Rotary Well Drilling: En oversikt over boreteknologi og essensielt utstyr

Hvis et landsted ikke kan kobles til den sentrale vannforsyningen, må du organisere et autonomt system. De fleste eiere foretrekker å arrangere den på grunnlag av brønnen, i utviklingen av hvilke forskjellige metoder brukes. Vi vil vurdere roterende brønnboring - et veldig lovende, men foreløpig lite kjent alternativ.

I vår artikkel er intrikatene med rotorteknologi og verktøyene som er beskrevet beskrevet i detalj. Fordelene og ulempene med denne teknikken blir undersøkt, og metoder for implementering i praksis blir presentert. Tipsene våre vil være nyttige for de forsiktige eierne av private tomter som ønsker å overvåke arbeidet til borere.

Definisjon av rotasjonsboring

Til å begynne med, la oss analysere hva roterende boring av brønner handler om, og hva er alternativene? Boring av snegler er fremdeles anerkjent som en av de vanligste måtene å trekke vann på.

men skrueteknologi lar ikke passere svaberg. Skrueboreren som brukes i skrueboring er ikke i stand til å ødelegge kalkstein. Men det hender ofte at du trenger å bore i det, fordi de overliggende lagene er ikke stabile og tilstrekkelige for driftsstrømningshastighet.

Boreteknologi for kjerne og snegler gir ikke muligheten til å gå gjennom bergformasjoner. Når det gjelder installasjon av en brønn på kalkstein, er det mer effektivt og økonomisk å bruke den roterende metoden for boring

Derfor begynte rotasjonsteknologi, som tidligere kun ble brukt i gruveindustrien, å bli introdusert i omfanget av byggingen av private vanninntaksanlegg. Arbeidselementet er litt plassert i bunnen av brønnen. Ved å bruke en meisel blir sammenhengende og usammenhengende jord ødelagt, blir steinete berggrunner knust.

Utgravningen av den ødelagte steinen utføres ved hjelp av en væske, som tilføres ansiktet gjennom en arbeidssøyle eller ringrommet plass.Dette er to forskjellige boremetoder, som hver vil bli diskutert i detalj nedenfor.

Diameteren til biten overstiger diameteren til arbeidssøylen, som tillater:

• redusere energikostnadene for hele boreprosessen (kraften her blir brukt direkte bare på å vri med kraften til borkronen i ansiktet, og friksjonstapene til arbeidsstrengen mot borehullsveggen minimeres);
• beskytte de fleste elementene i arbeidsstrengen mot skader, så vel som veggene i den borede brønnen mot ødeleggelse;
• lage borehull med imponerende diameter (for eksempel opptil 70 cm) på ekstremt imponerende dybder.

Slik kan du danne akviferer, med en dybde på 300 meter eller mer, dvs. å bore vanninntak for å levere vann til sommerhus og landsbyer.

Definisjonen: rotasjonsboring er en slik måte å utvikle en brønn der kraften på biten i ansiktet overføres fra den roterende rotator gjennom arbeidssøylen. Det er satt sammen fra stenger - smale stålrør som kobles sekvensielt til hverandre ved å endre dybden i bakken.

Men for å rydde bagasjerommet i gruven og slakte fra slammet, brukes vannet som tilføres under trykk. Takket være denne avgjørelsen er det ikke nødvendig å demontere og montere borestrengen for kjerneekstraksjon som ved kjerneboring.

Væsken som sprøytes inn i gruven løser umiddelbart to viktige oppgaver: den frigjør banen for boret for å utføre videre arbeid og produserer spyle brønnennødvendig for å forberede vanninntaket for drift.

Fordelene med Rotary Technology

Hva er fordelene med rotasjonsboring i forhold til mulige alternativer? Det er flere av dem.

FørstVed hjelp av en rotasjonsbit er det mulig å lage brønner med stor diameter som tilfredsstiller vannbehovet til flere husstander samtidig.

