Metoder til boring af brønde: teknologiske principper og egenskaber ved de vigtigste metoder

Enheden i vandbrønden er forbundet med brugen af ​​forskellige boremetoder. Løs og vandmættet jord ekstraheres ved hjælp af en bailer. Til boring gennem ler- og klippeformationer anvendes brøndboremetoder baseret på rotations- og vibrationsprincippet.

Arbejdet involverede mekanismer, der tillader udvikling af jord af forskellige typer og på forskellige dybder. Vi fortæller dig, hvordan du vælger den optimale boreteknologi, der giver dig mulighed for hurtigt og fejlfrit at gennemgå udviklingen af ​​et vandindtagelsesapparat.

For en visuel præsentation af de oplysninger, vi har foreslået, suppleres teksten med nyttige skemaer, fotosamlinger, videoguider.

Typer af boremetoder

Tidligere boring af akvifere til personlig brug blev hovedsageligt udført manuel måde. Det var en tidskrævende og langvarig proces, så ikke enhver ejer af stedet eller hytten kunne prale af at have deres egen vandforsyningskilde.

Efterhånden forflyttes mekaniseret boring fortrængte manuelle metoder på grund af den betydelige lettelse og acceleration af processen.

I dag bores næsten alle akviferer på en mekaniseret måde, der er baseret på ødelæggelse af jorden, hvor den føres til overfladen på en af ​​to måder: tør, når affaldsjorden fjernes fra brønden ved hjælp af mekanismer og hydraulisk, når den vaskes ud af vand, der leveres under tryk eller med tyngdekraft.

Der er tre hovedmetoder til mekanisk boring:

• roterende (jord er udviklet ved rotation).
• chok (bursnaryad ødelægger jorden med slag).
• vibrations (jord udvikles af højfrekvente svingninger).

Rotationsmetoden betragtes som den mest høje ydeevne, 3-5 gange højere i effektivitet end chok og 5-10 vibrationer. Derudover er rotationsmetoden den mest billige og overkommelige, den bruges ofte som den vigtigste metode til manuel boring.

Mekaniske rotationsmetoder til boring af vandbrønde erstattede de ineffektive manuelle metoder

Til gengæld er den rotationsboremetode, der i vid udstrækning anvendes til konstruktion af vandbrønde, opdelt i fire hovedtyper af boring:

• coring;
• snegl;
• shock-tov;
• Rotary.

Hver type roterende boring har sine egne egenskaber og udføres af udstyr, der er specielt designet til dette. Overvej disse typer boringer mere detaljeret, bestemm, hvad deres forskelle er, og hvilken metode der skal anvendes i hvert tilfælde.

Specifikationerne ved kerneboring

Kerneboring er en mekanisk rotationsmetode, hvor ler eller tæt sandjord udvindes i form af en cylindrisk kerne. Kernebor er et tykvægget metalrør.

Øverst på kerneboren er en anordning til fastgørelse af stænger, der er nødvendige til opbygning af borestrengen. Nedenfor er en krone, hvis type vælges afhængigt af kategorien jord, der skal bores.

Når man kører gennem kolonnemetoden, ødelægges jorden med en ringformet krone. Samtidig forbliver kernekernen intakt. For at lette boreprocessen på hårde og halvfaste leremer, leveres lerarter, sten, skyllevæske til ansigtet.

Under kerneboring ødelægges jorden ikke, men "bores" af kronen og fanges af kernerøret. På overfladen ekstraheres den borede sten i form af en kerne - en monolitisk cylindrisk bjergsøjle

Slam fra bunden fjernes undertiden ved vask - pumpning af en stor mængde vand ind i tønden. Oftest erstattes skylning ved at blæse med komprimeret luft, der leveres af kompressoren ind i røret. Denne type boring giver dig mulighed for at bore brønde op til 1000 meter dyb og med en diameter på 8 til 20 cm.

Mekanisk kerneboring udføres af borerigge af ZIF-, UGB-, UKB-typen, monteret på KAMAZ, KRAZ-type biler, skidders osv. I udførelsesformen for manuel boring kernerøret afkortes, kaldes en klokke eller et glas. Når den sidste husholdningsartikel vendes på hovedet, er kernerøret strukturelt ens.

