Ротационно сондиране на кладенец: Преглед на технологията за пробиване и основното оборудване

Ако селска къща не може да бъде свързана към централното водоснабдяване, трябва да организирате автономна система. Повечето собственици предпочитат да го подредят на базата на кладенеца, в разработването на който се използват различни методи. Ще разгледаме ротационно сондиране на кладенец - много обещаващ, но засега малко известен вариант.

В нашата статия подробно са описани тънкостите на роторната технология и използваните инструменти. Разглеждат се предимствата и недостатъците на тази техника и са представени методи за нейното прилагане на практика. Нашите съвети ще бъдат полезни за предпазливите собственици на частни парцели, които искат да наблюдават работата на бормашините.

Определение на ротационно сондиране

Като начало, нека да анализираме какво представлява ротационното сондиране на кладенци и какви са неговите алтернативи? Шнековото сондиране все още е признато като един от най-разпространените начини за източване на вода.

обаче винтова технология не позволява да премине скалисти основи. Винтовата бормашина, използвана при винтово сондиране, не е в състояние да унищожи варовика. Но често се случва да се наложи да пробиете в него, защото горните слоеве не са стабилни и достатъчни за оперативния дебит.

Технологията на сондажното и шнеково сондиране не предоставя възможност за преминаване през скални образувания. В случай на инсталиране на кладенец върху варовик, е по-ефективно и икономично да се използва ротационният метод на пробиване

Затова ротационната технология, използвана преди само в минната индустрия, започна да се въвежда в обхвата на изграждането на частни съоръжения за водоснабдяване. Работният му елемент е малко разположен в долната част на кладенеца. С помощта на длето се разрушават сплотените и непоследователни почви, скалистите основи се раздробяват.

Изкопаването на разрушената скала се извършва с помощта на течност, която се подава към лицето през работна колона или зъбното пространство.Това са 2 различни метода на пробиване, всеки от които ще бъде разгледан подробно по-долу.

Диаметърът на бита надвишава диаметъра на работната колона, което позволява:

• намаляване на разходите за енергия за целия процес на пробиване (мощността тук се изразходва директно само за завъртане със силата на бита в лицето, а загубите от триене на работната струна към стената на сондажа са сведени до минимум);
• предпазвайте повечето от елементите на работния низ от повреда, както и стените на пробития кладенец от разрушаване;
• създайте впечатляващи отвори с диаметър (например до 70 см) на изключително впечатляващи дълбочини.

По този начин можете образуват водоносни хоризонти, с дълбочина 300 метра или повече, т.е. за пробиване на водоприемници за подаване на вода за летни къщи и села.

И така, определението: ротационното сондиране е такъв начин за разработване на кладенец, при който силата върху бита в лицето се предава от въртящото се ротатор през работната колона. Сглобява се от пръти - тесни стоманени тръби, които са свързани последователно помежду си чрез промяна на дълбочините в земята.

Но за изчистване на багажника на мината и клане от утайката се използва водата, доставена под налягане. Благодарение на това решение не е необходимо демонтирането и сглобяването на свредлото за извличане на сърцевината, както при сондажното пробиване.

Течността, инжектирана в мината, незабавно решава две важни задачи: освобождава пътя на тренировката, за да извърши по-нататъшна работа и произвежда промиване на кладенецанеобходими за подготовка на приема на вода за работа.

Предимства на ротационните технологии

Какви са предимствата на ротационното сондиране пред възможните алтернативи? Има няколко от тях.

на първо мястоС помощта на въртящ се бит е възможно да се създадат кладенци с голям диаметър, които да задоволят напълно нуждите от вода на няколко домакинства наведнъж.

Не е тайна, че пробиването не е скъп процес: изисква специализирано оборудване, а опитни сондажи трябва да контролират и управляват процеса. В крайна сметка, сондажни дейности са лицензиран, Оттук и високата му цена.

Поради своята форма и конструкция, ротационен свредло може да образува кладенци с много по-голям диаметър от шнековите свредла и сърцевината

Комбинирането на няколко домакинства наведнъж за финансиране на един общ кладенец за съседни обекти е икономически ефективно начинание. Но това изисква значителен дебит. В повечето случаи водоносните хоризонти на кватернерните седименти (пясъци) не могат да ги осигурят.

Естествено, за колективна работа, приемът на вода трябва да се постави върху варовик. Извлечените от него подземни води се характеризират с по-голяма мобилност и чистота на водата. Обемът на валежите няма най-малък ефект върху притока на кладенци към варовик. Какво не може да се каже за кладенците на пясъка.

