Perforarea puțurilor de bază: tehnologie și cantități de lucru

Una dintre cele mai productive și mai economice metode de formare a lucrărilor de mină este forajul cu miez. Este utilizat în explorarea terenului și în geologia ingineriei. În plus, acesta este cel mai simplu și rapid mod de a obține acces la apele subterane pentru organizarea aprovizionării cu apă.

Veți afla totul despre specificul forajului cu miez, instrumentul necesar pentru implementarea și caracteristicile aplicației din articolul nostru.

Domeniul de foraj al miezului

Forajul cu miez este o metodă care permite determinarea cu cea mai mare precizie a adâncimii acoperișului și a fundului straturilor de sol, precum și marcajul de adâncime al oglinzii apei subterane.

Tehnologia de foraj de bază este utilizată pe scară largă în următoarele industrii:

• Alimentarea cu apă în sfera industrială și privată. Foraje pentru aprovizionarea cu apă privată, organizarea aportului de apă a satelor întregi sau blocurilor orașului se realizează în mod eficient prin forajul din miez, datorită faptului că burghiul pătrunde cu ușurință până la adâncimi mari. Un proiectil de miez este capabil să ridice aproape orice rocă distrusă, cu excepția solurilor incoerente saturate cu apă și libere (nisip, pietriș, pietricele);
• Explorarea în industria minieră. Când roca trece, un impact punctual asupra solului are loc pe raza de rotație. Cu alte cuvinte, o coajă, care seamănă structural cu o țeavă, găurește o masă solidă de rocă, fără a deranja structura și starea acesteia.
• Constructii. Efectuarea cercetărilor inginerești și geologice pentru a studia proprietățile fizice și mecanice ale solurilor, starea rocilor. Tehnologia coloanelor oferă o oportunitate de a determina cu exactitate nivelul apei și de a preleva probe de apă pentru a studia agresivitatea lor în ceea ce privește betonul.

În timpul forajului cu miez, este extras un miez - o coloană de sol sau straturi de sol adiacente. Nucleul este caracterizat printr-o structură naturală integrală, care oferă o analiză cuprinzătoare a rocii studiate. Forajul cu o conductă de miez permite determinarea adâncimii rocii cu cea mai mare precizie în scopul studiului.

Forajul cu miez asigură integritatea miezului extras, ceea ce contribuie la studiul calitativ al rocii. În același timp, se efectuează curățarea de cea mai înaltă calitate a feței din roca distrusă.

Utilizarea burghiului de bază în construcții facilitează și accelerează foarte mult procesele. Un morman este ușor ciocanit în gaura pregătită de un burghiu sau este montată o structură gata de beton armat. Forajul cu miez vă permite să creați găuri cilindrice în structurile de cărămidă și beton.

Tehnologie și echipamente de lucru

Sunt cunoscute două metode de utilizare a unei burghie cu miez: lucrați cu alimentarea de lichid la față sau la uscat, adică fără noroi de foraj.

Găurirea fără utilizarea lichidului de foraj se utilizează dacă solurile incoerente sunt saturate cu umiditate naturală într-o cantitate suficientă pentru penetrare și extracție. De asemenea, apa nu este introdusă în axul de lucru atunci când treceți prin loam-plastic, moale-plastic și rigid-plastic / lut, dur și plastic nisip.

Lichidul se folosește fără greș atunci când găuri roci stâncoase și semi-stâncoase. În lipsa apei în acest caz, adâncimea este mult mai lentă. În plus, probabilitatea eșecului prematur al coroanei crește semnificativ și, prin urmare, forajul uscat este considerat mai costisitor.

Tehnologia de foraj cu miez cu spălare permite nu numai extinderea serviciului echipamentelor de lucru, ci și modul cel mai rapid și cel mai puțin consumator de timp de a elibera fața de roca distrusă

Când găuriți cu fluid de foraj, rata de adâncire crește semnificativ. Cel mai adesea, această metodă este utilizată la găurirea puțurilor cu adâncimi semnificative. Acest lucru vă permite să efectuați lucrări în cel mai scurt timp posibil, cu un risc minim de deteriorare a coroanei.

