קידוח בארות ליבה: ניואנסים טכנולוגיים ועבודה

אחת השיטות היצרניות והחסכוניות ביותר ליצירת עבודות מכרה היא קידוח ליבה. הוא משמש לחקר שדה וגיאולוגיה הנדסית. בנוסף, זו הדרך הקלה והמהירה ביותר להשיג גישה למי תהום לארגון אספקת מים.

תוכלו ללמוד הכל על הפרטים של קידוח ליבה, הכלי הנדרש ליישום ותכונות היישום שלו מהמאמר שלנו.

היקף קידוח ליבה

קידוח ליבה הוא שיטה המאפשרת ברמת הדיוק הגדולה ביותר לקבוע את עומק הגג ותחתית שכבות האדמה, כמו גם את סימון העומק של מראה מי התהום.

טכנולוגיית קידוח ליבה נמצאת בשימוש נרחב בענפים הבאים:

• אספקת מים בתחום התעשייתי והפרטי. קידוח בארות לאספקת מים פרטית, ארגון צריכת מים של כפרים או רחובות עירוניים מבוצעות ביעילות על ידי קידוח ליבה בשל העובדה שהקידוח חודר בקלות למעמקים גדולים. סרגל ליבה מסוגל להעלות כמעט כל סלע הרוס למעט קרקעות בלתי-קוהרנטיות רוויות מים (חול, חצץ, חלוקי נחל);
• חקר בענף הכרייה. כאשר הסלע עובר, השפעה נקודתית על האדמה מתרחשת לאורך רדיוס הסיבוב. במילים אחרות, מעטפת, הדומה מבחינה מבנית לצינור, מקדחת מסת סלע מוצקה מבלי להפריע למבנה ומצבה.
• בנייה. ביצוע מחקר הנדסי וגיאולוגי לחקר התכונות הפיזיקליות והמכניות של קרקעות, מצב הסלעים. טכנולוגיית העמודים מספקת הזדמנות לקבוע במדויק את מפלס המים ולקחת דגימות מים כדי ללמוד את האגרסיביות שלהם ביחס לבטון.

במהלך קידוח הליבה, מחולצים ליבה - עמוד אדמה או שכבות אדמה סמוכות. הגרעין מאופיין במבנה טבעי אינטגרלי, המספק ניתוח מקיף של הסלע הנחקר. קידוחים בצינור ליבה מאפשרים לקבוע את עומק הסלע ברמת הדיוק הגבוהה ביותר לצורך הלימוד.

קידוח ליבה מבטיח את שלמות הליבה המופקת, התורם לחקר האיכותי של הסלע. במקביל מבוצע ניקוי איכותי ביותר של הפנים מהסלע ההרוס.

השימוש במקדח ליבה בבנייה מקל מאוד ומאיץ תהליכים. ערמה ניתנת לפטיש בקלות לתוך החור שהוכן באמצעות מקדח ליבה או על גבי מבנה בטון מזוין מוכן. קידוח ליבה מאפשר לכם ליצור חורים גליליים במבני לבנים ובטון.

טכנולוגיית עבודה וציוד

ידועות שתי שיטות לשימוש במקדח ליבה: עבודה עם אספקת נוזלים לפנים או לייבוש, כלומר ללא קידוח בוץ.

קידוחים ללא שימוש בנוזל קידוח משמשים אם קרקעות לא עקביות רוויות בלחות טבעית בכמות המספיקה לחדירה ומיצוי. מים גם אינם מוזנים לפיר העבודה כאשר הם עוברים דרך נוזל-פלסטי נוזלי, פלסטי רך וקשיח-פלסטי נוקשה, נול חולי קשיח ופלסטי.

הנוזל משמש ללא כישלון בעת ​​קידוח סלעים סלעיים למחצה. בהיעדר מים במקרה זה, ההפסקה איטית בהרבה. בנוסף, הסבירות לכישלון מוקדם של הכתר עולה משמעותית, ולכן קידוחים יבשים נחשבים ליקרים יותר.

הטכנולוגיה של קידוח ליבה עם שטיפה מאפשרת לא רק להאריך את שירות ציוד העבודה, אלא גם את הדרך המהירה והפחות זמן רב לשחרור הפנים מהסלע ההרוס.

