Kjernebrønnboring: teknologi og arbeidsnyanser

En av de mest produktive og økonomiske metodene for å danne gruveoperasjoner er kjerneboring. Det brukes i feltutforskning og ingeniørgeologi. I tillegg er dette den enkleste og raskeste måten å få tilgang til grunnvann for organisering av vannforsyning.

Du vil lære alt om detaljene ved kjerneboring, verktøyet som kreves for implementering og applikasjonsfunksjoner fra artikkelen vår.

Omfanget av kjerneboring

Kjerneboring er en metode som tillater størst nøyaktighet å bestemme dybden på taket og bunnen av jordlagene, så vel som dybdemerket til grunnvannsspeilet.

Kjerneboringsteknologi er mye brukt i følgende bransjer:

• Vannforsyning i industriell og privat sfære. Boring av brønner for privat vannforsyning, organisering av vanninntak i hele landsbyer eller byblokker utføres effektivt ved kjerneboring på grunn av at boret lett trenger inn i store dyp. Et kjerneprosjektil er i stand til å heve nesten enhver ødelagt berg bortsett fra vannmettet og løs usammenhengende jord (sand, grus, rullesteiner);
• Leting i gruveindustrien. Når berget passerer, oppstår en punktpåvirkning på jorda langs rotasjonsradiusen. Med andre ord, et skall, strukturelt lik et rør, borer en solid bergmasse uten å forstyrre dens struktur og tilstand.
• Construction. Gjennomføring av teknisk og geologisk forskning for å studere de fysiske og mekaniske egenskapene til jordsmonn, tilstanden til bergarter. Kolonneteknologi gir en mulighet til å bestemme vannstanden nøyaktig og ta vannprøver for å studere deres aggressivitet med hensyn til betong.

Under kjerneboring trekkes en kjerne ut - en søyle med jord eller tilstøtende jordlag. Kjernen er preget av en integrert naturlig struktur, som gir en omfattende analyse av den studerte bergarten. Boring med et kjernerør gjør det mulig å bestemme dybden på fjellet med høyeste nøyaktighet for studiens formål.

Kjerneboring sikrer integriteten til den utvunnede kjernen, noe som bidrar til den kvalitative studien av berget. Samtidig utføres rengjøring av ansiktet fra den ødelagte steinen av høyeste kvalitet.

Bruk av kjernebor i konstruksjon letter og akselererer prosesser. En haug hamres lett i hullet forberedt av en kjernebor eller det er montert en ferdig armert betongkonstruksjon. Kjerneboring lar deg lage sylindriske hull i murstein og betongkonstruksjoner.

Arbeidsteknologi og utstyr

To metoder for bruk av en kjernebor er kjent: arbeid med tilførsel av væske til ansiktet eller til det tørre, det vil si uten å bore gjørme.

Boring uten bruk av borevæske brukes hvis usammenhengende jord er mettet med naturlig fuktighet i en mengde som er tilstrekkelig for penetrering og ekstraksjon. Vann tilføres heller ikke til arbeidsakselen når den passerer gjennom flytende plast, mykplastikk og stivplastisk ler / leire, hard og plast sandpreget loam.

Væsken brukes uten å mislykkes når man borer steinete og halvbergete bergarter. I mangel av vann i dette tilfellet, er fordypningen mye tregere. I tillegg øker sannsynligheten for for tidlig svikt i kronen betydelig, og derfor anses tørrboring som mer kostbart.

Teknologien til kjerneboring med spyling lar ikke bare utvide tjenesten til arbeidsutstyr, men også den raskeste og minst tidkrevende måten å frigjøre ansiktet fra den ødelagte berget

Ved boring med borevæske øker fordypningshastigheten betydelig. Oftest brukes denne metoden når man borer brønner med betydelig dybde. Dette lar deg utføre arbeid på kortest mulig tid med minimal risiko for kroneskader.

Fortsatt vann under høyt trykk tilføres bunnen under utviklingen av brønnen i løse, usammenhengende jordsmonn, hvis kjerner ikke er en oppgave. I dette tilfellet, med en vannstrøm, vasker de ganske enkelt ansiktet og frigjør arbeidsakselen fra den ødelagte jorda.

Prinsippet for kolonneteknikk

Kjerneelementet i kjerneboring er en ødeleggende skjæredel montert på bunnen av kjernerøret. De kaller henne en krone. For steinsinking brukes spesielle kroner utstyrt med diamantverktøy.