Kerneboring bruges i følgende tilfælde:

• mineraludforskning;
• efterforskningsboring;
• arrangement af akviferer af enhver dybde, inklusive filterløse brønde i klippeformationer.

Til enhed private vandbrønde i nogle tilfælde bruges kernemetoden, inden der startes skrue eller roterende boring, der udfører både rekognoserings- og forberedelsesroller.

Ved konstruktion af private brønde bruges kerneboring i kombination med chok-reb-boring. Lerlag passerer gennem et kernerør.Løst sand, grus og sten med sandaggregat, der ikke dvæler i kernerøret, fjernes fra tønden ved hjælp af zheloning.

Med hensyn til effektivitet er kernemetoden noget ringere end skruemetoden til at bore vandbrønde. De bor hurtigere, men det tillader ikke at frigøre bagagerummet helt fra boret sten. De bruges sjældent parvis. Og hvis det er givet, passerer de første par meter med en skrue.

Kroner ødelægger ikke jorden, men skær den omhyggeligt rundt om omkredsen og danner "søjler" - kerner, hvor du kan undersøge, hvordan du kan lave en hydrologisk del af stedet

Brugt udstyr og værktøj

Følgende værktøjer bruges til kerneboring:

• bor, der er lavet af diamant eller andet hårdmetalmateriale (stål, wolfram, vind);
• kerne rør;
• rør til fjernelse af slam;
• stænger, der kræves for at bygge borestrengen;
• koblingsfuger, adaptere mellem rør, skyltetætning.

Når der bores i klipper, slides boret hurtigt og skal udskiftes. Materiale i kronen er dyrt, modstå enorme belastninger, de mest anvendte diamantboremuligheder.

Alle værktøjer, der bruges i boreprocessen, skal justeres, dvs. placeret nøjagtigt i forhold til boreaksen.

Core boreteknologi

Det vigtigste træk ved kerneboring er passagen af ​​klippen med dens fulde konservering i kernerøret. dvs. under driften af ​​boreudstyr ødelægger kronen på ringen jorden, som, når den går dybere, skubbes ind i kernerøret og holdes i den på grund af sin egen densitet.

Når man fjerner det fyldte rør fra arbejdsakslen, frigøres det fra kernen ved at tappe med en slegge.

Den trinvise boreproces er som følger:

• borkronen er forbundet til kernerøret;
• kernerøret er forbundet til stængerne, der vokser, når de bliver dybere;
• den øverste bjælke er fastgjort i boreriggen;
• boret drejer borestrengen og "skrues" den gradvis ned i jorden;
• kernerør fyldes gradvist med kerne - fastklemt jord i dets hulrum;
• efter at have kørt 50 - 70 cm fjernes borestrengen til overfladen, stængerne kobles fra i sin tur, indtil kernerøret fjernes;
• røret frigøres for stiklinger;
• den tomme skal sænkes igen til ansigtet, hvilket øger borestrengen med stænger.

Handlinger udføres i den beskrevne rækkefølge, indtil brønden afslører akvifer og dykker 50 cm ned i den underliggende vandtætte klippe.

Hvis fastgørelse af den øverste akvifer ikke er målet om at synke, så kan de øverste lag boring med rødmen. I dette tilfælde sælger pumpen skylleopløsningen gennem slangen ind i rørene. Derefter bærer løsningen den udviklede jord til overfladen.

Hvis formålet med brøndens arrangement ikke er en akvifer i sandet, kan boringen skylles, før de når klippen

Gode ​​styrker og svagheder

Sammenlignet med chok-rebet og roterende metoder til mekanisk boring, udføres kerneborring ganske hurtigt, hvilket reducerer arbejdstiden markant. Dets største ulempe er umuligheden ved at løfte løs jord og småsten, der er mættet med vand. Langsomt bevæger sig langs klipperne kræves en smule for at køre sten.