În timpul dezvoltării puțului în soluri libere, incoerente, se furnizează apă sub presiune ridicată, dacă învelișul nu este o sarcină. În acest caz, cu un flux de apă, ei spală simplu fața, eliberând arborele de lucru de solul distrus.

Principiul tehnicii de coloană

Elementul de bază în forajul miezului este o parte distructivă de tăiere montată pe partea inferioară a conductei de miez. Ii spun o coroana. Pentru scufundarea rocilor se folosesc coroane speciale echipate cu instrumente cu diamante.

Coroanele taie elemente interschimbabile care se înșurubează la marginea inferioară a tubului de miez. În procesul de forare, acestea trebuie schimbate de mai multe ori

Coroana de diamant este cea care asigură trecerea aproape fără obstacole a burghiului la o adâncime mare în timpul trecerii lucrărilor de admisie a apei către calcar. Adică, atunci când se dezvoltă puțuri îngropate în stratul de pat, în fracturile cărora, ca urmare a condensării vechi de secole, s-au format rezervele celei mai pure ape subterane.

Barele de găurit sunt schimbate în modul cel mai simplu - îndepărtează partea uzată și înșurubează o nouă coroană pe conducta de miez

Stânca este tăiată cu o coroană care se rotește cu viteze mari. Viteza de rotație a burghiului poate fi reglată în funcție de densitatea solului dezvoltat. Coroana „taie” solul numai de-a lungul marginii unui cilindru particular, a cărui parte centrală este presată în tubul central.

Pentru a extrage miezul, burghiul este ridicat la suprafață. Solul capturat de el este literalmente aruncat din burghie cu un flux de aer furnizat către partea superioară a conductei. Procesul de suflare este accelerat prin atingerea învelișului cu o trază de trac.

În timpul forajului cu miez, un segment de rocă forat în formă de con este împins în conducta de miez. Pentru a o extrage, carcasa de miez este scosă din butoi prin demontarea șirului de foraj. Nucleul este suflat și turnat din țeavă

Exercițiile de coloană în timpul trecerii rocilor puternice au o productivitate mai mare decât biții de matrice și con. Aceasta se datorează vitezei mari de rotație a burghiului, ceea ce reduce gradul de efort aplicat la dezvoltare.

În plus, daltașii distrug complet roca care va trebui să fie „scoasă” de către bailer sau pompa apa cu un cap pentru a clăti fața. De fapt, va trebui să parcurgi același segment de două ori sau chiar de trei ori: mai întâi distruge, apoi șterge. Tehnologia coloanelor vă permite să parcurgeți și să vă limpeziți fața dintr-o dată.

Mașini-unelte și platforme de foraj

Alegerea unei mașini sau a unei instalații de foraj este determinată de scopul sondei și de diametrul acesteia. Popularitatea metodei de foraj de bază determină producerea de platforme de foraj și mașini-unelte din întreaga lume. Tractoarele grele, camioanele și toate vehiculele de teren sunt potrivite pentru instalații concepute pentru foraj explorator.

Folosirea tractoarelor cu șenile grele permite forajul cu miez în zonele cu impasabilitate, acoperirea cu apă de suprafață și terenuri instabile.

Cel mai adesea, echipamentele de foraj sunt montate pe automobilele clasice MAZ, KAMAZ și Ural. Cu toate acestea, există opțiuni de montare pentru echipamente mai ușoare, care sunt utilizate pentru forarea puțurilor de apă în construcții private.

la foraj rotativ manual conducta de miez este înlocuită de predecesorul său istoric - sticla. Această carcasă este o versiune scurtată a tubului de miez, cu o margine ascuțită pe talpă. Un pahar este manual sau folosind o semănătoare cu motor, răsucit în pământ și tot ce este îngrămădit în el este îndepărtat la suprafață.

