Perforació del pou bàsic: nans de tecnologia i treball

Un dels mètodes més productius i econòmics de formació de les mines és la perforació fonamental. S'utilitza en exploració de camp i en geologia d'enginyeria. A més, aquesta és la manera més fàcil i ràpida d’accedir a les aigües subterrànies per a l’organització del subministrament d’aigua.

Aprofundireu sobre les característiques de la perforació fonamental, l’eina necessària per a la seva implementació i les funcions d’aplicació del nostre article.

Àmbit de la perforació de nucli

El forat de nucli és un mètode que permet determinar amb la màxima precisió la profunditat del sostre i la part inferior de les capes del sòl, així com la marca de profunditat del mirall de les aigües subterrànies.

La tecnologia de perforació bàsica s'utilitza àmpliament en les següents indústries:

• Subministrament d'aigua en àmbits industrials i privats. Els forats per al subministrament privat d’aigua, l’organització de la presa d’aigua de pobles sencers o blocs de ciutats es realitza de manera efectiva mitjançant la perforació principal degut a que el trepant penetra fàcilment fins a grans profunditats. Un projectil de nucli és capaç d'aixecar gairebé qualsevol roca destruïda, tret de sòls incoherents saturats amb aigua i solts incoherents (sorra, grava, còdols);
• Exploració a la indústria minera. Quan la roca passa, es produeix un impacte puntual al sòl al llarg del radi de rotació. És a dir, una closca, que s’assembla estructuralment a una canonada, perfora una massa de roca sòlida sense pertorbar la seva estructura i estat.
• Construcció. Realització d’enginyeria i investigació geològica per estudiar les propietats físiques i mecàniques dels sòls, l’estat de les roques. La tecnologia de columnes proporciona l’oportunitat de determinar amb precisió el nivell d’aigua i de prendre mostres d’aigua per estudiar la seva agressivitat respecte al formigó.

Durant la perforació del nucli, s’extreu un nucli: una columna de sòl o capes de sòl adjacents. El nucli es caracteritza per una estructura natural integral, que proporciona una anàlisi completa de la roca estudiada. El forat amb una canonada de nucli permet determinar la profunditat de la roca amb la màxima precisió per a l'estudi.

La perforació del nucli garanteix la integritat del nucli extret, cosa que contribueix a l'estudi qualitatiu de la roca. Al mateix temps, es realitza una neteja de la màxima qualitat de la cara des de la roca destruïda.

L’ús del trepant de nucli en la construcció facilita i accelera enormement els processos. Una pila s’emboca fàcilment al forat preparat per un trepant de nucli o es munta una estructura de formigó armat ja preparada. La perforació de nucli permet crear forats cilíndrics en estructures de maó i formigó.

Tecnologia i equipament de treball

Es coneixen dos mètodes d’utilització d’un trepant de nucli: treballar amb subministrament de líquid a la cara o a la sec, és a dir, sense perforar fang.

La perforació sense l’ús de líquid de perforació s’utilitza si els sòls incoherents estan saturats d’humitat natural en una quantitat suficient per a la penetració i l’extracció. Tampoc es subministra aigua a l’eix de treball quan es passa per un llaç / argila de plàstic fluid, de plàstic suau i de plàstic dur, de sorra dura i de plàstic.

El líquid s'utilitza sense fallar en perforar roques i pedres. A falta d’aigua en aquest cas, l’aixecament és molt més lent. A més, la probabilitat d’avaria prematura de la corona augmenta significativament, i per tant la perforació en sec es considera més costosa.

La tecnologia de perforació de nucli amb rentat permet no només estendre el servei d’equips de treball, sinó també la forma més ràpida i mínima de temps per alliberar la cara de la roca destruïda

Quan es perfora amb un fluid de perforació, la taxa d’aprofundiment augmenta significativament. Molt sovint, aquest mètode s’utilitza per a perforar pous de profunditat significativa. Això permet realitzar treballs en el menor temps possible amb un risc mínim de danys a la corona.

Durant el desenvolupament del pou, en sòls solts i incoherents, se subministra aigua a alta pressió, si no és una tasca la carena. En aquest cas, amb un raig d’aigua simplement es renten la cara, alliberant l’eix de treball del sòl destruït.

El principi de la tècnica de columnes

L’element fonamental de la perforació del nucli és una part de tall destructiva muntada a la part inferior de la canonada. Li diuen corona. Per a l’enfonsament de roques s’utilitzen corones especials equipades amb eines de diamants.

