Kaivojen kairaporaus: tekniikan ja vaipan ominaisuudet manuaaliseen poraukseen ja asennukseen

Kaivojen ruuvinporaus juomaveden poraamiseksi on nykyään suosituin tapa porata kotitalouksien alueella. Matala pohjavesikerros on mahdollista järjestää itsenäisesti manuaalisen porauksen avulla. Käytä työn helpottamiseksi usein pienikokoisia porauslaitteita vetolaitteella.

Selitämme miksi tämä menetelmä on niin suosittu. Katsotaanpa, miten se eroaa muista porausmenetelmistä, missä tilanteissa sitä käytetään tehokkaasti. Artikkelissa kuvataan yksityiskohtaisesti ruuvitekniikka ja porauslaitteiden sekä käsin ja mekaanisessa porauksessa käytettävien poraustyökalujen suunnittelu.

Kairaporauksen erityispiirteet

Porareikä on maapallonkuoressa olevan lieriön muotoinen työstö, jolla on suurelta osin pieni poikkileikkaus. Sen alkua kutsutaan suuhun, sivupintaa kutsutaan seiniksi ja kaivoksen pohjaa kutsutaan pohjaksi.

Optimaalinen porausmenetelmä valitaan ottaen huomioon kaivon toiminnallinen tarkoitus, haluttu halkaisija ja syvyys. On tärkeää ottaa huomioon kivien fysikaalis-mekaaniset ominaisuudet, jotka on läpäistävä vedenoton muodostumisprosessissa.

Porauksen tekninen ja taloudellinen toteutettavuus tietyissä olosuhteissa vaikuttaa myös. Tämä on merkittävä vaihe kaivojen suunnittelussa, jonka aikana määritetään teknologiset perusratkaisut - käytettyjen laitteiden tyyppi ja poraustavat.

Kairanporausmenetelmän tekninen ja taloudellinen toteutettavuus määritetään ottaen huomioon kaivon laatu, sen kestävyys, rakennusehdot sekä kustannukset

Vesikaivojen suunnittelussa ja myöhemmissä porauksissa on keskityttävä pitkäaikaiseen käyttöön. Kyky ylläpitää vakaata pohjareiän vyöhykkeen vedenläpäisevyyttä pitkän ajanjakson ajan on tärkeä.

Kaivojen porausprosessi sisältää useita toimintoja:

1. Kivin tuhoaminen pohjassa, eli hiukkasten erottaminen ryhmästä.
2. Jätemaa kuljetus pinnalle.
3. Kaivon valmistelu toimintaan puhdistamalla ja järjestämällä kaivo sekä vedenpoiston huuhtelu.

Porauksen tehokkuus riippuu suoraan luonnon fysikaalisista ja mekaanisista ominaisuuksista, nimittäin: lisäystiheydestä, huokoisuudesta, epäjohdonmukaisten maaperien läpäisevyydestä, saven koheesiokivien konsistenssista.

On suositeltavaa käyttää kairaporausta kaivojen, joiden halkaisija on 60 mm - 200 mm ja syvyys enintään 80 m, poraamisessa ja yhteenkuuluvuudessa (so-Ⅲ -luokka porattavuuteen). Upottamiseen keskikovan (Ⅳ-Ⅵ -luokan) kallioon ei ole käytännöllistä käyttää ruuviporaa

Kiven poraamiseen, jolle on ominaista monoliittinen ja kiteinen sidos hiukkasten välillä, tämä menetelmä ei ole sopiva. Mitä vahvempi kiviaineksen yhdistelmäjyvä on, sitä enemmän työtä sen tuhoamiseen käytetään.

Menetelmän edut ja haitat

Kairaporausta käytetään teollisuudessa, maa- ja vesirakentamisessa sekä manuaalinen poraus. Sen erottavana piirteenä on tuhotun kiven poistaminen ei pesemällä nestettä tai erityisiä kaasu-nesteseoksia, vaan suoraan ruuvin ammuksen yksityiskohdilla.

Erota pystysuoraan ja vaakasuoraan suuntautunut kairaporaus. Ensimmäistä menetelmää käytetään pohjavesien rakentamiseen sekä paalujen reikien muodostamiseen. Toinen - käytetään asennettaessa tekniset viestinnät kaivostyönä.

Pehmeän kallion kiertoporaus on nopein ja halvin muihin menetelmiin verrattuna.

