Methoden voor het boren van putten: technologische principes en kenmerken van de belangrijkste methoden

Het apparaat van de waterput wordt geassocieerd met het gebruik van verschillende boormethoden. Losse en waterverzadigde bodems worden gewonnen met een balenpers. Voor het boren door klei en rotsformaties worden boormethodes gebruikt die gebaseerd zijn op het rotatie- en trillingsprincipe.

Het werk omvatte mechanismen die de ontwikkeling van bodems van verschillende soorten en op verschillende diepten mogelijk maken. We vertellen u hoe u de optimale boortechniek kiest waarmee u snel en foutloos de ontwikkeling voor een watertoevoerapparaat kunt doorlopen.

Voor een visuele presentatie van de informatie die we hebben voorgesteld, wordt de tekst aangevuld met nuttige schema's, fotocollecties, videogidsen.

Soorten boormethoden

Eerdere boringen van watervoerende lagen voor persoonlijk gebruik werden voornamelijk uitgevoerd handmatige manier. Het was een tijdrovend en langdurig proces, dus niet elke eigenaar van de site of het huisje kon bogen op een eigen watervoorziening.

Geleidelijk verplaatste mechanisch boren handmatige methoden vanwege de aanzienlijke facilitering en versnelling van het proces.

Tegenwoordig worden bijna alle watervoerende lagen op een mechanische manier geboord, die is gebaseerd op de vernietiging van de grond en deze op twee manieren naar de oppervlakte voert: droog, wanneer de afvalgrond met behulp van mechanismen en hydraulisch uit de put wordt verwijderd, wanneer het wordt uitgewassen door water dat onder druk of door zwaartekracht wordt aangevoerd.

Er zijn drie hoofdmethoden voor mechanisch boren:

• Roterend (grond wordt ontwikkeld door rotatie).
• Shock (bursnaryad vernietigt de grond met slagen).
• Trillend (grond wordt ontwikkeld door hoogfrequente oscillaties).

De rotatiemethode wordt beschouwd als de meest krachtige, 3-5 keer hogere efficiëntie dan de schok en 5-10 trillingen. Bovendien is de rotatiemethode de meest goedkope en betaalbare, het wordt vaak gebruikt als de belangrijkste methode voor handmatig boren.

Mechanische rotatiemethoden voor het boren van waterputten vervingen de inefficiënte handmatige methoden

De rotatieboormethode, die veel wordt gebruikt voor het bouwen van waterputten, is op zijn beurt onderverdeeld in vier hoofdtypen van boren:

• kern;
• vijzel;
• schok-touw;
• roterend.

Elk type boormachine heeft zijn eigen kenmerken en wordt uitgevoerd met speciaal hiervoor ontworpen apparatuur. Bekijk deze soorten boren in meer detail, bepaal wat hun verschillen zijn en welke methode in elk geval moet worden toegepast.

De details van kernboren

Kernboren is een mechanische rotatiemethode waarbij klei of dichte zandgrond wordt gewonnen in de vorm van een cilindrische kern. De kernboor is een dikwandige metalen buis.

Bovenaan de kernboor bevindt zich een apparaat voor het bevestigen van de staven die nodig zijn voor het bouwen van de boorstreng. Hieronder vindt u een kroon, waarvan het type wordt geselecteerd afhankelijk van de categorie grond die moet worden geboord.

Bij het rijden door de kolommethode wordt de grond vernietigd door een ringvormige kroon. Tegelijkertijd blijft de kernkern intact. Om het boorproces op harde en halfvaste leem, klei, gesteente te vergemakkelijken, wordt spoelvloeistof naar het gezicht geleid.

Bij het kernboren wordt de grond niet vernietigd, maar wordt “geboord” door de kroon en opgevangen door de kernpijp. Aan de oppervlakte wordt het geboorde gesteente gewonnen in de vorm van een kern - een monolithische cilindrische rotskolom

Slib van de bodem wordt soms verwijderd door wassen - het pompen van een grote hoeveelheid water in het vat. Meestal wordt spoelen vervangen door met perslucht door de compressor in de buis te blazen. Met dit type boren kunt u putten boren tot 1000 meter diep en met een diameter van 8 tot 20 cm.

Mechanisch kernboren wordt uitgevoerd door boorplatforms van het type ZIF, UGB, UKB, gemonteerd op auto's van het type KAMAZ, KRAZ, skidders, enz. In de uitvoering voor handmatig boren de kernbuis wordt ingekort, een bel of een glas genoemd. Met het laatste huishoudelijke item op zijn kop, is de kernbuis structureel vergelijkbaar.