Pentru mecanizarea forajului manual al puțurilor superficiale și formarea de găuri pentru instalarea gardurilor și a turnurilor de transmisie a energiei electrice, se folosesc motoare electrice pe benzină. Aceștia raportează mișcări de rotație către șuviță sau tubul de miez

Echipament pentru scufundare și amenajare puțuri

În implementarea forajelor cu miez este nevoie de echipamente care să vă permită să lucrați în profunzime, să dezvoltați și să extrageți o mare varietate de tipuri de roci. În timpul lucrărilor, trebuie să se prevadă o creștere periodică la suprafața materialului distrus de proiectil.

Set de scule de foraj standard

Pentru o performanță de înaltă calitate a muncii necesită:

• Coji de coloană. Sunt utilizate atât pentru foraj orizontal, cât și pentru găurirea lucrărilor verticale. Folosind conducte de bază standard, găurirea este posibilă într-un unghi de până la 45 de grade. Învelișurile cu miez subțire pot fi utilizate numai pentru foraj orizontal fără șanț atunci când se pun comunicări.
• Coroane. Este un instrument care distruge roca pe care un tub de miez este echipat pentru a facilita tăierea miezului în rocă. Pentru găurirea solurilor sedimentare, coezive și incoerente, se folosesc coroane de alamă. Pentru scufundarea rocilor, formând găuri în beton, asfalt, un zid de cărămidă, coroane de carbură cu tăietori de diamante sunt produse.
• Carcasă din oțel. Sunt necesare pentru acoperirea producției - formarea puțului, produs simultan cu adâncirea acesteia. Diametrul lor este egal cu diametrul puțului. Carcasa pentru aportul de apă este selectată în avans, concentrându-se pe diametrul conductei și pompei de miez, care este planificat să funcționeze în puț.
• Rod. Acestea sunt țevi înguste răsucite între ele. Folosit pentru construirea șirului de foraj. Pur și simplu, sunt înșurubate alternativ pe partea superioară a tubului de miez, astfel încât să poată transmite mișcare de rotație la o adâncime care depășește înălțimea proiectilului.Înălțimea conductei de miez + înălțimea șirului de tije de foraj = adâncimea de producție.
• Subs. Necesar pentru a asigura îmbinarea îmbinărilor filetate cu diametre diferite care sunt prezente pe tijele de foraj, cheie de piulițespălarea garniturilor de ulei și a altor accesorii.
• Ștecherele și garniturile de spălare. Cu ajutorul lor, se asigură creșterea la suprafața solului distrus, dacă nu este necesară selectarea unui întreg miez. În acest caz, apa este furnizată pe față, spălând solul distrus sub presiune pe suprafața zilei.
• Bit. Acestea sunt folosite pentru adâncirea forajului în locurile cele mai dificile pentru trecerea burghiului. Când folosesc un pic, uneori trec de la foraj rotativ la foraj cu frânghie de șoc.

Instrumentul prezentat este un set standard pentru foraj folosind tehnologia de bază. În unele cazuri, în funcție de complexitatea dezvoltării, pot fi necesare instrumente și echipamente suplimentare.

La adâncirea minei, o șurub de tije de foraj este înșurubată secvențial în partea de sus a conductei de miez. Pentru a extrage proiectilul miezului la suprafață, tija după tija nu este tratată

Proiectarea miezului

Caracteristică constructivă coajă în timpul forajului cu miez, se datorează conservării maxime a integrității miezului și constă într-un aranjament inelar în jurul pasajului liber. Una dintre cele mai importante caracteristici este coeficientul prelevare de nucleu Este definit ca raportul dintre diametrul miezului și diametrul exterior al sculei.

Instrumentul de găurit cu miez este standardizat, diferă în principal doar în diametru. Conform caracteristicilor de proiectare, conductele de miez sunt clasificate în simple și duble. Cochilii singuri proiectați să funcționeze în condiții geologice normale sunt excelente pentru dezvoltarea puțurilor de apă.