Kroner kutter utskiftbare elementer som er skrudd fast i bunnkanten av kjernerøret. I løpet av boringen må de endres flere ganger

Det er diamantkronen som sikrer den nesten uhindrede passasjen av boret til stor dybde under passering av vanninntakets arbeid til kalkstein. Det vil si når man utvikler brønner begravd i berggrunnen, i bruddene som som et resultat av hundre år gammel kondens, ble reservene til det reneste underjordiske vannet dannet.

Borkroner skiftes på den enkleste måten - de fjerner den utslitte delen og skruer en ny krone på kjernerøret

Bergarten er kuttet med en krone som roterer i høye hastigheter. Borets rotasjonshastighet kan justeres avhengig av densiteten til den utviklede jorden. Kronen “skjærer ut” jorda bare langs kanten av en særegent sylinder, hvis sentrale del blir presset inn i kjernerøret.

For å trekke ut kjernen heves boret til overflaten. Jorden fanget av ham blir bokstavelig talt blåst ut av kjerneboren med en strøm av luft tilført den øvre delen av røret. Blåseprosessen akselereres ved å tappe skallet med en slegge.

Under kjerneboring skyves et boret kjegleformet bergsegment inn i kjernerøret. For å trekke det ut, trekkes kjerneskallet ut av fatet ved å demontere borestrengen. Kjernen blåses og bankes ut av røret

Søyleøvelser under passering av sterke bergarter har større produktivitet enn matrise og kjeglebiter. Dette skyldes den høye rotasjonshastigheten til boret, noe som reduserer graden av anvendt innsats på utvikling.

I tillegg ødelegger beitelagene steinen som må "økes ut" av redningsmannen eller pumpe vann med et hode for å skylle ansiktet. Faktisk blir du nødt til å gå gjennom det samme segmentet to ganger, eller til og med tre ganger: først ødelegge, deretter rydde. Kolonneteknologi lar deg gå gjennom og tømme ansiktet på en gang.

Maskinverktøy og borerigger

Valget av en maskin eller en borerigg bestemmes av formålet med brønnen og dens diameter. Populariteten til kjerneboringsmetoden bestemmer produksjonen av borerigger og maskinverktøy over hele verden. Tunge traktorer, lastebiler og terrengkjøretøy er egnet for installasjoner designet for leteboring.

Bruk av tunge bane traktorer muliggjør kjerneboring i områder med uførhet, overflatevannsføring og ustabilt terreng.

Oftest er boreutstyr montert på klassiske biler fra MAZ, KAMAZ og Ural. Imidlertid er det monteringsalternativer for lettere utstyr, som brukes til å bore vannbrønner i privat bygg.

ved manuell rotasjonsboring kjernerøret erstattes av sin historiske forgjenger - glasset. Dette skallet er en forkortet versjon av kjernerøret med en spiss kant på sålen. Et glass manuelt eller ved hjelp av en motorbor, vridd i bakken, og alt som blir stablet inn i det blir fjernet til overflaten.

For mekanisering av manuell boring av grunne brønner og dannelse av hull for installasjon av gjerder og kraftoverføringstårn, brukes bensin og elektriske motorer. De rapporterer rotasjonsbevegelser til skruen eller kjernerøret

Utstyr for synking og arrangement av brønner

I implementeringen av kjerneboring trengs utstyr som lar deg arbeide i dybden, utvikle og trekke ut et bredt utvalg av bergarter. Under arbeidet bør det tilveiebringes en periodisk økning til overflaten av materialet ødelagt av prosjektilet.

Standard boreverktøysett

For ytelse av høy kvalitet krever arbeid:

• Kolonneskall. De brukes både til horisontalboring og til å bore vertikale arbeider. Ved bruk av standard kjernerør er det mulig å bore i en vinkel på opptil 45 grader. Tynnveggede kjerneskall kan bare brukes til horisontal grøfteløs boring når du legger kommunikasjon.
• Kroner. Det er et steinspredende verktøy at et kjernerør er utstyrt for å lette kjernekutting i berg. For boring av sedimentære sammenhengende og usammenhengende jord brukes messingkroner. For synkende bergarter, danner hull i betong, asfalt, en murvegg, produseres karbidkroner med diamantskjærer.
• Stålhus. De er nødvendige for å forske i produksjonen - dannelsen av borehullet, produsert samtidig med utdypingen. Deres diameter er lik diameteren på brønnen. Foringsrøret for vanninntak velges på forhånd, med fokus på diameteren på kjerneledningen og pumpen, som planlegges operert i brønnen.
• Rod. Dette er smale rør som er vridd sammen. Brukes til å bygge borestrengen. Enkelt sagt er de skrudd vekselvis til toppen av kjernerøret slik at det kan overføre rotasjonsbevegelse på en dybde som overstiger prosjektilets høyde.Høyden på kjernerøret + høyden på snoren med borestenger = produksjonsdybde.
• Subs. Nødvendig for å sikre sammenføyning av gjengede skjøter med varierende diameter som er til stede på borestengene, Spannerskylleoljetetninger og annet tilbehør.
• Spyleplugger og tetninger. Med deres hjelp tilveiebringes økningen til overflaten av den ødelagte jorda, hvis det ikke er behov for valg av en hel kjerne. I dette tilfellet tilføres vann til ansiktet, og vasker ut den ødelagte jorden under trykk på dagoverflaten.
• Bit. De brukes til å utdype borehullet på de vanskeligste stedene for passering av kjernebor. Når du bruker litt, bytter de noen ganger fra rotasjonsboring til sjokk-tauboring.

Det presenterte verktøyet er et standardsett for boring ved bruk av kjerneteknologi. I noen tilfeller, avhengig av kompleksiteten i utviklingen, kan det være nødvendig med ekstra verktøy og utstyr.

Ved utdyping av utgravningen skrues en rekke borestenger sekvensielt til toppen av kjernerøret. For å trekke ut kjerneprojektilet til overflaten blir stangen etter at stangen er vridd

Kjernedesign

Konstruksjonsfunksjon shell under kjerneboring skyldes det maksimal bevaring av kjernens integritet og består i et ringformet arrangement rundt den frie passasjen. En av de viktigste egenskapene er koeffisienten kjerneprøvetaking. Det er definert som forholdet mellom kjernediameter og verktøyets ytre diameter.

Kjerneboreverktøyet er standardisert, det skiller seg hovedsakelig bare i diameter. I henhold til designfunksjonene er kjernerør klassifisert til enkelt og dobbelt. Enkeltskall designet for å fungere under normale geologiske forhold er flotte for å utvikle vannbrønner.

Et dobbelt verktøy med et ikke-roterende indre rør brukes bare i geologisk undersøkelse. Det er nødvendig å trekke ut steinprøver som lett blir ødelagt under påvirkning av en rekke faktorer. Det lar deg ta en prøve i naturlig sammensetning, med en naturlig prosentandel av mineraler og avfallsbergart.

I prøvetaking for prosjektering og geologisk forskning, i geologisk undersøkelse og boring av hull for installasjon av kraftoverføringslinjestøtter, benyttes et enkelt kjernerør

Alle kjerneledninger er designet for bruk av rensing, tilførsel av boreslam til bunnen og spyling av brønnen. Toppen deres er utstyrt med et teknologisk hull som vann eller en luftstrøm injiseres gjennom.

Spesifisiteten til skjæredelen av prosjektilet

Enhver krone blir presentert i form av en ring med en gjeng plassert på toppen, nødvendig for å skru fast i kjernerøret, og kuttere som ligger på den nedre enden. Skjærer støpes eller sveises til denne skjærende metalldelen.

Bruk følgende kroner ved kjetting:

• Karbid - små fortennerRibbet.
• Diamant - Impregnert og liten diamant.

Karbidskjæreelementer er designet for å bore "myke" jordarter. Med deres hjelp blir alle typer leirbergarter av enhver konsistens, halvbergart, lav fuktighet og fuktig sand med tett sammensetning og middels tetthet boret. For å kjøre gjennom sandsteiner og myrer, brukes kroner med wolfram-koboltforsterker.

Små fortenner kroner er beregnet for boring av middels hardhet av små bergarter abrasiveness. De er utstyrt med åttekantede eller firkantede kuttere. Når fortennene er plassert i forskjellige høyder, oppnås også trinnvis slakting, hvis fordeler ble beskrevet ovenfor.

Å bruke ribbestrikkede kroner forbedrer sirkulasjonen av spylevæske ved å utvide diameteren på borehullet

ribbet kjernebiter designet for middels hard bergboring abrasiveness. Skjærer av slike kroner består av sylindrisk eller prismatisk stål stenger med karbidinnsats. I dette tilfellet, selv når slitasje av kronen ikke reduserer effektiviteten av arbeidet.

