Rotary kaivoporaus: Katsaus porausteknologiaan ja välttämättömiin laitteisiin

Jos maalaistaloa ei voida yhdistää keskitettyyn vesihuoltoon, sinun on organisoitava autonominen järjestelmä. Useimmat omistajat mieluummin järjestävät sen kaivon perusteella, jonka kehittämisessä käytetään erilaisia ​​menetelmiä. Tarkastelemme pyörökaivojen poraamista - erittäin lupaava, mutta toistaiseksi vain vähän tunnettu vaihtoehto.

Artikkelissamme kuvataan yksityiskohtaisesti roottoritekniikan monimutkaisuudet ja käytetyt työkalut. Tämän tekniikan etuja ja haittoja tutkitaan ja esitetään menetelmiä sen toteuttamiseksi käytännössä. Vinkumme ovat hyödyllisiä yksityisten tonttien harkituille omistajille, jotka haluavat valvoa kaivurien työtä.

Määritelmä pyörivä poraus

Aluksi analysoidaan mitä kaivojen pyörivä poraus tarkoittaa ja mitkä ovat sen vaihtoehdot? Kairaporaus on edelleen tunnustettu yhdeksi yleisimmistä tavoista vedenottoon.

kuitenkin ruuvitekniikka ei salli kallioperän kulkemista. Ruuviporauksessa käytetty ruuvipora ei pysty tuhoamaan kalkkikiveä. Mutta usein tapahtuu, että sinun täytyy porata se, koska päällekkäiset kerrokset eivät ole vakaita ja riittäviä toiminnan virtausnopeudelle.

Poraus- ja ydinporausteknologia ei tarjoa mahdollisuutta käydä läpi kivimuodostelmia. Kun asennetaan kaivo kalkkikivelle, on tehokkaampaa ja taloudellisempaa käyttää pyöröporausmenetelmää

Siksi pyörivä tekniikka, jota aikaisemmin käytettiin vain kaivosteollisuudessa, aloitettiin yksityisten vedenottolaitosten rakentamisen piirissä. Sen työelementti sijaitsee vähän kaivon pohjareiässä. Taltalla hävitetään koheesio- ja epäjohdonmukaiset maaperät, kivinen kallioperä murskataan.

Tuhotun kiven louhinta suoritetaan nesteellä, joka syötetään pintaan työpylvään tai annulus tilaa.Nämä ovat 2 erilaista porausmenetelmää, joista kutakin käsitellään yksityiskohtaisesti alla.

Terän halkaisija ylittää työpylvään halkaisijan, mikä mahdollistaa:

• vähentää koko porausprosessin energiakustannuksia (teho kulutetaan täällä vain kääntymiseen terän voimalla edessä, ja työlangan kitkahäviöt porausreiän seinämää vastaan ​​minimoidaan);
• suojaa suurin osa työlangan elementteistä vaurioilta, samoin kuin poratun kaivon seinät tuhoutumiselta;
• luo vaikuttavia halkaisijaltaan porareikiä (esimerkiksi jopa 70 cm) erittäin vaikuttavilla syvyyksillä.

Tällä tavalla voit muodostavat pohjavedet, joiden syvyys on vähintään 300 metriä, ts. porata vedenottoaukot veden toimittamiseksi kesämökeihin ja kyliin.

Joten, määritelmä: pyörivä poraus on sellainen tapa kehittää kaivo, jossa pintaan kohdistuva voima siirtyy pyörivästä pyörittäjä työkolonnin läpi. Se on koottu sauvoista - kapeista teräsputkista, jotka on kytketty toisiinsa peräkkäin muuttamalla syvyydet maahan.

Mutta kaivoksen rungon puhdistamisessa ja lietteessä teurastuksessa käytetään paineenalaista vettä. Tämän päätöksen ansiosta poralankaa ei tarvitse purkaa ja koota sydämen poistoa varten, kuten sydämen porauksessa.

Kaivokseen ruiskutettu neste ratkaisee heti kaksi tärkeätä tehtävää: se vapauttaa poran reitin jatkotöiden suorittamiseksi ja tuottaa huuhtele kaivotarvittava vedenoton valmistelua varten.

Rotary-tekniikan edut

Mitkä ovat rotaatioporauksen edut mahdollisiin vaihtoehtoihin nähden? Niitä on useita.

ensiksiPyörivän terän avulla on mahdollista luoda suurhalkaisijaisia ​​kaivoja, jotka täyttävät täysin useiden kotitalouksien veden tarpeet kerralla.

Ei ole mikään salaisuus, että poraus ei ole kallis prosessi: se vaatii erikoislaitteita, ja kokeneiden poraajien on hallittava ja hallittava prosessia. Loppujen lopuksi poraustoimintaa on lisensoitu. Siksi sen korkea hinta.

Muoto ja rakenne mahdollistavat, että pyörivä poranterä voi muodostaa paljon halkaisijaltaan suurempia kaivoja kuin kairaporat ja ydinputki

Useiden kotitalouksien yhdistäminen kerralla yhden yhteisen kaivon rahoittamiseksi vierekkäisissä kohteissa on kustannustehokas hanke. Mutta tämä vaatii merkittävän veloituksen. Useimmissa tapauksissa kvaternääristen sedimenttien (hiekka) pohjavesikerrokset eivät pysty tarjoamaan niitä.

Luonnollisesti yhteistä käyttöä varten vedenotto tulisi asettaa kalkkikivelle. Siitä uutetulle pohjavesille on ominaista parempi veden liikkuvuus ja puhtaus. Sademäärällä ei ole pienintäkään vaikutusta kaivojen virtaukseen kalkkikiveen. Mitä ei voida sanoa hiekan kaivoista.

toiseksi, suhteellisen pienet energiakustannukset vakuuttavat. Pyörivän porauksen työelementti on taltta. Mutta toisin kuin kaira ja ydinporaus, poraustyökalu ei ole vuorovaikutuksessa poratun kaivon seinämien kanssa

Toisin sanoen vain pieni osa, jonka korkeus on vähäinen suhteessa koko poranterän korkeuteen, on suorassa kosketuksessa maaperään. Tämän seurauksena tämä kaivojen muodostamismenetelmä on nopein - jopa 1000 lineaarimetriä kuukaudessa!

kolmas, kollektiivisia asiakkaita houkuttelee porauksen syvyys. Ainoastaan ​​pyörivällä menetelmällä voidaan porata alkuperäiskantaisissa muodonmuutos- ja muinaiskivioissa kaivettu kaivo, jonka halkeamia voidaan pumpata vettä, jonka koostumus sopii parhaiten juomiseen.

Yleensä vain teollisuusvettä uutetaan saannista, jonka syvyys on alle 30 m.Sen koostumukseen vaikuttavat lähellä olevat vesimuodostumat, roskien täynnä joet, sateet ja vain maahan vuotaneet tekniset nesteet. Ruuvi ja ydinputki auttavat saamaan vain tällaisen sisääntulon.

Koko porauslaitteiden sarja on helppo asentaa yhdelle keskipitkälle hyötyajoneuvoalustalle. Tämä tekee pyörivästä porausprosessista huomattavasti teknisesti edistyneemmän ja siten halvemman.

Lisäksi pyörivä poraus antaa sinun suorittaa kehitystyön täyteen syvyyteen vaihtamatta toiseen porausmenetelmään. Kun esimerkiksi kehitetään kaivoa ruuvilla, jos on tarpeen porata lohkare, ne siirtyvät iskuköysi tekniikkaan.

Tätä varten tynnyristä poistetaan ruuvikuori ja terä heitetään kasvoihin, kunnes lohkare rikkoutuu. Sitten teurastus puhdistaa kaaturin. Sitä käytetään, jos on tarpeen nostaa vedellä kyllästettyä hiekkaa pintaan, joka ei ole paksumpaa ydinputkessa.

Käytäntö osoittaa, että kiertomenetelmällä porattujen kaivojen käyttöikä on pidempi. Teknisesti tämä johtuu siitä, että porausreikien seinät muodostavan vaippalangan asentamisen jälkeen rengas vahvistetaan edelleen.

Kaivolaitteet

Ensin pystysuora konsoli asennetaan kaivon yläpuolelle työskentelevän narun pystysuorien linkkien kiinnittämiseksi edelleen. Tämän poran akselin ensimmäinen lenkki on varustettu työelementillä - bitillä, jolla voi olla erilainen muoto riippuen porattavan kallion luokasta.

Tietenkin pohjavesikerrosten poraamiseen käytetään pienempiä laitteita, ja tietyn tornin muodostamista ei yleensä tarvita

Poran työkalusarja

Kun syvennetään ensimmäistä linkkiä, siihen kiinnitetään seuraava kynttilä, jota kutsutaan tankoksi ja niin edelleen. Kunkin tällaisen putkilohkon pituus voi vaihdella 20-50 m. Työpylvään muodostumisen yksinkertaistamiseksi kukin sauva on varustettu kartiolla kierteellä, jolla on lukko.

Seurauksena on poran muodostuminen, joka koostuu:

• työterä;
• lyijypalkki;
• kolonnit tavallisista sauvoista, jotka on kytketty toisiinsa kytkimillä.

Työkolonni pidetään kiinni kääntölaitteilla, joiden pyöriminen tapahtuu roottorin avulla. Riippuen siitä, kuinka syvälle sen on tarkoitus porata, ja myös siitä, mitä maaperän fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia vakio- tai painotettuja sauvoja käytetään johtavan linkin muodostamiseen.

Vetovarsi on pääsääntöisesti painotettu putki, koska sillä on tärkeä tekninen tehtävä. Sen läpi huuhteluliuos tulee terään kasvot, jonka tehtävänä on pestä murskattu kivi. Ja tämä puolestaan ​​asettaa vaatimuksia kytkentäliitoksille, joiden tehtävänä on tiivistää nivelten väliset liitokset.

Muista, että nestepaine riippuu suoraan muodostuneen pylvään korkeudesta (eikä putken poikkileikkauksesta). Lisäksi vaikka vettä käytettäisiin pesuliuosena, paine kasvaa 10 metrin välein yhdellä ilmakehällä.

Vertailun vuoksi on syytä antaa esimerkki. Talon kotitalousputkistojen työpaine on 10 atmosfääriä, ja kestävimmät putket on suunniteltu 20 ilmakehän paineelle.

Ainoa, jos kotitalousjärjestelmät ovat paikallaan eivätkä liiku, silloin paine on yhtä suuri kuin vetoaisalla olevan porakoneen paino. Mutta hänen on edelleen välitettävä kiertovoima ja voima bittiin.

Kytkimet ovat sauvan tärkeimpiä osia, koska juuri ne vastaavat viereisen tangon koko osan painoa sekä moottorin aiheuttamaa dynaamisen tärinän ja pyörimisliikkeen aiheuttamaa kuormitusta

Seuraavat vaatimukset asetetaan kytkimille poralangan rakenneosina, ne ovat:

• on varmistettava tankojen liitosten tiukkuus ja kestettävä nesteen paine 100 atmosfäärin saakka (painevirran pohjan puhdistamiseksi);
• niiden on oltava kulutuskestäviä, jotta ne eivät tule käyttökelvottomiksi hankaamalla kaivon seiniä vastaan;
• on kyettävä välittämään vääntömomentti työjonon yläosasta alaosaan ja lopulta bittiin.

On ehdottoman välttämätöntä, että kytkimet ovat oikeanlaatuisia. Jos ainakin yksi niistä ei kestä kuormitusta ja työköysi katkeaa, on erittäin vaikeaa saada sen alaosa yhteen terän kanssa. Investointien suhteen on joskus helpompaa porata uusi kaivo lähellä kuin saada irrotettu lyijy sauva.

Veden käyttö porauksen aikana

Kasvoille syötetty neste on yleensä tavallista vettä. Toisinaan löysien epäjohdonmukaisten kivien (hiekka, sora, sora ja kivi) läpi kulkevan rungon stabiloimiseksi kaivoon johdetaan porauslisäaineilla varustettu ratkaisu. Tämä on välttämätöntä, koska koteloa ei aseteta tunkeutumisen ensimmäisiin vaiheisiin.

Vesi menee poistoaukkoon joko paineen alaisena käyttötavan sisällä (ja pumppaa sitten ulos) annulus tila) tai painovoiman avulla läpi annulus tilaa, ja poisto tapahtuu jo työpylvään kautta imupumpulla.

Nämä ovat 2 erilaista pyöröporausmenetelmää, joiden ominaisuuksista keskustellaan jäljempänä.

Rotaryporaukselle on ominaista vesikaivon korkein kehitysaste. Porauksen kanssa tynnyri huuhdellaan ja kehitys valmistellaan tulevaa käyttöä varten

Riippumatta siitä, mitä menetelmää käytetään, porauksessa käytetty neste on puhdistettava (jatkokäyttöä varten).

Käytä tätä seuraavilla laitteilla:

• Porausnestesäiliö. (Jos aiot porata matalan kaivon - muutaman kymmenen sisällä voidaan järjestää suoraan maahan, ja tavallista vettä käytetään huuhtelunesteenä). Navetta toimii nesteen huuhteluakuna.
• Täryseulan. Kaivosta nostettu huuhteluliuos sisältää murskatun kiven hiukkasia, jotka on poistettava. Tehokkain tapa on mekaaninen menetelmä, jossa käytetään väriseviä seuloja.
• Sedimentointisäiliö. Kiviainesten suurten hiukkasten poistamisen jälkeen neste kulkeutuu syöttösuppiloon päästäkseen eroon saostuneista suspendoituneista hiukkasista. Käytettäessä vettä pesunesteenä, öljypohja rakennetaan joskus myös suoraan maahan. Lisäksi nestemäisten aineiden ja sedimenttien erottamiseen käytetään hydrosykloni.
• Mutapumppu. Se on hän, joka tarjoaa pesuliuoskierron.
• Kourujärjestelmä. Niitä tarvitaan veden siirtämiseen kaivoksen muodostumispaikasta puhdistuspaikkaan.

Kaiken kaikkiaan tarvitaan seuraavat mekanismit ja välineet pyörivää tekniikkaa käyttävän kaivon kehittämiseksi:

1. Torni tai konsoli poralangan kokoamiseksi tankoista ja sen purkamiseksi porauksen lopussa, samoin kuin pujotusjärjestelmän.
2. moottoritarjoamalla roottorin pyörimisen.
3. Nestemäiset laitteet. Mekanismit ja välineet pesunesteen kiertämiseksi ja puhdistamiseksi (pumppu; värähtelevä seinä; öljypohjat ja / tai hydrosykloni; lato huuhtelunesteen varastoimiseksi; putkien ja kourujen järjestelmä).

Matalien kaivojen pyörivää porausta varten koko lueteltu laitekokonaisuus on erittäin kompakti (esimerkiksi konsolin puomi taittuu). Tämä helpottaa porauslaitteiden sijoittamista mihin tahansa sopivaan paikkaan poraamista ja sitä seuraavaa käyttöä varten.

Kaksi pyörivää porausvaihtoehtoa

Riippuen menetelmästä, jolla huuhteluneste syötetään kasvoille, on 2 tyyppiä kiertävää porausteknologiaa:

1. suora rehu;
2. käänteisellä syötöllä.

On huomattava, että kasvoille syötetty neste ei ole tarkoitettu vain murskatun kiven huuhteluun ja poistamiseen. Se myös jäähdyttää terää, mikä on erittäin kuuma kitkalta. Nesteen suoran syötön tapauksessa pumppu luo ylipaineen.

Vesi kulkee kasvoihin terän teknisten reikien kautta, "poimii" murskatun kiven ja sitten painovoiman avulla kaivon läpi (ts. annulus tilaa suhteessa johtavaan sauvaan) tulee pintaan, josta se tulee puhdistuskompleksiin (värisevä seula, hydrosykloni).

Huuhtelu voi olla suoraa tai käänteistä, josta käytetyn laitteen laadulliset ominaisuudet riippuvat, mutta kytkentäkaavio pätee molemmille tekniikoille

Käänteinen syöttötekniikka tarkoittaa, että huuhteluneste virtaa pohjaan painovoiman avulla laskeutuen kaivon läpi, mutta murskatulla materiaalilla oleva ratkaisu palaa pintaan lyijytangon putken kautta. Mutapumppu luo tässä tapauksessa negatiivisen paineen.

Molempien tekniikoiden näennäisestä yksinkertaisuudesta huolimatta on paljon enemmän vivahteita kuin miltä voi näyttää ensi silmäyksellä. Siksi näyttää aiheelliselta olla kumpikin näistä poraustekniikoista yksityiskohtaisemmin.

Suora huuhteluporaus

Tätä tekniikkaa kutsutaan joskus "suoraksi vesistöksi". On suositeltavaa käyttää sitä hiekkaisessa, soraisessa, soraisessa maaperässä. Sitä käytetään myös, jos pohjakerroksen syvyys ei ylitä 30 m. Juuri tässä nesteeseen lisätään lisäaineita, jotka lisäävät sen tiheyttä ja rungon vakautta.

Pyörivälle poraukselle on ominaista asteittainen pienentyminen porattavan kaivon halkaisijassa. Toisin sanoen ensin porataan suurin halkaisijaltaan kaivo, sitten se kasvi ympäri putki, ja putken ulkopinnan ja kaivon seinän välinen rengasmainen tila teknologisten reikien läpi täytetään sementtilaastilla.

Lisäporausta jatketaan pienemmällä taltalla. Sitten taas kotelo ja uuden osan halkaisija on vielä pienempi jne. Mitä harvemmin sinun on "kiinnitettävä huomiota" sementoimalla kaivo, sitä suurempi on porauksen tuottavuus, mikä lopulta tarkoittaa prosessin ja kaivon kokonaiskustannuksia.

Lisäksi liian usein kotelointi johtaa siihen, että kaivon tehollinen halkaisija (pohjakerroksen avaava halkaisija) pienenee huomattavasti. Joten ”suoralle vesistölle” on tunnusomaista se, että kaivoa, jolla tätä muodostustapaa ei voida muodostaa, on enintään 100 metriä.

Huuhtelunesteen pääpaine luodaan käyttötavan sisällä olevan pumpun avulla, ja annulus murskatun kiven elementeillä varustettu neste täyttää tilan painovoiman avulla tuhottamatta reikäseinämää ylipaineella.

Suoran porauksen porausnesteen virtauskuvio. Sen kosketus pintaan tapahtuu johtavan sauvan putken läpi ja se nousee pintaan painovoiman avulla

Tällä porausmenetelmällä on kuitenkin haittoja. Varsinkin liian kauan openhole Paikka johtaa siihen, että hienojakoiset savipartikkelit pääsevät pohjakerroksiin, mikä voi merkittävästi vähentää ja hidastaa veden virtausta pohjakerroksen ulostuloon.

Näillä hiukkasilla on tässä ominaisissa huokosten ja mikrokanaviin kallioon, jonka läpi vesi imetään. Siksi porausprosessin aikana suoritettu kotelomenetelmä on välttämätön koko kaivon tulevaisuuden tuottavuuden ylläpitämiseksi.

Huuhtele peruutusporaus

Tällä menetelmällä nestevirtauksen ohjaamiseksi tynnyri ja pohja puhdistetaan parhaiten. Täällä oleva pumppu ei purista nestettä pohjaan, vaan päinvastoin, se imee sen takaisin, ja tämä johtaa siihen tosiseikkaan, että taltalla olevan kaivon muodostumisnopeus kasvaa suuruusluokalla ja useita kertoja enemmän kuin suora huuhtelu.

Itse kaivo ei ole saastunut saven sulkeumilla, joilla on virtaavan pesunesteen virtaus. Loppujen lopuksi pumppu imee kaiken, mikä siihen voi sisältyä. Muuten, lisäaineissa ei enää ole käytännöllistä merkitystä, joten samaa pesunestettä käytetään puhdasta vettä.

Takapesujärjestelmä pyörivässä porauksessa. Virtaus tapahtuu painovoiman avulla renkaan läpi, ja pumppu vetää lietteen takaisin käyttötavan putken läpi

Joten, yhteenveto porauksen eduista käänteisvirralla:

• porausnopeus kasvaa (verrattuna suoraan vesistöyn) jopa 15 kertaa;
• pohjavesikerros ei ole tukossa savipartikkeleilla ja pohjamaisilla hiekkahiukkasilla Kotelottomien kaivojen tasot;
• pohjakerroksen korkealaatuisen avaamisen vuoksi kaivoa ei tarvitse valmistaa lisäkäyttöön, voit asentaa välittömästi sisäkotelon suodattimella ja aloittaa pumppaamisen pumpulla;
• yksinkertaista (ja siksi halpaa) vettä käytetään käyttönestenä.

Tällä menetelmällä on kuitenkin merkittävä haitta. Se vaatii kalliiden laitteiden osallistumista, mikä johtaa viime kädessä koko porausprosessin kustannusten huomattavaan kasvuun.

Siksi poraus käänteisellä vesistöllä suoritetaan vain niissä tapauksissa, joissa kaivo on suunniteltu toimimaan useiden kotitalouksien kanssa kerralla. Mutta jos kaivo on suunniteltu yksilölliseen käyttöön, on paljon järkevämpää käyttää pyöröporausmenetelmää suoralla vesistöllä.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Video # 1. Pyöröporausprosessin visuaalinen esittely vaiheittain:

Video # 2. Kiertotekniikan analyysi ja kaivojen järjestelyn periaatteet:

Video # 3. Veden kierto kiertävän porauksen aikana:

Tilanne pohjavesikerrosten läsnäolon ja syvyyden suhteen voi olla hyvin erilainen paikkakunnittain (mutta joissain niitä ei ole lainkaan, kuten Madeiran saarella).

Kaivoa suunniteltaessa ja optimaalista kiertoporaustapaa valittaessa on käytettävä olemassa olevia todistettujen pohjavesikerroskarttoja. Tämä säästää huomattavasti aikaa ja rahaa.

Kerro kokemuksestasi kaivojen kehittämisessä pyörivän tekniikan avulla. Jaa teknologiset vivahteet, joista on hyötyä sivuston kävijöille. Jätä kommentit alla olevaan lomakkeeseen, lähetä valokuva ja kysy kysymyksiä artikkelin aiheesta.