כאשר מקדחים בנוזל קידוח קצב ההעמקה עולה משמעותית. לרוב משתמשים בשיטה זו בעת קידוח בארות בעומק משמעותי. זה מאפשר לך לבצע עבודות בזמן הקצר ביותר עם סיכון מינימלי לנזק לכתר.

מים שעדיין נמצאים בלחץ גבוה מסופקים לקרקעית במהלך פיתוח הבאר בקרקעות רופפות וחסרות קוהרנטיות, אם הליבה אינה משימה. במקרה זה, עם זרם מים הם פשוט שוטפים את הפנים ומשחררים את פיר העבודה מהאדמה ההרוסה.

העיקרון של טכניקת העמודה

אלמנט הליבה בקידוח הליבה הוא חלק חיתוך הרסני המותקן על קרקעית צינור הליבה. הם קוראים לה כתר. לשקיעת סלעים משתמשים בכתרים מיוחדים המצוידים בכלי יהלום.

כתרים חותכים אלמנטים הניתנים להחלפה הנדבקים לקצה התחתון של צינור הליבה. בתהליך הקידוח יש לשנות אותם מספר פעמים

כתר היהלום הוא זה שמבטיח את המעבר כמעט ללא פגע של המקדח לעומק רב במהלך מעבר עבודות צריכת מים לאבן גיר. כלומר, בעת פיתוח בארות קבורות בסלע, בשברים שכתוצאה מעיבוי בן מאות שנים, נוצרו עתודות המים התת-קרקעיים הטהורים ביותר.

מקדחים משתנים בצורה הפשוטה ביותר - הם מסירים את החלק השחוק ומבריגים כתר חדש על צינור הליבה

הסלע חתוך כתר מסתובב במהירות גבוהה. ניתן להתאים את מהירות סיבוב המקדחה בהתאם לצפיפות האדמה המפותחת. הכתר "חותך" את האדמה רק לאורך קצה גליל מוזר, שחלקו המרכזי נלחץ אל צינור הליבה.

כדי לחלץ את הליבה, המקדחה מורמת אל פני השטח. האדמה שנלכדה על ידיו מפוצצת, ממש, מקדחת הליבה, בזרם אוויר שמסופק לחלקו העליון של הצינור. תהליך הניפוח מואץ על ידי הקשה על הקליפה בעזרת פטיש.

במהלך קידוח ליבה, נדחף קטע סלע בצורת חרוט לתוך צינור הליבה. כדי לחלץ אותו, נשלף מעטפת הליבה מהחבית על ידי פירוק מיתר המקדחה. הגרעין מנופח ונחבט מהצינור

לתרגילי עמודים במהלך מעבר של סלעים חזקים יש תפוקה גבוהה יותר מקטעי מטריקס וחרוט. זאת בשל מהירות הסיבוב הגבוהה של המקדחה, מה שמפחית את מידת המאמץ המיושם בפיתוח.

בנוסף, האזמלות הורסים לחלוטין את הסלע שיצטרך "לזרוק" על ידי הרוצח או לשאוב מים עם ראש כדי לשטוף את הפנים. למעשה, תצטרכו לעבור את אותו קטע פעמיים, או אפילו שלוש פעמים: תחילה להרוס, ואז לנקות. טכנולוגיית העמודים מאפשרת לך לעבור ולנקות את הפנים בפעם אחת.

כלי מכונה ואסדות קידוח

בחירת המכונה או אסדת הקידוח נקבעת לפי מטרת הבאר וקוטרה. הפופולריות של שיטת קידוח הליבה קובעת ייצור אסדות קידוח וכלים מכניים ברחבי העולם. טרקטורים כבדים, משאיות ורכבי שטח הולם מתאימים להתקנות המיועדות לקידוח גישוש.

השימוש בטרקטורים כבדים המותאמים לכביש מאפשר קידוח ליבה באזורים עם חוסר יכולת, ספיגת מים לפני השטח ותנאי שטח לא יציבים.

לרוב, ציוד קידוח מותקן על מכוניות קלאסיות MAZ, KAMAZ ואוראל. עם זאת, קיימות אפשרויות הרכבה לציוד קל יותר המשמש לקידוח בארות מים בבנייה פרטית.