Det er ingen hemmelighet at boring ikke er en kostbar prosess: det krever spesialisert utstyr, og erfarne borere må kontrollere og styre prosessen. Boreaktiviteter er tross alt lisensiert. Derav dens høye pris.

På grunn av sin form og konstruksjon kan en roterende borkrone danne brønner med mye større diameter enn skruebor og et kjernerør

Å kombinere flere husstander samtidig for å finansiere en felles brønn for tilstøtende nettsteder er en kostnadseffektiv satsning. Men dette krever en betydelig belastning. I de fleste tilfeller kan ikke vannførere av kvartær sedimenter (sand) gi dem.

For kollektiv drift bør naturligvis vanninntaket settes på kalkstein. Grunnvann hentet ut av det er preget av større vannmobilitet og renhet. Nedbørsvolumet har ikke den minste effekten på strømmen av brønner til kalkstein. Hva kan ikke sies om brønnene på sanden.

Dernest, relativt små energikostnader overbevise. Arbeidselementet for rotasjonsboring er en meisel. Men i motsetning til skrue og kjerneboring, boreverktøyet ikke samvirker med veggene i den borede brønnen

Det vil si at bare litt hvis høyden er ubetydelig i forhold til høyden på hele borestrengen, er i direkte kontakt med jorda. Som et resultat er denne metoden for å danne brønner den raskeste - opptil 1000 lineære meter per måned!

tredje, blir kollektive kunder tiltrukket av boredypen. Bare rotasjonsmetoden kan brukes til å bore en brønn begravd i urfolk, metamorfe og stollede bergarter, fra sprekker som vann kan pumpes, hvis sammensetning er mest egnet for drikkeformål.

Oftest er det bare industrielt vann som utvinnes fra inntak med mindre enn 30 meters dyp.Sammensetningen er påvirket av nærliggende vannforekomster, elver strødd med søppel, nedbør og bare tekniske væsker som sølt ned på bakken. Skruen og kjerneledningen vil bidra til å få bare et slikt inntak.

Hele settet med boreutstyr monteres enkelt på en enkelt medium-duty bilplattform. Dette gjør den roterende boreprosessen mye mer teknologisk avansert, og derfor billigere.

I tillegg lar rotasjonsboring deg gå gjennom utvikling til full dybde uten å bytte til en annen metode for boring. Når du for eksempel utvikler en brønn med en skrue, hvis det er nødvendig å bore en kampestein, bytter de til en sjokk-teknikk.

For dette fjernes et skrueskall fra tønnen og biten kastes til ansiktet til en klovn er ødelagt. Så slakting ryddet av en fogder. Den brukes hvis det er nødvendig å heve vannmettet sand til overflaten, som ikke er kornete i kjernerøret.

Praksis viser at brønner som er boret med rotasjonsmetoden, har lengre levetid. Teknologisk skyldes dette at etter montering av foringsrørstrengen som danner borehullsveggene, blir ringrommet ytterligere styrket.

Velutstyr

Først er en vertikal konsoll montert på overflaten over brønnen for ytterligere feste av de vertikale leddene til arbeidsstrengen. Den første koblingen til denne boreakselen er utstyrt med et arbeidselement - litt, som kan ha et annet format, avhengig av kategorien for bergbarhet.

Naturligvis brukes mer kompakt utstyr til boring av akviferer, og dannelse av et utpekt tårn er vanligvis ikke nødvendig

Boreverktøysett

Når du fordyper den første lenken, er lyset, det neste, kalt stangen, montert på det, og så videre. Lengden på hver slik rørblokk kan variere fra 20 til 50 m. For å forenkle dannelsen av arbeidssøylen, er hver stang utstyrt med en avsmalnet gjeng med en lås.

Som et resultat dannes en drill, som består av:

• arbeidsbit;
• bly bar;
• søyler med vanlige stenger som er koblet sammen med koblinger.

