Kernebrøndboring: Teknologi og arbejdsnyancer

En af de mest produktive og økonomiske metoder til dannelse af minearbejde er kerneboring. Det bruges i feltudforskning og ingeniørgeologi. Derudover er dette den nemmeste og hurtigste måde at få adgang til grundvand til tilrettelæggelse af vandforsyning.

Du lærer alt om detaljerne ved kerneboring, det værktøj, der kræves til dets implementering og applikationsfunktioner, fra vores artikel.

Omfang af kerneboring

Kerneboring er en metode, der med størst mulig nøjagtighed gør det muligt at bestemme dybden på taget og bunden af ​​jordlagene samt dybdemærket i grundvandsspejlet.

Kerneborteknologi er vidt brugt i følgende brancher:

• Vandforsyning i industriel og privat sfære. Boring af brønde til privat vandforsyning, organisering af vandindtag i hele landsbyer eller byblokke udføres effektivt ved kerneboring på grund af det faktum, at boret let trænger ind i store dybder. Et kerneprojektil er i stand til at hæve næsten enhver ødelagt sten bortset fra vandmættet og løs usammenhængende jord (sand, grus, småsten);
• Efterforskning i minedriften. Når klippen passerer, sker der en punktpåvirkning på jorden langs rotationsradiusen. Med andre ord borer en skal, der strukturelt ligner et rør, en massiv stenmasse uden at forstyrre dens struktur og tilstand.
• Byggeri. Udførelse af ingeniørvidenskab og geologisk forskning for at studere de fysiske og mekaniske egenskaber ved jord, tilstand af klipper. Søjleteknologi giver en mulighed for nøjagtigt at bestemme vandstanden og tage vandprøver for at undersøge deres aggressivitet med hensyn til beton.

Under kerneboring udtrækkes en kerne - en søjle med jord eller tilstødende jordlag. Kernen er kendetegnet ved en integreret naturlig struktur, der giver en omfattende analyse af den studerede klippe. Boring med et kernerør giver mulighed for at bestemme dybden af ​​klippen med den højeste nøjagtighed med henblik på undersøgelsen.

Kerneboring sikrer integriteten af ​​den udtrukne kerne, hvilket bidrager til den kvalitative undersøgelse af klippen. Samtidig udføres den højeste kvalitet rengøring af ansigtet fra den ødelagte klippe.

Brug af kernebor i konstruktion letter og fremskynder processer. En bunke kan let hamres ind i hullet, der er forberedt af en kernebor, eller der monteres en færdiglavet armeret betonstruktur. Kerneboring giver dig mulighed for at oprette cylindriske huller i mursten og betonstrukturer.

Arbejdsteknologi og udstyr

To metoder til anvendelse af en kernebor er kendt: arbejde med at tilføre væske til ansigtet eller til det tørre, det vil sige uden at bore mudder.

Boring uden brug af borevæske anvendes, hvis usammenhængende jord er mættet med naturlig fugtighed i en mængde, der er tilstrækkelig til gennemtrængning og ekstraktion. Vand føres heller ikke ind i arbejdsskaftet, når det passerer gennem fluid-plast, blød-plastisk og stiv-plastisk ler / ler, hård og plast sandpindel.

Væsken bruges uden fejl, når man borer stenede og semi-stenede klipper. I mangel af vand i dette tilfælde er udsparingen meget langsommere. Derudover øges sandsynligheden for for tidligt svigt i kronen markant, og derfor betragtes tørboring som dyrere.

Teknologien til kerneboring med skylning giver ikke kun mulighed for at udvide servicen af ​​arbejdsudstyr, men også den hurtigste og mindst tidskrævende måde at frigøre ansigtet fra den ødelagte klippe

Ved boring med borevæske stiger uddybningshastigheden markant. Oftest bruges denne metode, når man borer brønde med betydelig dybde. Dette giver dig mulighed for at udføre arbejde på kortest mulig tid med minimal risiko for kroneskader.

Stadig vand under højt tryk tilføres bunden under udviklingen af ​​brønden i løse, usammenhængende jord, hvis kerner ikke er en opgave. I dette tilfælde vasker de simpelthen ansigtet med en vandstrøm og frigør arbejdsakslen fra den ødelagte jord.

Princippet om søjleteknik

Kerneelementet i kerneboring er en destruktiv skæredel monteret på bunden af ​​kernerøret. De kalder hende en krone. Til bjergsænkning bruges specielle kroner udstyret med diamantværktøjer.

