Методи за сондажни кладенци: технологични принципи и особености на основните методи

Устройството на водния кладенец е свързано с използването на различни методи за пробиване. Разхлабените и наситени с вода почви се извличат с помощта на байлер. За пробиване през глинени и скални образувания се използват методи за пробиване на кладенци, основани на принципа на въртене и вибрация.

Работата включваше механизми, които позволяват разработването на почви от различни видове и на различна дълбочина. Ще ви кажем как да изберете оптималната технология за пробиване, която ви позволява бързо и безупречно да преминете през разработката за устройство за всмукване на вода.

За визуално представяне на предложената от нас информация текстът се допълва от полезни схеми, колекции от снимки, видео ръководства.

Видове методи на пробиване

По-ранното сондиране на водоносни хоризонти за лична употреба се извършва основно ръчен начин, Това беше отнемащ време и дълъг процес, така че не всеки собственик на обекта или вилата можеше да се похвали, че има собствен източник на водоснабдяване.

Постепенно механизираното сондиране измества ръчните методи поради значителното улесняване и ускоряване на процеса.

Днес почти всички водоносни хоризонти се пробиват по механизиран начин, който се основава на унищожаването на почвата, захранвайки я до повърхността по един от два начина: суха, когато отпадъчната почва се изважда от кладенеца с помощта на механизми и хидравлична, когато се измива с вода, подавана под налягане или чрез гравитация.

Има три основни метода на механично пробиване:

• ротационен (почвата се развива чрез въртене).
• шок (bursnaryad унищожава земята с удари).
• вибрационна (почвата се развива от високочестотни трептения).

Ротационният метод се счита за най-високоефективен, с 3-5 пъти по-висока ефективност от ударния и 5-10 вибрационен. В допълнение, ротационният метод е най-евтиният и достъпен, често се използва като основен метод за ръчно пробиване.

Механичните ротационни методи за сондиране на водни кладенци замениха неефективните ръчни методи

От своя страна, ротационният метод на сондиране, широко използван за изграждане на кладенци за вода, е разделен на четири основни типа сондажи:

• изрязването;
• свредел;
• шокира въже;
• Ротари.

Всеки вид ротационно сондиране има свои собствени характеристики и се изпълнява от специално проектирано за това оборудване. Помислете по-подробно тези видове сондажи, определете какви са разликите им и какъв метод трябва да се прилага във всеки отделен случай.

Особеностите на сондажното сондиране

Пробиването на сърцевината е механичен ротационен метод, при който глинеста или гъста пясъчна почва се извлича под формата на цилиндрична сърцевина. Основната тренировка е метална тръба с дебели стени.

В горната част на бормашината е разположено устройство за закрепване на прътите, необходими за изграждането на свредлото. По-долу е корона, типът на която се избира в зависимост от категорията на почвата, която ще бъде пробита.

При движение по колонен метод почвата се унищожава от пръстеновидна корона. В същото време основното ядро ​​остава непокътнато. За улесняване на процеса на пробиване на твърди и полутвърди глини, глини, скали, промивна течност се подава към лицето.

По време на сондажното пробиване почвата не се унищожава, а се "пробива" от короната и се улавя от основната тръба. На повърхността пробитата скала се извлича под формата на сърцевина - монолитна цилиндрична колона от скала

Утайката от дъното понякога се отстранява чрез измиване - изпомпване на голямо количество вода в цевта. Най-често промиването се заменя с издухване със сгъстен въздух, подаван от компресора в тръбата. Този вид пробиване ви позволява да пробивате кладенци с дълбочина до 1000 метра и с диаметър от 8 до 20 cm.

Механичното пробиване на сърцевината се извършва чрез сондажни съоръжения от тип ZIF, UGB, UKB, монтирани на автомобили тип KAMAZ, KRAZ, мотоциклети и др. В изпълнение за ръчно пробиване сърцевината тръба се съкращава, нарича се звънец или чаша. С последния елемент на домакинството, обърнат с главата надолу, сърцевината на тръбата е структурно подобна.