на второ място, убеждават сравнително малките разходи за енергия. Работният елемент за ротационно пробиване е длето. Но за разлика от шнека и ядро пробиване, сондажният инструмент не взаимодейства със стените на пробития кладенец

Тоест, само малко, чиято височина е незначителна спрямо височината на целия стълб, е в пряк контакт с почвата. В резултат този метод за формиране на кладенци е най-бързият - до 1000 линейни метра на месец!

трета, колективните клиенти са привлечени от дълбочината на пробиване. Само ротационният метод може да се използва за пробиване на кладенец, заровен в коренни метаморфни и магматични скали, от пукнатините на които може да се изпомпва вода, чийто състав е най-подходящ за питейни цели.

Най-често от приемници с дълбочина под 30 m се извлича само промишлена вода.Съставът му се влияе от близките водни тела, реки, залети с боклук, валежи и просто технически течности, разляни по земята. Винтовата и сърцевинната тръба ще ви помогне да получите само такъв прием.

Целият набор от сондажни съоръжения е лесно монтиран на една единствена автомобилна платформа със среден клас. Това прави процеса на ротационно сондиране много по-технологично усъвършенстван и следователно по-евтин.

В допълнение, ротационното сондиране ви позволява да преминете през разработка на пълна дълбочина, без да преминавате към друг метод на пробиване. Когато разработват кладенец с винт, например, ако е необходимо да се пробие камък, те преминават към техника на ударно въже.

За това се отстранява винтова обвивка от цевта и битът се хвърля към лицето, докато не се счупи камък. След това клане изчиства се от байлер, Използва се, ако е необходимо да се издигне наситен с вода пясък на повърхността, който не е роговит в основната тръба.

Практиката показва, че сондажите, пробити по ротационния метод, имат по-дълъг живот. Технологично това се дължи на факта, че след монтажа на обшиващата струна, образуваща стените на сондажа, анусът допълнително се укрепва.

Оборудване за кладенец

Първо, вертикална конзола е монтирана на повърхността над кладенеца за по-нататъшно закрепване на вертикалните връзки на работния низ. Първата връзка на този вал за пробиване е оборудвана с работещ елемент - малко, който може да има различен формат, в зависимост от категорията на скалата за пробиване.

Разбира се, по-компактно оборудване се използва за пробиване на водоносни хоризонти и обикновено не се изисква формирането на определена кула

Комплект свредла

При задълбочаване на първата връзка свещта, следващата, наречена щанга, е монтирана върху нея и т.н. Дължината на всеки такъв блок от тръби може да варира от 20 до 50 м. За да се опрости формирането на работната колона, всеки прът е снабден със заострена нишка с ключалка.

В резултат на това се формира тренировка, която се състои от:

• работен бит;
• оловен бар;
• колони от обикновени пръти, свързани помежду си чрез съединители.

Задържането на работната колона се осъществява с помощта на въртящи се въртели, чието въртене се осъществява от ротора. В зависимост от това колко дълбоко се предполага да се пробива, както и какви физически и механични свойства на почвата, стандартните или претеглените пръти се използват за формиране на водещата връзка.

Задвижващият прът, като правило, е претеглена тръба, тъй като има важна технологична мисия. Чрез него промивен разтвор навлиза в лицето на къса, чиято задача е да измие натрошената скала. А това от своя страна поставя изисквания за съединителни съединения, чиято задача е да запечатва фуги между връзките.

Не забравяйте, че налягането на течността директно зависи от височината на образуваната колона (и не зависи от напречното сечение на тръбата). Освен това, дори ако водата се използва като разтвор за измиване, тогава на всеки 10 метра налягането ще се увеличи с 1 атмосфера.

За сравнение си струва да дадем пример. Работното налягане в тръбната мрежа на домакинството в къщата е 10 атмосфери, а най-издръжливите тръби са проектирани за налягане от 20 атмосфери.

Само ако домакинските системи са неподвижни и не се движат, тогава налягането е равно на теглото на свредлото на задвижващия прът. Но тя все още трябва да предава въртящ момент и сила на бита.

Съединителите са най-критичните елементи на пръта, тъй като именно те отчитат теглото на цялата долна част на съседния прът, както и натоварването от динамични вибрации и въртеливо движение, предоставени от двигателя

Следните изисквания са наложени на съединителите като конструктивни елементи на сондажна тел, те са:

• трябва да осигуряват херметичността на връзката на прътите и да издържат на налягане на течността до 100 атмосфери (за изчистване на дъното на потока от налягане);
• трябва да са устойчиви на износване, за да не станат неизползваеми при триене в стените на кладенеца;
• трябва да може да предава въртящ момент от горната част на работния низ до дъното и накрая до бита.