Kroner skærer udskiftelige elementer, der er skruet fast i bundkanten af ​​kernerøret. I boringen skal de ændres flere gange

Det er diamantkronen, der sikrer den næsten uhindrede passage af boret til en stor dybde under passagen af ​​vandindtagets arbejde til kalksten. Det vil sige, at når der udvikles brønde, der var begravet i berggrunden, i de brud, som som et resultat af århundreder gammel kondensation, dannedes reservaterne for det reneste underjordiske vand.

Bor udskiftes på den enkleste måde - de fjerner den slidte del og skruer en ny krone på kernerøret

Stenen skæres med en krone, der roterer i høje hastigheder. Borets omdrejningshastighed kan justeres afhængigt af densiteten af ​​den udviklede jord. Kronen "skærer" ud jorden kun langs kanten af ​​en ejendommelig cylinder, hvis centrale del presses ind i kernerøret.

For at udtrække kernen hæves boret til overfladen. Jorden, der er fanget af ham, blæses bogstaveligt ud af kerneboren med en luftstrøm, der tilføres den øverste del af røret. Blæseprocessen fremskyndes ved at banke på skallen med en slegge.

Under kerneboring skubbes et boret kegleformet klippesegment ind i kernerøret. For at udtrække det trækkes kerneskallen ud af cylinderen ved at adskille borestrengen. Kernen blæses og bankes ud af røret

Søjlebor under passage af stærke klipper har større produktivitet end matrix- og keglebits. Dette skyldes borens høje omdrejningshastighed, hvilket reducerer graden af ​​anvendt indsats på udviklingen.

Derudover ødelægger mejslerne fuldstændigt den klippe, der skal "udhugges" af redningsmanden eller pumpes vand med et hoved for at skylle ansigtet. Faktisk bliver du nødt til at gennemgå det samme segment to gange eller endda tre gange: først ødelægge, derefter ryddet. Søjleteknologi giver dig mulighed for at gå igennem og rense ansigtet på én gang.

Værktøjsmaskiner og borerigge

Valget af en maskine eller borerigg bestemmes af formålet med brønden og dens diameter. Populariteten af ​​kerneboremetoden bestemmer produktionen af ​​borerigger og værktøjsmaskiner over hele verden. Tunge traktorer, lastbiler og terrænkøretøjer er velegnede til installationer designet til efterforskningsboring.

Brug af tunge bæltetraktorer muliggør kerneboring i områder med utilgængelighed, overfladevandstopning og ustabilt terræn.

Oftest monteres boreudstyr på klassiske biler fra MAZ, KAMAZ og Ural. Der er dog monteringsmuligheder for lettere udstyr, der bruges til at bore vandbrønde i privat byggeri.

ved manuel roterende boring kernerøret erstattes af dets historiske forgænger - glasset. Denne skal er en forkortet version af kernerøret med en spids kant på sålen. Et glas manuelt eller ved hjælp af en motorbor, snoet ned i jorden, og alt det der stables ind i det fjernes til overfladen.

Til mekanisering af manuel boring af lavvandede brønde og dannelse af huller til installation af hegn og kraftoverførselstårne ​​benyttes benzin og elektriske motorer. De rapporterer roterende bevægelser til sneglen eller kernen røret

Udstyr til at synke og arrangere brønde

I implementeringen af ​​kerneboring kræves udstyr, der giver dig mulighed for at arbejde dybtgående, udvikle og udtrække en lang række klippetyper. Under arbejdet bør der tilvejebringes en periodisk stigning til overfladen af ​​det materiale, der er ødelagt af projektilet.

Standard boreværktøjssæt

For høj kvalitet af arbejdet kræver:

• Kolonneskaller. De bruges både til horisontalboring og til boring af lodrette arbejder. Ved hjælp af almindelige kernerør er boring mulig i en vinkel på op til 45 grader. Tyndvæggede kerneskaller kan kun bruges til vandret, grøftfri boring, når der lægges kommunikation.
• Kroner. Det er et stenødelæggende værktøj, at et kernerør er udstyret til at lette kerneskæring i sten. Til boring af sedimentære sammenhængende og usammenhængende jord bruges messingkroner. Til synkende klipper produceres huller i beton, asfalt, en mur, produceres karbidkroner med diamantskærer.
• Stålhus. De er nødvendige for at omslutte produktionen - dannelsen af ​​borehullet, der produceres samtidig med dens uddybning. Deres diameter er lig med diameteren af ​​brønden. Huset til vandindtag vælges på forhånd med fokus på diameteren af ​​kernerøret og pumpen, som planlægges betjent i brønden.
• Rod. Dette er smalle rør, der er snoet sammen. Brugt til at bygge borestrengen. Enkelt sagt skrues de skiftevis til toppen af ​​kernerøret, så det kan transmittere rotationsbevægelse i en dybde, der overstiger projektilets højde.Højden på kernerøret + højden på båndstængerne = produktionsdybde.
• Subs. Nødvendigt for at sikre sammenføjning af gevindforbindelser med forskellige diametre, der findes på borestængerne, Spannerskylleolie tætninger og andet tilbehør.
• Skyllepropper og tætninger. Med deres hjælp tilvejebringes stigningen til overfladen af ​​den ødelagte jord, hvis der ikke er behov for valg af en hel kerne. I dette tilfælde tilføres vand til ansigtet og vasker den ødelagte jord under pres på dagsoverfladen.
• Bit. De bruges til at uddybe borehullet på de vanskeligste steder til passage af kernebor. Når der bruges en smule, skifter de undertiden fra rotationsboring til chok-rebboring.

Det præsenterede værktøj er et standardsæt til boring ved hjælp af kerneteknologi. I nogle tilfælde afhængigt af udviklingen er kompleks, kan der være behov for yderligere værktøjer og udstyr.

Ved uddybning af udgravningen skrues en række borestænger sekventielt til toppen af ​​kernerøret. For at udtrække kerneprojektilet til overfladen løsnes stangen efter stangen

Kerne design

Konstruktionsfunktion shell under kerneboring skyldes det den maksimale bevarelse af kerneintegriteten og består i et ringformet arrangement omkring den frie passage. En af de vigtigste egenskaber er koefficienten prøveudtagning. Det defineres som forholdet mellem kernediameter og værktøjets ydre diameter.

Kerneboreværktøjet er standardiseret, det adskiller sig hovedsageligt kun i diameter. I henhold til designfunktionerne er kernerør klassificeret som enkelt og dobbelt. Enkeltskaller designet til at arbejde under normale geologiske forhold er gode til at udvikle vandbrønde.

Et dobbelt værktøj med et ikke-roterende indre rør bruges kun til geologisk efterforskning. Det er nødvendigt at udvinde stenprøver, der let ødelægges under påvirkning af forskellige faktorer. Det giver dig mulighed for at tage en prøve i naturlig sammensætning med en naturlig procentdel af mineraler og affaldssten.

Ved prøveudtagning til konstruktion og geologisk forskning, i geologisk efterforskning og boring af huller til installation af kraftoverførselsledningsstøtter, anvendes et enkelt kernerør

Alle kernerør er designet til brug af rensning, forsyning af boreslam til bunden og skylning af brønden. Deres top er udstyret med et teknologisk hul, gennem hvilket vand eller en strøm af luft injiceres.

Specificiteten af ​​den skærende del af projektilet

Enhver krone præsenteres i form af en ring med en tråd placeret på toppen, nødvendig for skruing til kernerøret, og skærer placeret på den nedre ende. Fræsere støbes eller svejses til denne skærende metaldel.

Brug følgende kroner, når du kaster dem:

• Karbid - små forænderRibbed.
• Diamant - Imprægneret og lille diamant.

Karbidskæreelementer er designet til boring af ”bløde” jordarter. Med deres hjælp bores alle typer lerarter af enhver konsistens, halvberg, lav fugtighed og fugtigt sand med tæt sammensætning og medium densitet. For at køre gennem sandsten og marse bruges kroner med wolfram-koboltforændinger.

Små forænder kroner er beregnet til boring af middelhårdhed af små klipper abrasiveness. De er udstyret med ottekantede eller firkantede skærere. Når forænderne er placeret i forskellige højder, opnås også trinvis slagtning, hvis fordele er beskrevet ovenfor.

Anvendelse af ribbestrålede kroner forbedrer cirkulationen af ​​skyllevæske ved at udvide diameteren af ​​borehullet

ribbet kernestykker designet til medium hård stenboring abrasiveness. Skærer af sådanne kroner består af cylindrisk stål eller prismatisk stål stænger med karbidindsats. I dette tilfælde mindsker ikke effektiviteten af ​​sit arbejde, selv i tilfælde af slid på kronen.

