Drift af roterende brønde: En oversigt over boreteknologi og essentielt udstyr

Hvis et landsted ikke kan tilsluttes den centrale vandforsyning, skal du organisere et autonomt system. De fleste ejere foretrækker at arrangere den på baggrund af brønden, i hvilken udviklingen af ​​hvilke forskellige metoder anvendes. Vi vil overveje roterende brøndboring - en meget lovende, men indtil videre lidt kendt mulighed.

I vores artikel beskrives vanskelighederne med rotorteknologi og de anvendte værktøjer detaljeret. Fordelene og ulemperne ved denne teknik undersøges, og metoder til dens implementering i praksis præsenteres. Vores tip vil være nyttige for de forsigtige ejere af private grunde, der ønsker at overvåge borernes arbejde.

Definition af rotationsboring

Til at begynde med, lad os analysere, hvad roterende boring af brønde handler om, og hvad er dens alternativer? Boring af snegle anerkendes stadig som en af ​​de mest almindelige måder at trække vand på.

Imidlertid skrueteknologi tillader ikke at passere klippebjerg. Den skruebor, der bruges til skrueboring, er ikke i stand til at ødelægge kalksten. Men det sker ofte, at du er nødt til at bore i det, fordi de overliggende lag er ikke stabile og tilstrækkelige til driftsstrømningshastighed.

Core- og sneglboreteknologi giver ikke muligheden for at gå gennem klippeformationer. I tilfælde af installation af en brønd på kalksten er det mere effektivt og økonomisk at bruge den roterende metode til boring

Derfor begyndte rotationsteknologi, der tidligere kun blev brugt i minedriften, at blive introduceret i omfanget af opførelsen af ​​private vandindvindingsanlæg. Dets arbejdselement er lidt placeret i brøndens nederste hul. Ved hjælp af en mejsel ødelægges sammenhængende og usammenhængende jord, klippebjælket klippe.

Udgravningen af ​​den ødelagte klippe udføres ved hjælp af en væske, der tilføres ansigtet gennem en arbejdssøjle eller ringformet plads.Dette er 2 forskellige boremetoder, som hver vil blive drøftet detaljeret nedenfor.

Diameteren af ​​biten overstiger diameteren af ​​arbejdssøjlen, som tillader:

• reducere energiomkostningerne til hele boreprocessen (kraften her bruges kun direkte på at dreje med kraften i biten i ansigtet, og friktionstabene for arbejdsstrengen mod borehullets væg minimeres)
• beskytte de fleste af elementerne i arbejdsstrengen mod skader såvel som væggen i den borede brønd mod ødelæggelse
• skab borehuller med imponerende diameter (for eksempel op til 70 cm) i ekstremt imponerende dybder.

På denne måde kan du form akvifere, med en dybde på 300 meter eller mere, dvs. at bore vandindtag for at levere vand til sommerhuse og landsbyer.

Så definitionen: roterende boring er en sådan måde at udvikle en brønd, hvor kraften på biten i ansigtet overføres fra den roterende rotator gennem arbejdssøjlen. Det samles fra stænger - smalle stålrør, der er forbundet til hinanden ved at ændre dybder i jorden.

Men til at rydde mines bagagerum og slagtes fra slammet, anvendes det vand, der tilføres under tryk. Takket være denne beslutning er det ikke nødvendigt at adskille og samle borestrengen til kerneekstraktion som ved kerneboring.

Væsken, der indsprøjtes i minen, løser øjeblikkeligt to vigtige opgaver: det frigør stien for boret til at udføre yderligere arbejde og producerer skylle brøndennødvendigt for at forberede vandindtaget til drift.

Fordelene ved Rotary Technology

Hvad er fordelene ved rotationsboring i forhold til mulige alternativer? Der er flere af dem.

for det førsteVed hjælp af en roterende bit er det muligt at oprette brønde med stor diameter, der fuldt ud kan opfylde vandbehovet i flere husstande på én gang.