Fordelene ved kerneboring inkluderer:

• høj produktivitet og evnen til at bore brønde med en dybde på over 100 m;
• reduktion af belastninger på boreudstyr på grund af ødelæggelse af ler sammenlignet med dets skæring;
• muligheden for at bruge en mobil borerigg med kompakte dimensioner.

Kerneboring er en af ​​de hurtigste metoder til udvikling af vandindtagets arbejde.En brønd på sandet med dens anvendelse kan afsluttes på en arbejdsdag. At blive udviklet manuelt vandindtag vil tage meget mere tid.

Funktioner ved sneglboring

Denne type boring bruges oftest i dag til konstruktion af akviferer på private gårde. Et træk ved sneglboring er, at den udviklede sten fjernes fuldstændigt fra borehullet uden at involvere ekstra udstyr. Metoden ligner skruing, giver dig mulighed for at bore til en dybde og samtidig fjerne unødvendig jord.

Det værktøj, der bruges til boring, kaldes snegle. Det er en metalstang med klinger. Når skruen skrues ned i jorden, ødelægger klippen, der holder fast på dens klinger. På grund af den specifikke konstruktion af skruen er det umuligt at frigøre ansigtet helt fra klingen. Derfor bruges det hovedsageligt til at køre de øverste lag.

Skrueboring er en hurtig og billig metode, der ikke kræver et skyllevæskebeholder

Boring med en skrue kræver ikke meget indsats og økonomiske omkostninger, så omfanget af denne metode er bredt nok: efterforskningsbrønde, anbringelse af kommunikation, konstruktion af borede brønde og delvist vandboring.

Det bruges nu aktivt til konstruktion af abyssinske brønde for ikke at sætte nålhullet fuldstændigt i tæt jord, men let lette processen med at nedsænke bagagerummet i en tidligere ødelagt klippe.

Metoden er velegnet til udvikling af akviferer med en dybde på op til 30 m på bløde og løse jordarter og op til 20 m på medium tæt. Efter indtrængning af skrue og installation af et hus skal brøndehullet rengøres for uopspændt sten af ​​redningsmanden.

Sneglen er kategorisk ikke egnet til arbejde i klipper! Det bruges til delvis penetrering af brønde op til 120 m, mens denne metode er kombineret med andre: roterende, chok-reb, kerne.

Udstyr og værktøjer involveret

Skrueboring udføres af en borerigg, hvis hovedelement er et boreværktøj af skruetype lavet af metal med høj styrke. Bor streng som uddybende opbyggede skruer af samme størrelse.

I sættet bruges undertiden brugte bladstykker, der kræves til passage af løse klipper, samt stykker med runde eller koniske hoveder, der bruges til udvikling af hårde klipper.

En borerigg baseret på en bil, der er udstyret med en kraftig motor, er den bedste mulighed til boring på fjerntliggende og utilgængelige steder

De fleste moderne borerigge er udstyret med hule skaller udstyret med vendbare låse, der forhindrer værktøjet i at bevæge sig i modsat retning.

De skære dele af skruen under boring afkøles på grund af den udviklede jord, og den udviklede klippe stiger op i spiraler. Dette giver dig mulighed for at bore uden at stoppe, hvilket reducerer tids- og energiomkostningerne ved at skabe en akvifer markant.

Snegleboreteknologi

Efter gennemtrængning, hvor dybden er 1,5 - 2,0 m, fjernes skruen og monteres i brønden foringsrør. Diameteren på en vandbrønd, der er boret med en skrue, er 50-200 mm og afhænger af størrelsen på det anvendte værktøj.

Kollaps af borehulets vægge forhindrer hus. Dette er især vigtigt for løse, usammenhængende jordarter, så boremaskiner har en regel: når du kører med sandstrøg og ler, skal du bruge snegler med knive i en vinkel på 30 - 60º, og når du borer sand med tæt tilsætning, et værktøj med knive i en vinkel på 90º.

Med en mindre hældning af skruespiralens sving bringer et større sneglblad skruen til overfladen.

Skrueboring kræver ikke brug af skyllevæske, klippen, der er udviklet ved hjælp af en mejsel, bringes til overfladen på værktøjsbladene

Fordele og ulemper ved at bruge en skrue

Boresneglemetoden tillader, at brønden konstrueres så hurtigt som muligt, forudsat at størrelsen på skruen og hældningsvinklen for biten blev valgt korrekt.

