Skruvborrning av brunnar: funktioner i teknik och skal för manuell borrning och installation

Borrning av brunnar för dricksvatten är det mest populära sättet att borra idag på privata hushålls territorium. Det är möjligt att självständigt anordna en ytvatten med hjälp av en manuell lantborr. För att underlätta arbetet, använd ofta små borriggar i mindre storlek med en enhet.

Vi kommer att förklara varför den här metoden är så populär. Låt oss se hur det skiljer sig från andra borrningsmetoder, i vilka situationer det används effektivt. Artikeln beskriver i detalj skruvtekniken och utformningen av borrutrustning samt borrverktyg som används vid manuell och mekanisk borrning.

Specifikationerna för skruvborrning

Ett borrhål är en bearbetning av en cylindrisk form i jordskorpan, som till stor del har ett litet tvärsnitt. Dess början kallas munnen, sidoytan kallas väggarna och gruvens botten kallas botten.

Den optimala metoden för borrning väljs med hänsyn till brunnens funktionella syfte, önskad diameter och djup. Det är viktigt att ta hänsyn till de fysikomekaniska egenskaperna hos klipporna som måste passeras vid processen för bildning av vattenintag.

Den tekniska och ekonomiska genomförbarheten av borrning under specifika förhållanden påverkar också. Detta är ett betydande steg i utformningen av brunnar, under vilka de grundläggande tekniska lösningarna bestäms - vilken typ av utrustning som används och borrlägen.

Den tekniska och ekonomiska genomförbarheten för skruvborrmetoden bestäms med hänsyn till brunnens kvalitet, dess hållbarhet, konstruktionsvillkor samt kostnad

Vid konstruktion och efterföljande borrning av vattenbrunnar är det nödvändigt att fokusera på långvarig användning. Förmågan att upprätthålla en stabil debitering och konstant vattenpermeabilitet i bottenhålzonen under en lång tidsperiod är viktig.

Brunnsborrningsprocessen innefattar flera operationer:

1. Förstörelse av berget i botten, det vill säga separering av partiklar från matrisen.
2. Transport av avfallsmark till ytan.
3. Förbereda brunnen för drift genom att rengöra och ordna brunnen samt spolning av vattenuttag.

Effektiviteten av borrning beror direkt på de fysiska och mekaniska egenskaperna som fastställts av naturen, nämligen: tillsatsens täthet, porositet, permeabilitet hos sammanhängande jordar, konsistensen hos lera sammanhängande bergarter.

Det är tillrådligt att använda skruvborrning för borrning av brunnar med en diameter från 60 mm till 200 mm och ett djup på högst 80 m i bortkopplade och sammanhängande jordar (kategori Ⅰ-for för borrbarhet). För att sjunka i sten med medelhårdhet (kategori Ⅳ-Ⅵ) är det inte praktiskt att använda en skruvborr

För borrsten, kännetecknad av monolitiska och kristallina bindningar mellan partiklar, är denna metod inte lämplig. Ju starkare de konsoliderade mineralkornen i berget, desto mer arbete läggs på att förstöras.

Fördelar och nackdelar med metoden

Borrskruv används i industrin och inom anläggningsteknik och i manuell borrning. Dess kännetecken är att det förstörda berget avlägsnas inte genom att tvätta vätska eller speciella gas-vätskeblandningar, utan direkt med detaljer om skruvprojektilen.

Skilj vertikalt och horisontellt riktat borr. Den första metoden används för konstruktion av akviferer, samt för bildning av hål för högar. Den andra - används när man lägger teknisk kommunikation på ett diken.

Rotationsborrning av mjuk sten är den snabbaste och billigaste jämfört med andra metoder.

Denna metod ger samtidigt en hög penetrationsgrad i icke-stenig jord till ett djup av 50-80 meter, vilket gör att du omedelbart kan bilda arbetsväggarna genom att installera en höljesträng.

Ett annat plus är utvinning av avfallsmark till ytan utan att lyfta verktyget. Och en sak till: eftersom ingen borrvätska behövs för skruvborrning används den framgångsrikt i vattenfria regioner och används också i perioder med en övervägande låg temperatur.

Idag används borrning med skruvaggregat:

• För anordningen av enskilda vattenbrunnar;
• Vid konstruktion av fundament från skruv / borrhögar;
• För installation av stängsel och armerad betongstöd;
• Vid utförande av dikenfri kommunikation;
• För konstruktion av grunda brunnar och gropar.