Kroner med diamantværktøj er designet til at bore rock og semi-rock af høj abrasiveness.

For at øge styrke og øge slibegenskaber presses industrielle diamanter ind i dens støbte masse under produktionsprocessen. For nylig er naturlige krystaller ofte erstattet af kunstigt dyrket

Antallet af ribber bestemmes af udformningen af ​​kronen og dens diameter - de kan være fra tre til seks. Acceleration af processen med stenødelæggelse kan opnås ved at bevæge sig op ad ribbenene i forhold til enden af ​​kronen. Således sikres en trappet bund, og passagen af ​​skyllevæsken lettes.

Brøndboringsrør

Både kerne- og foringsrør af stål fremstilles i overensstemmelse med GOST 51682-2000. I efterforsknings- og ingeniørgeologi bruges de til at forhindre kollaps af jorden i bunden, hvilket ikke ville give os mulighed for at forstå i hvilken dybde det ene geologiske lag erstattes af et andet.

den arrangement af vandindtagsåbninger foringsrør danner brøndens vægge. I huset, der er samlet fra dem, er en anden operationel rørstreng nedsænket. Nu samles det oftest af plast. Produktionshuset er udstyret med et filter til opbevaring af sandkorn og fint grus under pumpning.

De mest almindelige er foringsrør med nippelfuger. På samme tid har rør en indvendig gevind på den ene side og en udvendig gevind på den modsatte side. Den gevindskårne bagagerum samles ekstremt enkelt og hurtigt.

Både kerne- og foringsrør er gevindskåret, fra den ene ende til ydersiden, fra den anden til indersiden. Dette giver dig mulighed for hurtigt og nemt at samle huset. Dimensionerne på gevindene er samlet - ethvert hus kan fungere som et kernerør, skru bare kronen og toppen til det

Der er foringsrør designet til svejste samlinger. De bruges ikke i den private sektor på grund af den møysommelige proces med kolonnemontering.

Både foringsrør og kernerør er lavet af stålkvalitet 45 med styrkegruppen "K". For at øge modstanden mod slid på overfladen hærdes rørenderne. Afhængig af det anvendte boreudstyr og diameter nedsænkbar pumpe i enheden til private vandindtagsåbninger anvendes rør med en diameter på 100 til 200 mm.

Kerneboringsfaser

Inden du starter arbejde, skal du studere matrikkelplanen og forberede arbejdsfladen. Det er nødvendigt at sikre uhindret adgang til boreområdet for både selve boreriggen og maskinen med skyllevæske.

Det næste trin er at grave en pit med et volumen på mindst 2 kubikmeter - dette vil undgå behovet for at bruge en ekstra tank. Graven er designet til at dræne grundvand og brugt skyllevæske. For at installere hoveddelen af ​​bagagerummet, er det nødvendigt at stanse jorden.

Dernæst forbindes den valgte krone til kerneboremet og valget foringsrørsom vil uddybe sig, efterhånden som de uddybes. Installationen skal være ordentligt fast, hvorefter boreriggen startes.

Søjleteknologi med vask af bunden af ​​vandet på den mest enkle og hurtige måde at frigøre arbejdsakslen fra den ødelagte klippe

Når kerneboringen uddybes og fyldes, løftes den med jævne mellemrum til dagsoverfladen og renses fra jord, der er fanget af værktøjet under boring. Derefter kan den frigjorte kerne igen nedsænkes i hullet i brønden for at fortsætte med at bore.

At klatre op i borestrengen, der består af et kerneprojektil og stænger, demonteres. Det vil sige, at stangen efter stangen adskilles sekventielt, indtil kernerøret fjernes fra cylinderen.

Den bedste mulighed for at udvikle en brønd til private forhandlere er kerneboring, efterfulgt af skylning. Der må ikke udtages prøver i dette tilfælde. Det vigtigste er, at man hurtigt danner tønden og renser den for slam udviklingsarbejde til den kommende operation.

Til vask kan du bruge ethvert vand, det er meget velegnet fra en nærliggende dam eller flod. Boring kan også udføres tørt, hvis der udvikles en sandbrønd. Normalt i dette tilfælde er et par spande vand som borevæske kun tilstrækkelig til at afkøle skallen i bunden.