Kroner med diamantverktøy er designet for boring av stein og halvberg av høy abrasiveness.

For å øke styrken og øke slipeegenskapene, presses industrielle diamanter inn i den støpte massen under produksjonsprosessen. Nylig er naturlige krystaller ofte erstattet av kunstig dyrket

Antall ribber bestemmes av utformingen av kronen og dens diameter - de kan være fra tre til seks. Akselerasjon av prosessen med bergødeleggelse kan oppnås ved å bevege deg oppover ribbeina i forhold til endeflaten til kronen. Dermed sikres en trappet bunn og passasjen til spylefluidet letter.

Brønnhullsrør

Både kjerne- og foringsrør av stål produseres i samsvar med GOST 51682-2000. I leting og ingeniørgeologi brukes de for å forhindre kollaps av jord i bunnen, noe som ikke vil tillate oss å forstå på hvilken dybde det ene geologiske laget erstattes av et annet.

den arrangement av vanninntaksåpninger foringsrør danner brønnens vegger. I foringsrøret som er satt sammen fra dem, er en annen driftsrørstreng nedsenket. Nå er det oftest satt sammen av plast. Produksjonshuset er utstyrt med et filter for å holde sandkorn og fin grus under pumping.

Det vanligste er foringsrør med brystvorter. Samtidig har rør en innvendig gjenge på den ene siden, og en ytre gjenger på motsatt side. Den gjengede bagasjerommet monteres ekstremt enkelt og raskt.

Både kjerne- og foringsrør er gjenget, fra den ene enden til utsiden, fra den andre til innsiden. Dette lar deg raskt og enkelt sette sammen foringsrøret. Dimensjonene på gjengene er samlet - ethvert foringsrør kan tjene som et kjernerør, bare skru kronen og toppen til den

Det er foringsrør designet for sveisede skjøter. De brukes ikke i privat sektor på grunn av den arbeidskrevende prosessen med kolonnemontering.

Både foringsrør og kjernerør er laget av stålklasse 45 med styrkegruppen "K". For å øke motstanden mot slitasje på overflaten blir endene av rørene herdet. Avhengig av brukt boreutstyr og diameter nedsenkbar pumpe i enheten til private vanninntaksåpninger brukes rør med en diameter på 100 til 200 mm.

Kjerneboringsfaser

Før du starter arbeidet, må du studere matrikkelplanen og utarbeide arbeidsflaten. Det er nødvendig å sikre uhindret tilgang til boreområdet til både boreriggen og maskinen med spylevæske.

Neste trinn er å grave en grop med et volum på minst 2 kubikkmeter - dette vil unngå behovet for å bruke en ekstra tank. Graven er designet for å drenere grunnvann og brukt spylevæske. For å installere hoveddelen av bagasjerommet, er det nødvendig å slå jorden.

Deretter kobles den valgte kronen til kjerneborrøret og valget foringsrørsom vil utdype når de blir dypere. Installasjonen skal være godt festet, hvoretter boreriggen startes.

Søyleteknologi med å vaske bunnen av vannet med den mest enkle og raske måten å frigjøre arbeidsakselen fra den ødelagte fjellet

Når kjerneboringen blir utdypet og fylt, løftes den med jevne mellomrom til dagsoverflaten og renses fra jord som er fanget opp av verktøyet under boring. Da kan igjen frigjort kjerne senkes ned i hullet i brønnen for å fortsette boringen.

For å klatre opp borestrengen, bestående av et kjerneprosjektil og stenger, demontert. Det vil si at stangen etter stangen blir sekvensielt separert inntil kjernerøret er fjernet fra fatet.

Det beste alternativet for å utvikle en brønn til private næringsdrivende er kjerneboring, etterfulgt av spyling. Det skal ikke tas noen prøver i dette tilfellet. Det viktigste er å raskt danne fatet og rense det for slam. Samtidig utviklingsarbeid for den kommende operasjonen.

For vask kan du bruke hvilket som helst vann, det er ganske passende fra et nærliggende dam eller elv. Boring kan også gjøres tørt hvis det utvikles en sandbrønn. Vanligvis i dette tilfellet er et par spann med vann som borevæske bare tilstrekkelig for å avkjøle skallet i bunnen.