Ядрото пробиване се използва в следните случаи:

• проучване на минерали;
• проучвателно сондажно сондиране;
• подреждане на водоносни хоризонти на всякаква дълбочина, включително кладенци без филтър в скални образувания.

За устройство частни кладенци за вода в някои случаи основният метод се използва преди започване на шнеково или ротационно сондиране, изпълнявайки както разузнавателни, така и подготвителни роли.

При изграждането на частни кладенци се използва сондажно пробиване в комбинация с ударно-въжено сондиране. Глинените слоеве преминават през основна тръба.Разхлабени пясъци, чакъл и камъче с пясъчен агрегат, които не се задържат в основната тръба, се отстраняват от цевта чрез желониране.

По отношение на ефективността, основният метод е малко по-нисък от винтовия метод за пробиване на кладенци за вода. Те пробиват шнека по-бързо, но това не позволява напълно да освободи ствола от пробита скала. Те рядко се използват по двойки. И ако се даде, тогава първите няколко метра минават с винт.

Короните не унищожават почвата, но внимателно я нарязват по периметъра, образувайки „колони“ - сърцевини, изучавайки които можете да направите хидрологичен участък на обекта

Използвано оборудване и инструменти

Следните инструменти се използват за пробиване на сърцевината:

• свредла, изработени от диамант или друг карбиден материал (стомана, волфрам, печалба);
• основна тръба;
• тръба за отстраняване на утайки;
• пръти, необходими за изграждане на бормашина;
• съединителни съединения, адаптери между тръбите, промиващо уплътнение.

Когато пробивате в скали, свредлото се износва бързо и трябва да бъде заменено. Материалът на короната е скъп, издържа на огромни товари, най-широко използваните опции за диамантено пробиване.

Всички инструменти, използвани в процеса на пробиване, трябва да бъдат подравнени, т.е. разположени точно спрямо оста на пробиване.

Основна технология за пробиване

Основната характеристика на сондажното пробиване е преминаването на скалата с пълното й запазване в основната тръба. Т.е. по време на експлоатацията на сондажното оборудване короната на пръстена унищожава почвата, която, тъй като отива по-дълбоко, се изтласква в основната тръба и се задържа в нея поради собствената си плътност.

Когато изваждате напълнената тръба от работния вал, тя се освобождава от сърцевината чрез потупване с чук.

Фазовият процес на сондажно ядро ​​е както следва:

• свредлото е свързано към основната тръба;
• сърцевината на тръбата е свързана с пръчките, които нарастват с удължаване;
• горната лента е фиксирана в сондажа;
• свредлото завърта свредлото и постепенно го „завинтва“ в земята;
• основната тръба постепенно се запълва с ядро ​​- задръстена почва в кухината си;
• след задвижване 50 - 70 см, низът за свредло се отстранява на повърхността, пръчките се изключват на свой ред, докато не се отстрани основната тръба;
• тръбата се освобождава от резници;
• празната черупка отново се спуска към лицето, увеличавайки стягащата струна с пръти.

Действията се извършват в описания ред, докато кладенецът не разкрие водоносен хоризонт и се потопи на 50 см в долната водоустойчива скала.

Ако фиксирането на горния водоносен хоризонт не е целта на потъването, тогава горните слоеве могат пробиване с зачервяване, В този случай помпата продава промиващия разтвор през маркуча в тръбите. Тогава разтворът пренася развитата почва на повърхността.

Ако целта на устройството на кладенеца не е водоносен хоризонт в пясъка, пробиването може да бъде промито преди да достигне скалата

Добри силни и слаби страни

В сравнение с ударните въжета и ротационните методи на механично пробиване, сондажът се извършва доста бързо, което значително намалява времето на работа. Основният му недостатък е невъзможността за повдигане на насипни почви и камъчета, наситени с вода. Бавно движейки се по скалите, е необходимо малко за задвижване на камъните.