Un instrument dublu cu o țeavă interioară care nu se rotește este utilizat doar în explorarea geologică. Este nevoie pentru a extrage probe de rocă care sunt ușor distruse sub influența unei varietăți de factori. Vă permite să luați o probă în compoziție naturală, cu un procent natural de minerale și deșeuri.

În eșantionarea pentru cercetări inginerești și geologice, în explorarea geologică și găurirea găurilor pentru instalarea suporturilor de transmisie a energiei electrice, se folosește o țeavă cu un singur miez

Toate conductele de bază sunt proiectate pentru a fi purjate, furnizate noroi de foraj în partea de jos și spălare a sondei. Partea lor de sus este echipată cu o gaură tehnologică prin care este injectat apă sau un flux de aer.

Specificitatea părții de tăiere a proiectilului

Orice coroană este prezentată sub forma unui inel cu un fir amplasat deasupra, necesar pentru înșurubarea tubului de miez și a tăieturilor situate la capătul inferior. Taietoarele sunt turnate sau sudate la această parte metalică de tăiere.

Când încolțiți, folosiți următoarele coroane:

• Carbură - mici incisiviStriată.
• Diamant - impregnat și diamant mic.

Elementele de tăiere a carburilor sunt proiectate pentru găurirea solurilor „moi”. Cu ajutorul lor, sunt găurite toate tipurile de roci argiloase de orice consistență, semi-rocă, nisip cu umiditate scăzută și umede de compoziție densă și densitate medie. Pentru a conduce prin pietre de nisip și marne, se folosesc coroane cu incisivii de tungsten-cobalt.

Incizori mici coroanele sunt destinate forajului durității medii a rocilor mici abrazivitate. Sunt echipate cu freze octogonale sau pătrate. Când incisivii sunt localizați la diferite înălțimi, se obține și sacrificarea în trepte, ale cărei avantaje au fost descrise mai sus.

Utilizarea coroanelor cu nervuri îmbunătățește circulația lichidului de spălare prin extinderea diametrului găurii de foraj

striat biți de miez proiectați pentru foraj cu roți dure abrazivitate. Cuțitele de astfel de coroane constau din oțel cilindric sau prismatic tije cu insertie de carbură. În acest caz, chiar și în cazul uzurii coroanei nu scade eficiența muncii sale.

Coroanele cu unelte cu diamante sunt proiectate pentru găurirea rocii și semi-rocii de înaltă abrazivitate.

Pentru a crește rezistența și a crește proprietățile abrazive, diamantele industriale sunt presate în masa sa turnată în timpul procesului de producție. Recent, cristalele naturale sunt adesea înlocuite cu cele cultivate artificial

Numărul de coaste este determinat de designul coroanei și de diametrul acesteia - pot fi de la trei la șase. Accelerarea procesului de distrugere a rocilor se poate realiza prin mișcarea coastelor în raport cu fața finală a coroanei. Astfel, se asigură un fund în trepte și se facilitează trecerea lichidului de spălare.

Tuburi de carcasă cu puț

Atât conductele din oțel, cât și carcasa sunt fabricate în conformitate cu GOST 51682-2000. În geologia explorării și ingineriei, acestea sunt folosite pentru a preveni prăbușirea solului în partea de jos, ceea ce nu ne-ar permite să înțelegem la ce adâncime un strat geologic este înlocuit cu altul.

aranjarea deschiderilor de admisie a apei conductele de carcasă formează pereții puțului. În carcasa asamblată din ele, este scufundat un alt șir de conducte operaționale. Acum este cel mai adesea asamblat din plastic. Carcasa de producție este echipată cu un filtru pentru reținerea boabelor de nisip și pietrișului fin în timpul pompării.

