Wiercenie odwiertów w studniach: cechy technologii i powłoki do ręcznego wiercenia i montażu

Wiercenie śrubowe studni do wody pitnej jest obecnie najpopularniejszym sposobem wiercenia na terenie prywatnych gospodarstw domowych. Możliwe jest samodzielne ustawienie płytkiej warstwy wodonośnej za pomocą ręcznego wiertła ziemnego. Aby ułatwić pracę, często używaj małych wiertnic z napędem.

Wyjaśnimy, dlaczego ta metoda jest tak popularna. Zobaczmy, czym różni się od innych metod wiercenia, w jakich sytuacjach jest skutecznie wykorzystywany. W artykule szczegółowo opisano technologię śrub i konstrukcję sprzętu wiertniczego, a także narzędzia wiertnicze stosowane w wierceniu ręcznym i mechanicznym.

Specyfika wiercenia ślimakowego

Odwiert jest wycięciem o cylindrycznym kształcie w skorupie ziemskiej, który w dużym stopniu ma mały przekrój. Jego początek nazywa się ujściem, powierzchnia boczna nazywa się ścianami, a dno kopalni nazywa się dnem.

Wybrano optymalną metodę wiercenia, biorąc pod uwagę cel funkcjonalny studni, pożądaną średnicę i głębokość. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę właściwości fizykochemiczne skał, które należy przekazać w procesie powstawania ujęcia wody.

Wpływa to również na techniczną i ekonomiczną wykonalność wiercenia w określonych warunkach. Jest to znaczący etap projektowania studni, podczas którego określane są podstawowe rozwiązania technologiczne - rodzaj używanego sprzętu i tryby wiercenia.

Techniczna i ekonomiczna wykonalność metody wiercenia ślimakowego jest ustalana z uwzględnieniem jakości odwiertu, jego trwałości, warunków budowy, a także kosztów

Podczas projektowania i późniejszego wiercenia studni należy skoncentrować się na długotrwałym użytkowaniu. Ważna jest zdolność do utrzymywania stabilnego debetu i stałej przepuszczalności wody w strefie dolnego otworu przez długi okres czasu.

Proces wiercenia studni obejmuje kilka operacji:

1. Zniszczenie skały na dnie, to znaczy oddzielenie cząstek od układu.
2. Transport odpadów gruntowych na powierzchnię.
3. Przygotowanie studni do pracy poprzez czyszczenie i układanie studni, a także płukanie ekstrakcyjne wody.

Skuteczność wiercenia zależy bezpośrednio od fizycznych i mechanicznych właściwości określonych przez naturę, a mianowicie: gęstości dodatku, porowatości, przepuszczalności niespójnych gleb, konsystencji skał spoistych ilastych.

Wskazane jest stosowanie wiertła ślimakowego do wiercenia studni o średnicy od 60 mm do 200 mm i głębokości nie większej niż 80 m w glebach odłączonych i spoistych (kategoria Ⅰ-Ⅲ w przypadku wiercenia). Do tonięcia w skale o średniej twardości (kategoria Ⅳ-Ⅵ) nie jest praktyczne stosowanie wiertarki śrubowej

Ta metoda nie jest odpowiednia do wiercenia skał, charakteryzujących się monolitycznym i krystalicznym rodzajem wiązań między cząstkami. Im silniejsze są skonsolidowane ziarna mineralne w skale, tym więcej pracy poświęca się na ich zniszczenie.

Zalety i wady metody

Wiercenie ślimakowe jest stosowane w przemyśle oraz w inżynierii lądowej i wodnej wiercenie ręczne. Jego charakterystyczną cechą jest usuwanie zniszczonej skały nie poprzez mycie cieczy lub specjalnych mieszanin gaz-ciecz, ale bezpośrednio przez detale pocisku śrubowego.

Wyróżnij wiercenie ślimakowe skierowane pionowo i poziomo. Pierwsza metoda służy do budowy warstw wodonośnych, a także do tworzenia otworów na stosy. Drugi - służy do układania komunikacji inżynierskiej w sposób bezwykopowy.

Wiercenie obrotowe miękkich skał jest najszybsze i najtańsze w porównaniu do innych metod.