Les corones tallen elements intercanviables que es cargolen a la vora inferior del tub central. En el procés de perforació s’han de canviar diverses vegades

És la corona de diamants que garanteix el pas gairebé sense obstacle del trepant a una gran profunditat durant el pas dels treballs d’entrada d’aigua a la pedra calcària. És a dir, quan es desenvolupen pous enterrats en el llit, en les fractures de les quals a conseqüència de condensació centenària es van formar les reserves de l’aigua subterrània més pura.

Les broques es canvien de la manera més senzilla: treuen la part desgastada i cargolen una nova corona a la canonada del nucli

La roca es talla amb una corona girant a gran velocitat. La velocitat de rotació del trepant es pot ajustar en funció de la densitat del sòl desenvolupat. La corona “talla” el sòl només al llarg d’un límit d’un peculiar cilindre, la part central del qual es pressiona al tub central.

Per extreure el nucli, el trepant surt a la superfície. El sòl capturat per ell és literalment bufat de la perforació central amb un raig d'aire subministrat a la part superior de la canonada. El procés de bufat s’accelera tocant la closca amb un trineu.

Durant la perforació del nucli, un segment de roca foradada en forma de con s'empènia a la canonada del nucli. Per extreure-la, la closca del nucli es treu de la bóta desmuntant la corda de perforació. El nucli està bufat i sacat de la canonada

Els exercicis de columna durant el pas de les roques fortes tenen una productivitat més gran que els bits de matriu i con. Això es deu a l’alta velocitat de rotació del trepant, que redueix el grau d’esforç aplicat al desenvolupament.

A més, els cisells destrueixen completament la roca que haurà de ser "retirada" per la bailer o bombejar aigua amb un cap per encendre la cara. De fet, haurà de passar pel mateix segment dues vegades, o fins i tot tres vegades: primer destruir, després esborrar. La tecnologia de columnes us permet passar i netejar la cara d’una sola vegada.

Màquines-eina i equips de perforació

L'elecció d'una màquina o equip de perforació es determina en funció del pou i del seu diàmetre. La popularitat del mètode de perforació principal determina la producció de plataformes de perforació i màquines-eina a tot el món. Els tractors pesats, els camions i els vehicles tot terreny són adequats per a instal·lacions dissenyades per a la perforació exploratòria.

L'ús de tractors amb traç pesat permet la perforació de nuclis en zones amb impassabilitat, cobertura superficial i terreny inestable.

Molt sovint, els equips de perforació es munten en automòbils clàssics MAZ, KAMAZ i Ural. Tot i això, hi ha opcions de muntatge per a equips més lleugers, que s'utilitzen per perforar pous d'aigua en la construcció privada.

At perforació rotativa manual la canonada del nucli es substitueix pel seu antecessor històric: el vidre. Aquesta carcassa és una versió escurçada del nucli amb una punta punxeguda a la planta. Un got és manualment o utilitzant un simulacre de motor, retorçat a terra i tot el que s'amuntega en aquest es treu a la superfície.

Per a la mecanització del forat manual de pous poc profunds i la formació de forats per a la instal·lació de tanques i torres de transmissió d’energia, s’utilitzen motors de gasolina i elèctrics. Informen de moviments de rotació cap al tub augle o nucli

Equips per a l’enfonsament i arranjament de pous

En la implementació de la perforació de nucli, es necessita equipament que permeti treballar en profunditat, desenvolupar i extreure una gran varietat de tipus de roques. Durant l’obra, s’hauria de proporcionar una pujada periòdica a la superfície del material destruït pel projectil.

Conjunt d'eines de perforació estàndard

Per realitzar un treball d'alta qualitat requereix:

• Petxines de columna. S'utilitzen tant per a la perforació horitzontal com per a la perforació de treballs verticals. Utilitzant canonades de nucli estàndard, la perforació és possible a un angle de fins a 45 graus. Les carcasses de nuclis de parets primes només es poden utilitzar per a perforació horitzontal sense trinxera en posar comunicacions.
• Corones. Es tracta d’una eina que destrueix la roca que està equipat un tub principal per facilitar el tall del nucli a la roca. Per perforar sòls cohesionats sedimentaris i incoherents, s’utilitzen corones de llautó. Per a l'enfonsament de les roques, formant forats en formigó, asfalt, es produeix una paret de maó, corones de carbur amb talladors de diamants.
• Carcassa d'acer. Són necessaris per encobrir la producció, la formació del pou, produïda simultàniament amb el seu aprofundiment. El seu diàmetre és igual al diàmetre del pou. La carcassa per a la presa d’aigua es selecciona amb antelació, centrada en el diàmetre de la canonada i la bomba del nucli, que està previst que s’operarà al pou.
• Varetes. Es tracta de canonades estretes retorçades entre si. S'utilitza per construir la corda de perforació. En poques paraules, es cargolen alternativament a la part superior del tub del nucli de manera que pugui transmetre moviment de rotació a una profunditat superior a l'alçada del projectil.L’alçada de la canonada del nucli + l’alçada de la corda de les barres de perforació = profunditat de producció.
• Sub Necessari per assegurar la unió de juntes roscades de diàmetres diferents presents a les barres de perforació, rotadorsrentat de segells d’oli i altres accessoris.
• Taps i segells de rentat. Amb la seva ajuda, es proporciona la pujada a la superfície del sòl destruït, si no cal la selecció de tot un nucli. En aquest cas, se subministra aigua a la cara, rentant el sòl destruït sota pressió a la superfície del dia.
• Cisells. S’utilitzen per aprofundir el forat als llocs més difícils per al pas del trepant de nucli. Quan s'utilitza una mica, de vegades canvien de perforació rotativa a trepat de corda de xoc.

L'eina presentada és un conjunt estàndard per a la perforació mitjançant tecnologia base. En alguns casos, depenent de la complexitat del desenvolupament, es poden necessitar eines i equips addicionals.

En aprofundir l'excavació, una corda de barres de perforació es cargola seqüencialment a la part superior de la canonada. Per extreure el projectil del nucli a la superfície, la vareta després de la vareta no té problemes

Disseny del nucli

Característica constructiva petxina durant la perforació principal, es deu a la conservació màxima de la integritat del nucli i consisteix en una disposició anular al voltant del pas lliure. Una de les característiques més importants és el coeficient mostreig de nucli. Es defineix com la relació del diàmetre del nucli amb el diàmetre exterior de l'eina.

L’eina de perforació de nucli està normalitzada, difereix principalment només de diàmetre. Segons les característiques de disseny, les canonades de nucli es classifiquen en soles i dobles. Les closques simples dissenyades per funcionar en condicions geològiques normals són excel·lents per desenvolupar pous d’aigua.

Una eina doble amb canonada interior que no gira només s’utilitza en exploració geològica. Cal extreure mostres de roca que es destrueixen fàcilment sota la influència de diversos factors. Permet prendre una mostra en composició natural, amb un percentatge natural de minerals i roques residuals.

En el mostreig d’enginyeria i investigació geològica, en exploració geològica i perforació de forats per a la instal·lació de suports de línia de transmissió d’energia, s’utilitza una canonada única

Totes les canonades centrals estan dissenyades per a l'ús de purga, subministrant fang de perforació al fons i rentat del pou. La seva part superior està equipada amb un forat tecnològic pel qual s’injecta aigua o un corrent d’aire.

Especificitat de la part de tall del projectil

Qualsevol corona es presenta en forma d’anell amb un fil situat a la part superior, necessari per cargolar el tub del nucli, i uns talladors situats a l’extrem inferior. Els talladors estan colats o soldats a aquesta part metàl·lica de tall.

Quan incorporeu, utilitzeu les corones següents:

• Carbur - petits incisiuscostellat.
• Diamant: impregnat i petit diamant.

Els elements de tall de carbur estan dissenyats per perforar sòls “suaus”. Amb la seva ajuda, es perfora tot tipus de roques argiloses de qualsevol consistència, semi-roca, poca humitat i sorres humides de composició densa i densitat mitjana. Per a la conducció de pedres de sorra i margues s’utilitzen corones amb incisius de tungstè-cobalt.

Petits incisius Les corones estan destinades a la perforació de duresa mitjana de petites roques abrasivitat. Estan equipats amb talladors octogonals o quadrats. Quan els incisius estan situats a diferents alçades, també s’aconsegueix la matança gradual, els avantatges dels quals es van descriure anteriorment.

L'ús de corones de nervis millora la circulació del líquid de rentat ampliant el diàmetre del forat

Costella broques de nucli dissenyades per a la perforació de roca dura abrasivitat. Els talladors d’aquestes corones consisteixen en acer cilíndric o prismàtic personal amb placa de carbur. En aquest cas, fins i tot en el cas del desgast de la corona no disminueix l’eficiència del seu treball.