Cele mai frecvente sunt conductele cu carcasă cu articulații ale mamelonului. În același timp, conductele au un fir intern pe o parte și un fir extern pe partea opusă. Trunchiul filetat este asamblat extrem de simplu și rapid.

Atât conductele de miez, cât și carcasa sunt filetate, de la un capăt la exterior, de la celălalt la interior. Acest lucru vă permite să asamblați rapid și ușor carcasa. Dimensiunile firelor sunt unificate - orice carcasă poate servi ca o conductă de miez, doar înșurubați coroana și deasupra acesteia

Există țevi de carcasă proiectate pentru îmbinări sudate. Nu sunt utilizate în sectorul privat datorită procesului laborios de asamblare a coloanelor.

Atât carcasa cât și conductele de miez sunt realizate din oțel de calitate 45 cu grupa de rezistență "K". Pentru a crește rezistența la uzura suprafeței, capetele conductelor sunt întărite. În funcție de echipamentul de foraj utilizat și diametrul pompă submersibilă în dispozitivul de deschidere privată de admisie a apei, se folosesc conducte cu un diametru de 100 până la 200 mm.

Etapele de foraj de bază

Înainte de a începe munca, trebuie să studiați planul cadastral și să pregătiți suprafața de lucru. Este necesar să se asigure accesul nestingherit la locul de foraj atât al instalației de foraj în sine, cât și al mașinii cu lichid de spălare.

Următorul pas va fi săparea unei gropi cu un volum de cel puțin 2 metri cubi - acest lucru va evita necesitatea utilizării unui rezervor suplimentar. Groapa este proiectată pentru a scurge apa subterană și a lichidului de spălare. Pentru a instala partea principală a trunchiului, este necesar să pocniți solul.

În continuare, coroana selectată este conectată la conducta de găurit cu miez și la selecție conductă de carcasăcare se va adânci pe măsură ce se adâncește. Instalația trebuie să fie bine fixată, după care este lansată platforma de foraj.

Tehnologie coloană cu spălarea fundului apei cu cel mai simplu și rapid mod de a elibera arborele de lucru de pe stânca distrusă

Pe măsură ce burghiul este adâncit și umplut, acesta este ridicat periodic la suprafața zilei și curățat de solul capturat de instrument în timpul forajului. Apoi miezul eliberat din miez poate fi din nou scufundat în gaura puțului pentru a continua forajul.

Pentru a urca șirul de foraj, format dintr-un proiectil de miez și tije, demontate. Adică bara după bare este separată secvențial până când tubul de miez este îndepărtat din butoi.

Cea mai bună opțiune pentru dezvoltarea unui puț pentru comercianții privați este forajul cu miez, urmat de spălare. Nu trebuie prelevate probe în acest caz. Principalul lucru este să formați rapid butoiul și să îl curățați de nămol. În același timp munca de dezvoltare pentru operațiunea viitoare.

Pentru spălare, puteți utiliza orice apă, este destul de potrivită dintr-un iaz sau un râu din apropiere. Perforarea poate fi făcută și uscată dacă se dezvoltă un puț de nisip. De obicei, în acest caz, o pereche de găleți de apă sub formă de fluid de foraj este suficientă doar pentru a răci învelișul din partea de jos.

Conform tehnologiei de bază, găurile sunt găurite în beton și structuri din beton armat, fundații și pereți din cărămidă.

Când lucrați în nisip liber, cu umiditate scăzută, pentru a consolida pereții găurii din soluția de lucru, se recomandă adăugarea de sticlă lichidă sau masă de lut. În orice caz, când burghiul trece prin orizont cu o structură instabilă, se justifică întărirea pereților puțului cu conducte de carcasă.

Caracteristici tehnologice ale procesului

În procesul de aprofundare, este posibilă reglarea vitezei de găurit. Trebuie menționat că straturile de roci sedimentare se găurește cu ușurință la viteze mici. Dar la trecerea formațiunilor de roci indigene, este necesară o creștere a frecvenței de rotație. Prin metoda de găurire cu miez, este posibil să se treacă formațiuni de diferite compoziții și orice duritate.