Ta metoda zapewnia jednocześnie wysoki wskaźnik penetracji w glebach nieskalistych do głębokości 50-80 metrów, co pozwala na natychmiastowe utworzenie ścian roboczych poprzez zainstalowanie sznurka obudowy.

Kolejnym plusem jest ekstrakcja odpadowej gleby na powierzchnię bez podnoszenia narzędzia. I jeszcze jedno: ponieważ do wiercenia ślimaka nie jest potrzebny płyn wiertniczy, z powodzeniem stosuje się go w obszarach bezwodnych, a także w okresach z przewagą niskich temperatur.

Obecnie stosuje się wiercenie za pomocą agregatów ślimakowych:

• Do urządzenia poszczególnych studni wodnych;
• W budowie fundamentów z pali / nudzi;
• Do montażu ogrodzeń i podpór żelbetowych;
• Podczas wykonywania bezwykopowego układania komunikacji;
• Do budowy płytkich studni i dołów.

Są jednak także wady. Nie można wiercić studni w skałach o wysokiej twardości za pomocą śrub. Podczas wiercenia w twardych i półstałych glinach, glinach z warstwami wapienia mogą pojawić się komplikacje, a podczas wiercenia skał ściernych obserwuje się duże zużycie śrutowania.

Ponadto istnieje ograniczenie głębokości produkcji. W ten sposób bardzo trudno jest zbudować studnię o głębokości ponad 80 metrów.

Technologia górnictwa pionowego

Ślimak to wysokowytrzymała rura wiertnicza ze spiralną spiralą, która służy jako pionowy przenośnik ślimakowy. Pod działaniem obciążenia osiowego część robocza wiertła zostaje wprowadzona do skały i niszczy ją poprzez cięcie i rozluźnienie. Jednocześnie wiertło ślimakowe podaje glebę odpadową do spirali ślimakowej.

Proces czyszczenia studni jest ciągły i równoległy do ​​niszczenia skały. Oddzielony od dna gleby spada na śrubę obracającą się z dużą prędkością

Pod działaniem sił odśrodkowych luźna gleba unosi ostrza wiertła. Wzrost wynika z przesuwania się spirali, ponieważ tarcie gleby na ślimaku jest mniejsze niż na ścianach studni.

Tak więc zniszczona skała jest dostarczana w stanie pokruszonym z dna na powierzchnię i jest wyrzucana przez głowicę studni.Przy nieskomplikowanym transporcie gleba zajmuje 30–40% całkowitej przestrzeni między zwrotami.

Parametry kolumn ślimakowych powinny zapewnić szybki wzrost całej masy gleby zniszczonej przez śrubę. Jednak podczas wiercenia część rozluźnionej gleby kruszy się z powrotem do twarzy. Dlatego podczas wykonywania wiercenia ślimakowego wymagane jest bardziej zaawansowane czyszczenie lufy, a po zakończeniu wymagane jest obowiązkowe mycie.

Poziome kierunkowe wiercenie ślimakowe

Podczas instalowania narzędzi o różnych celach funkcjonalnych pod przeszkodami (autostrady, koleje, lasy) stosuje się wiercenie ślimakowe w kierunku poziomym.

Na początkowym etapie pracy wydobywane są dwa doły - początkowy (pracujący) i odbierający. Powinny one być na tym samym poziomie co dobrze zaprojektowana konstrukcja. Następnie niezbędne wyposażenie jest opuszczane do dołu roboczego i montowane.

Do wiercenia ślimakowego w kierunku poziomym stosuje się duże instalacje z ruchomym rotatorem wiertarskim o zwiększonym momencie obrotowym

Taki sprzęt ma długi skok posuwu i jest wyposażony w odporną na zużycie głowicę wiertarską wykonaną ze stali wysokostopowej. Ma również sondę do śledzenia wiercenia. Odbierając sygnały do ​​monitora, operator kontroluje proces i może regulować kierunek ruchu, a także kąt nachylenia głowicy wiertarskiej.