Kernboren wordt gebruikt in de volgende gevallen:

• exploratie van mineralen;
• proefboringen;
• opstelling van watervoerende lagen van elke diepte, inclusief filterloze putten in rotsformaties.

Voor apparaat privé waterputten in sommige gevallen wordt de kernmethode gebruikt voordat wordt begonnen met vijzel- of roterend boren, waarbij zowel verkennings- als voorbereidende taken worden uitgevoerd.

Bij de bouw van privéputten wordt kernboren gebruikt in combinatie met schokkabelboren. Kleilagen gaan door een kernpijp.Los zand, grind en kiezel met zandaggregaat dat niet in de kernbuis blijft hangen, wordt door zhelonen uit de loop verwijderd.

In termen van efficiëntie is de kernmethode enigszins inferieur aan de schroefmethode voor het boren van waterputten. Ze boren de boor sneller, maar het maakt het niet mogelijk om de stam volledig vrij te maken van geboord gesteente. Ze worden zelden in paren gebruikt. En als het wordt gegeven, gaan de eerste paar meter met een schroef voorbij.

Kronen vernietigen de grond niet, maar snijden deze zorgvuldig rond de omtrek en vormen 'kolommen' - kernen, waarbij u bestudeert wat u een hydrologisch deel van de site kunt maken

Gebruikte apparatuur en gereedschappen

De volgende gereedschappen worden gebruikt voor kernboren:

• boren gemaakt van diamant of ander hardmetaal (staal, wolfraam, win);
• kern pijp;
• pijp voor het verwijderen van slib;
• staven die nodig zijn om de boorkolom te bouwen;
• koppelingsverbindingen, adapters tussen leidingen, spoelafdichting.

Bij het boren in rotsen slijt de boor snel en moet worden vervangen. Het materiaal van de kroon is duur, bestand tegen enorme belastingen, de meest gebruikte diamantbooropties.

Alle gereedschappen die bij het boorproces worden gebruikt, moeten worden uitgelijnd, d.w.z. precies gelegen ten opzichte van de booras.

Technologie voor kernboren

Het belangrijkste kenmerk van kernboren is de doorgang van de rots met zijn volledige conservering in de kernpijp. D.w.z. tijdens het gebruik van boorapparatuur vernietigt de kroon op de ring de grond, die naarmate deze dieper gaat in de kernpijp wordt geduwd en erin wordt gehouden vanwege zijn eigen dichtheid.

Bij het verwijderen van de gevulde buis van de werkas, wordt deze van de kern bevrijd door te tikken met een voorhamer.

Het gefaseerde kernboorproces is als volgt:

• de boor is verbonden met de kernpijp;
• de kernpijp is verbonden met de staven, die groeien naarmate ze dieper worden;
• de bovenste stang is bevestigd in de boorinstallatie;
• de boor roteert de boorkolom en “schroeft” deze geleidelijk in de grond;
• kernpijp wordt geleidelijk gevuld met in de holte vastgelopen grond;
• na 50 - 70 cm te hebben gedreven, wordt de boorkolom naar de oppervlakte verwijderd, de staven worden beurtelings losgekoppeld totdat de kernbuis wordt verwijderd;
• de pijp is bevrijd van stekken;
• de lege schaal wordt weer naar het oppervlak verlaagd, waardoor de boorkolom met staven toeneemt.

Acties worden uitgevoerd in de beschreven volgorde totdat de put de watervoerende laag onthult en 50 cm in de onderliggende waterdichte rots duikt.

Als het bevestigen van de bovenste watervoerende laag niet het doel is van het zinken, dan kunnen de bovenste lagen dat wel blozen. In dit geval verkoopt de pomp de spoeloplossing via de slang in de leidingen. Vervolgens brengt de oplossing de ontwikkelde grond naar de oppervlakte.

Als het doel van de opstelling van de put niet een watervoerende laag in het zand is, kan het boren worden gespoeld voordat het de rots bereikt

Goede sterke en zwakke punten

In vergelijking met de schoktouw en rotatiemethoden van mechanisch boren, wordt kernboren vrij snel uitgevoerd, waardoor de werktijd aanzienlijk wordt verkort. Het grootste nadeel is de onmogelijkheid om losse grond en kiezels verzadigd met water op te tillen. Langzaam bewegend langs de rotsen, is een beetje nodig om de rotsblokken te drijven.

De voordelen van kernboren zijn onder meer:

• hoge productiviteit en de mogelijkheid om putten te boren met een diepte van meer dan 100 m;
• vermindering van belastingen op boorapparatuur als gevolg van de vernietiging van klei, vergelijkbaar met het snijden ervan;
• de mogelijkheid om een ​​mobiele boorinstallatie met compacte afmetingen te gebruiken.