Det er ingen hemmelighed, at boring ikke er en dyr proces: det kræver specialudstyr, og erfarne borere skal kontrollere og styre processen. Når alt kommer til alt er boreaktiviteter licens. Derfor dets høje pris.

På grund af dens form og konstruktion kan en drejelig borekrone danne brønde med en meget større diameter end skruebor og et kernerør

Det er en omkostningseffektiv satsning at kombinere flere husstande på én gang for at finansiere en fælles brønd til tilstødende steder. Men dette kræver en betydelig debitering. I de fleste tilfælde kan akvifere af kvartære sedimenter (sand) ikke give dem.

For kollektiv drift skal vandindtaget naturligvis sættes på kalksten. Grundvand, der udvindes derfra, er kendetegnet ved større vandmobilitet og renhed. Mængden af ​​nedbør har ikke den mindste effekt på strømmen af ​​brønde til kalksten. Hvad kan man ikke sige om brøndene i sandet.

For det andet, relativt små energiomkostninger overbevise. Arbejdselementet til rotationsboring er en mejsel. Men i modsætning til skrue og kerneboring, boreværktøjet interagerer ikke med væggene i den borede brønd

Det vil sige, kun en bit, hvis højde er ubetydelig i forhold til højden af ​​hele borestrengen, er i direkte kontakt med jorden. Som et resultat er denne metode til dannelse af brønde den hurtigste - op til 1000 lineære meter om måneden!

For det tredje, tiltrækkes kollektive kunder af dybden af ​​boring. Kun rotationsmetoden kan bruges til at bore en brønd begravet i indfødte metamorfe og stødende klipper, fra hvilke revner vand kan pumpes, hvis sammensætning er bedst egnet til drikkeformål.

Oftest udvindes kun industrielt vand fra indtag med en dybde på mindre end 30 m.Dens sammensætning er påvirket af nærliggende vandområder, floder affaldet med affald, nedbør og bare tekniske væsker spildt på jorden. Skruen og kernerøret hjælper med kun at få et sådant indtag.

Hele sættet af boreudstyr monteres let på en enkelt medium-duty bilplatform. Dette gør den roterende boreproces langt mere teknologisk avanceret og derfor billigere.

Derudover giver rotationsboring dig mulighed for at gennemgå udvikling til fuld dybde uden at skifte til en anden metode til boring. Når man f.eks. Udvikler en brønd med en skrue, hvis det er nødvendigt at bore en sten, skifter de til en chok-reb-teknik.

Til dette fjernes en skrueskal fra tønden, og bitten kastes til ansigtet, indtil en sten er brudt. Så slagtning ryddet af en redder. Det bruges, hvis det er nødvendigt at hæve vandmættet sand til overfladen, som ikke er kornet i kernerøret.

Praksis viser, at brønde, der er boret efter rotationsmetoden, har en længere levetid. Teknologisk skyldes dette, at ringformningen efter installationen af ​​foringsrørstrengen, der danner borehulsvæggene, styrkes yderligere.

Veludstyr

Først er en lodret konsol monteret på overfladen over brønden til yderligere fastgørelse af arbejdsstrengens lodrette led. Det første led på denne boreaksel er udstyret med et arbejdselement - en smule, som kan have et andet format, afhængigt af klippeklassen til borbarhed.

Naturligvis bruges mere kompakt udstyr til boring af akviferer, og dannelsen af ​​et udpeget tårn er normalt ikke påkrævet

Bor værktøjssæt

Ved uddybning af det første led monteres lyset, det næste, kaldet stangen, og så videre. Længden på hver sådan rørblok kan variere fra 20 til 50 m. For at forenkle dannelsen af ​​arbejdssøjlen er hver stang udstyret med en konisk gevind med en lås.

Som et resultat dannes en bor, der består af:

• arbejder bit;
• blybjælke;
• søjler med almindelige stænger forbundet med koblinger.