Holdingen av arbeidssøylen utføres ved bruk av svivler, hvis rotasjon utføres av rotoren. Avhengig av hvor dypt det skal bore, og også hvilke fysiske og mekaniske egenskaper jordsmonnet er, brukes standard eller vektede stenger for å danne den ledende ledningen.

Drivstangen er som regel et vektet rør, fordi det har et viktig teknologisk oppdrag. Gjennom den kommer en skyllende løsning inn i ansiktet til biten, hvis oppgave er å vaske ut den knuste berget. Og dette på sin side stiller krav til koblingsfuger, hvis oppgave er å tette skjøter mellom ledd.

Ikke glem at væsketrykket direkte avhenger av høyden på den dannede søylen (og ikke avhenger av rørets tverrsnitt). Selv om vann brukes som vaskeløsning, vil trykket øke med 1 atmosfære hver 10. meter.

Til sammenligning er det verdt å gi et eksempel. Arbeidstrykket i husholdningsrørledningsnettet i huset er 10 atmosfærer, og de mest holdbare rørene er designet for et trykk på 20 atmosfærer.

Bare hvis husholdningssystemer er stasjonære og ikke beveger seg, er trykket lik vekten til borestrengen på drivstangen. Men hun må fortsatt overføre rotasjonsmoment og kraft til biten.

Koblinger er de viktigste elementene i stangen, fordi det er de som står for vekten til hele den nedre delen av den tilstøtende stangen, så vel som belastningen fra dynamiske vibrasjoner og rotasjonsbevegelse gitt av motoren

Følgende krav stilles til koblinger som konstruksjonselementer i en borestreng, de er:

• må sikre tettheten av forbindelsen til stengene og tåle fluidtrykk opp til 100 atmosfærer (for å fjerne bunnen av trykkstrømmen);
• må være motstandsdyktig mot slitasje, for ikke å bli ubrukelig når du gnir mot brønnens vegger;
• må kunne overføre dreiemoment fra toppen av arbeidsstrengen til bunnen og til slutt til biten.

Det er viktig at koblingene er av riktig kvalitet. Hvis minst en av dem ikke tåler belastningen og arbeidsstrengen er ødelagt, vil det være ekstremt vanskelig å få sin nedre del sammen med borkronen. Når det gjelder kapitalutgifter er det noen ganger lettere å bore en ny brønn i nærheten enn å få en løsrevet blystav.

Vannbruk under boring

Væsken som tilføres ansiktet er vanligvis vanlig vann. Noen ganger, for å stabilisere bagasjerommet som går gjennom løse usammenhengende bergarter (sand, grus, grus og rullesteinavsetninger), føres en løsning med boretilsetningsstoffer inn i brønnen. Dette er nødvendig, fordi foringsrøret ikke er plassert i de første trinnene av penetrering.

Vann kommer inn i utløpet enten under trykk inne i drivstangen (og pumpes deretter ut gjennom ringrommet plass), eller ved tyngdekraft ned gjennom ringrommet plass, og fjerning skjer allerede gjennom arbeidssøylen med en sugepumpe.

Dette er to forskjellige roterende boreteknologier, hvis funksjoner vil bli diskutert nedenfor.

Rotasjonsboring er preget av den høyeste utviklingshastigheten til en vannbrønn. Samtidig som boringen blir spylt og utbyggingen er forberedt for kommende drift

Uansett hvilken metode som brukes, må imidlertid væsken som brukes i boring overalt rengjøres (for videre bruk).