Kernboren is een van de snelste methoden om de waterinlaatwerking te ontwikkelen.Een put op het zand met zijn toepassing kan in één werkdag worden voltooid. Wordt ontwikkeld handmatige wateropname zal veel meer tijd kosten.

Kenmerken van het boren van vijzels

Dit type boren wordt tegenwoordig het meest gebruikt bij de bouw van watervoerende lagen in particuliere boerderijen. Een kenmerk van het boren met een vijzel is dat het ontwikkelde gesteente volledig uit het boorgat wordt verwijderd zonder extra apparatuur. De methode lijkt op schroeven, stelt u in staat om tot een diepte te boren en tegelijkertijd onnodige grond te verwijderen.

Het gereedschap dat wordt gebruikt om te boren wordt vijzel genoemd. Het is een metalen staaf met mesjes. De schroef wordt in de grond geschroefd en vernietigt de rots, die op zijn messen blijft hangen. Door het specifieke ontwerp van de schroef is het onmogelijk om het gezicht volledig van het mes te bevrijden. Daarom wordt het voornamelijk gebruikt voor het aandrijven van de bovenste lagen.

Boren met vijzel is een snelle en goedkope methode waarvoor geen spoelvloeistofreservoir nodig is

Boren met een schroef kost niet veel inspanning en financiële kosten, dus de reikwijdte van deze methode is breed genoeg: exploratieputten, aanleg van communicatie, constructie van boorputten en gedeeltelijk water boren.

Het wordt nu actief gebruikt voor de bouw van Abessijnse putten, om het naaldgat niet volledig in dichte grond te steken, maar om het proces van het onderdompelen van de stam in een eerder vernietigde rots enigszins te vergemakkelijken.

De methode is geschikt voor de ontwikkeling van watervoerende lagen met een diepte tot 30 m op zachte en losse gronden en tot 20 m op middelzware bodems. Na penetratie van de vijzel en installatie van een omhulsel moet de boorput door de beugel worden gereinigd van niet-opgewonden gesteente.

De boor is absoluut niet geschikt voor werkzaamheden in rotsen! Het wordt gebruikt voor gedeeltelijke penetratie van putten tot 120 m, terwijl deze methode wordt gecombineerd met andere: roterend, schoktouw, kern.

Betrokken apparatuur en gereedschappen

Het avegaarboren wordt uitgevoerd door een boorinstallatie, waarvan het belangrijkste element een boorgereedschap van het schroeftype is dat is gemaakt van hoogwaardig metaal. Boorkoord als verdiepingsopbouwschroeven van gelijke grootte.

In de kit worden soms mesbits gebruikt die nodig zijn voor het doorlaten van losse stenen, evenals bits met ronde of conische koppen die worden gebruikt voor de ontwikkeling van harde rotsen.

Een boorinstallatie op basis van een auto met een krachtige motor is de beste optie om op afgelegen en ontoegankelijke plaatsen te boren

De meeste moderne booreilanden zijn uitgerust met holle schalen die zijn uitgerust met omkeerbare vergrendelingen die voorkomen dat het gereedschap in de tegenovergestelde richting beweegt.

De snijdelen van de vijzel tijdens het boren worden gekoeld door de ontwikkelde grond en het ontwikkelde gesteente stijgt op in spiralen. Hierdoor kunt u boren zonder te stoppen, wat de tijd en energiekosten voor het maken van een watervoerende laag aanzienlijk vermindert.

Vijzelboortechnologie

Na voltooiing van de penetratie, waarvan de diepte 1,5 - 2,0 m is, wordt de boor verwijderd en in de put geïnstalleerd mantelbuizen. De diameter van een met een schroef geboorde waterput is 50-200 mm en is afhankelijk van de maat van het gebruikte gereedschap.

Ineenstorting van de wanden van het boorgat voorkomt bekisting. Dit is vooral belangrijk voor losse, onsamenhangende gronden, dus boormachines hebben de regel: vijzels gebruiken met bladen onder een hoek van 30 - 60 ° bij het aandrijven van zandige leem en leem, en bij het boren van zand met compacte verdichting, een gereedschap met bladen onder een hoek van 90 °.

Met een kleinere helling van de windingen van de vijzelspiraal, brengt een groter vijzelblad de boor naar de oppervlakte.