Задължително е съединителите да са с подходящо качество. Ако поне един от тях не издържи натоварването и работната струна е счупена, ще бъде изключително трудно да се получи долната й част заедно с бита. По отношение на капиталовите разходи, понякога е по-лесно да се пробие нов кладенец наблизо, отколкото да се получи отделен оловен прът.

Използване на водата по време на сондажа

Течността, която се подава към лицето, обикновено е обикновена вода. Понякога, за да се стабилизира багажникът, преминаващ през насипни несъгласуеми скали (пясък, чакъл, чакъл и камъчета), в кладенеца се подава разтвор със сондажни добавки. Това е необходимо, тъй като корпусът не е поставен на първите етапи на проникване.

Водата влиза в изхода или под налягане вътре в задвижващия прът (и след това се изпомпва през зъбното пространство) или чрез гравитация надолу през зъбното пространство и отстраняването вече се извършва през работната колона с смукателна помпа.

Това са 2 различни технологии на ротационно сондиране, чиито характеристики ще бъдат разгледани по-долу.

Ротационното сондиране се характеризира с най-високата степен на развитие на кладенец. Едновременно с пробиването, цевта се промива и разработката е подготвена за предстояща операция

Въпреки това, без значение какъв метод се използва, течността, използвана при пробиване навсякъде, трябва да бъде почистена (за по-нататъшна употреба).

За целта използвайте следното оборудване:

• Хамбар за съхранение на течности (Ако планирате да пробиете плитък кладенец - в рамките на няколко десетки може да се подреди директно в земята, а обикновената вода се използва като промивна течност). Хамбарът действа като батерия за промиване на течността.
• Вибриращ екран. Промивният разтвор, издигнат от кладенеца, съдържа частици от натрошена скала, които трябва да бъдат отстранени. Най-ефективният начин е механичен с помощта на вибриращи екрани.
• Резервоар за утаяване. След отстраняването на големи частици от скалата течността навлиза в шахтата, за да се освободи от суспендираните частици, които се утаяват. Когато използвате вода като течност за измиване, понякога се изгражда утайка директно в земята. В допълнение, за отделяне на течни вещества и сепариране на утайка се използва хидроциклон.
• Кал помпа. Именно той осигурява циркулацията на разтвора за измиване.
• Система за улуци. Те са необходими за движението на водата от мястото на образуване на рудника до мястото на нейното пречистване.

Като цяло са необходими следните механизми и оборудване за разработване на кладенец, използващ въртяща се технология:

1. Кула или конзола за сглобяване на свредлото от прътите и разглобяването му в края на пробиването, както и система за захващане.
2. двигателосигуряване на въртене на ротор.
3. Течно оборудване, Механизми и устройства за циркулация на промивна течност и почистване на нея (помпа; вибрационен екран; всмукване и / или хидроциклон; плевня за съхранение на промивна течност; система от тръби и улуци).

За ротационно сондиране на плитки кладенци целият изброен комплект оборудване е много компактен (например конзолната стрела е сгъваема). Това улеснява поставянето на сондажно оборудване на всяко удобно място за пробиване и последваща работа.

Две опции за ротационно пробиване

В зависимост от метода на подаване на промивна течност към лицето, има два вида технология на ротационно пробиване:

1. директно захранване;
2. с обратна подаване.

Трябва да се отбележи, че течността, доставена на лицето, е предназначена не само за промиване и отстраняване на натрошена скала. Освен това охлажда бита, който е много горещ от триенето. В случай на директно подаване на течност помпата създава своето свръхналягане.

Водата навлиза в лицето през технологичните дупки в бита, "улавя" натрошената скала и след това чрез гравитация през кладенеца (т.е. през зъбното пространство по отношение на водещия прът) навлиза в повърхността, където влиза в почистващия комплекс (вибриращ екран, хидроциклон).

Промиването може да бъде пряко или обратно, от което ще зависят качествените характеристики на използваното оборудване, но схемата е валидна и за двата типа технологии

Технологията за обратно подаване предполага, че промивната течност тече към дъното чрез гравитация, спуска се през кладенеца, но разтворът с натрошен материал се връща на повърхността през тръбата на оловен прът. Калната помпа в този случай създава отрицателно налягане в нея.

Въпреки привидната простота и на двете технологии, има много повече нюанси, отколкото може да изглежда на пръв поглед. Следователно изглежда целесъобразно да се спрем по-подробно на всяка от тези технологии за сондиране.

Директно пробиване

Тази технология понякога се нарича "директен водоток". Препоръчително е да го използвате в пясъчни, чакълести, чакълести почви. Използва се и ако дълбочината на водоносния хоризонт не надвишава 30 м. Именно тук към течността се добавят добавки, които увеличават плътността и стабилността на багажника.