Les corones amb eines de diamant estan dissenyades per a la perforació de roca i semi-roca alta abrasivitat.

Per augmentar la força i augmentar les propietats abrasives, els diamants industrials es pressionen a la seva massa fosca durant el procés de producció. Recentment, sovint els cristalls naturals han estat substituïts per cultius artificials

El nombre de costelles està determinat pel disseny de la corona i el seu diàmetre, que poden ser de tres a sis. L'acceleració del procés de destrucció de roques es pot aconseguir augmentant les costelles respecte a la cara final de la corona. Així, es garanteix un fons esglaonat i es facilita el pas del líquid.

Tubs de carcassa del pou

Els tubs d'acer de nucli i carcassa es produeixen d'acord amb GOST 51682-2000. En la geologia d’exploració i enginyeria s’utilitzen per evitar el col·lapse del sòl a la part inferior, cosa que no ens permetria comprendre a quina profunditat una capa geològica se substitueix per una altra.

Dins ordenació de les obertures d’entrada d’aigua les canonades de la caixa formen les parets del pou. A la carcassa que s'uneix des d'elles, es submergeix una altra cadena de canonada operativa. Ara es sol muntar de plàstic. La carcassa de producció està equipada amb un filtre per a retenir grans de sorra i grava fina durant el bombament.

Els més comuns són tubs de carcassa amb juntes de mugrons. Al mateix temps, les canonades tenen un fil intern a un costat i un fil extern al costat oposat. El tronc roscat es munta de manera senzilla i ràpida.

Tant les canonades de nucli com les de carcassa són roscades, d’un extrem a l’exterior, de l’altre a l’interior. Això permet muntar fàcilment la carcassa. Les dimensions dels fils s’unifiquen: qualsevol carcassa pot servir de canonada, només cargolem la corona i la tapa a sobre

Hi ha canonades de carcassa dissenyades per a juntes soldades. No s’utilitzen al sector privat a causa del laboriós procés de muntatge de columnes.

Tant la caixa com les canonades del nucli estan fabricades en acer grau 45 amb el grup de resistència "K". Per augmentar la resistència al desgast superficial, els extrems de les canonades s’endureixen. Segons l’equip de perforació utilitzat i el diàmetre bomba submergible en el dispositiu d’obertures d’entrada privada d’aigua s’utilitzen canonades amb un diàmetre de 100 a 200 mm.

Fases bàsiques de perforació

Abans d’iniciar el treball, heu d’estudiar el pla cadastral i preparar la superfície de treball. Cal assegurar un accés no obstaculitzat al lloc de perforació tant de la plataforma de perforació pròpia com de la màquina amb fluid de rentat.

El següent pas serà excavar una fossa amb un volum d'almenys 2 metres cúbics, la qual cosa evitarà la necessitat d'utilitzar un dipòsit addicional. El fossat ha estat dissenyat per drenar les aigües subterrànies i fluir gastats. Per instal·lar la part principal del tronc, és necessari punxar el sòl.

A continuació, es connecta la corona seleccionada a la canonada de perforació principal i a la selecció pipa de caixaque aprofundirà a mesura que aprofundeixin. La instal·lació s'ha de fixar fermament, després de la posada en marxa de la plataforma de perforació.

Tecnologia de columnes amb rentat del fons de l’aigua amb la forma més senzilla i ràpida d’alliberar l’eix de treball de la roca destruïda

A mesura que la perforació del nucli s’aprofundeix i s’omple, s’eleva periòdicament a la superfície del dia i es neteja del sòl capturat per l’eina durant la perforació. Aleshores el nucli alliberat del nucli es pot tornar a submergir al forat del pou per continuar perforant.

Per pujar la corda de la perforació, formada per un projectil de nucli i unes varetes, desmuntades. És a dir, la barra després de la barra està separada seqüencialment fins que es tregui el tub del nucli del barril.

La millor opció per desenvolupar un pou per a operadors privats és la perforació principal, seguida de rentat. No s’ha de prendre mostres en aquest cas. El més important és formar ràpidament el barril i netejar-lo de fangs treballs de desenvolupament per a la propera operació.

Per rentar-se, podeu utilitzar qualsevol aigua, és molt adequat des d’un estany o riu proper. La perforació també es pot fer en sec si es desenvolupa un pou de sorra. Normalment en aquest cas, un parell de cubetes d’aigua com a fluid de perforació només és suficient per refredar la closca a la part inferior.