Предимствата на сондажното сондиране включват:

• висока производителност и възможност за пробиване на кладенци с дълбочина над 100 м;
• намаляване на натоварванията върху сондажното оборудване поради разрушаването на глината, съпоставимо с нейното рязане;
• възможността за използване на мобилен сондажен апарат с компактни размери.

Пробиването на сърцевината е един от най-бързите методи за разработване на водоприемни работи.Кладенец на пясъка с неговото приложение може да бъде завършен за един работен ден. Развива се ръчен прием на вода ще отнеме много повече време.

Характеристики на шнековото пробиване

Този тип сондажи най-често се използват днес при изграждането на водоносни хоризонти в частни стопанства. Характеристика на шнековото сондиране е, че разработената скала е напълно отстранена от сондажа, без да се включва допълнително оборудване. Методът наподобява завинтване, ви позволява да пробиете на дълбочина и в същото време да премахнете ненужната почва.

Инструментът, използван за пробиване, се нарича шнек. Това е метална пръчка с остриета. Завивайки се в земята, винтът унищожава скалата, която се задържа на остриетата си. Поради специфичния дизайн на винта е невъзможно напълно да се освободи лицето от острието. Поради това се използва главно за задвижване на горните слоеве.

Шнековото пробиване е бърз и евтин метод, който не изисква резервоар за промивна течност

Пробиването с помощта на винт не изисква много усилия и финансови разходи, така че обхватът на този метод е достатъчно широк: проучвателни кладенци, полагане на комуникации, изграждане на сондажни кладенци и частично водно сондиране.

Сега той се използва активно за изграждането на абисински кладенци, за да не се запуши напълно дупката на иглата в гъста почва, а леко да се улесни процесът на потапяне на багажника в предварително унищожена скала.

Методът е подходящ за разработване на водоносни хоризонти с дълбочина до 30 m на меки и ронливи почви и до 20 m на средно-гъсти. След навлизането на шнека и монтирането на корпус, сондажът на кладенеца трябва да бъде почистен от неизвестна скала от байлера.

Шнекът категорично не е подходящ за работа в скали! Използва се за частично проникване на кладенци до 120 м, докато този метод се комбинира с други: ротационен, ударно-въжен, ядро.

Оборудване и инструменти

Шнековото пробиване се извършва от сондажно устройство, основният елемент на който е винтов пробивен инструмент, изработен от метал с висока якост. Пробийте низ като задълбочаващи натрупващи се винтове с еднакъв размер.

В комплекта понякога се използват остриета за острие, необходими за преминаване на хлабави скали, както и бита с кръгли или конусовидни глави, използвани за разработването на твърди скали.

Пробивна платформа на базата на автомобил, оборудван с мощен двигател, е най-добрият вариант за пробиване на отдалечени и недостъпни места

Повечето съвременни сондажни съоръжения са оборудвани с кухи черупки, оборудвани с обратими брави, които не позволяват на инструмента да се движи в обратна посока.

Режещите части на шнека по време на сондажа се охлаждат поради развитата почва, а развитата скала се издига нагоре в спирали. Това ви позволява да пробивате без спиране, като значително намалявате времето и енергийните разходи за създаване на водоносен хоризонт.

Техника за пробиване на шнека

След завършване на проникването, чиято дълбочина е 1,5 - 2,0 м, шнекът се отстранява и монтира в кладенеца корпусни тръби, Диаметърът на вода, пробита с винт, е 50-200 мм и зависи от размера на използвания инструмент.

Свиването на стените на сондажа предотвратява корпуса. Това е особено важно за насипни, несъгласувани почви, така че пробивните машини имат правило: да се използват шнекове с остриета под ъгъл 30 - 60º при задвижване на пясъчни глини и глини, а при пробиване на пясък с плътно уплътняване - инструмент с остриета под ъгъл 90º.

С по-малък наклон на завоите на шнековата спирала по-голямото острие на шнека извежда шнека на повърхността.