Holdingen af ​​arbejdssøjlen udføres ved hjælp af drejelister, hvis rotation udføres af rotoren. Afhængigt af hvor dybt det skal bore, og også hvilke fysiske og mekaniske egenskaber jorden bruger, anvendes standard- eller vægtede stænger til at danne det førende led.

Drivstangen er som regel et vægtet rør, fordi det har en vigtig teknologisk mission. Gennem det kommer en skylleopløsning ind i ansigtet til biten, hvis opgave er at vaske den knuste klippe ud. Og dette stiller på sin side krav til koblingsfuger, hvis opgave er at tætne samlinger mellem led.

Glem ikke, at væsketrykket direkte afhænger af højden på den dannede søjle (og ikke afhænger af rørets tværsnit). Selv hvis vand bruges som vaskeopløsning, øges trykket hver 10 meter med 1 atmosfære.

Til sammenligning er det værd at give et eksempel. Arbejdstrykket i husholdningsrørledningsnettet i huset er 10 atmosfærer, og de mest holdbare rør er designet til et tryk på 20 atmosfærer.

Kun hvis husholdningssystemer er stationære og ikke bevæger sig, er trykket lig med vægten af ​​borestrengen på drivstangen. Men hun er stadig nødt til at overføre drejningsmoment og kraft til biten.

Koblinger er de vigtigste elementer i stangen, fordi det er dem, der tegner sig for vægten af ​​hele den nedre del af den tilstødende stang, såvel som belastningen fra dynamiske vibrationer og rotationsbevægelse, som motoren bibringer

Følgende krav stilles til koblinger som konstruktionselementer i en borestreng, de er:

• skal sikre, at stængernes tilslutning er tæt og modstå væsketryk op til 100 atmosfærer (til fjernelse af bunden af ​​trykstrømmen);
• skal være modstandsdygtig over for slid, for ikke at blive ubrugelig, når man gnider mod brøndens vægge;
• skal være i stand til at overføre drejningsmoment fra toppen af ​​arbejdsstrengen til bunden og endelig til biten.

Det er bydende nødvendigt, at koblingerne har den rette kvalitet. Hvis mindst en af ​​dem ikke kan modstå belastningen, og arbejdsstrengen er brudt, vil det være ekstremt vanskeligt at få sin nedre del sammen med biten. Med hensyn til kapitaludgifter er det undertiden lettere at bore en ny brønd i nærheden end at få en løsrevet blystang.

Vandforbrug under boring

Væsken, der tilføres ansigtet, er normalt almindeligt vand. Nogle gange, for at stabilisere stammen, der passerer gennem løse usammenhængende klipper (sand, grus, grus og småstenaflejringer), føres en opløsning med boretilsætningsstoffer ind i brønden. Dette er nødvendigt, fordi foringsrøret ikke er placeret i de første trin til gennemtrængning.

Vand kommer ind i udløbet enten under tryk inden i drivstangen (og pumpes derefter ud gennem ringformet plads), eller ved tyngdekraft ned gennem ringformet plads, og fjernelse foregår allerede gennem arbejdssøjlen med en sugepumpe.

Dette er 2 forskellige roterende boreteknologier, hvis funktioner vil blive drøftet nedenfor.

Rotationsboring er kendetegnet ved den højeste udviklingshastighed for en vandbrønd. På samme tid som boringen skylles tønden, og udviklingen er klar til kommende operation

Uanset hvilken metode der skal bruges, skal væsken, der bruges til boring overalt, imidlertid rengøres (til yderligere brug).