Segons la tecnologia principal, els forats són forats en formigó i estructures de formigó armat, fonaments i parets de maó.

Quan es treballa en sorra solta i baixa d'humitat, per reforçar les parets del forat de la solució de treball, es recomana afegir massa líquida o massa d'argila. En qualsevol cas, quan el simulacre passa a l’horitzó amb una estructura inestable, es justifica reforçar les parets del pou amb canonades.

Característiques tecnològiques del procés

En el procés d’aprofundiment, és possible ajustar la velocitat del trepant. Cal destacar que les capes de roques sedimentàries es perforen fàcilment a velocitats baixes. Però, al passar les formacions rocoses indígenes, cal augmentar la freqüència de rotació. Amb el mètode de perforació central, és possible passar formacions de diverses composicions i de qualsevol duresa.

Cal tenir en compte que la plataforma de perforació s'ha de situar en una plataforma horitzontal preparada i anivellada. L'angle de penetració es pot ajustar si el diàmetre del forat que es desenvolupa no supera el metre. Llavors, la verticalitat de la producció és suportada per la caixa.

Les canonades de la caixa es poden reutilitzar si, després d’enfonsar-se, s’eliminen de la mina. Un nucli de tub és una closca reutilitzable que no es pot dir per a corones. Perforar a l’horitzó sedimentari requereix almenys dos, o fins i tot més. Quan es construeix un pou de pedra calcària, és impossible predir amb exactitud el nombre de corones esborrades.

Per tal d’allargar la vida del nucli de diamants després que s’hagi instal·lat o substituït, s’ha de tractar la part inferior del pou amb un cisell. Aquesta mesura augmentarà significativament la taxa de penetració.

La plataforma de perforació es pot muntar en vehicles amb alta capacitat de càrrega o en una eruga equipament especial en cas de treball en terreny difícil. Es poden utilitzar equips mòbils més lleugers per a la perforació principal dels pous d’aigua.

Avantatges i desavantatges del mètode de columna

A causa de l'acció puntual de la corona, es garanteix un tall i una retirada precises d'un sol nucli a la superfície al llarg del seu radi. La tecnologia és aplicable per a perforació fins a XII es pot treballar tant perpendicularment com en un angle.

Un dels indicadors més importants del mètode bàsic es considera alta productivitat i velocitat de perforació.

A més, es poden distingir els següents avantatges:

• El volum de perforació en el cas d'utilitzar un fluid o un aigua de procés és de 85%;
• La introducció d’emulsions actives a la solució de treball permet mantenir les parets del pou en el seu estat original;
• A causa de la reducció de les càrregues axials pel fet que la roca no es destrueixi de forma continuada, s'aconsegueix una reducció dels costos d'energia.
• El mètode permet treballar amb qualsevol roca, inclòs el basalt i el granit.
• Quan s'utilitza la màquina mòbil prefabricada, és possible realitzar treballs en llocs de difícil accés.

Al costat dels avantatges, la perforació amb nuclis també té els seus inconvenients:

• Quan es treballa en roques fracturades, sovint es produeix un embús del nucli, la qual cosa provoca la necessitat de treure la canonada per eliminar-la.
• Durant el pas de roques dures per sobreescalfament i agafament de la corona s’enfosquen ràpidament. Per evitar-ho, cal utilitzar refrigerant i reduir la velocitat d’alimentació. Com a resultat, es redueix la velocitat de perforació.
• La perfecció petita (fins a 200 mm) de secció no permet l’ús de potents submergible bombes.

Quan es desenvolupen pous d’aigua en cas d’utilitzar una solució de fang durant l’obertura del dipòsit, hi ha una alta probabilitat de siltament de l’aqüífer.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Vídeo 1. L'etapa inicial de la perforació del pou mitjançant el mètode bàsic:

Vídeo 2. Perforació de nuclis en roca de granit:

L’inici de les operacions de perforació bàsica hauria d’anar precedit d’un càlcul econòmic. El compliment de les normes de seguretat i les normes de funcionament dels equips minimitza el risc de la seva fallada, garantint així una alta eficiència, la velocitat de perforació i la reducció dels costos econòmics.

Voleu compartir només amb vosaltres les conegudes subtileses de la tecnologia de columnes? Tens informació útil sobre el tema de l’article? Escriviu comentaris al següent formulari, feu preguntes i publiqueu fotos sobre el tema de l'article.