Men det finns också nackdelar. Det är omöjligt att borra en brunn i stenar med hög hårdhet med skruvar. Vid borrning i hårda och halvfasta leror, leror med mellanlägg av kalksten, kan komplikationer uppstå, och vid borrning av slipande stenar noteras en stor konsumtion av borrskott.

Dessutom finns det en begränsning av produktionsdjupet. Det är mycket svårt att bygga en brunn med ett djup på mer än 80 meter på detta sätt.

Vertikal gruvteknik

Skruven är ett höghållfast borrrör med en spiralformad spiral som fungerar som en vertikal skruvtransportör. Under axiell belastning införs borrens arbetsdel i berget och förstör den genom skärning och lossning. Samtidigt matar skruvborr avfallsmarken till skruvspiralen.

Brunnrengöringsprocessen är kontinuerlig och parallell med förstörelsen av berget. Separerad från jordens botten faller på en skruv som roterar med hög hastighet

Under påverkan av centrifugalkrafter stiger den lossna jorden upp i borrsträngen. Uppgången beror på att den glider i en spiral, eftersom friktion av marken på skruven är mindre än på väggarna i brunnen.

Så den förstörda berget levereras i krossat tillstånd från botten till ytan och kastas ut genom brunnhuvudet.Med okomplicerad transport fyller jorden 30-40% av det totala svängrumsytan.

Parametrarna för skruvkolonnerna ska ge en snabb ökning av hela massan av jord som förstörs av skruven. Men under borrning smälter en del av den lossna jorden tillbaka till ansiktet. Därför, vid utförande av skruvborrning, krävs en mer förbättrad rengöring av trumman, och vid slutförande krävs obligatorisk tvätt.

Horisontell riktningsskruvborrning

Vid installation av verktyg med olika funktionella ändamål under hinder (motorvägar, järnvägar, skogar) används horisontellt riktad skruvborrning.

I det första arbetsskedet grävs två gropar - det första (arbetar) och det mottagande. De ska vara på samma nivå med den designade brunnen. Därefter sänks den nödvändiga utrustningen ner i arbetsgropen och monteras.

För skruvborrning i horisontell riktning används stora anläggningar med en rörlig borrrotator med ökat vridmoment

Sådan utrustning har en lång matningsslag och är utrustad med ett slitstark borrhuvud tillverkat av höglegerat stål. Den har också en sond för att spåra borrning. När operatören tar emot signaler till monitorn styr han processen och kan justera rörelseriktningen, såväl som borrhuvudets lutningsvinkel.

När skruven går in i mottagargropen, det vill säga slutpunkten enligt projektet, tas borren bort. Istället är expanderaren och röret fixerade. Därefter börjar rotationen av bladen i motsatt riktning för att dra åt röret i den färdiga brunnen. I slutet av borrarbetet tas en skruvinstallation bort från startgropen.

Den grävfria metoden möjliggör läggning av rör för kommunikation under grundvatten upp till 80 m. Dessutom utförs allt komplext arbete utan den ansträngande utvecklingen av diken, vilket gör det möjligt att minimera genomförandetiden och minska de finansiella kostnaderna.

Horisontell skruvborrning används vid läggning av tryckledningar och installation av kommunikationssystem i områden där läggning med andra metoder är omöjlig. Huvudfördel dikenfri läggning - lönsamhet. Dessutom finns det inget behov av att använda betong eller andra polymerer för att upprätthålla stabiliteten hos den färdiga gruvan.

Funktioner av borrning i olika stenar

De grundläggande tekniska parametrarna för borrborrning är axiell belastning och rotationshastighet hos skruven på skruvtransportören. När lasten ökar kommer penetrationsgraden säkert att öka, vilket kan leda till olika nödsituationer.

Därför är det nödvändigt att se till att volymen av berg som är separerad per tidsenhet inte överskrider transportörens kapacitet. Annars bildas trafikstockningar på svängarna.

Snabbborrhastigheten beror direkt på jordens egenskaper, brunnens djup och diameter, antalet varv i kolonnen, axiell belastning på botten, utformningen av verktyget som används för att förstöra berget

Som regel borras leriga lerarter, lösa och medelstora sandstränder utan tvingat tryck. Skruvverktyget införs i jorden under sin egen vikt, liksom på grund av den reaktiva kraften som uppstår från tillförsel av avfallsberg till munningen av en cylindrisk gruva.

Axialbelastningar på upp till 5 kN skapas vanligtvis vid uppstartborrning av en brunn, när man borrar i massiva sandströmmar, lerar, leror, lerstenar och lutstenar. Kolonnens rotationsfrekvens bör inte överstiga 1,7-3,3 s^-1.