Шнековото пробиване не изисква използването на промивна течност, скалата, разработена с помощта на длето, се извежда на повърхността на инструменталните лопатки

Плюсове и минуси на използването на винт

Методът на пробиване на шнека позволява да се изгради кладенецът възможно най-бързо, при условие че размерът на шнека и ъгълът на наклон на бита са избрани правилно.

Предимствата на шнековото сондиране включват:

• почвата се издига на повърхността веднага по време на пробиване;
• висока скорост на задълбочаване в земята без технологични спирания;
• няма нужда от промиване на сондажа;
• вътре в къщата (в мазето) може да се пробие компактен шнек или ръчен шнек;
• не е необходимо да повдигате първата връзка към повърхността и да разглобявате / сглобявате стяга, както при основния метод.

Основният недостатък на шнековото сондиране е невъзможността да се работи върху насипни и много твърди почви, но в същото време шнекът е идеално средство за пробиване на глинести, смесени (глинести и песъчливи глинести) и меки глинести почви.

Друг недостатък, който ограничава използването на винт за изграждането на водоносни хоризонти, е необходимостта да се използва метод за шоково въже за почистване на багажника от изхвърлена скала.

подобие шнек - бобина широко използван при ръчно пробиване. Освен това унищожава скалата и я хваща с остриета за извличане нагоре.

Функция за ротационно пробиване

Ротационното сондиране е метод на ротационно вибрационно сондиране, при който разрушаването на почвата се извършва с помощта на малко задвижвано в дъното на кладенеца от ротора на сондажа. Роторът се върти от двигател на автомобил или отделно инсталиран електромотор през задвижващ вал.

Разработената почва се измива от шахтата на кладенеца чрез директно или обратно промиване. Разтворът за измиване може да бъде доставен чрез гравитация или чрез помпена станция.

Повечето артезиански кладенци се пробиват по метода на ротационно сондиране: с помощта на ротационен свредло, последвано от промиване на кладенеца и обезопасяване на корпуса

Ротационното сондиране се използва за разработване на каменисти и полукаменисти почви с инсталиране на дълбоки кладенци до 150 м. Ротационен сондажен с правилно подбран бит и претеглени сондажни тръби се справя с скални образувания.

Дрилерите препоръчват да използвате този метод на пробиване при следните условия:

1. Хидрогеоложката част на обекта е проучена доста добре. Известно е, че предстои пробиване на скала. Известно е нивото на залягане на водоносния хоризонт в основата.
2. Подземните води имат характерно налягане за артезиански кладенци
3. Има възможност за непрекъснато подаване на технологична вода за промиване на кладенеца.

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

Приложно оборудване и инструменти

Ротационното сондиране на водоносни хоризонти се извършва с помощта на рамка или решетъчна кула, върху която са разположени подемно оборудване и други елементи на сондажа. Кулата дава възможност за издигане и спускане на сондажни струни в кладенеца.

Ротационният сондаж включва:

• рамка или кула на пергола;
• мотор с задвижване;
• ротор и бормашина;
• помпено оборудване и система за пречистване на промивна течност;
• повдигащо оборудване, тръбопровод под налягане, въртящ се, маслени уплътнения и др.

В самоходните агрегати като двигател се използва двигателят на превозното средство, на базата на който е разположен сондажният комплекс. В този случай оборотите на двигателя се регулират от скоростта на пробивния инструмент.

Стационарен или мобилен електромотор, двигател с вътрешно горене на автомобил, генераторите могат да действат като източник на енергия за въртяща се сондажна машина

Роторът с помощта на зъбно колело предава въртене към водещата тръба, което от своя страна го съобщава на основния сондажен инструмент - длетото. Битът може да има различна форма и е направен от високоякостни материали: композити, диамантено покритие и др.

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

Особеността на ротационната технология

Ротационното сондиране на кладенци за вода се извършва на три етапа:

1. Скално чупене с длето.
2. Отстраняването на разрушената скала на повърхността чрез потока инжектирана вода.
3. Укрепване на стените на сондажа с корпусни тръби.