Voor het boren met avegaar is geen spoelvloeistof nodig, het gesteente dat met behulp van een beitel is ontwikkeld, wordt op de gereedschapsbladen naar de oppervlakte gebracht

Voor- en nadelen van het gebruik van een schroef

Met de boormethode van de boor kan de put zo snel mogelijk worden gebouwd, op voorwaarde dat de grootte van de boor en de hellingshoek van de boor correct zijn geselecteerd.

De voordelen van vijzelboren zijn onder meer:

• grond komt tijdens het boren onmiddellijk naar de oppervlakte;
• hoge dieptesnelheid in de grond zonder technologische stops;
• het is niet nodig om de boorput te spoelen;
• in het huis (in de kelder) kan een compacte boorinstallatie of een handboor worden geboord;
• het is niet nodig om de eerste schakel naar het oppervlak te heffen en de boorkolom te demonteren / monteren zoals bij de kernmethode.

Het grootste nadeel van boorboren is de onmogelijkheid om op losse en zeer harde gronden te werken, maar tegelijkertijd is de boor een ideaal hulpmiddel voor het boren in leemachtige, gemengde (klei en zandige leem) en zachte kleigronden.

Een ander nadeel dat het gebruik van een schroef voor de constructie van watervoerende lagen beperkt, is de noodzaak om een ​​schoktouwmethode te gebruiken om de stam van gestort gesteente te reinigen.

Overeenstemming vijzel - spoel veel gebruikt bij handmatig boren. Het vernietigt ook het gesteente en grijpt het vast met bladen voor extractie.

Functie voor roterend boren

Rotatieboren is een methode van rotatieboren, waarbij de vernietiging van de grond wordt uitgevoerd met behulp van een bit dat in de bodem van de put wordt aangedreven vanaf de rotor van de boorinstallatie. De rotor roteert via een aandrijfas van een automotor of een afzonderlijk geïnstalleerde elektromotor.

De ontwikkelde grond wordt uit de putschacht gewassen door direct of omgekeerd door te spoelen. Wasoplossing kan worden geleverd door zwaartekracht of door een pompstation.

De meeste artesische putten worden geboord met de roterende boormethode: met behulp van een roterende boor, gevolgd door het spoelen van de put en het vastzetten van de behuizing

Roterend boren wordt gebruikt voor het ontwikkelen van rotsachtige en semi-rotsachtige bodems met de installatie van diepe putten tot 150 m. Een roterend booreiland met een correct geselecteerde bit en verzwaarde boorpijpen omgaat met rotsformaties.

Boormachines raden aan deze boormethode te gebruiken onder de volgende voorwaarden:

1. Het hydrogeologische gedeelte van de site is vrij goed bestudeerd. Het is bekend dat er steen moet worden geboord. Het niveau van voorkomen van de watervoerende laag in gesteente is bekend.
2. Grondwater heeft een karakteristieke druk voor geboorde putten
3. Er is een mogelijkheid voor ononderbroken levering van proceswater voor het spoelen van de put.

In de zuidelijke regio's kan het hele jaar door roterend boren worden uitgevoerd en in het noordelijke klimaat is de toepassing van deze methode beperkt vanwege de mogelijkheid van bevriezing van de spoelvloeistof.

Toegepaste apparatuur en gereedschappen

Roterend boren van watervoerende lagen wordt uitgevoerd met behulp van een frame of trellis-toren, waarop hijsapparatuur en andere elementen van de boorinstallatie zich bevinden. De toren maakt het mogelijk boorsnaren in de put omhoog en omlaag te brengen.

De roterende boorinstallatie omvat:

• frame of latwerk toren;
• motor met aandrijving;
• rotor en boorkoord;
• pompapparatuur en spoelvloeistofbehandelingssysteem;
• hefwerktuigen, persleiding, wartel, oliekeerringen, etc.

In zelfrijdende units wordt de motor van het voertuig als motor gebruikt, op basis waarvan het boorcomplex zich bevindt. In dit geval wordt het motortoerental geregeld door het toerental van het boorgereedschap.

Een stationaire of mobiele elektromotor, verbrandingsmotor van een auto, generatoren kunnen dienen als energiebron voor een roterende boorinstallatie

De rotor brengt met behulp van een tandwielapparaat de rotatie over naar de loden buis, die deze op zijn beurt communiceert met het hoofdboorgereedschap - de beitel. Het bit kan een andere vorm hebben en is gemaakt van zeer sterke materialen: composieten, diamantgecoat staal, enz.

Voor elk type grond wordt een speciale maat en vorm van de bit geselecteerd, waardoor een hoog rendement en penetratiegraad wordt gegarandeerd.