I henhold til kerneteknologien bores der huller i beton og armeret betonkonstruktion, fundamenter og murvægge.

Når man arbejder i løst, lavt fugtigt sand, for at styrke væggene i hullet i arbejdsopløsningen, anbefales det at tilføje flydende glas eller lermasse. Under alle omstændigheder, når boret passerer gennem horisonten med en ustabil struktur, er det berettiget at styrke brøndens vægge med foringsrør.

Teknologiske træk ved processen

I uddybningsprocessen er det muligt at justere hastigheden på boret. Det skal bemærkes, at lagene med sedimentære klipper let overvinder ved lave hastigheder. Men når man passerer de oprindelige klippeformationer, er det nødvendigt med en stigning i rotationsfrekvensen. Med kerneboremetoden er det muligt at passere formationer af forskellige sammensætninger og af enhver hårdhed.

Det er nødvendigt at tage hensyn til det faktum, at boreriggen skal placeres på en forberedt, plan, vandret platform. Indtrængningsvinklen kan justeres, hvis diameteren på det hul, der udvikles, ikke overstiger 1 meter. Derefter understøttes produktionens vertikalitet af kabinettet.

Foringsrør kan genbruges, hvis de lige efter synkningen fjernes fra minen. Et kernerør er en genanvendelig skal, som ikke kan siges om kroner. Boring i den sedimentære horisont kræver mindst to eller endnu mere. Når man konstruerer en brønd på kalksten, er det umuligt at forudsige antallet af slettede kroner med nøjagtighed.

For at forlænge levetiden af ​​diamantkernen, efter at den er installeret eller udskiftet, skal bunden af ​​brønden behandles med en mejsel. Denne foranstaltning vil øge penetrationshastigheden markant.

Boreriggen kan monteres på køretøjer med høj bæreevne eller på en larve specielt udstyr i tilfælde af arbejde i vanskeligt terræn. Lettere mobilt udstyr kan bruges til kerneboring af vandbrønde.

Fordele og ulemper ved kolonnemetoden

På grund af kronens punktvirkning sikres nøjagtig skæring og fjernelse af en enkelt kerne på overfladen langs dens radius. Teknologien kan bruges til at bore op til XII kategorier, kan du arbejde både vinkelret og i en vinkel.

En af de vigtigste indikatorer for kernemetoden betragtes som høj produktivitet og borehastighed.

Derudover kan følgende fordele sondres:

• Boremængden i tilfælde af anvendelse af skyllevæske eller procesvand er 85%;
• Indførelsen af ​​aktive emulsioner i arbejdsopløsningen gør det muligt at holde brøndens vægge i sin oprindelige tilstand;
• På grund af reduktionen af ​​aksiale belastninger på grund af, at klippen ikke ødelægges kontinuerligt, opnås en reduktion i energiomkostningerne.
• Metoden giver dig mulighed for at arbejde med enhver sten, inklusive basalt og granit.
• Når du bruger den præfabrikerede mobile maskine, er det muligt at udføre arbejde på vanskeligt tilgængelige steder.

Sammen med fordelene har kerneboring også sine ulemper:

• Når man arbejder i brudde sten, forekommer der ofte fastklæbning i kernen, hvilket fører til behovet for at fjerne røret for at slå det ud.
• Under passagen af ​​hårde klipper på grund af overophedning og at gribe taket, bliver det hurtigt kedeligt. For at undgå dette er det nødvendigt at bruge kølevæske og reducere foderhastigheden. Som et resultat reduceres borehastigheden.
• Lille tværsnit (op til 200 mm) boring tillader ikke anvendelse af kraftfuld submersible pumper.

Når der udvikles brønde til vand i tilfælde af anvendelse af en leropløsning under åbningen af ​​reservoiret, er der stor sandsynlighed for, at akviferen er silt.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Video 1. Det indledende trin i brøndboring efter kernemetoden:

Video 2. Kerneboring i granitsten:

Indledningen af ​​kerneboringen skal foregå med en økonomisk beregning. Overholdelse af sikkerhedsstandarder og driftsregler for udstyr minimerer risikoen for dets fiasko og sikrer derved høj effektivitet, borehastighed og sænker økonomiske omkostninger.

Ønsker du kun at dele de velkendte subtiliteter inden for kolonneteknologi? Har du nyttige oplysninger om artiklets emne? Skriv kommentarer i blokformularen nedenfor, still spørgsmål og send fotos om artiklen.