בשעה קידוח סיבובי ידני צינור הליבה מוחלף על ידי קודמו ההיסטורי - הזכוכית. מעטפת זו הינה גרסה מקוצרת של צינור הליבה עם קצה מחודד על הסוליה. כוס מנוצלת ידנית או באמצעות מקדחה מוטורית, מסובבת לאדמה וכל מה שנערם לתוכה מוסר לפני השטח.

למיכון של קידוח ידני של בארות רדודות ויצירת חורים להתקנת גדרות ומגדלי העברת חשמל, משתמשים במנועי בנזין וחשמל. הם מדווחים על תנועות סיבוביות למקדח או לצינור הליבה

ציוד לשקיעה וסידור בארות

ביישום קידוח ליבה יש צורך בציוד המאפשר לכם לעבוד לעומק, לפתח ולחלץ מגוון רחב של סוגי סלעים. במהלך העבודה יש ​​לספק עלייה תקופתית אל פני השטח של החומר שנהרס על ידי הטיל.

סט כלי מקדחה רגיל

לביצועים באיכות גבוהה של עבודה דורש:

• פגזי עמוד. הם משמשים הן לקידוח אופקי והן לקידוח פעולות אנכיות. באמצעות צינורות ליבה סטנדרטיים, קידוח אפשרי בזווית של עד 45 מעלות. ניתן להשתמש בקליפות ליבה דקיקות קיר לקידוח אופקי ללא תעלה בעת הנחת תקשורת.
• כתרים. זהו כלי להרס סלעים שצינור ליבה מצויד בו כדי להקל על חיתוך ליבה בסלע. לקידוח קרקעות מלוכדות ואדמה לא קוהרנטית, משתמשים בכתרי פליז. לייצור סלעים ויוצרים חורים בבטון, אספלט, קיר לבנים, נוצרים כתרי קרביד עם חותכי יהלום.
• מעטפת פלדה. הם נחוצים למעטפת הייצור - היווצרות בור הבור, המיוצר במקביל להעמקתו. הקוטר שלהם שווה לקוטר הבאר. מארז הצריכה למים נבחר מראש תוך התמקדות בקוטר צינור הליבה והמשאבה, אשר מתוכנן להיות מופעל בבאר.
• מוטות. אלה צינורות צרים המעוותים זה לזה. משמש לבניית חוט המקדחה. במילים פשוטות, הם נדפקים לסירוגין לראש צינור הליבה כך שהוא יכול להעביר תנועה סיבובית בעומק החורג מגובה השלד.גובה צינור הליבה + גובה מיתר מוטות המקדחה = עומק הייצור.
• תת הכרחי כדי להבטיח חיבור של חיבורי הברגה בקטרים ​​משתנים הקיימים על מוטות המקדחה, מסובביםאטמי שמן שוטפים ואביזרים אחרים.
• תקעים ואטימות שטיפה. בעזרתם ניתן לקבל את העלייה לפני השטח של האדמה ההרוסה, אם אין צורך בבחירת גרעין שלם. במקרה זה מים מסופקים לפנים, שוטפים את האדמה ההרוסה תחת לחץ על פני היום.
• אזמלים. הם משמשים להעמקת חור הקידוח במקומות הקשים ביותר למעבר מקדח ליבה. כשמשתמשים במעט, לפעמים הם עוברים מקידוח סיבוב לקידוח חבל הלם.

הכלי המוצג הוא סט רגיל לקידוחים בטכנולוגיית ליבה. במקרים מסוימים, בהתאם למורכבות הפיתוח, יתכן ויהיה צורך בכלים וציוד נוספים.

כאשר מעמיקים את החפירה, מוברגים ברצף מחרוזת מוטות קידוד לראש צינור הליבה. כדי לחלץ את גרעין ליבת השטח לפני השטח, המוט לאחר המוט אינו מפותל

עיצוב ליבה

תכונה קונסטרוקטיבית קליפה במהלך קידוח ליבה זה נובע מהשמירה המרבית על שלמות הליבה ומורכב בסידור טבעתי סביב המעבר החופשי. אחד המאפיינים החשובים ביותר הוא המקדם דגימה ליבה. זה מוגדר כיחס בין קוטר הליבה לקוטר החיצוני של הכלי.