For at gøre dette skal du bruge følgende udstyr:

• Opbevaringsstald til borevæske. (Hvis du planlægger at bore en lav brønd - inden for et par titalls kan arrangeres direkte i jorden, og almindeligt vand bruges som skyllevæske). Låven fungerer som et batteri til skylning af væske.
• Vibrosieve. Skylleopløsningen, løftet fra brønden, bærer partikler af knust sten, der skal fjernes. Den mest effektive måde er en mekanisk ved hjælp af vibrerende skærme.
• Sedimentation tank. Efter fjernelse af store partikler af sten, kommer væsken ind i sumpen for at slippe af med suspenderede partikler, der udfælder. Når man bruger vand som vaskevæske, bygges en sump undertiden også direkte i jorden. Derudover anvendes til separering af flydende stoffer og separering af sediment hydrocyklon.
• Mudderpumpe. Det er han, der leverer cirkulationen af ​​vaskeopløsningen.
• Tagrendesystem. De er nødvendige for bevægelse af vand fra dannelsesstedet af miner til stedet for dets rensning.

I alt er følgende mekanismer og udstyr nødvendige for at udvikle en brønd ved hjælp af roterende teknologi:

1. Tårn eller konsol til samling af borestrengen fra stængerne og adskillelse efter afslutningen af ​​boringen samt et tacklingssystem.
2. motortilvejebringelse af rotation af en rotor.
3. Flydende udstyr. Mekanismer og enheder til cirkulation af vaskevæske og rengøring af det (pumpe, vibrationsskærm; sumps og / eller hydrocyklon; en stald til opbevaring af skyllevæske; system af rør og tagrender).

Ved roterende boring af lavvandede brønde er hele det anførte udstyr udstyr meget kompakt (for eksempel foldes konsolbommen). Dette gør det let at placere boreudstyr på ethvert praktisk sted til boring og efterfølgende betjening.

To rotationsboremuligheder

Afhængig af metoden til tilførsel af skyllevæske til ansigtet er der 2 typer roterende boreteknologi:

1. direkte foder;
2. med omvendt foder.

Det skal bemærkes, at den væske, der tilføres ansigtet, ikke kun er beregnet til skylning og fjernelse af knust sten. Det afkøler også biten, som er meget varm fra friktion. I tilfælde af direkte fluidforsyning skaber pumpen sit overtryk.

Vand trænger ind i ansigtet gennem de teknologiske huller i biten, "opsamler" den knuste klippe og derefter ved tyngdekraft gennem brønden (det vil sige gennem ringformet plads i forhold til den førende stang) kommer ind i overfladen, hvor den kommer ind i rengøringsanlægget (vibrerende skærm, hydrocyklon).

Skylning kan være direkte eller omvendt, som de kvalitative egenskaber på det anvendte udstyr afhænger af, men kredsløbsdiagrammet er gyldigt for begge typer teknologi

Den tilbagevendende fødeteknologi indebærer, at skyllevæsken strømmer til bunden af ​​tyngdekraften, der falder gennem brønden, men opløsningen med knust materiale vender tilbage til overfladen gennem blystangsrøret. Mudderpumpen skaber i dette tilfælde negativt tryk i den.

På trods af den tilsyneladende enkelhed med begge teknologier er der langt flere nuancer end det ser ud ved første øjekast. Derfor synes det passende at dvæle ved hver af disse boreteknologier mere detaljeret.

Direkte skylningsboring

Denne teknologi kaldes undertiden "direkte vandløb." Det tilrådes at bruge det i sand, grus og grusbundet jord. Det bruges også, hvis dybden af ​​akviferen ikke overstiger 30 m. Det er her, der tilsættes tilsætningsstoffer til væsken, der øger dens densitet og bagagerumets stabilitet.

Rotationsboring er kendetegnet ved en gradvis reduktion i diameteren af ​​den brønd, der bores. Med andre ord, først bores den største diameter og derefter den craps rør, og det ringformede mellemrum mellem rørets ydre overflade og brøndens væg gennem teknologiske huller er fyldt med cementmørtel.

Yderligere boring fortsætter med en mindre mejsel. Derefter igen foringsrør, og den nye sektion har en endnu mindre diameter osv. Jo mindre ofte du har brug for at blive "distraheret" ved at cementere brønden, jo større er boreproduktiviteten, hvilket i sidste ende omsætter til de samlede omkostninger ved processen og brønden som helhed.