Премахването на унищожената почва се извършва чрез обратно или директно измиване. Изборът на метод за промиване зависи от конкретни условия: дълбочина на кладенеца, вид на почвата, наличие на необходимия обем промивна вода.

Обикновено частните ферми използват технология за сондажно директно промиване, която включва следните стъпки:

• задълбочаване на бита с голям диаметър в земята;
• въртене на бита под въздействието на ротор;
• монтаж на сондажни тръби и монтаж на претеглени тръби между тях и бита;
• отстраняване на отпадъчната почва чрез налягане на течността с помощта на помпа;
• монтаж на корпуса за предотвратяване на пръскане на почвата вътре в кладенеца;
• пробиване с бит с по-малък диаметър и повтаряне на целия цикъл.

При обратно промиване почвата се отстранява от кладенеца през сондажната тръба, а промивната течност се излива между стените на кладенеца и тръбите.

Водата тече чрез гравитация в предварително подготвен резервоар, където се почиства от почва и утайки и се връща към сондажа за нова част от скалата на отпадъците.

В някои случаи, когато се извършва ротационно сондиране, не се използва директно или обратно промиване, а въздух, издухващ под налягане, създаден с помощта на компресор

Предимства и недостатъци на ротационното пробиване

Основното предимство на ротационния метод е способността да се пробиват дълбоки кладенци с постъпване на вода в раздробен варовик.

В допълнение, този метод на пробиване има следните предимства:

• висококачествено отваряне на воден носител в основата;
• възможност за подреждане на кладенци с голям диаметър до 200 см;
• висока скорост на пробиване, ниски разходи за енергия.

Значителен недостатък на ротационното сондиране може да се нарече необходимостта от промиване на кладенеца.

Кой метод на пробиване да изберете?

Всички разгледани методи за механично сондиране се използват широко за изграждането на водоносни хоризонти.

Обобщавайки, можем да кажем, че:

1. Пробиването на ядрото е препоръчително да се използва за потъване в почви от пластмасова глина. Методът на колоната е подходящ за устройството на повечето работи за прием на вода; ако е необходимо, той се използва заедно с ударно въже.
2. Шнековото пробиване по приложение е подобно на основния метод. Тя се различава от нея с некачествено почистване на цевта, изисква задължителното използване на байлер или продължително измиване на кладенеца преди експлоатация.
3. Ротационното сондиране е най-добрият вариант за пробиване на сондажи в скалисти почви.

Цената за разработване на кладенец, използващ един или друг метод на пробиване, до голяма степен зависи от това какво оборудване се използва, както и от категориите скали, преминали при пробиване.

Добре подбраният метод за пробиване на кладенец не само ще помогне да се намали времето, прекарано в сондажа, но и ще позволи да се експлоатира водоизточникът в бъдеще без проблеми

Можете да прочетете за това как да направите бормашина със собствените си ръце в друга популярна статия нашия сайт.

Изводи и полезно видео по темата

Видео №1. Демонстрация на принципа на класическото пробиване на сърцевината с извличане на сърцевината чрез водно налягане:

Видео №2. Характеристики на сондажно сондиране:

Видео №3. Пробиване на кладенец с измиване на дъното и инсталиране на двоен корпус, външната част на който е направена от стоманени тръби, вътрешният полимер:

Пробиването на водоносен хоризонт е отнемащ много време процес. От правилността на избрания метод на пробиване зависи не само скоростта на устройството на автономен водоизточник, но и финансовите разходи.

Първото нещо, на което трябва да обърнете внимание при избора на метод за пробиване, е видът на почвата и дълбочината на водоносния хоризонт. Въз основа на тези параметри можете да изберете най-добрия вариант, който ще ви позволи да пробиете кладенец бързо и евтино.

Искате ли да споделите историята на пробиването на кладенец в собствения си район или полезна информация по темата на статията? Моля, оставете коментари в блока по-долу. Тук можете да зададете въпрос или да посочите спорни точки в текста.