Kiedy ślimak wchodzi do dołu odbiorczego, czyli do punktu końcowego zgodnie z projektem, wiertło jest usuwane. Zamiast tego ekspander i rura są nieruchome. Następnie rozpoczyna się obrót ostrzy w przeciwnym kierunku, aby dokręcić rurę do gotowej studni. Po zakończeniu wiercenia usuwa się instalację śrubową ze studni początkowej.

Metoda bezwykopowa umożliwia układanie rur do komunikacji pod wodami gruntowymi o długości do 80 m. Ponadto wszystkie złożone prace są przeprowadzane bez pracochłonnego rozwoju wykopów, co pozwala zminimalizować czas wykonania i zmniejszyć koszty finansowe.

Poziome wiercenie śrubowe jest stosowane podczas układania rurociągów ciśnieniowych i instalowania systemów komunikacyjnych w obszarach, w których układanie innymi metodami jest niemożliwe. Główna zaleta układanie bezwykopowe - rentowność. Ponadto nie ma potrzeby stosowania betonu lub innych polimerów w celu utrzymania stabilności gotowej kopalni.

Funkcje wiercenia w różnych skałach

Podstawowymi parametrami technologicznymi wiercenia studni są obciążenie osiowe i prędkość obrotowa ślimaka przenośnika ślimakowego. Gdy obciążenie wzrasta, wskaźnik penetracji z pewnością wzrośnie, co może prowadzić do różnych sytuacji awaryjnych.

Dlatego konieczne jest, aby objętość skały oddzielonej w jednostce czasu nie przekraczała pojemności przenośnika. W przeciwnym razie na zakrętach tworzą się korki.

Prędkość wiercenia świdra zależy bezpośrednio od właściwości gleby, głębokości i średnicy studni, liczby obrotów kolumny, obciążenia osiowego na dnie, konstrukcji narzędzia użytego do niszczenia skały

Z reguły wiercone są skały ilaste, piaski luźne i średniej gęstości bez wymuszonego pchnięcia. Narzędzie śrubowe jest wprowadzane do gleby pod własnym ciężarem, a także z powodu siły reaktywnej wynikającej z dostarczania odpadowej skały do ​​ujścia cylindrycznej kopalni.

Obciążenia osiowe do 5 kN powstają zwykle podczas wiercenia początkowego studni, podczas wiercenia w litych piaszczystych glinach, glinach, glinach, mułach i mułach. Częstotliwość obrotu kolumny nie powinna przekraczać 1,7-3,3 s^-1.

Przy wyższych częstotliwościach występują wibracje wewnątrz, przez co ogniwa wiertła mogą utracić połączenie. W rezultacie wiertło pozostanie na dole, prawie niemożliwe jest jego zdobycie, co oznacza, że ​​będzie musiało wywiercić nową kopalnię. A przy niskich częstotliwościach transport gleby odpadowej na szczyt jest bardzo trudny.

Wraz ze wzrostem twardości skał rosną obciążenia osiowe. Wiercenie w glebach żwirowo-żwirowych, zamrożonych iłach, piaskach nasyconych wodą, kamieniach mułowych z dodatkiem kwarcu odbywa się przy obciążeniu osiowym 8-10 kN na bit i prędkości obrotu kolumny 1,3-2,2 s^-1.

Kamyczki i skały z włączeniem głazów metodą ślimakową nie są wiercone. Te zaokrąglone fragmenty skał są niszczone dłutem i podnoszone na powierzchnię przez bailer.

Wiercenie w piaskach o różnej gęstości i stopniu nasycenia wodą, żwirem i osadami żwirowymi odbywa się przy dużych prędkościach, a jednocześnie wzmacnia ściany obudowy obudową.

Przejście ślimaka przez gliny z miękkiego plastiku i płyn-plastik jest często skomplikowane przez tworzenie zatyczek. Kiedy cząstki gliny przyklejają się do narzędzia śrubowego, pogłębianie studni zatrzymuje się, transport zużytej skały jest bardzo trudny

Aby tego uniknąć, należy zmniejszyć prędkość wiercenia do minimum, wykonać tempo sznurka i dodać wodę do studni. Również w podobnej sytuacji pomaga okresowe podnoszenie narzędzia wiertniczego na powierzchnię i czyszczenie przylegającej gliny.