Derudover fører for hyppigt foringsrør til det faktum, at den effektive diameter af brønden (diameteren, der åbner akviferen) reduceres kraftigt. Så "direkte vandløb" er kendetegnet ved det faktum, at brønden med denne metode til dens dannelse ikke kan hylles op til 100 meter.

Skyllevæskets hovedtryk skabes af pumpen inde i drivstangen, og ringformet væsken med elementer af knust sten fylder rummet med tyngdekraften uden at ødelægge borehullsvæggen med overtryk.

Direkte boring borevæskestrømningsmønster. Dens underkastelse til ansigtet udføres gennem røret på den førende stang, og den stiger til overfladen ved hjælp af tyngdekraften

Imidlertid har denne metode til boring sine ulemper. Især for lang åben stedet fører til det faktum, at fint spredte lerpartikler kommer ind i akvifrene, hvilket kan reducere og bremse strømmen af ​​vand ind i udgangen fra akviferen markant.

Disse partikler her spiller rollen som særlige porestop og mikrokanaler i klippen, gennem hvilket vand siver. Derfor er hylsterproceduren, der udføres under boreprocessen, nødvendig for at opretholde den fremtidige produktivitet af brønden som helhed.

Flushing Reverse Boring

Med denne metode til styring af væskestrømmen renses tønden og bunden bedst. Pumpen her presser ikke væsken ned i bunden, men tværtimod suger den tilbage, og dette fører til det faktum, at hastigheden for dannelse af brønden med en mejsel stiger med en størrelsesorden og flere gange mere sammenlignet med direkte vask.

Selve brønden er ikke forurenet med lerindeslutninger med en strøm af strømmende vaskevæske. Når alt kommer til alt suger pumpen op alt, hvad der kan indeholde i den. Der er for øvrig ikke længere nogen praktisk mening i yderligere tilsætningsstoffer, derfor bruges rent vand som den samme vaskevæske.

Backwash-skema til rotationsboring. Strømmen sker ved hjælp af tyngdekraft gennem ringrommet, og bagud trækkes slammet af pumpen gennem drivstangens rør

Så for at opsummere fordelene ved at bore med en omvendt strøm:

• borehastighed øges (sammenlignet med direkte vandløb) op til 15 gange;
• akvifer er ikke tilstoppet med lerpartikler og siltige sandkorn fra den nederste åbenhjertige brøndniveauer;
• på grund af højkvalitetsåbningen af ​​akviferen, behøver brønden ikke at være yderligere forberedt til drift, du kan straks installere det indvendige hus med et filter og begynde at pumpe ud med en pumpe;
• simpelt (og derfor billigt) vand bruges som arbejdsvæske.

Imidlertid har denne metode en betydelig ulempe. Det kræver involvering af dyre udstyr, hvilket i sidste ende fører til en betydelig stigning i omkostningerne til hele boreprocessen som helhed.

Derfor udføres boring med et "omvendt vandløb" kun i de tilfælde, hvor brønden er designet til drift af flere husstande på én gang. Men i tilfælde af, at brønden er designet til individuel drift, er det meget mere rimeligt at anvende roterende boreteknologi med et direkte vandløb.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Video nr. 1. Visuel demonstration af den roterende boreproces i trin:

Video nr. 2. Analyse af roterende teknologi og principper for brøndarrangement:

Video nr. 3. Vandcirkulation under roterende boring:

Situationen med akvifers tilstedeværelse og dybde kan være meget forskellig fra sted til sted (men et eller andet sted er der overhovedet ingen, som på øen Madeira).

Når man designer en brønd og vælger den optimale metode til rotationsboring, bør man bruge eksisterende kort over påviste akviferer. Dette sparer dig betydelig tid og penge.

Fortæl os om din oplevelse med at udvikle en brønd ved hjælp af roterende teknologi. Del teknologiske nuancer, der er nyttige for besøgende. Efterlad venligst kommentarer i blokformularen nedenfor, send et foto og still spørgsmål om artiklens emne.