De bijzonderheid van rotatietechnologie

Roterend boren van putten voor water wordt uitgevoerd in drie fasen:

1. Rock breken met een beitel.
2. De verwijdering van het vernietigde gesteente naar de oppervlakte door de stroom geïnjecteerd water.
3. Versterking van de wanden van het boorgat met mantelbuizen.

Het verwijderen van de vernietigde grond wordt uitgevoerd door omgekeerd of direct wassen. De keuze van de spoelmethode hangt af van specifieke omstandigheden: putdiepte, bodemtype, beschikbaarheid van het benodigde volume spoelwater.

Particuliere boerderijen gebruiken doorgaans boortechnologie met directe spoeling, die de volgende stappen omvat:

• verdieping van bits met grote diameter in de grond;
• bitrotatie onder invloed van een rotor;
• installatie van boorpijpen en installatie van verzwaarde pijpen tussen hen en het bit;
• verwijdering van afvalgrond door vloeistofdruk met behulp van een pomp;
• omhulselinstallatie om te voorkomen dat grond in de put gaat sproeien;
• boren met een bit met een kleinere diameter en de hele cyclus herhalen.

Bij het terugspoelen wordt de grond via de boorpijp uit de put verwijderd en wordt de spoelvloeistof tussen de wanden van de put en de pijpen gegoten.

Water stroomt door zwaartekracht in een eerder voorbereid reservoir, waar het wordt gereinigd van grond en slib, en keert terug naar de boorkolom voor een nieuw deel van het afvalgesteente.

In sommige gevallen wordt bij roterend boren geen directe of omgekeerde spoeling gebruikt, maar lucht die onder druk wordt geblazen met behulp van een compressor

Voor- en nadelen van roterend boren

Het belangrijkste voordeel van de rotatiemethode is de mogelijkheid om diepe putten te boren met wateropname in gebroken kalksteen.

Daarnaast heeft deze boormethode de volgende voordelen:

• hoogwaardige opening van een waterdrager in gesteente;
• de mogelijkheid om putten met een grote diameter tot 200 cm te plaatsen;
• hoge boorsnelheid, lage energiekosten.

Een belangrijk nadeel van roterend boren kan de noodzaak voor het spoelen van de put worden genoemd.

Welke boormethode moet ik kiezen?

Alle overwogen methoden voor mechanisch boren worden veel gebruikt voor de constructie van watervoerende lagen.

Samenvattend kunnen we zeggen dat:

1. Kernboren is raadzaam om te gebruiken voor het zinken in plastic kleigronden. De kolommethode is geschikt voor het apparaat met de meeste waterinlaatbewerkingen; indien nodig wordt het gebruikt in combinatie met een schoktouw.
2. Boren met vijzel in toepassing is vergelijkbaar met de kernmethode. Het verschilt ervan door het schoonmaken van de loop van slechte kwaliteit, het vereist het verplichte gebruik van een beugel of het langdurig wassen van de put voor gebruik.
3. Roterend boren is de beste optie voor het ponsen van boorputten in rotsachtige bodems.

De kosten voor het ontwikkelen van een put met behulp van een of andere boormethode hangen grotendeels af van welke apparatuur wordt gebruikt, evenals van de categorieën rotsen die door boorbaarheid worden doorgegeven.

Een goed gekozen methode om een ​​put te boren, zal niet alleen de tijd die nodig is om te boren verminderen, maar zal het ook mogelijk maken om de waterbron in de toekomst zonder problemen te laten werken

U kunt lezen hoe u met een eigen hand een booreiland kunt maken in een andere populair artikel onze site.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video # 1. Demonstratie van het principe van klassiek kernboren met kernextractie door waterdruk:

Video # 2. Kenmerken van boorputboren:

Video # 3. Kernboren van een put met het wassen van de bodem en het installeren van een dubbele behuizing, waarvan het buitenste deel is gemaakt van stalen buizen, het binnenste polymeer:

Het boren van een watervoerende laag is een tijdrovend proces. Niet alleen de snelheid van het apparaat van een autonome waterbron, maar ook financiële kosten zijn afhankelijk van de juistheid van de gekozen boormethode.

Het eerste waar u op moet letten bij het kiezen van een boormethode, is het type grond en de diepte van de watervoerende laag. Op basis van deze parameters kunt u de beste optie kiezen waarmee u snel en goedkoop een put kunt boren.

Wilt u de geschiedenis van het boren van putten in uw eigen gebied of nuttige informatie over het onderwerp van het artikel delen? Laat alstublieft opmerkingen achter in het onderstaande blok. Hier kunt u een vraag stellen of controversiële punten in de tekst aanwijzen.