Fordelene ved sneglboring inkluderer:

• jord stiger til overfladen øjeblikkeligt under boring;
• høj hastighed med at uddypes i jorden uden teknologiske stop;
• der er ikke behov for at skylle borehullet;
• en kompakt skruerigg eller en håndsnegl kan bores inde i huset (i kælderen);
• der er ikke behov for at hæve det første led til overfladen og adskille / samle borestrengen som i kernemetoden.

Den største ulempe ved sneglboring er umuligheden ved at arbejde på løse og meget hårde jordarter, men på samme tid er sneglen et ideelt værktøj til at bore i loamy, blandet (ler og sandig loam) og blød lerjord.

En anden ulempe, der begrænser brugen af ​​en skrue til konstruktion af akviferer, er behovet for at anvende en chok-reb-metode til at rengøre bagagerummet af dumpet sten.

syndigt skrue - spole udbredt i manuel boring. Det ødelægger også klippen og griber den med klinger til ekstraktion op.

Rotary borefunktion

Rotationsboring er en metode til rotationsvibrationsboring, hvor ødelæggelsen af ​​jorden udføres ved hjælp af en bit drevet i bunden af ​​brønden fra boreriggens rotor. Rotoren roterer fra en bilmotor eller en separat installeret elektrisk motor gennem en drivaksel.

Den udviklede jord vaskes ud af brøndskaftet ved direkte eller omvendt skylning. Vaskeløsning kan leveres enten med tyngdekraft eller af en pumpestation.

De fleste artesiske brønde bores ved hjælp af den roterende boremetode: ved hjælp af en borekron, der er roteret af rotoren, efterfulgt af skylning af brønden og fastgørelse af huset

Rotationsboring bruges til at udvikle stenede og semi-stenede jorde med installation af dybe brønde op til 150 m. En roterende borerig med en korrekt valgt bit og vægtede borerør klarer klippeformationer.

Boremaskiner anbefaler at bruge denne boremetode under følgende forhold:

1. Det hydrogeologiske afsnit af stedet er blevet undersøgt ganske godt. Det vides, at der skal bores sten. Niveauet for forekomst af akvifer i grundfjorden er kendt.
2. Grundvand har et karakteristisk tryk for artesiske brønde
3. Der er mulighed for uafbrudt levering af procesvand til skylning af brønden.

I de sydlige regioner kan rotationsboring udføres året rundt, og i det nordlige klima er anvendelsen af ​​denne metode begrænset på grund af muligheden for frysning af skyllevæsken.

Anvendt udstyr og værktøj

Rotationsboring af akviferer udføres ved hjælp af et ramme eller trellistårn, hvorpå løfteudstyr og andre elementer i boreriggen er placeret. Tårnet gør det muligt at hæve og sænke borestrenge ind i brønden.

Den roterende type borerigge inkluderer:

• ramme eller trellis tårn;
• motor med drev;
• rotor og borestreng;
• pumpeudstyr og rensevæskebehandlingssystem;
• løfteudstyr, trykledning, drejelig, olietætning osv.

I selvkørende enheder bruges køretøjets motor som motor, på grundlag af hvilket borekomplekset er placeret. I dette tilfælde reguleres motorhastigheden af ​​boreværktøjets hastighed.

En stationær eller mobil elektrisk motor, en forbrændingsmotor i en bil, generatorer kan fungere som en energikilde til en roterende borerig

Rotoren ved hjælp af en gearindretning overfører rotation til lederøret, som igen kommunikerer det til hovedboreværktøjet - mejsel. Bitet kan have en anden form og er lavet af materialer med høj styrke: kompositter, diamantbelagt stål osv.

For hver jordtype vælges en særlig størrelse og form på biten, hvilket sikrer høj effektivitet og gennemtrængningshastighed.

Det særlige ved roterende teknologi

Rotationsboring af brønde til vand udføres i tre trin:

1. Stenbrud med en mejsel.
2. Fjernelse af den ødelagte sten til overfladen med strømmen af ​​indsprøjtet vand.
3. Styrke borehulets vægge med foringsrør.