Narzędzia do wiercenia ślimaka

Narzędzia do świdrowego wiercenia studni według rodzaju konstrukcji wyróżniają się liczbą zwojów i geometrią części tnącej. Do wiercenia w twardych i półstałych glinach piaszczystych iłach często stosuje się muszle wiertnicze, których krawędź jest wyposażona w dodatkowe siekacze.

Najczęściej tylko jeden ślimak startowy bez żadnych dodatków służy do napędzania prywatnego poboru wody dla prywatnych handlowców, as wiercenia będą miały skały osadowe spójne i niespójne. Podczas pogłębiania narzędzie jest po prostu przedłużane za pomocą prętów wiertniczych.

W takim przypadku pocisk jest usuwany z odwiertu co 0,5-0,7 m, aby oczyścić samo wiertło i dno ze zniszczonej skały. Jest to bardziej ekonomiczna, ale także bardziej pracochłonna opcja wiercenia.

Aby wiercić głazy i kamyki, które można znaleźć w glebach osadowych, przełączają się na metodę liny uderzeniowej. Z reguły stosuje się do tego dłuto wykonane ze stali narzędziowej. To wiertło, skierowane od dołu, jest „wrzucane” w twarz siłą, dopóki nie zniszczy „solidnej bariery”.

Po zniszczeniu kamyka lub głazu fragmenty są usuwane na powierzchnię za pomocą szkła (rura rdzeniowa) lub bailer. Następnie ponownie przełączają się na metodę śrubową. Najczęściej do wiercenia kopalni należy stosować kilka metod wiercenia w połączeniu.

Podczas wiercenia luźnych piasków i miękkich glinów stosuje się świdry wiertnicze z ostrzami skierowanymi do dołu pod kątem 30-60 °, a do wiercenia w spoistych skałach ilastych - 90 °.

Strukturalnie świder jest rurą lub długim pełnym prętem / prętem ze spiralną spiralą

Spirala ta jest uzyskiwana przez nawijanie taśmy stalowej o wysokiej wytrzymałości o średnicy 5-7 mm na trzpień śrubowy. Jest rozciągany na rurze / pręcie, a następnie spawany.

Im większa średnica rury bazowej, tym niższa pojemność ślimaka. Jednak średnica długiego produktu jest ograniczona wytrzymałością mechaniczną ślimaka, a także technologią jego produkcji.

Obecnie produkowane są dwa rodzaje śrub:

• Z centralnym otworem, tj. Pustym;
• Ważony - bez otworu.

Aby zminimalizować zużycie przenośnika ślimakowego podczas wiercenia w skałach ściernych, taśmę stalową przykręca się do zewnętrznej krawędzi lub metalową warstwę osadza się na powierzchni.

Przy dużych prędkościach wiercenia ślimaka nad płaszczem mocowany jest specjalny adapter z dwustronnym uzwojeniem taśmy stalowej. W tym przypadku większość skały spada na przenośnik ślimakowy bez szlifowania.

Na końcu rury ze zwiniętą spiralą elementy łączące są koniecznie spawane. Istnieją dwa rodzaje połączeń śrubowych: bezgwintowe i gwintowane.W pierwszym przypadku śruby są połączone zamkami sprzęgła i utrzymywane kosztem metalowych palców za pomocą zacisków, w drugim przypadku - za pomocą śrub.

Gwintowane połączenie śrub z wiertłem umożliwia zmechanizowanie ich połączenia i rozłączenia podczas operacji podnoszenia, podczas dostarczania cieczy do powierzchni czołowej. Ale jest znaczący minus - w tym przypadku nie ma możliwości odwrotnego obrotu śrub. Dlatego połączenie bezgwintowe stało się bardziej rozpowszechnione.

Specjalne wiertnice z reguły obejmują zestaw śrub o różnych średnicach.

Najbardziej skuteczne są ślimaki z centralnym otworem, przez który powietrze lub woda są dostarczane do twarzy. Umożliwia to zmniejszenie tarcia skały o powierzchnię przenośnika ślimakowego.