כלי קידוח הליבה הוא סטנדרטי, הוא שונה בעיקר בקוטר בלבד. על פי תכונות העיצוב, צינורות ליבה מסווגים ליחיד וכפול. פגזים יחידים המיועדים לעבודה בתנאים גיאולוגיים רגילים נהדרים לפיתוח בארות מים.

כלי כפול עם צינור פנימי שאינו מסתובב משמש רק לבדיקה גיאולוגית. יש צורך להוציא דגימות סלע שנהרסות בקלות תחת השפעת גורמים שונים. זה מאפשר לך לקחת דגימה בהרכב טבעי, עם אחוז טבעי של מינרלים וסלע פסולת.

בדגימה למחקר הנדסי-גיאולוגי, לבדיקה גיאולוגית וקידוח חורים להתקנת תומכי קו הולכה חשמליים, משתמשים בצינור ליבה יחיד

כל צינורות הליבה מיועדים לשימוש בטיהור, אספקת בוץ קידוח לתחתית ושטוף הבאר. החלק העליון שלהם מצויד בחור טכנולוגי דרכו מוזרקים מים או זרם אוויר.

הספציפיות של החלק החיתוך של הטיל

כל כתר מוצג בצורה של טבעת עם חוט הממוקם למעלה, הכרחי להברגה לצינור הליבה, וחותכים הממוקמים בקצה התחתון. חותכים יצוקים או מרותכים לחלק מתכת חיתוך זה.

בעת הליבה, השתמש בכתרים הבאים:

• קרביד - חותכות קטנותמצולע.
• יהלום - ספוג ו יהלום קטן.

אלמנטים לחיתוך קרביד מיועדים לקידוח קרקעות "רכות". בעזרתם נקדחים כל סוגי סלעי החימר בכל סיביות, סלעים למחצה, לחות נמוכה ולחות בעלי הרכב צפוף וצפיפות בינונית. כדי לנסוע באבני חול וביצים, משתמשים בכתרים עם חותכי טונגסטן-קובלט.

חותכות קטנות כתרים מיועדים לקידוח קשיות בינונית של סלעים קטנים שחיקה. הם מצוידים בחותכי מתומן או מרובעים. כאשר החותכים ממוקמים בגבהים שונים, מושגת גם שחיטה צעד צעד, אשר יתרונותיה תוארו לעיל.

שימוש בכתרים מצולעים משפר את זרימת הנוזל הסומק על ידי הרחבת קוטר חור הקידוח

מצולע ביטים ליבה המיועדים לקידוח סלע קשה בינוני שחיקה. חותכי כתרים כאלה מורכבים מפלדה גלילית או פריזמטית צוות עם תוספת קרביד. במקרה זה, גם במקרה של בלאי הכתר אינו מקטין את יעילות עבודתו.

כתרים עם כלי יהלום מיועדים לקידוח סלע וסלע חצי גבוה שחיקה.

כדי להגביר חוזק ולהגדיל את תכונות השחיקה, יהלומים תעשייתיים נלחצים למסה הגבס שלו בתהליך הייצור. לאחרונה, גבישים טבעיים מוחלפים לרוב בגידול מלאכותי

מספר הצלעות נקבע על ידי עיצוב הכתר וקוטרו - הם יכולים להיות בין שלוש לשש. ניתן להאיץ את תהליך הרס הסלע על ידי תנועה במעלה הצלעות ביחס לקצה הכתר. כך מובטחת תחתית מדורגת ומקלה על מעבר נוזל השטיפה.

צינורות מארז היטב

שני צינורות פלדת ליבת ומארז מיוצרים על פי GOST 51682-2000. בגיאולוגיה בחקירה והנדסה הם משמשים למניעת התמוטטות האדמה בתחתית, מה שלא יאפשר להבין באיזה עומק שכבה גיאולוגית אחת מוחלפת על ידי שכבה אחרת.

בתוך סידור פתחי צריכת מים צינורות מעטפת מהווים את קירות הבאר. במארז שהורכב מהם שקוע מיתר צינור תפעולי נוסף. כעת הוא מורכב לרוב מפלסטיק. מעטפת הייצור מצוידת במסנן להחזקת גרגרי חול וחצץ דק במהלך השאיבה.