Ротационното сондиране се характеризира с постепенно намаляване на диаметъра на сондажа. С други думи, първо се пробива кладенец с най-голям диаметър, а след това го растение около тръба, а пръстеновидното пространство между външната повърхност на тръбата и стената на кладенеца чрез технологични отвори се запълва с циментова замазка.

По-нататъшното пробиване продължава с по-малко длето. След това отново корпус, а новата секция има още по-малък диаметър и т.н. Колкото по-рядко трябва да бъдете „разсеяни“ чрез циментиране на кладенеца, толкова по-голяма е производителността на сондажа, което в крайна сметка се превръща в общата цена на процеса и на кладенеца като цяло.

Освен това твърде честото обвиване води до факта, че ефективният диаметър на кладенеца (диаметърът, който отваря водоносния хоризонт) е силно намален. Така че „директен водоток” се характеризира с това, че кладенецът с този метод на неговото образуване не може да бъде обсаден до 100 метра.

Основното налягане на промивната течност се създава от помпата в задвижващия прът и зъбното течността с елементи от натрошена скала запълва пространството чрез гравитация, без да разрушава стената на сондажа с излишно налягане.

Модел на директно пробиване на сондажна течност. Подаването му към лицето се осъществява през тръбата на водещия прът и се издига на повърхността чрез гравитация

Този метод на пробиване обаче има своите недостатъци. По-специално, твърде дълго openhole Мястото води до факта, че фино диспергираните глинени частици навлизат във водоносните хоризонти, което може значително да намали и забави притока на вода в изхода от водоносния хоризонт.

Тези частици тук играят ролята на особени запушалки от пори и микроканали в скалата, през която се просмуква вода. Следователно процедурата на обшивката, извършена по време на процеса на сондаж, е необходима, за да се поддържа бъдещата производителност на кладенеца като цяло.

Промиване на обратен сондаж

С този метод за контрол на потока на течността, цевта и дъното се изчистват най-добре. Помпата тук не изтласква течността на дъното, а напротив, изсмуква я обратно и това води до факта, че скоростта на образуване на кладенеца с длето се увеличава с порядък и няколко пъти повече в сравнение с директното измиване.

Самият кладенец не е замърсен с глинени включвания с поток от течаща миеща течност. В крайна сметка помпата засмуква всичко, което може да се съдържа в нея. Между другото, вече няма практически смисъл в допълнителните добавки, затова чистата вода се използва като същата миеща течност.

Схема за обратно промиване на ротационно пробиване. Потокът се осъществява чрез гравитация през анула, а утайката се изтегля от помпата през тръбата на задвижващия прът

И така, да обобщим предимствата на пробиването с обратен поток:

• скоростта на пробиване се увеличава (в сравнение с директен водоток) до 15 пъти;
• водоносният хоризонт не е запушен с глинени частици и копринени зърна от пясък от долната uncased нива на кладенеца;
• поради висококачественото отваряне на водоносния хоризонт, кладенецът не е необходимо да бъде допълнително подготвен за работа, можете незабавно да инсталирате вътрешния корпус с филтър и да започнете да изпомпвате с помпа;
• проста (и следователно евтина) вода се използва като работна течност.

Този метод обаче има значителен недостатък. Това изисква участието на скъпо оборудване, което в крайна сметка води до значително увеличение на цената на целия процес на сондаж като цяло.

Следователно, сондиране с „обратен водоток” се извършва само в случаите, когато кладенецът е проектиран за работа от няколко домакинства едновременно. Но в случай, че кладенецът е проектиран за индивидуална експлоатация, е много по-разумно да се използва технология на ротационно сондиране с директен воден поток.

Изводи и полезно видео по темата

Видео №1. Визуална демонстрация на процеса на ротационно сондиране на стъпки:

Видео №2. Анализ на ротационната технология и принципите на подреждането на кладенеца:

Видео №3. Циркулация на водата по време на ротационно сондиране:

Ситуацията с наличието и дълбочината на водоносните хоризонти може да бъде много различна от място на място (но някъде изобщо няма такива, както на остров Мадейра).

При проектирането на кладенец и избора на оптимален метод на ротационно сондиране трябва да се използват съществуващи карти на доказани водоносни хоризонти. Това ще ви спести значително време и пари.

Разкажете ни за вашия опит в разработването на кладенец с помощта на въртяща се технология. Споделете технологични нюанси, които са полезни за посетителите на сайта. Моля, оставете коментари в блоковата форма по-долу, публикувайте снимка и задавайте въпроси по темата на статията.