I følge kjerneteknologien blir hull boret i betong og armerte betongkonstruksjoner, fundamenter og murvegger.

Når du arbeider i løs, lavfuktig sand, for å styrke veggene i hullet i arbeidsløsningen, anbefales det å tilsette flytende glass eller leiremasse. I alle fall når boret passerer gjennom horisonten med en ustabil struktur, er det berettiget å styrke brønnens vegger med foringsrør.

Teknologiske trekk ved prosessen

I ferd med å utdype er det mulig å justere hastigheten på boret. Det skal bemerkes at lagene med sedimentære bergarter lett overvinner i lave hastigheter. Men når man passerer de urfolksfjellformasjonene, er det nødvendig med en økning i rotasjonsfrekvensen. Med kjerneboringsmetoden er det mulig å passere formasjoner av forskjellige sammensetninger og av hvilken som helst hardhet.

Det er nødvendig å ta hensyn til det faktum at boreriggen skal være plassert på en forberedt, jevn, horisontal plattform. Inntrengningsvinkelen kan justeres hvis diameteren på hullet som utvikles ikke overstiger 1 meter. Deretter understøttes vertikaliteten av produksjonen av foringsrøret.

Foringsrør kan gjenbrukes hvis de rett etter synkningen fjernes fra gruven. Et kjernerør er et gjenbrukbart skall, som ikke kan sies for kroner. Boring i den sedimentære horisonten krever minst to, eller enda mer. Når du konstruerer en brønn på kalkstein, er det umulig å forutsi antall slettede kroner med nøyaktighet.

For å forlenge levetiden til diamantkjernen etter at den er installert eller byttet ut, må bunnen av brønnen behandles med en meisel. Dette tiltaket vil øke penetrasjonshastigheten betydelig.

Boreriggen kan monteres på kjøretøy med høy bæreevne eller på en larve spesialutstyr i tilfelle arbeid i vanskelig terreng. Lettere mobilt utstyr kan brukes til kjerneboring av vannbrønner.

Fordeler og ulemper ved kolonnemetoden

På grunn av kronenes punktvirkning, sikres nøyaktig kapping og fjerning av en enkelt kjerne på overflaten langs dens radius. Teknologien kan brukes til å bore opp til XII kategorier, kan du jobbe vinkelrett og i vinkel.

En av de viktigste indikatorene for kjernemetoden regnes som høy produktivitet og borehastighet.

I tillegg kan følgende fordeler skilles:

• Borevolumet ved bruk av spylevæske eller prosessvann er 85%;
• Innføringen av aktive emulsjoner i arbeidsløsningen gjør det mulig å holde brønnens vegger i sin opprinnelige tilstand;
• På grunn av reduksjon av aksiale belastninger på grunn av at fjellet ikke ødelegges kontinuerlig, oppnås en reduksjon i energikostnadene.
• Metoden lar deg jobbe med alle bergarter, inkludert basalt og granitt.
• Når du bruker den prefabrikerte mobilen, er det mulig å utføre arbeid på vanskelig tilgjengelige steder.

Sammen med fordelene har kjerneboring også sine ulemper:

• Når du arbeider i oppsprukket bergarter, oppstår det ofte fastkjøring i kjernen, noe som fører til behovet for å fjerne røret for å slå det ut.
• Under passering av harde bergarter på grunn av overoppheting og å ta tak i kronen, blir den raskt sløv. For å unngå dette er det nødvendig å bruke kjølevæske og redusere fôrhastigheten. Som et resultat reduseres borehastigheten.
• Lite tverrsnitt (opptil 200 mm) boring tillater ikke bruk av kraftig nedsenkbare pumper.

Når du utvikler brønner for vann ved bruk av leireløsning under åpningen av reservoaret, er det stor sannsynlighet for silting av akviferen.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Video 1. Det første stadiet av brønnboring etter kjernemetoden:

Video 2. Kjerneboring i granittberg:

Oppstarten av kjerneboreoperasjoner bør gå foran en økonomisk beregning. Overholdelse av sikkerhetsstandarder og driftsregler for utstyr minimerer risikoen for at den mislykkes, og sikrer dermed høy effektivitet, borehastighet og senker økonomiske kostnader.

Vil du bare dele de velkjente underfundighetene i kolonneteknologi med deg? Har du nyttig informasjon om artikkelen? Skriv kommentarer i blokkeringsskjemaet nedenfor, still spørsmål og legg ut bilder om emnet for artikkelen.