הנפוצים ביותר הם צינורות מעטפת עם מפרקי פטמה. במקביל, לצינורות יש חוט פנימי בצד אחד, וחוט חיצוני בצד הנגדי. תא המטען המשורשר מורכב בצורה פשוטה ומהירה ביותר.

שני צינורות הליבה וגם המארז מושחלים, מקצה אחד לקצה החיצוני, מקצה לקצה. זה מאפשר לך להרכיב את המעטפת במהירות ובקלות. מידות החוטים מאוחדות - כל מעטה יכול לשמש כצינור ליבה, פשוט הברג את הכתר והחלק העליון אליו

ישנם צינורות מעטפת המיועדים למפרקים מרותכים. הם לא משמשים במגזר הפרטי בגלל התהליך העמלני של הרכבת העמודים.

צינורות מעטפת וגם ליבת עשויים פלדה כיתה 45 עם קבוצת חוזק "K". כדי להגביר את ההתנגדות לשחיקה במשטח, קצות הצינורות מתקשים. תלוי בציוד הקידוח המשמש ובקוטר משאבה טבולה במכשיר של פתחי צריכת מים פרטיים משתמשים בצינורות בקוטר של 100 עד 200 מ"מ.

שלבי קידוח ליבה

לפני תחילת העבודה עליכם ללמוד את התוכנית הקדסטרית ולהכין את משטח העבודה. יש להבטיח גישה ללא הפרעה לאתר הקידוח של אסדת הקידוח עצמה והמכונה באמצעות נוזל שטיפה.

השלב הבא יהיה חפירת בור בנפח של לפחות 2 קוב - זה ימנע את הצורך להשתמש במכל נוסף. הבור נועד לנקז מי תהום ובנוזל שטיפה. כדי להתקין את החלק העיקרי של תא המטען, יש צורך באגרוף באדמה.

בשלב הבא, הכתר שנבחר מחובר לצינור קידוח הליבה ולבחירה צינור מעטפתשתעמיק ככל שתעמיק. יש להתקין היטב את ההתקנה, שלאחריה משיקה אסדת הקידוח.

טכנולוגיית עמודים עם שטיפת קרקעית המים בדרך הפשוטה והמהירה ביותר לשחרור ציר העבודה מהסלע ההרוס

כאשר מקדחת הליבה מעמיקה וממלאת אותה, היא מרימה מעת לעת למשטח היום ומנקה אותה מהאדמה שנלכדה על ידי הכלי בזמן הקידוח. ואז ניתן שוב לטבול את הגרעין המשוחרר מהליבה בחור הבאר כדי להמשיך בקידוח.

לטפס במעלה חוט המקדחה, המורכב משלוח גרעין ומוטות ליבה, מפורקים. כלומר, המוט אחרי המוט מופרד ברצף עד שיוצאת צינור הליבה מהחבית.

האפשרות הטובה ביותר לפיתוח באר לסוחרים פרטיים היא קידוח ליבה ואחריו שטיפה. אין לקחת דגימות במקרה זה. העיקר הוא ליצור במהירות את החבית ולנקות אותה מבוצה.במקביל עבודות פיתוח למבצע הקרוב.

לשטיפה, אתה יכול להשתמש בכל מים, זה די מתאים מהבריכה או הנהר הסמוך. קידוחים יכולים להתבצע גם יבשים אם מפתחים באר חול. בדרך כלל במקרה זה, זוג דליים של מים כנוזל קידוח מספיקים רק בכדי לקרר את הקליפה בתחתית.

על פי טכנולוגיית הליבה, נקדחים חורים בבטון ומבני בטון מזוין, יסודות וקירות לבנים.

כאשר עובדים בחול רופף ונמוך, לחיזוק דפנות החור בפתרון העבודה, מומלץ להוסיף מסת נוזל או חימר. בכל מקרה, כאשר המקדחה עוברת באופק עם מבנה לא יציב, מוצדק לחזק את קירות הבאר בעזרת צינורות מעטפת.

מאפיינים טכנולוגיים של התהליך

בתהליך ההעמקה ניתן להתאים את מהירות הקידוח. יש לציין כי שכבות הסלעים המשקעיים מתקדמים בקלות מתגברים במהירויות נמוכות. אך כאשר עוברים את תצורות הסלע הילידיות, נדרשת עלייה בתדירות הסיבוב. בשיטת קידוח הליבה ניתן להעביר תצורות של קומפוזיציות שונות ובכל קשיות.