Śruby drążone z gwintowanym połączeniem stosuje się podczas wiercenia z oczyszczaniem, do pompowania wody podczas wydobywania cylindrycznych wyrobisk w skorupie ziemskiej, do instalowania ładunku w studniach geofizycznych, do pompowania betonu w otwory pod paliami. Mogą być również używane jako obudowa.

Podczas wiercenia ciągłą powierzchnią środkowy kanał jest blokowany za pomocą narzędzia wiertniczego na linie.

Przegląd platformy wiertniczej

Do wiercenia śrubowego użyj jako narzędzia ręcznei zmechanizowane instalacje. Najprostszym w konstrukcji jest ręczne wiertło do ziemi. Składa się z pręta / rury z nożem w kształcie śruby i sztywno zamocowanego uchwytu w kształcie litery T.

Tego rodzaju wytaczarka jest przykręcana do podłoża jak korkociąg. W trakcie prowadzenia kopalni zwiększa się ją za pomocą prętów. Ręczne przenośniki ślimakowe są składane, dzięki czemu najwygodniej jest je transportować w samochodach osobowych. Pozwala także na zmianę długości świdra.

Za pomocą narzędzia ręcznego możesz wykonywać otwory o głębokości do 2 metrów o średnicy nie większej niż 20 centymetrów. Istnieją wiertarki silnikowe z napędem benzynowym lub elektrycznym. Ich konstrukcja obejmuje przenośnik ślimakowy, to znaczy śrubę i silnik ze skrzynią biegów. Obrót wału silnika zapewnia ruch ślimaka.

Za pomocą elektronarzędzia w obecności prętów wiertniczych do budowy można wiercić studnie o głębokości do 25 metrów. O średnicy do 30 centymetrów służy do instalacji słupów oświetlenia ulicznego, do montażu słupów ogrodzeń, dołów do kontroli fundamentu, podłoża gruntowego.

Wiercenie studni wodnych na terenie prywatnych gospodarstw domowych i formowanie otworów o dużej średnicy dla fundamentu palowego odbywa się za pomocą przenośnych małych maszyn lub wiertnic przy użyciu urządzeń mobilnych

Jednostki mobilne to małe maszyny z silnikiem elektrycznym lub gazowym. Z ich pomocą możesz szybko wiercić dobrze za dawanie przygotować dużą liczbę dołów na podpory o różnych celach funkcjonalnych.

Często takie platformy wiertnicze są wykonane w postaci przyczepy do samochodów osobowych, aby ułatwić transport do miejsca pracy.

W budownictwie cywilnym i przemysłowym do formowania wyrobisk o dużej głębokości i średnicy stosuje się specjalne urządzenia śrubowe, zamocowane na urządzeniach mobilnych - ciężarówkach, ciągnikach.

Służy do instalowania słupów dla linii wysokiego napięcia i słupów oświetlenia ulicznego, podczas instalowania słupów na stadionach, centrach sportowych, obiektach przemysłowych i lotniskach. Ponadto za pomocą przenośników wiertniczych buduje się ogrodzenie dołów i wpustów w urządzeniach mobilnych, instaluje się stosy śrub.

Przydatne wideo na ten temat

Wiercenie wiertnicze studni o głębokości 20 m w prywatnym domu:

Ten film pokazuje technologię wiercenia odwiertów poziomych do układania komunikacji pod autostradą:

Urządzenie pali z ciągłym ślimakiem o dużej średnicy z centralnym kanałem.Do pracy stosuje się wiertnicę Bauer BG-30 i wysokowydajną stacjonarną pompę do betonu Liebherr:

Metoda śrubowa zapewnia wysokie tempo wiercenia studni. Rozwój odwiertu i dostawa zagospodarowanej gleby z dna do odwiertu następuje jednocześnie i nieprzerwanie, co oszczędza czas, wysiłki wiertników i środki zainwestowane w projekt. Dlatego popularna jest również metoda wiercenia śrubowego.

Proszę zostawić komentarz w poniższym formularzu blokowym. Poinformuj nas, czy musisz użyć ręcznego świdra lub wiertła na małym urządzeniu wiertniczym za pomocą śruby. Udostępniaj subtelności technologiczne, które mogą być przydatne dla odwiedzających witrynę.