Vid högre frekvenser uppstår vibrationer inuti, på grund av att borrsträngens länkar kan tappa anslutningen. Som ett resultat kommer borren att vara kvar i botten, det är nästan omöjligt att få det, vilket innebär att det kommer att behöva borra en ny gruva. Och vid låga frekvenser är transport av avfallsjord till toppen mycket svårt.

Med ökande hårdhet för stenar ökar axiella belastningar. Borrning i grus- och trägrusjordar, frysta lutor, vattenmättade sandstrandar, silsten med inkludering av kvarts utförs med en axiell belastning på 8-10 kN per bit och en kolonns rotationshastighet på 1,3-2,2 s^-1.

Kiselstenar och stenar med inkludering av stenblock enligt skruvmetoden borras inte. Dessa avrundade stenfragment förstörs med en mejsel och lyfts upp till ytan av en borgen.

Borrning i sand med olika tätheter och grader av mättnad med vatten, grus och grusavlagringar utförs med hög hastighet och samtidigt stärker husets väggar med hölje.

Skruvpassage genom mjukplast- och vätskeplast-leror är ofta komplicerat av bildandet av pluggar. När lerpartiklar håller sig fast vid skruvverktyget, fördjupning av brunnen stannar, är transporteringen av det förbrukade berget mycket svårt

För att undvika detta, minska borrhastigheten till ett minimum som möjligt, takt i strängen och tillsätt vatten till brunnen. I en liknande situation hjälper också den periodiska lyftningen av borrverktyget till ytan och rengöring av vidhäftande lera.

Skruvborrverktyg

Verktyg för skruvborrning av brunnar efter konstruktionstyp skiljer sig av antalet varv och skärdelens geometri. För borrning i massivt och halvfast sand- och lerväska används ofta borrskal, vars kant är utrustad med ytterligare snitt.

Oftast används endast en startskruv utan några tillägg för att driva privat vattenintag för privata handlare borrning kommer att ha sedimentära sammanhängande och sammanhängande bergarter. Vid fördjupning förlängs verktyget helt enkelt med borrstänger.

I detta fall avlägsnas projektilen från borrhålet varje 0,5 - 0,7 m för att rensa själva borren och botten från det förstörda berget. Detta är ett mer ekonomiskt, men också mer besvärligt alternativ för borrning.

För att borra stenblock och stenar som finns i sedimentära jordar växlar de till chock-repmetoden. Som regel används en mejsel av verktygsstål för detta. Denna borr, som pekas från botten, "kastas" i ansiktet med kraft tills den förstör den "solida barriären".

Efter förstörelsen av sten eller stenblock avlägsnas fragmenten till ytan med ett glas (kärnrör) eller öskar. Sedan växlar de igen till skruvmetoden. För att borra en gruva måste man ofta använda flera borrmetoder i kombination.

Vid borrning av lösa sandar och mjuka leror används borrskruvar med blad vända mot botten för vinklar på 30-60 ° och för borrning i sammanhängande lerarter - 90 °.

Strukturellt sett är skruven ett rör eller en lång massiv stång / stång med en spiralformad spiral

Denna spiral erhålls genom lindning av höghållfast ståltejp med en diameter på 5-7 mm på en skruvdorn. Den sträckes på ett rör / stång och svetsas sedan.

Ju större basrörets diameter är, desto lägre är skruvens transportkapacitet. Emellertid begränsas den långa produktens diameter av skruvens mekaniska styrka, liksom tekniken för dess produktion.

Idag tillverkas två typer av skruvar:

• Med ett centralt hål, dvs ihåligt;
• Vägt - inget hål.

För att minimera slitaget på skruvtransportören under borrning i slipande stenar skruvas en stålremsa på ytterkanten eller ett metallskikt avlagras på ytan.

Vid höga hastigheter av skruvborrning ovanför skalet är en specialadapter med tvåvägslindning av remsstål fixerad. I detta fall faller huvuddelen av berget på en skruvtransportör utan slipning.

Vid rörets ände med en lindad spiral är anslutningselementen nödvändigtvis svetsade. Det finns två typer av skruvanslutning: gängfri och gängad.I det första fallet är skruvarna anslutna med kopplingslås och hålls på bekostnad av metallfingrar med klämmor, i det andra fallet - genom skruvning.

Den gängade anslutningen av skruvarna i borrsträngen gör det möjligt att mekanisera deras anslutning och frånkoppling vid utförande av lyftoperationer, när man tillför vätska till ytan. