدوى الفنية والاقتصادية لطريقة الحفر المثقب مع الأخذ في الاعتبار جودة البئر ومتانته وشروط البناء وكذلك التكلفة

عند التصميم والحفر اللاحق لآبار المياه ، من الضروري التركيز على الاستخدام طويل المدى. إن القدرة على الحفاظ على دين مستقر ونفاذية ثابتة للماء لمنطقة الحفرة السفلية لفترة طويلة من الزمن مهمة.

تتضمن عملية حفر الآبار عدة عمليات:

1. تدمير الصخور في الأسفل ، أي فصل الجسيمات عن الصفيف.
2. نقل نفايات التربة إلى السطح.
3. تجهيز البئر للعمل عن طريق تنظيف البئر وترتيبه كذلك تنظيف المياه.

تعتمد فعالية الحفر بشكل مباشر على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية التي تحددها الطبيعة ، وهي: كثافة الإضافة ، المسامية ، نفاذية التربة غير المتماسكة ، اتساق الصخور الطينية المتماسكة.

من المستحسن استخدام حفر البريمة لحفر الآبار التي يبلغ قطرها 60 مم إلى 200 مم وعمق لا يزيد عن 80 م في التربة المنفصلة والمتماسكة (فئة Ⅰ-Ⅲ للحفر). بالنسبة للغرق في الصخور ذات الصلابة المتوسطة (فئة Ⅳ-Ⅵ) ليس من العملي استخدام مثقاب لولبي

بالنسبة لحفر الصخور ، المتميز بنوع من الروابط المتجانسة والبلورية بين الجسيمات ، فإن هذه الطريقة غير مناسبة. كلما كانت الحبوب المعدنية المدمجة في الصخور أقوى ، تم إنفاق المزيد من العمل على تدميرها.

مزايا وعيوب الطريقة

يستخدم الحفر اوجير في الصناعة ، والهندسة المدنية ، وفي حفر يدوي. ميزتها المميزة هي إزالة الصخور المدمرة ليس عن طريق غسل السوائل أو خليط الغازات السائلة الخاصة ، ولكن مباشرة عن طريق تفاصيل قذيفة المسمار.

تميز الحفر المثقب الموجه عموديا وأفقيا. يتم استخدام الطريقة الأولى لبناء طبقات المياه الجوفية ، وكذلك لتشكيل ثقوب للأكوام. والثاني - يستخدم عند وضع الاتصالات الهندسية بطريقة خندق.

الحفر الدوراني الصخري هو الأسرع والأقل تكلفة مقارنة بالطرق الأخرى.

توفر هذه الطريقة في الوقت نفسه معدل اختراق مرتفع في التربة غير الصخرية إلى عمق 50-80 مترًا ، مما يسمح لك بتشكيل جدران العمل على الفور عن طريق تثبيت سلسلة غلاف.

إضافة أخرى هي استخراج نفايات التربة إلى السطح دون رفع الأداة. وشيء آخر: نظرًا لعدم الحاجة إلى سائل حفر للحفر المثقب ، يتم استخدامه بنجاح في المناطق اللامائية ، ويستخدم أيضًا في الفترات التي تسود فيها درجات حرارة منخفضة.

اليوم ، يتم استخدام الحفر باستخدام المجاميع المثقبة:

• لجهاز آبار المياه الفردية ؛
• في بناء الأسس من أكوام المسمار / الملل ؛
• لتركيب الأسوار ودعامات الخرسانة المسلحة ؛
• عند إجراء اتصالات بلا خندق ؛
• لبناء الآبار والحفر الضحلة.

ومع ذلك ، هناك أيضًا عيوب. من المستحيل حفر بئر في الصخور عالية الصلابة بمسامير. عند الحفر في طوبيات صلبة وشبه صلبة ، والطين مع طبقات الحجر الجيري ، يمكن أن تنشأ مضاعفات ، وعند حفر الصخور الكاشطة ، لوحظ استهلاك كبير من طلقة الحفر.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك قيود على عمق الإنتاج. من الصعب جدًا بناء بئر بعمق أكثر من 80 مترًا بهذه الطريقة.

تكنولوجيا التعدين العمودي

المثقاب هو أنبوب حفر عالي القوة مع لولب ملفوف ، والذي يعمل بمثابة ناقل برغي رأسي. تحت تأثير الحمل المحوري ، يتم إدخال جزء العمل من المثقاب في الصخور ويدمره عن طريق القطع والتخفيف. في نفس الوقت ، فإن مثقاب المثقاب يغذي تربة النفايات إلى لولب المثقب.

عملية تنظيف البئر مستمرة ومتوازية مع تدمير الصخور. تقع منفصلة من الجزء السفلي من التربة على المسمار تدور بسرعة عالية

تحت تأثير قوى الطرد المركزي ، ترتفع التربة المفككة إلى أعلى ريش سلسلة الحفر. ويرجع الارتفاع إلى الانزلاق في دوامة ، لأن احتكاك التربة على المسمار أقل مما هو عليه على جدران البئر.

لذلك يتم تسليم الصخور المدمرة في حالة سحق من الأسفل إلى السطح ، ويتم طرحها من خلال رأس البئر.مع النقل غير المعقد ، تملأ التربة 30-40 ٪ من إجمالي المساحة البينية.

يجب أن توفر معلمات الأعمدة اللولبية ارتفاعًا سريعًا في كتلة التربة الكاملة التي دمرها اللولب. ومع ذلك ، أثناء الحفر ، ينهار جزء من التربة المفككة إلى الوجه. لذلك ، عند إجراء حفر البريمة ، يلزم تنظيف أكثر للبرميل ، وعند الانتهاء ، يلزم الغسيل الإلزامي.

حفر المثقاب الأفقي

عند تثبيت المرافق للأغراض الوظيفية المختلفة تحت العقبات (الطرق السريعة والسكك الحديدية والغابات) ، يتم استخدام الحفر المثقب الموجه أفقيًا.

في المرحلة الأولى من العمل ، يتم حفر حفرتين - الأولى (العمل) والثانية المستقبلة. يجب أن تكون على نفس المستوى مع البئر المصممة. بعد ذلك ، يتم إنزال المعدات اللازمة في حفرة العمل وتركيبها.

لحفر المثقاب في الاتجاه الأفقي ، يتم استخدام تركيبات كبيرة الحجم مع دوار دوار متحرك مع زيادة عزم الدوران

هذه المعدات لديها شوط تغذية طويل ومجهزة برأس حفر مقاومة للتآكل مصنوع من الفولاذ السبائكي العالي. كما أن لديها مسبار لتتبع الحفر. باستلام الإشارات إلى الشاشة ، يتحكم المشغل في العملية ويمكنه ضبط اتجاه الحركة ، بالإضافة إلى زاوية ميل رأس الحفر.

عندما تدخل المثقاب حفرة الاستقبال ، أي نقطة النهاية وفقًا للمشروع ، تتم إزالة المثقاب. بدلاً من ذلك ، يتم إصلاح الموسع والأنبوب. بعد ذلك ، بدأ دوران الشفرات في الاتجاه المعاكس لإحكام الأنبوب في البئر النهائي. في نهاية أعمال الحفر ، تتم إزالة تثبيت المسمار من حفرة البداية.

تسمح الطريقة الخالية من الخنادق بوضع الأنابيب تحت الاتصالات تحت مستوى المياه الجوفية بطول 80 مترًا ، علاوة على ذلك ، يتم تنفيذ جميع الأعمال المعقدة دون التطوير الشاق للخنادق ، مما يجعل من الممكن تقليل وقت التنفيذ وتقليل التكاليف المالية.

يتم استخدام الحفر اللولبي الأفقي عند وضع خطوط أنابيب الضغط وتركيب أنظمة الاتصالات في المناطق التي يكون من المستحيل وضعها بطرق أخرى. الميزة الرئيسية وضع خندق - الربحية. بالإضافة إلى ذلك ، ليست هناك حاجة لاستخدام الخرسانة أو البوليمرات الأخرى للحفاظ على استقرار المنجم النهائي.

ملامح الحفر في الصخور المختلفة

المعلمات التكنولوجية الأساسية لحفر الآبار هي الحمل المحوري وسرعة الدوران للناقل اللولبي. عندما يزيد الحمل ، سيزداد معدل الاختراق بالتأكيد ، مما قد يؤدي إلى حالات طوارئ مختلفة.

لذلك ، من الضروري التأكد من أن حجم الصخور المنفصلة لكل وحدة زمنية لا يتجاوز قدرة الناقل. خلاف ذلك ، تتشكل الاختناقات المرورية في المنعطفات.

تعتمد سرعة المثقاب بشكل مباشر على خصائص التربة ، وعمق البئر وقطره ، وعدد دورات العمود ، والحمل المحوري في الأسفل ، وتصميم الأداة المستخدمة لتدمير الصخور

كقاعدة ، يتم حفر الصخور الطينية ، والرمال الرخوة والمتوسطة ذات الكثافة العالية دون الدفع القسري. يتم إدخال أداة المسمار في التربة تحت ثقلها ، وكذلك بسبب القوة التفاعلية الناشئة عن توريد نفايات الصخور إلى فم منجم أسطواني.

عادة ما يتم إنشاء الأحمال المحورية التي تصل إلى 5 كيلو نيوتن أثناء بدء حفر البئر ، عند الحفر في الطميات الرملية الصلبة ، والطين ، والطين ، والأحجار الطينية ، والأحجار الطميية. يجب ألا يتجاوز تردد دوران العمود 1.7-3.3 ثانية^-1.

في الترددات الأعلى ، تحدث الاهتزازات في الداخل ، والتي قد تفقد روابط سلسلة الحفر الاتصال بها. ونتيجة لذلك ، ستبقى التدريبات في الأسفل ، يكاد يكون من المستحيل الحصول عليها ، مما يعني أنه سيكون عليها حفر منجم جديد. وعلى ترددات منخفضة ، من الصعب للغاية نقل نفايات التربة إلى القمة.

مع زيادة صلابة الصخور ، تزداد الأحمال المحورية. يتم الحفر في التربة المكسوة بالحصى والخشب ، والطين المتجمد ، والرمال المشبعة بالماء ، والأحجار الطميية مع تضمين الكوارتز بحمل محوري 8-10 كيلو نيوتن لكل بت وسرعة دوران العمود 1.3-2.2 ثانية.^-1.

لا يتم حفر الحصى والصخور مع إدراج الصخور بطريقة البريمة. يتم تدمير هذه الشظايا الصخرية المستديرة بإزميل ورفعها إلى السطح بواسطة عامل توصيل.

الحفر في الرمال بكثافات ودرجات تشبع مختلفة بالماء والحصى والحصى يتم بسرعات عالية وفي نفس الوقت تقوية جدران الغلاف مع الغلاف.

غالبًا ما يكون المرور اللولبي من خلال الطين البلاستيكي الطري والبلاستيك السائل معقدًا بسبب تكوين المقابس. عندما تلتصق جزيئات الطين بأداة المسمار ، فإن تعميق البئر يتوقف ، فإن نقل الصخور المستهلكة أمر صعب للغاية

لتجنب ذلك ، قم بتقليل سرعة الحفر إلى أدنى حد ممكن ، وقم بتسريع الخيط وإضافة الماء إلى البئر. أيضا ، في وضع مماثل ، يساعد الرفع الدوري لأداة الحفر على السطح وتنظيف الطمي اللاصق.

أدوات الحفر اوجير

تتميز أدوات حفر البئر حسب نوع البناء بعدد المنعطفات والهندسة لجزء القطع. للحفر في الطميية والطميية الرملية الصلبة وشبه الصلبة ، غالبًا ما يتم استخدام قذائف الحفر ، والتي تم تجهيز حافتها بقواطع إضافية.

في معظم الأحيان ، يتم استخدام مثقاب واحد فقط دون أي إضافات لقيادة تناول المياه الخاصة للتجار الخاصين ، كما هو سيكون للحفر صخور متماسكة وغير متماسكة. عند التعميق ، يتم تمديد الأداة ببساطة باستخدام قضبان الحفر.

في هذه الحالة ، تتم إزالة المقذوف من حفرة البئر كل 0.5 - 0.7 متر لمسح الحفر نفسه والجزء السفلي من الصخور المدمرة. هذا خيار أكثر اقتصادا ، ولكن أيضا أكثر شاقة ، للحفر.

لحفر الصخور والحصى التي يمكن العثور عليها في التربة الرسوبية ، يتحولون إلى طريقة حبل الصدمة. كقاعدة ، يتم استخدام إزميل مصنوع من فولاذ الأدوات لهذا الغرض. هذا الحفر ، المدبب من الأسفل ، "يلقى" في الوجه بقوة حتى يدمر "الحاجز الصلب".

بعد تدمير الحصاة أو الصخرة ، تتم إزالة الشظايا إلى السطح باستخدام زجاج (أنبوب مركزي) أو بكيلر. ثم ينتقلون مرة أخرى إلى طريقة المسمار. في أغلب الأحيان ، من أجل حفر منجم ، يجب على المرء استخدام العديد من طرق الحفر معًا.

عند حفر الرمال الرخوة والطين الطري ، يتم استخدام مثاقيب الحفر مع شفرات مائلة نحو الأسفل للزوايا من 30-60 درجة ، وللحفر في الصخور الطينية المتماسكة - 90 درجة.

من الناحية الهيكلية ، فإن المثقاب عبارة عن أنبوب أو قضيب / قضيب صلب طويل مع لولب ملفوف

يتم الحصول على هذا اللولب عن طريق لف الشريط الصلب عالي القوة بقطر 5-7 مم على مغزل لولبي. يمتد على أنبوب / قضيب ، ثم يلحم.

كلما كان قطر الأنبوب الأساسي أكبر ، انخفضت قدرة نقل المسمار. ومع ذلك ، فإن قطر المنتج الطويل محدود بالقوة الميكانيكية للمسمار ، وكذلك تكنولوجيا إنتاجه.

اليوم ، يتم تصنيع نوعين من البراغي:

• مع فتحة مركزية ، أي جوفاء ؛
• مرجح - لا يوجد ثقب.

لتقليل تآكل الناقل اللولبي أثناء الحفر في الصخور الكاشطة ، يتم ثني شريط فولاذي على الحافة الخارجية أو يتم وضع طبقة معدنية على السطح.

عند السرعات العالية لحفر المثقاب فوق القشرة ، يتم إصلاح محول خاص مع لف ثنائي الاتجاه لفولاذ الشريط. في هذه الحالة ، يسقط الجزء الأكبر من الصخر على ناقل لولبي دون طحن.

في نهاية الأنبوب مع دوامة الجرح ، تكون عناصر الاتصال ملحومة بالضرورة. هناك نوعان من التوصيلات اللولبية: غير ملولبة ومترابطة.في الحالة الأولى ، يتم ربط المسامير بأقفال القابض وتثبيتها على حساب الأصابع المعدنية بالمشابك ، في الحالة الثانية - عن طريق الشد.

يجعل التوصيل الملولب للبراغي في سلسلة الحفر من الممكن ميكنة توصيلها وفصلها عند إجراء عمليات الرفع ، عند تزويد السائل بالوجه. ولكن هناك نقصًا كبيرًا - لا توجد إمكانية للتدوير العكسي للبراغي في هذه الحالة. وبالتالي ، أصبح الاتصال بدون خيوط أكثر انتشارًا.

تشمل أجهزة الحفر الخاصة ، كقاعدة عامة ، مجموعة من المسامير بأقطار مختلفة.

الأكثر فاعلية هي المثاقب ذات الفتحة المركزية التي يتم من خلالها توفير الهواء أو الماء للوجه. هذا يجعل من الممكن تقليل احتكاك الصخور على سطح الناقل اللولبي.

يتم استخدام البراغي المجوفة ذات النوع الملولب أثناء الحفر باستخدام التطهير ، لضخ المياه أثناء حفر الأعمال الأسطوانية في القشرة الأرضية ، لتركيب شحنة في الآبار الجيوفيزيائية ، لضخ الخرسانة في الفتحات تحت الأكوام. يمكن استخدامها أيضًا كغلاف.