Este necesar să se țină seama de faptul că instalația de foraj trebuie să fie amplasată pe o platformă orizontală pregătită și nivelată. Unghiul de penetrare poate fi reglat dacă diametrul găurii dezvoltate nu depășește 1 metru. Apoi verticalitatea producției este susținută de carcasă.

Țevile carcasei pot fi reutilizate dacă, imediat după scufundare, sunt scoase din mină. Un tub de miez este un înveliș reutilizabil, care nu poate fi spus pentru coroane. Forajul în orizontul sedimentar necesită cel puțin două sau chiar mai multe. Când se construiește un puț pe calcar, este imposibil să se prevadă cu exactitate numărul coroanelor șterse.

Pentru a prelungi durata de viață a miezului de diamant după ce a fost instalat sau înlocuit, partea de jos a puțului trebuie tratată cu o dalta. Această măsură va crește semnificativ rata de penetrare.

Instalația de foraj poate fi montată pe vehicule cu o capacitate mare de transport sau pe o omidă echipamente speciale în caz de muncă pe teren dificil. Echipamente mobile mai ușoare pot fi utilizate pentru găurirea cu miez a puțurilor de apă.

Avantajele și dezavantajele metodei coloanei

Datorită acțiunii punctuale a coroanei, tăierea și îndepărtarea precisă a unui singur miez pe suprafață este asigurată de-a lungul razei sale. Tehnologia este aplicabilă pentru foraj până la XII categorii, puteți lucra atât perpendicular, cât și unghi.

Unul dintre cei mai importanți indicatori ai metodei de bază este considerat productivitate ridicată și viteză de foraj.

În plus, se pot distinge următoarele avantaje:

• Volumul de foraj în cazul utilizării unui fluid de spălare sau a apei de proces este de 85%;
• Introducerea emulsiilor active în soluția de lucru face posibilă păstrarea pereților puțului în starea inițială;
• Datorită reducerii sarcinilor axiale datorită faptului că roca nu este distrusă în mod continuu, se realizează o reducere a costurilor de energie.
• Metoda vă permite să lucrați cu orice roci, inclusiv bazalt și granit.
• Când folosiți mașina mobilă prefabricată, este posibil să efectuați lucrări în locuri greu accesibile.

Alături de avantaje, forajul cu miez are și dezavantajele sale:

• Când lucrați în roci fracturate, deseori se produce blocarea miezului, ceea ce duce la necesitatea de a scoate țeava pentru a o scoate.
• În timpul trecerii rocilor dure din cauza supraîncălzirii și apucării coroanei se amortizează rapid. Pentru a evita acest lucru, este necesar să utilizați lichid de răcire și să reduceți viteza de alimentare. Drept urmare, viteza de foraj este redusă.
• Perforarea unei secțiuni mici (până la 200 mm) de foraj nu permite utilizarea unor puteri puternice submersibil Pompe.

Când se dezvoltă puțuri pentru apă în cazul utilizării unei soluții de argilă în timpul deschiderii rezervorului, există o mare probabilitate de siltare a acviferului.

Concluzii și video util pe această temă

Video 1. Etapa inițială de forare a sondei prin metoda de bază:

Video 2. Forajul cu miez în roca de granit:

Începerea operațiunilor de foraj cu miez ar trebui să fie precedată de un calcul economic. Respectarea standardelor de siguranță și a regulilor de funcționare a echipamentelor minimizează riscul eșecului, asigurând astfel eficiență ridicată, viteză de foraj și scăderea costurilor economice.

Doriți să vă împărtășiți doar subtilitățile cunoscute ale tehnologiei cu coloane? Aveți informații utile pe tema articolului? Vă rugăm să scrieți comentarii în formularul de mai jos, puneți întrebări și postați fotografii pe subiectul articolului.