Bohrerbohrungen von Bohrlöchern: Merkmale der Technologie und der Schale für manuelles Bohren und Installieren
Das Schraubenbohren von Trinkwasserbrunnen ist heute die beliebteste Bohrmethode auf dem Gebiet privater Haushalte. Es ist möglich, einen flachen Grundwasserleiter mit Hilfe eines manuellen Erdbohrers unabhängig voneinander anzuordnen. Verwenden Sie zur Erleichterung der Arbeit häufig kleine Bohrinseln mit Antrieb.
Wir werden erklären, warum diese Methode so beliebt ist. Lassen Sie uns sehen, wie es sich von anderen Bohrmethoden unterscheidet und in welchen Situationen es effektiv eingesetzt wird. Der Artikel beschreibt detailliert die Schneckentechnologie und das Design von Bohrausrüstung sowie die Bohrwerkzeuge, die beim manuellen und mechanischen Bohren verwendet werden.
Der Inhalt des Artikels:
Die Besonderheiten des Schneckenbohrens
Ein Bohrloch ist ein Ausarbeiten einer zylindrischen Form in der Erdkruste, die größtenteils einen kleinen Querschnitt hat. Sein Anfang wird als Mündung bezeichnet, die Seitenfläche als Wände und der Boden der Mine als Boden.
Die optimale Bohrmethode wird unter Berücksichtigung des Funktionszwecks des Bohrlochs, des gewünschten Durchmessers und der gewünschten Tiefe gewählt. Es ist wichtig, die physikomechanischen Eigenschaften der Gesteine zu berücksichtigen, die bei der Bildung der Wasseraufnahme durchgelassen werden müssen.
Die technische und wirtschaftliche Machbarkeit des Bohrens unter bestimmten Bedingungen wirkt sich ebenfalls aus. Dies ist eine wichtige Phase bei der Planung von Bohrlöchern, in der die grundlegenden technologischen Lösungen festgelegt werden - die Art der verwendeten Ausrüstung und die Bohrmodi.
Bei der Planung und anschließenden Bohrung von Wasserbrunnen muss auf eine langfristige Nutzung geachtet werden. Die Fähigkeit, eine stabile Belastung und eine konstante Wasserdurchlässigkeit der Bodenlochzone über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten, ist wichtig.
Der Bohrprozess umfasst mehrere Vorgänge:
- Zerstörung des Gesteins am Boden, dh Trennung der Partikel von der Anordnung.
- Transport von Brachflächen an die Oberfläche.
- Vorbereitung des Brunnens für den Betrieb durch Reinigen und Anordnen des Brunnens sowie Wasserspülung.
Die Wirksamkeit des Bohrens hängt direkt von den von der Natur festgelegten physikalischen und mechanischen Eigenschaften ab, nämlich der Zugabedichte, der Porosität, der Durchlässigkeit inkohärenter Böden und der Konsistenz von kohäsiven Tongesteinen.
Für Bohrgesteine, die durch monolithische und kristalline Bindungen zwischen Partikeln gekennzeichnet sind, ist dieses Verfahren nicht geeignet. Je stärker die konsolidierten Mineralkörner im Gestein sind, desto mehr Arbeit wird für dessen Zerstörung aufgewendet.
Vor- und Nachteile der Methode
Schneckenbohrungen werden in der Industrie, im Tiefbau und in der Industrie eingesetzt manuelles Bohren. Seine Besonderheit ist die Entfernung des zerstörten Gesteins nicht durch Waschen von Flüssigkeit oder speziellen Gas-Flüssigkeits-Gemischen, sondern direkt durch die Details des Schraubenprojektils.
Unterscheiden Sie vertikal und horizontal gerichtete Schneckenbohrungen. Die erste Methode wird zum Bau von Grundwasserleitern sowie zur Bildung von Löchern für Pfähle verwendet. Die zweite - wird verwendet, wenn die technische Kommunikation grabenlos verlegt wird.
Diese Methode bietet gleichzeitig eine hohe Durchdringungsrate in nicht felsigen Böden bis zu einer Tiefe von 50-80 Metern, wodurch Sie die Arbeitswände sofort durch Einbau eines Mantelstrangs formen können.
Ein weiteres Plus ist die Absaugung von Abfall an die Oberfläche, ohne das Werkzeug anzuheben. Und noch etwas: Da zum Bohren von Schnecken keine Bohrflüssigkeit benötigt wird, wird sie erfolgreich in wasserfreien Regionen eingesetzt und auch in Zeiten mit überwiegend niedrigen Temperaturen.
Heute werden Schneckenbohrungen durchgeführt:
- Für die Vorrichtung einzelner Wasserbrunnen;
- Beim Bau von Fundamenten aus Schraub- / Bohrpfählen;
- Für die Installation von Zäunen und Stahlbetonstützen;
- Bei der grabenlosen Verlegung von Kommunikationen;
- Für den Bau von flachen Brunnen und Gruben.
Es gibt jedoch auch Nachteile. Es ist unmöglich, einen Brunnen mit Schrauben in hochharte Gesteine zu bohren. Beim Bohren in hartem und halbfestem Lehm, Tonen mit Zwischenschichten aus Kalkstein können Komplikationen auftreten, und beim Bohren von Schleifgesteinen wird ein hoher Verbrauch an Bohrschüssen festgestellt.
Darüber hinaus gibt es eine Einschränkung der Produktionstiefe. Auf diese Weise ist es sehr schwierig, einen Brunnen mit einer Tiefe von mehr als 80 Metern zu bauen.
Vertikale Bergbautechnologie
Die Schnecke ist ein hochfestes Bohrrohr mit einer Spirale, die als vertikaler Schneckenförderer dient. Unter axialer Belastung wird der Arbeitsteil des Bohrers in das Gestein eingeführt und durch Schneiden und Lösen zerstört. Gleichzeitig führt der Schneckenbohrer den Abfallboden der Schneckenspirale zu.
Unter der Einwirkung von Zentrifugalkräften steigt der gelöste Boden über die Schaufeln des Bohrstrangs. Der Anstieg ist auf ein spiralförmiges Gleiten zurückzuführen, da die Reibung des Bodens auf der Schraube geringer ist als an den Wänden des Bohrlochs.
So wird das zerstörte Gestein in einem zerkleinerten Zustand vom Boden an die Oberfläche geliefert und durch den Bohrlochkopf hinausgeworfen.Bei unkompliziertem Transport füllt der Boden 30-40% des gesamten Zwischenraumes aus.
Die Parameter der Schraubensäulen sollten einen schnellen Anstieg der gesamten von der Schraube zerstörten Bodenmasse ermöglichen. Während des Bohrens bröckelt jedoch ein Teil des gelösten Bodens zum Gesicht zurück. Daher ist beim Durchführen von Schneckenbohrungen eine verbesserte Reinigung des Zylinders erforderlich, und nach Abschluss ist ein obligatorisches Waschen erforderlich.
Horizontales Richtbohrschneiden
Bei der Installation von Versorgungsunternehmen für verschiedene Funktionszwecke unter Hindernissen (Autobahnen, Eisenbahnen, Wälder) werden horizontal gerichtete Schneckenbohrungen verwendet.
In der Anfangsphase der Arbeit werden zwei Gruben ausgegraben - die Startgrube (Arbeitsgrube) und die Empfangsgrube. Sie sollten auf dem gleichen Niveau wie der entworfene Brunnen sein. Danach wird die notwendige Ausrüstung in die Arbeitsgrube abgesenkt und montiert.
Solche Geräte haben einen langen Vorschubhub und sind mit einem verschleißfesten Bohrkopf aus hochlegiertem Stahl ausgestattet. Es hat auch eine Sonde, um das Bohren zu verfolgen. Der Bediener empfängt Signale an den Monitor, steuert den Prozess und kann die Bewegungsrichtung sowie den Neigungswinkel des Bohrkopfs einstellen.
Wenn die Schnecke in die Aufnahmegrube eintritt, dh in den Endpunkt gemäß dem Projekt, wird der Bohrer entfernt. Stattdessen werden der Expander und das Rohr fixiert. Danach wird die Drehung der Schaufeln in die entgegengesetzte Richtung gestartet, um das Rohr im fertigen Bohrloch festzuziehen. Am Ende der Bohrarbeiten wird eine Schraubeninstallation aus der Startgrube entfernt.
Die grabenlose Methode ermöglicht das Verlegen von Rohren für die Kommunikation unter Grundwasser mit einer Länge von bis zu 80 m. Darüber hinaus werden alle komplexen Arbeiten ohne die mühsame Entwicklung von Gräben ausgeführt, wodurch die Ausführungszeit minimiert und die finanziellen Kosten gesenkt werden können.
Horizontales Schraubenbohren wird verwendet, wenn Druckleitungen verlegt und Kommunikationssysteme in Bereichen installiert werden, in denen das Verlegen mit anderen Methoden nicht möglich ist. Hauptvorteil grabenloses Verlegen - Rentabilität. Darüber hinaus müssen weder Beton noch andere Polymere verwendet werden, um die Stabilität der fertigen Mine aufrechtzuerhalten.
Merkmale des Bohrens in verschiedenen Gesteinen
Die grundlegenden technologischen Parameter beim Bohren von Bohrlöchern sind die axiale Belastung und die Drehzahl der Schnecke des Schneckenförderers. Wenn die Last zunimmt, steigt mit Sicherheit die Penetrationsrate, was zu verschiedenen Notfallsituationen führen kann.
Daher ist unbedingt darauf zu achten, dass das pro Zeiteinheit abgetrennte Gesteinsvolumen die Förderkapazität nicht überschreitet. Ansonsten bilden sich in den Kurven Staus.
In der Regel werden tonige Tongesteine, lose und mittelschwere Sande ohne Zwangsschub gebohrt. Das Schraubwerkzeug wird unter seinem eigenen Gewicht sowie aufgrund der Reaktionskraft, die sich aus der Zufuhr des verbrauchten Gesteins zur Mündung der zylindrischen Mine ergibt, in den Boden eingeführt.
Axiale Belastungen von bis zu 5 kN entstehen normalerweise beim Startbohren eines Bohrlochs, wenn in festen sandigen Lehm, Lehm, Ton, Schlammstein und Schlickstein gebohrt wird. Die Säulendrehfrequenz sollte 1,7-3,3 s nicht überschreiten-1.
Bei höheren Frequenzen treten im Inneren Vibrationen auf, wodurch die Glieder des Bohrstrangs die Verbindung verlieren können. Infolgedessen bleibt der Bohrer unten, es ist fast unmöglich, ihn zu bekommen, was bedeutet, dass er muss Bohren Sie eine neue Mine. Und bei niedrigen Frequenzen ist der Transport von Brachland nach oben sehr schwierig.
Mit zunehmender Härte von Gesteinen nehmen die axialen Belastungen zu. Das Bohren in Kies- und Holzkiesböden, gefrorenem Lehm, wassergesättigten Sanden, Schlicksteinen unter Einbeziehung von Quarz erfolgt mit einer axialen Belastung von 8-10 kN pro Bit und einer Säulendrehzahl von 1,3-2,2 s-1.
Kieselsteine und Steine mit Felsbrocken nach der Schneckenmethode werden nicht gebohrt. Diese abgerundeten Gesteinsfragmente werden mit einem Meißel zerstört und von einem Bailer an die Oberfläche gehoben.
Das Bohren in Sanden unterschiedlicher Dichte und Sättigung mit Wasser, Kies und Kiesablagerungen erfolgt mit hoher Geschwindigkeit und verstärkt gleichzeitig die Wände des Gehäuses mit dem Gehäuse.
Um dies zu vermeiden, reduzieren Sie die Bohrgeschwindigkeit auf ein Minimum, beschleunigen Sie die Saite und geben Sie Wasser in den Brunnen. In einer ähnlichen Situation hilft auch das periodische Anheben des Bohrwerkzeugs an die Oberfläche und das Reinigen von anhaftendem Lehm.
Bohrwerkzeuge
Werkzeuge zum Schneckenbohren von Bohrlöchern nach Bauart unterscheiden sich durch die Anzahl der Windungen und die Geometrie des Schneidteils. Zum Bohren in festem und halbfestem sandigem Lehm und Lehm werden häufig Bohrschalen verwendet, deren Kante mit zusätzlichen Schneidezähnen ausgestattet ist.
Meistens wird nur eine Startschnecke ohne Zusätze verwendet, um die private Wasseraufnahme für private Händler zu steuern, wie z Die Bohrungen werden sedimentär zusammenhängende und inkohärente Gesteine aufweisen. Beim Vertiefen wird das Werkzeug einfach mit Bohrstangen ausgefahren.
In diesem Fall wird das Projektil alle 0,5 - 0,7 m aus dem Bohrloch entfernt, um den Bohrer selbst und den Boden vom zerstörten Gestein zu befreien. Dies ist eine wirtschaftlichere, aber auch mühsamere Option zum Bohren.
Um Felsbrocken und Kieselsteine zu bohren, die sich in Sedimentböden befinden, wechseln sie zur Schockseilmethode. Hierfür wird in der Regel ein Meißel aus Werkzeugstahl verwendet. Dieser von unten gerichtete Bohrer wird mit Gewalt ins Gesicht „geworfen“, bis er die „feste Barriere“ zerstört.
Nach der Zerstörung des Kiesels oder Felsbrocken werden die Fragmente mit einem Glas (Kernrohr) oder an die Oberfläche entfernt Bailer. Dann wechseln sie wieder zur Schraubenmethode. Meistens muss man zum Bohren einer Mine mehrere Bohrmethoden in Kombination anwenden.
Beim Bohren von losem Sand und weichem Lehm werden Bohrschnecken mit nach unten gedrehten Klingen für Winkel von 30-60 ° und zum Bohren in zusammenhängenden Tongesteinen - 90 ° verwendet.
Diese Spirale wird durch Aufwickeln von hochfestem Stahlband mit einem Durchmesser von 5 bis 7 mm auf einen Schraubendorn erhalten. Es wird auf ein Rohr / eine Stange gespannt und dann geschweißt.
Je größer der Durchmesser des Basisrohrs ist, desto geringer ist die Förderkapazität der Schraube. Der Durchmesser des langen Produkts ist jedoch durch die mechanische Festigkeit der Schraube sowie die Technologie ihrer Herstellung begrenzt.
Heute werden zwei Arten von Schrauben hergestellt:
- Mit einem zentralen Loch, d.h. hohl;
- Gewichtet - kein Loch.
Um den Verschleiß des Schneckenförderers beim Bohren in Schleifgesteinen zu minimieren, wird ein Stahlstreifen auf die Außenkante geschraubt oder eine Metallschicht auf der Oberfläche abgeschieden.
Bei hohen Schneckenbohrgeschwindigkeiten über der Schale ist ein spezieller Adapter mit Zweiwege-Wicklung aus Bandstahl befestigt. In diesem Fall fällt der größte Teil des Gesteins ohne Schleifen auf einen Schneckenförderer.
Am Rohrende mit einer gewickelten Spirale sind die Verbindungselemente unbedingt verschweißt. Es gibt zwei Arten von Schraubverbindungen: gewindelos und mit Gewinde.Im ersten Fall werden die Schrauben mit Kupplungsschlössern verbunden und auf Kosten der Metallfinger mit Klammern gehalten, im zweiten Fall - durch Schrauben.
Die Gewindeverbindung der Schrauben mit dem Bohrstrang ermöglicht es, ihre Verbindung und Trennung bei Hebevorgängen und bei der Zufuhr von Flüssigkeit zum Gesicht zu mechanisieren. Es gibt jedoch ein deutliches Minus - in diesem Fall besteht keine Möglichkeit einer Rückwärtsdrehung der Schrauben. Und deshalb hat sich eine fadenlose Verbindung weiter verbreitet.
Spezielle Bohrinseln enthalten in der Regel einen Satz Schrauben mit unterschiedlichen Durchmessern.
Hohlschrauben mit Gewindeverbindung werden beim Bohren mit einer Spülung verwendet, um Wasser beim Ausheben von zylindrischen Arbeiten in der Erdkruste zu pumpen, um eine Ladung in geophysikalischen Brunnen zu installieren und um Beton in Öffnungen unter Pfählen zu pumpen. Sie können auch als Gehäuse verwendet werden.
Beim Bohren mit durchgehender Fläche wird der zentrale Kanal mit einem Bohrwerkzeug an einem Seil blockiert.
Bohrgerät Übersicht
Zum Schraubenbohren verwenden Sie als Handwerkzeugeund mechanisierte Installationen. Das einfachste Design ist eine manuelle Erdbohrmaschine. Es besteht aus einer Stange / einem Rohr mit einem schraubenförmigen Messer und einem starr befestigten T-Griff.
Diese Art von Bohrwerkzeug wird wie ein Korkenzieher in den Boden geschraubt. Beim Fahren einer Mine wird diese mit Stäben erhöht. Manuelle Erdschnecken sind zusammenklappbar, so dass sie am bequemsten in Personenkraftwagen transportiert werden können. Außerdem können Sie die Länge des Schneckenbohrstrangs ändern.
Mit einem Handwerkzeug können Sie Löcher mit einer Tiefe von bis zu 2 Metern und einem Durchmesser von nicht mehr als 20 Zentimetern bohren. Es gibt Motorbohrer mit Benzin- oder Elektroantrieb. Ihr Design umfasst einen Schneckenförderer, dh eine Schnecke, und einen Motor mit einem Getriebe. Die Drehung der Motorwelle sorgt für die Bewegung der Schnecke.
Mit einem Elektrowerkzeug in Gegenwart von Bohrstangen zum Bauen können Sie Brunnen mit einer Tiefe von bis zu 25 Metern bohren. Mit einem Durchmesser von bis zu 30 Zentimetern wird es für die Installation von Straßenbeleuchtungsmasten, für die Installation von Zaunsäulen, Gruben für die Inspektion des Fundaments und der Bodenbasis verwendet.
Mobile Einheiten sind kleine Maschinen mit einem Elektro- oder Gasmotor. Mit ihrer Hilfe können Sie schnell bohren gut zum geben Bereiten Sie eine große Anzahl von Gruben für Stützen verschiedener Funktionszwecke vor.
Oft werden solche Bohrinseln in Form eines Anhängers für Personenkraftwagen hergestellt, um den Transport zum Arbeitsplatz zu erleichtern.
Im Zivil- und Industriebau werden für die Bildung von Arbeiten mit großer Tiefe und großem Durchmesser Schraubenspezialgeräte verwendet, die an mobilen Geräten befestigt sind - Lastkraftwagen, Traktoren.
Es wird bei der Installation von Pylonen für Hochspannungsleitungen und Straßenbeleuchtungsmasten verwendet, wenn Pylone für Stadien, Sportzentren, Industrieanlagen und Flugplätze installiert werden. Darüber hinaus werden mit Hilfe von Schneckenbohrgeräten, Nut- und Federzäunen von Gruben auf mobilen Geräten gebaut und Schraubpfähle installiert.
Nützliches Video zum Thema
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Dieses Video zeigt die Technologie des horizontalen Bohrlochbohrens zum Verlegen von Kommunikationen unter der Autobahn:
Die Vorrichtung von Pfählen mit einer durchgehenden Schnecke mit großem Durchmesser und einem zentralen Kanal.Für die Arbeit werden das Bohrgerät Bauer BG-30 und die stationäre Hochleistungsbetonpumpe Liebherr verwendet:
Die Schneckenmethode bietet hohe Bohrraten. Die Entwicklung des Bohrlochs und die Versorgung des Bohrlochkopfes vom Boden bis zum Bohrlochkopf erfolgen gleichzeitig und kontinuierlich, was Zeit, den Aufwand der Bohrer und die in das Projekt investierten Mittel spart. Daher ist auch die Methode des Schraubenbohrens beliebt.
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