Fjernelse af den ødelagte jord udføres ved omvendt eller direkte vask. Valget af skyllemetode afhænger af specifikke forhold: brønddybde, jordtype, tilgængelighed af det krævede mængde skyllevand.

Typisk bruger private gårde direkte skylningsteknologi, som inkluderer følgende trin:

• uddybning af bit med stor diameter ned i jorden;
• bitrotation under påvirkning af en rotor;
• installation af borerør og installation af vægtede rør mellem dem og bit;
• fjernelse af affaldsjord ved væsketryk ved hjælp af en pumpe;
• husinstallation for at forhindre, at jord sprinkler inde i brønden;
• boring med en mindre diameterbit og gentagelse af hele cyklussen.

Ved tilbagespylning fjernes jorden fra brønden gennem borerøret, og skyllevæsken hældes mellem brøndens vægge og rørene.

Vand strømmer med tyngdekraften ind i en tidligere forberedt tank, hvor det renses fra jord og slam, og vender tilbage til borestrengen for en ny del af affaldsbergarten.

I nogle tilfælde anvendes der ikke direkte eller omvendt skylning, når der udføres rotationsboring, men luftblæser under tryk skabt ved hjælp af en kompressor

Fordele og ulemper ved rotationsboring

Den største fordel ved den roterende metode er evnen til at bore dybe brønde med vandindtag i brudt kalksten.

Derudover har denne boremetode følgende fordele:

• høj kvalitet åbning af en vandbærer i bundgrunden;
• muligheden for at arrangere brønde med stor diameter op til 200 cm;
• høj borehastighed, lave energiomkostninger.

En betydelig ulempe ved roterende boring kan kaldes behovet for skylning af brønden.

Hvilken boremetode skal man vælge?

Alle de betragtede metoder til mekanisk boring er vidt brugt til konstruktion af akviferer.

Sammenfattende kan vi sige, at:

1. Det anbefales, at der foretages kerneboring til at synke ned i plastisk jordbund. Søjle-metoden er velegnet til enheden til de fleste vandindtagelsesoperationer; om nødvendigt bruges den sammen med et chok-reb.
2. Skrueboring i anvendelse svarer til kernemetoden. Det adskiller sig fra det ved rensning af dårlig kvalitet af tønden, det kræver obligatorisk brug af en skæber eller langvarig vask af brønden før drift.
3. Rotationsboring er den bedste løsning til stansning af borehuller i stenede jordarter.

Omkostningerne ved at udvikle en brønd ved hjælp af en eller anden boremetode afhænger i vid udstrækning af hvilket udstyr, der bruges, samt af de kategorier af klipper, der er forbi borbarhed.

En velvalgt metode til boring af en brønd vil ikke kun hjælpe med at reducere den tid, der bruges på boring, men vil også give mulighed for at betjene vandkilden i fremtiden uden problemer

Du kan læse om, hvordan man laver en borerigg med egne hænder i en anden populær artikel vores side.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Video nr. 1. Demonstration af princippet om klassisk kerneboring med kerneekstraktion med vandtryk:

Video nr. 2. Funktioner ved snegleboring:

Video nr. 3. Kerneboring af en brønd med vask af bunden og montering af et dobbelt hus, hvis yderste del er lavet af stålrør, den indre polymer:

Boring af en akvifer er en tidskrævende proces. Ikke kun hastigheden på en enhed med en autonom vandkilde, men også økonomiske omkostninger afhænger af rigtigheden af ​​den valgte boremetode.

Den første ting, du skal være opmærksom på, når du vælger en boremetode, er jordtypen og dybden af ​​akviferen. Baseret på disse parametre kan du vælge den bedste mulighed, der giver dig mulighed for at bore en brønd hurtigt og billigt.

Ønsker du at dele historien om at bore en brønd i dit eget område eller nyttige oplysninger om artiklets emne? Efterlad venligst kommentarer i nedenstående blok. Her kan du stille et spørgsmål eller påpege kontroversielle punkter i teksten.