For å gjøre dette, bruk følgende utstyr:

• Oppbevaringslave for borevæske. (Hvis du planlegger å bore en grunne brønn - i løpet av noen få titalls kan ordnes direkte i bakken, og vanlig vann brukes som spylevæske). Låven fungerer som et batteri for spylevæske.
• Vibrerende skjermen. Spyleoppløsningen, løftet fra brønnen, bærer partikler av knust fjell som må fjernes. Den mest effektive måten er en mekanisk ved bruk av vibrerende skjermer.
• Sedimentasjonstank. Etter fjerning av store partikler av fjellet, kommer væsken inn i sumpen for å bli kvitt suspenderte partikler som utfeller. Når du bruker vann som vaskevæske, bygges det også noen ganger en sump direkte i bakken. I tillegg brukes for separasjon av flytende stoffer og separasjon av sediment hydrosyklon.
• Slampumpe. Det er han som sørger for sirkulasjonen av vaskeløsningen.
• Takrenne. De er nødvendige for bevegelse av vann fra dannelsesstedet til gruven til stedet for rensing.

Totalt er følgende mekanismer og utstyr nødvendig for å utvikle en brønn ved bruk av rotasjonsteknologi:

1. Tårn eller konsoll for montering av borestrengen fra stengene og demontering ved slutten av boringen, samt et taksystem.
2. motorsom gir rotasjon av en rotor.
3. Væskeutstyr. Mekanismer og enheter for sirkulering av vaskevæske og rengjøring av det (pumpe, vibrasjonsskjerm, sumps og / eller hydrosyklon; en låve for lagring av vaskevæske; system av rør og takrenner).

For rotasjonsboring av grunne brønner er hele det angitte utstyret veldig kompakt (for eksempel er konsollbommen brettet). Dette gjør det enkelt å plassere boreutstyr på et hvilket som helst praktisk sted for boring og etterfølgende drift.

To rotasjonsboremuligheter

Avhengig av metoden for å tilføre spylevæske til ansiktet, er det to typer roterende boreteknologi:

1. direkte fôr;
2. med omvendt fôr.

Det skal bemerkes at væsken som tilføres ansiktet ikke bare er beregnet for spyling og fjerning av knust fjell. Den avkjøler også biten, som er veldig varm fra friksjon. Ved direkte væsketilførsel skaper pumpen sitt overtrykk.

Vann kommer inn i ansiktet gjennom de teknologiske hullene i biten, "plukker opp" den knuste bergarten og deretter av tyngdekraften gjennom brønnen (det vil si gjennom ringrommet plass i forhold til den ledende stangen) kommer inn i overflaten, der den kommer inn i rengjøringskomplekset (vibrerende skjerm, hydrosyklon).

Spyling kan være direkte eller omvendt, og de kvalitative egenskapene til utstyret som brukes vil avhenge, men kretsskjemaet er gyldig for begge typer teknologi

Den motsatte mateteknologien innebærer at spylevæsken strømmer til bunnen av tyngdekraften og synker gjennom brønnen, men løsningen med knust materiale kommer tilbake til overflaten allerede gjennom blystangrøret. Slampumpen skaper i dette tilfellet undertrykk i den.

Til tross for den tilsynelatende enkelheten til begge teknologiene, er det mye mer nyanser enn det kan virke ved første øyekast. Derfor synes det hensiktsmessig å dvele nærmere på hver av disse boreteknologiene.

Direkte spyleboring

Denne teknologien kalles noen ganger "direkte vassdrag." Det anbefales å bruke det i sand, grus, grusaktig jord. Det brukes også hvis dybden av akviferen ikke overstiger 30 m. Det er her tilsetningsstoffer tilsettes væsken som øker dens tetthet og bagasjeromsstabilitet.

Rotasjonsboring er preget av en gradvis reduksjon i diameteren til brønnen som bores. Med andre ord, først bores den største diameteren og deretter den plante rundt rør, og det ringformede rommet mellom rørets ytre overflate og brønnens vegg gjennom teknologiske hull er fylt med sementmørtel.

Ytterligere boring fortsetter med en mindre meisel. Så igjen foringsrør, og den nye delen har en enda mindre diameter osv. Jo sjeldnere du trenger å bli "distrahert" ved å sementere brønnen, desto større blir boreproduktiviteten, noe som til slutt oversetter til den totale kostnaden for prosessen og brønnen som helhet.