Tämä menetelmä tarjoaa samalla korkean tunkeutumisnopeuden ei-kivisessä maaperässä 50-80 metrin syvyyteen, mikä antaa sinun muodostaa välittömästi työseinät asentamalla vaippajohdin.

Toinen plus on jätemaan uuttaminen pinnalle nostamatta työkalua. Ja vielä yksi asia: Koska porausnestettä ei tarvita kairaporauksessa, sitä käytetään menestyksekkäästi vedettömillä alueilla, ja sitä käytetään myös ajanjaksoina, joissa vallitsee matalat lämpötilat.

Nykyään käytetään porausta kaira-aggregaateilla:

• Yksittäisten vesikaivojen laitteelle;
• Rakennettaessa ruuveilla / poratuilla paaluilla olevia säätiöitä;
• Aitojen ja teräsbetonituen asentamiseen;
• Suoritettaessa viestinnän kaivostyötä;
• Matalien kaivojen ja kaivojen rakentamiseen.

On kuitenkin myös haittoja. Kaivoa on mahdotonta porata ruuveilla erittäin kovilla kivillä. Kun porataan kovia ja puolikiinteitä samoja, savia kalkkikivikerrosten kanssa, voi syntyä komplikaatioita, ja kun porataan hankaavia kiviä, huomattava poraus laukauksen kulutus.

Lisäksi tuotannon syvyydelle on rajoitus. Tällä tavoin on erittäin vaikeaa rakentaa kaivo, jonka syvyys on yli 80 metriä.

Pystysuora kaivostekniikka

Ruuvi on erittäin luja porausputki, jossa on kierre kierre, joka toimii pystysuuntaisena ruuvikuljettimena. Aksiaalikuormituksen vaikutuksesta poran työosa viedään kallioon ja tuhoaa sen leikkaamalla ja löysäämällä. Samanaikaisesti ruuvin pora syöttää jätemaata ruuvin spiraaliin.

Kaivojen puhdistusprosessi on jatkuva ja samanaikainen kallion tuhoamisen kanssa. Erotettuna maaperän pohjasta putoaa ruuvelle, joka pyörii suurella nopeudella

Keskipakoisvoimien vaikutuksesta löystynyt maaperä nousee poralangan terät ylöspäin. Nousu johtuu spiraalin liu'uttamisesta, koska maaperän kitka ruuvilla on pienempi kuin kaivon seinämillä.

Joten tuhoutunut kallio kuljetetaan murskatussa tilassa pohjasta pinnalle ja heitetään ulos kaivonpään läpi.Yksinkertaisella kuljetuksella maaperä täyttää 30–40% käännösten kokonaispinta-alasta.

Ruuvipylväiden parametrien tulisi saada aikaan nopea nousu ruuvin tuhoamasta maaperän massasta nopeasti. Porauksen aikana osa irrotetusta maaperästä kuitenkin murenee takaisin kasvoihin. Siksi kairanporausta tehtäessä tynnyrin puhdistus on tehostettu, ja valmistumisen jälkeen pakollinen pesu vaaditaan.

Vaakasuuntaisen kairan poraus

Asennettaessa erilaisia ​​toiminnallisia käyttötarkoituksia esteitä (moottoritiet, rautatiet, metsät) alle käytetään vaakasuunnassa kierteitetyllä porakoneella.

Työn alkuvaiheessa louhitaan kaksi kaivoa - lähtö (työ) ja vastaanottava. Niiden tulisi olla samalla tasolla suunnitellun kaivon kanssa. Sen jälkeen tarvittavat välineet lasketaan työkuoppaan ja asennetaan.

Kairanporauksessa vaakasuunnassa käytetään suurikokoisia asennuksia, joissa on siirretty poraus rotaattori, jolla on lisääntynyt vääntömomentti

Tällaisilla laitteilla on pitkä syöttötahti ja ne on varustettu kulutuskestävällä porapäällä, joka on valmistettu korkeaa seosterästä. Siinä on myös anturi porauksen seuraamiseksi. Vastaanottaessaan signaaleja näytölle, käyttäjä hallitsee prosessia ja voi säätää liikesuuntaa sekä poran pään kallistuskulmaa.

Kun ruuvi menee vastaanottoaukkoon, ts. Projektin mukaiseen päätepisteeseen, pora poistetaan. Sen sijaan laajennuslaite ja putki kiinnitetään. Sen jälkeen terien pyöriminen vastakkaiseen suuntaan aloitetaan putken kiristämiseksi lopulliseen kaivoon. Poraustyön lopussa ruuviasennus poistetaan aloituskuopasta.

Kaivostyötön menetelmä mahdollistaa putkien asettamisen pohjaveden alle 80 metrin pituisiin yhteyksiin. Lisäksi kaikki monimutkaiset työt tehdään ilman kaivojen työlästä kehittämistä, mikä mahdollistaa toteuttamisajan minimoinnin ja taloudellisten kustannusten vähentämisen.

Vaakasuuntaista ruuviporausta käytetään paineputkien asettamisessa ja tietoliikennejärjestelmien asentamisessa alueille, joille muilla menetelmillä asettaminen on mahdotonta. Tärkein etu kaivoton maalaus - kannattavuus. Lisäksi valmiin kaivoksen stabiilisuuden ylläpitämiseksi ei tarvitse käyttää betonia tai muita polymeerejä.

Porauksen ominaisuudet eri kivissä

Kaivoporauksen tekniset perusparametrit ovat ruuvikuljettimen ruuvin aksiaalikuormitus ja kiertonopeus. Kuorman kasvaessa tunkeutumisnopeus varmasti kasvaa, mikä voi johtaa erilaisiin hätätilanteisiin.

Siksi on välttämätöntä varmistaa, että aikayksikköä kohti erotettu kivimäärät eivät ylitä kuljettimen kapasiteettia. Muutoin liikenneruuhkat muodostuvat käänteisiin.

Kairanporausnopeus riippuu suoraan maaperän ominaisuuksista, kaivon syvyydestä ja halkaisijasta, pylvään kierrosten määrästä, pohjan aksiaalikuormituksesta, kallion tuhoamiseen käytetyn työkalun suunnittelusta

Saviset savikivet, löysät ja keskitiheyksiset hiekkat porataan pääsääntöisesti ilman pakotettua työntövoimaa. Ruuvityökalu viedään maaperään oman painonsa alaisena samoin kuin reaktiivisen voiman vuoksi, joka johtuu käytetyn kivin syöttöstä lieriömäisen kaivoksen suuhun.

Enintään 5 kN: n aksiaalikuormitukset syntyy yleensä kaivojen käynnistyksen yhteydessä, kun porataan kiinteitä hiekkasatoja, saveja, savesta, lierakiviä ja silikoneita. Pylvään pyörimistaajuuden ei tulisi ylittää 1,7-3,3 s^-1.

Korkeammilla taajuuksilla värähtelyt esiintyvät sisällä, minkä vuoksi poralangan linkit voivat menettää yhteyden. Seurauksena on, että pora pysyy pohjassa, sitä on melkein mahdotonta saada, mikä tarkoittaa, että sen täytyy poraa uusi kaivoksen. Ja matalilla taajuuksilla jätemaan kuljettaminen huipulle on erittäin vaikeaa.

Kivien kovuuden kasvaessa aksiaalikuormat kasvavat. Poraus sora- ja puu-soramaassa, jäädytetyssä savissa, vedessä kyllästetyssä hiekassa, kvartsiä sisältävissä silkkikankoissa suoritetaan aksiaalikuormituksella 8-10 kN bittiä kohden ja pylvään pyörimisnopeus 1,3-2,2 s^-1.

Kiviä ja kiviä, joihin on sisällytetty lohkareita kierteitysmenetelmällä, ei porata. Nämä pyöristetyt kivikappaleet tuhotaan taltalla ja nostetaan pintaan pintaan.

Poraaminen eri tiheydellä ja kyllästymisasteella hiekalla, soralla ja soranpoistolla tehdään suurilla nopeuksilla ja samalla vahvistetaan kotelon seinämiä kotelolla.

Ruuvien kulku pehmeästä muovista ja nestemäisistä muovista on usein monimutkainen tulppien muodostumisen myötä. Kun savihiukkaset tarttuvat ruuvityökaluun, kaivon syventyminen pysähtyy, käytetyn kiven kuljetus on erittäin vaikeaa

Tämän välttämiseksi pienennä porausnopeutta mahdollisimman pieneen määrään, vauhditse narua ja lisää vettä kaivoon. Samanlaisessa tilanteessa auttaa myös poraustyökalun jaksoittainen nostaminen pintaan ja tarttuvan saven puhdistaminen.

Kairaporaustyökalut

Kaivojen kairanporaustyökalut rakennustyypin mukaan erotetaan kierrosten lukumäärän ja leikkausosan geometrian perusteella. Kiinteän ja puolikiinteän hiekka- ja savenporauksen poraamiseen käytetään usein porakuoria, joiden reuna on varustettu lisähampailla.

Useimmiten vain yhtä käynnistysruuvaa ilman lisäyksiä käytetään yksityisen vedenoton kuljettamiseen yksityisille kauppiaille, kuten porauksessa on sedimenttisiä koheesio- ja epäjohdonmukaisia ​​kiviä. Syventyessä työkalua jatketaan yksinkertaisesti poranpuikoilla.

Tällöin ammus poistetaan kairanreiästä 0,5 - 0,7 metrin välein poran itsensä ja pohjan puhdistamiseksi tuhoutuneesta kalliosta. Tämä on taloudellisempi, mutta myös työläämpi porausvaihtoehto.

Sedimentiaalisista maaperäistä löydettävien lohkareiden ja kivien poraamiseksi ne siirtyvät iskunvaijerimenetelmään. Yleensä tähän käytetään työkaluteräksestä valmistettua talttaa. Tämä pohjasta osoitettu pora “heitetään” kasvoihin voimalla, kunnes se tuhoaa ”kiinteän esteen”.

Kivi tai lohkare on tuhottu, fragmentit poistetaan pinnalle lasilla (ydinputkella) tai äyskäri. Sitten ne siirtyvät jälleen ruuvimetodiin. Kaivoksen poraamisessa on useimmiten käytettävä useita porausmenetelmiä yhdessä.

Kun porataan löysää hiekkaa ja pehmeää savia, porausruuveja käytetään terien kanssa, jotka on käännetty pohjaa kohti, kulmien ollessa 30-60 °, ja poraamiseen koheesiokivikiviissä - 90 °.

Rakenteellisesti kaira on putki tai pitkä kiinteä tanko / sauva, jossa on kierretty spiraali

Tämä kierre saadaan käämimällä luja teräsnauha, jonka halkaisija on 5–7 mm, ruuvitukille. Se venytetään putkeen / sauvaan ja hitsataan sitten.

Mitä suurempi pohjaputken halkaisija, sitä pienempi on ruuvin kuljetuskapasiteetti. Pitkän tuotteen halkaisijaa rajoittaa kuitenkin ruuvin mekaaninen lujuus ja sen valmistustekniikka.

Nykyään valmistetaan kahden tyyppisiä ruuveja:

• Keskireiällä, ts. Ontolla;
• Painotettu - ei reikää.

Ruuvikuljettimen kulumisen minimoimiseksi hankausaineiden porauksen aikana teräsliuska ruuvataan ulkoreunaan tai metallikerros kerrostetaan pinnalle.

Kuoren yläpuolella tapahtuvilla uraporauksen suurilla nopeuksilla kiinnitetään erityinen sovitin nauhanteräksen kaksisuuntaiseen käämiin. Tällöin suurin osa kivistä putoaa ruuvikuljettimelle ilman jauhaa.

Putken päässä haavaspiraalilla liitososat on välttämättä hitsattu. Ruuviliitoksia on kahta tyyppiä: kierteetön ja kierteitetty.Ensimmäisessä tapauksessa ruuvit kytketään kytkinlukkoihin ja pidetään metallisormejen kustannuksella puristimilla, toisessa tapauksessa - ruuvaamalla.

Ruuvien kierreliitännät poralankoon mahdollistavat niiden liittämisen ja irrottamisen mekanisoinnin nostovaiheita suoritettaessa, kun nestettä syötetään pintaan. Mutta siinä on merkittävä miinus - ruuvien kääntöpyöräytystä ei tässä tapauksessa ole mahdollista. Ja siksi langaton yhteys on yleistynyt.

Erityiset porauslaitteet sisältävät pääsääntöisesti erikokoisia ruuveja.

Tehokkaimpia ovat niittimet, joissa on keskireikä, jonka kautta ilmaa tai vettä syötetään kasvoihin. Tämä mahdollistaa kivin kitkan vähentämisen ruuvikuljettimen pinnalla.

Onttoja ruuveja, joissa on kierteitetty liitos, käytetään poraamalla tyhjöllä, veden pumppaamiseen maapallon kuoren lieriömäisten töiden louhinnan aikana, varauksen asentamiseen geofysikaalisiin kaivoihin, betonin pumppaamiseen aukkoihin paalujen alla. Niitä voidaan käyttää myös kotelona.

Kun porataan jatkuvalla pinnalla, keskikanava tukkeutuu köyden poraustyökalulla.

Porauslautan yleiskatsaus

Ruuvien porausta varten käytetään käsityökalutja koneelliset asennukset. Suunnittelussa yksinkertaisin on manuaalinen maanpora. Se koostuu tangosta / putkesta, jossa on ruuvimainen veitsi ja jäykästi kiinnitetty T-kahva.

Tämän tyyppinen poraustyökalu ruuvataan maahan kuin korkkiruuvi. Kaivoksen ajamisessa sitä lisätään baareilla. Manuaaliset maansiirtojärjestelmät tehdään kokoontaitettaviksi, jotta on mukavin kuljettaa niitä henkilöautoissa. Sen avulla voit myös muuttaa kairaporan kielen pituutta.

Käsityökalulla voit tehdä jopa 2 metriä syviä reikiä, joiden halkaisija on enintään 20 senttimetriä. Siellä on moottoriharjoituksia, joissa on bensiiniä tai sähkökäyttöä. Niiden suunnittelu sisältää ruuvikuljettimen eli ruuvin ja moottorin vaihdelaatikolla. Moottorin akselin pyöritys aikaansaa ruuvin liikkeen.

Käyttämällä sähkötyökalua rakennuksen poranpuikkojen läsnä ollessa, voit porata jopa 25 metrin syvyyteen kaivoja. Enintään 30 senttimetrin halkaisijaltaan sitä käytetään katuvalaistuksen pylväiden asentamiseen, aitapylväiden asentamiseen, kaivojen perustamisen ja maaperän tarkastamiseen.

Vesikaivojen poraaminen kotitalouksien alueella ja suurten halkaisijaltaan reikien muodostaminen paaluperustalle suoritetaan kannettavilla pienikokoisilla koneilla tai porauslaitteilla mobiililaitteilla

Liikkuvat yksiköt ovat pienikokoisia koneita, joissa on sähkö- tai kaasumoottori. Niiden avulla voit porata nopeasti hyvin antamisesta valmista suuri määrä kuoppia tukiin, joita käytetään erilaisissa toiminnallisissa tarkoituksissa.

Usein tällaiset porauslaitteet valmistetaan henkilöautojen perävaunun muodossa kuljetuksen helpottamiseksi työpaikkaan.

Siviili- ja teollisuusrakentamisessa suuren syvyyden ja halkaisijan omaavien töiden muodostukseen käytetään ruuvi-erikoislaitteita, jotka on kiinnitetty liikkuviin laitteisiin - kuorma-autoihin, traktoreihin.

Sitä käytetään pylväiden asentamisessa korkeajännitejohtoihin ja katuvalaistuksen pylväisiin, kun pylväät asennetaan stadionille, urheilukeskuksille, teollisuuslaitoksille ja lentokentille. Lisäksi kairaporauslaitteiden avulla kaivojen kielekkeet ja ura-aidat rakennetaan liikkuville laitteille, ruuvipaalut asennetaan.

Hyödyllinen video aiheesta

Kotitaloudessa 20 m syvän vesikaivon kairaporaus:

Tässä videossa esitetään vaakasuoran kairakaivojen poraustekniikka viestinnän asettamiseksi valtatien alle:

Paalujen laite, jolla on jatkuva suuri halkaisija ja keskikanava.Työssä käytetään Bauer BG-30 -porauslaitetta ja Liebherr-suorituskykyistä kiinteää betonipumppua:

Ruuvimenetelmä tarjoaa suuren porausnopeuden. Kaivon kehitys ja työstetyn maaperän tarjonta pohjasta kaivoon tapahtuu samanaikaisesti ja jatkuvasti, mikä säästää aikaa, porauslaitteiden ponnisteluja ja projektiin sijoitettuja varoja. Siksi ruuviporausmenetelmä on myös suosittu.

Jätä kommentit alla olevaan lomakkeeseen. Kerro meille, jos jouduit käyttämään käsikäyttöistä telatyökalua tai poraamaan ruuvilla pienikokoiseen porauslaitteeseen. Jaa teknisiä yksityiskohtia, joista voi olla hyötyä sivuston kävijöille.