عند الحفر باستخدام وجه مستمر ، يتم حظر القناة المركزية باستخدام أداة حفر على الحبل.

نظرة عامة على جهاز الحفر

لاستخدام الحفر المسمار كما أدوات يدويةوالمنشآت الميكانيكية. أبسط في التصميم هو الحفر الأرضي اليدوي. يتكون من قضيب / أنبوب بسكين على شكل المسمار ومقبض T ثابت بشكل صارم.

يتم ثمل هذا النوع من أداة مملة في الأرض مثل المسمار. في عملية قيادة المنجم ، يتم زيادته بالقضبان. يتم تصنيع المثاقب الأرضية اليدوية بحيث تكون أكثر ملاءمة لنقلها في سيارات الركاب. كما يسمح لك بتغيير طول سلسلة المثقاب المثقبة.

باستخدام أداة يدوية ، يمكنك عمل ثقوب يصل عمقها إلى مترين بقطر لا يزيد عن 20 سم. هناك تدريبات محرك بالبنزين أو محرك كهربائي. يتضمن تصميمها ناقل برغي ، أي برغي ، ومحرك مع علبة تروس. يوفر دوران عمود المحرك حركة المثقاب.

باستخدام أداة كهربائية في وجود قضبان الحفر للبناء ، يمكنك حفر الآبار حتى عمق 25 مترًا. بقطر يصل إلى 30 سم ، يتم استخدامه لتركيب أعمدة إنارة الشوارع ، لتركيب أعمدة الأسوار ، وحفر لفحص الأساس ، وقاعدة التربة.

يتم حفر آبار المياه على أراضي الأسر الخاصة وتشكيل ثقوب كبيرة القطر لأساس الكومة بواسطة آلات صغيرة الحجم محمولة أو حفارات متنقلة

الوحدات المتحركة هي آلات صغيرة الحجم بمحرك كهربائي أو غاز. بمساعدتهم ، يمكنك الحفر بسرعة جيد للعطاء إعداد عدد كبير من الحفر لدعم الأغراض الوظيفية المختلفة.

في كثير من الأحيان يتم تصنيع أجهزة الحفر هذه على شكل مقطورة لسيارات الركاب لتسهيل النقل إلى مكان العمل.

في البناء المدني والصناعي ، لتشكيل أعمال بعمق وقطر كبيرين ، يتم استخدام المعدات الخاصة اللولبية ، المثبتة على المعدات المتنقلة - الشاحنات والجرارات.

يتم استخدامه في تركيب أبراج لخطوط الطاقة عالية الجهد وأعمدة إنارة الشوارع ، في تركيب أبراج للملاعب والمراكز الرياضية والمنشآت الصناعية والمطارات. بالإضافة إلى ذلك ، بمساعدة الحفارات المثقبة ، يتم بناء ألسنة اللسان والأخدود للحفر على المعدات المحمولة ، يتم تثبيت الأكوام اللولبية.

فيديو مفيد حول الموضوع

حفر اوجير بئر ماء بعمق 20 م في منزل خاص:

يوضح هذا الفيديو تقنية حفر بئر المثقاب الأفقي لوضع الاتصالات تحت الطريق السريع:

جهاز الخوازيق مع مثقاب مستمر بقطر كبير مع قناة مركزية.للعمل ، يتم استخدام جهاز الحفر Bauer BG-30 ومضخة الخرسانة الثابتة Liebherr عالية الأداء:

توفر طريقة اللولب معدلات عالية لحفر الآبار. يتم تطوير البئر وتوريد نفايات التربة من الأسفل إلى فم التطوير في وقت واحد وبشكل مستمر ، مما يوفر الوقت وجهود الحفارين والأموال المستثمرة في المشروع. لذلك ، فإن طريقة الحفر اللولبي شائعة أيضًا.

يرجى ترك التعليقات في شكل كتلة أدناه. أخبرنا إذا كان عليك استخدام أداة مثقاب يدوية أو حفر على جهاز حفر صغير الحجم باستخدام برغي. شارك التفاصيل الدقيقة التقنية التي قد تكون مفيدة لزوار الموقع.