I tillegg fører for hyppig foringsrør til det faktum at den effektive diameteren på brønnen (diameteren som åpner akviferen) er sterkt redusert. Så "direkte vassdrag" er preget av det faktum at brønnen med denne metoden for dens dannelse ikke kan kasseres opp til 100 meter.

Spylevæskets hovedtrykk opprettes av pumpen inne i drivstangen, og ringrommet væsken med elementer av knust stein fyller rommet med tyngdekraft, uten å ødelegge borehullsveggen med overtrykk.

Direkte boring borevæskestrømningsmønster. Dens underkastelse til ansiktet utføres gjennom røret til den ledende stangen, og den stiger til overflaten av tyngdekraften

Imidlertid har denne metoden for boring sine ulemper. Spesielt for lang åpenhulls Nettstedet fører til det faktum at fint spredte leirpartikler kommer inn i akvifrene, noe som betydelig kan redusere og bremse strømmen av vann til utløpet fra akviferen.

Disse partiklene her spiller rollen som særegne plugger av porer og microchannels i berget som vann siver gjennom. Derfor er foringsrørprosedyren utført under boreprosessen nødvendig for å opprettholde den fremtidige produktiviteten til brønnen som helhet.

Spylende omvendt boring

Med denne metoden for å kontrollere væskestrømmen tømmes fat og bunn best. Pumpen her presser ikke væsken ned i bunnen, men tvert imot, den suger den tilbake, og dette fører til at hastigheten på dannelse av brønnen med en meisel øker med en størrelsesorden og flere ganger mer sammenlignet med direkte spyling.

Selve brønnen er ikke forurenset av leireinneslutninger med en strøm av flytende vaskevæske. Tross alt suger pumpen opp alt som kan være i den. For øvrig er det ikke lenger noen praktisk mening i ekstra tilsetningsstoffer, derfor brukes rent vann som den samme vaskevæsken.

Oppvaskprogram for rotasjonsboring. Strømmen er ved tyngdekraft gjennom ringrommet, og tilbake trekkes slammet av pumpen gjennom røret til drivstangen

Så for å oppsummere fordelene ved boring med en omvendt strøm:

• borehastigheten øker (sammenlignet med direkte vassdrag) opptil 15 ganger;
• akviferen er ikke tilstoppet med leirpartikler og siltige sandkorn fra nedre uforet brønnnivåer;
• på grunn av høykvalitetsåpningen av akviferen, trenger ikke brønnen i tillegg være klargjort for drift, kan du øyeblikkelig installere det indre hylsteret med et filter og begynne å pumpe ut med en pumpe;
• enkelt (og derfor billig) vann brukes som arbeidsvæske.

Imidlertid har denne metoden en betydelig ulempe. Det krever involvering av dyrt utstyr, noe som til slutt fører til en betydelig økning i kostnadene for hele boreprosessen som helhet.

Derfor utføres boring med et "omvendt vassdrag" bare i de tilfellene når brønnen er designet for drift av flere husstander samtidig. Men i tilfelle brønnen er designet for individuell drift, er det mye mer fornuftig å bruke roterende boreteknologi med et direkte vassdrag.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Video nr. 1. Visuell demonstrasjon av den roterende boreprosessen i trinn:

Video nr. 2. Analyse av roterende teknologi og prinsipper for brønnarrangement:

Video nr. 3. Vann sirkulasjon under roterende boring:

Situasjonen med nærvær og dybde av akviferer kan være veldig forskjellig fra sted til sted (men et sted er det ingen i det hele tatt, som på øya Madeira).

Når du designer en brønn og velger den optimale metoden for rotasjonsboring, bør eksisterende kart over velprøvde akviferer brukes. Dette vil spare deg for mye tid og penger.

Fortell oss om din erfaring med å utvikle en brønn ved bruk av roterende teknologi. Del teknologiske nyanser som er nyttige for besøkende. Legg igjen kommentarer i blokkeringsskjemaet nedenfor, legg inn et bilde og still spørsmål om artikkelen.