יש לקחת בחשבון את העובדה כי יש למקם את אסדת הקידוח על פלטפורמה אופקית מוכנה ומישורית. ניתן לכוון את זווית החדירה אם קוטר החור בפיתוח אינו עולה על מטר. ואז האנכיות של הייצור נתמכת על ידי המארז.

ניתן לעשות שימוש חוזר בצנרת מעטפת אם מייד לאחר השקיעה הם מוציאים מהמכרה. צינור ליבה הוא מעטפת לשימוש חוזר, שאי אפשר לומר על כתרים. קידוחים באופק המשקע דורשים לפחות שניים, ואף יותר מכך. כאשר בונים באר על אבן גיר, אי אפשר לחזות את מספר הכתרים שנמחקו בדיוק.

על מנת להאריך את חיי ליבת היהלום לאחר התקנתו או החלפתו, יש לטפל בתחתית הבאר באיזמל. מדד זה יגדיל משמעותית את קצב החדירה.

ניתן להרכיב את אסדת הקידוח על כלי רכב בעלי יכולת נשיאה גבוהה או על זחל ציוד מיוחד במקרה של עבודה בשטח קשה. ניתן להשתמש בציוד נייד קל יותר לקידוח ליבות בבארות מים.

יתרונות וחסרונות של שיטת העמודה

בשל פעולת הנקודה של הכתר, מובטחת חיתוך והסרה מדויקת של גרעין בודד על פני השטח לאורך הרדיוס שלו. הטכנולוגיה מתאימה לקידוחים עד XII קטגוריות, אתה יכול לעבוד בניצב ובזווית.

אחד האינדיקטורים החשובים ביותר לשיטת הליבה נחשב לפרודוקטיביות ומהירות קידוח גבוהה.

בנוסף, ניתן להבחין בין היתרונות הבאים:

• נפח הקידוח במקרה של שימוש בנוזל שטיפה או במים מעובדים הוא 85%;
• הכנסת תחליבים פעילים לפיתרון העובד מאפשרת לשמור על קירות הבאר במצבה המקורי;
• בגלל צמצום העומסים הצירים עקב העובדה שהסלע לא נהרס ברציפות, מושגת הפחתה בעלויות האנרגיה.
• השיטה מאפשרת לעבוד עם כל סלעים, כולל בזלת וגרניט.
• בעת השימוש במכונה הניידת שהוקמה לפני כן, ניתן לבצע עבודה במקומות שקשה להגיע אליהם.

לצד היתרונות, לקידוח ליבה יש גם חסרונות:

• כאשר עובדים בסלעים שברים, לעיתים קרובות מתרחש חסימת ליבה, מה שמוביל לצורך להסיר את הצינור כדי לדפוק אותו.
• במהלך מעבר של סלעים קשים בגלל התחממות יתר ותפיסת הכתר מתעמעם במהירות. כדי להימנע מכך, יש צורך להשתמש בנוזל קירור ולהפחית את קצב ההזנה. כתוצאה מכך, מהירות הקידוח מופחתת.
• חתך רוחב קטן (עד 200 מ"מ) של קידוחים אינו מאפשר שימוש בעוצמה צוללת משאבות.

בעת פיתוח בארות למים במקרה של שימוש בתמיסת חימר במהלך פתיחת המאגר, קיימת סבירות גבוהה להטיית האקוויפר.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

וידאו 1. השלב הראשוני של קידוח באר בשיטת הליבה:

וידאו 2. קידוח ליבה בסלע גרניט:

לפני תחילת פעולות קידוח הליבה יש להקדים חישוב כלכלי. עמידה בתקני בטיחות וכללי הפעלת ציוד ממזערת את הסיכון לכישלונו, ובכך מבטיחה יעילות גבוהה, מהירות קידוח והורדת עלויות כלכליות.

האם אתה רוצה לשתף אותך רק בדקויות הידועות של טכנולוגיית העמודות? האם יש לך מידע שימושי בנושא המאמר? אנא כתוב הערות בטופס החסימה שלמטה, שאל שאלות ופרסם תמונות בנושא המאמר.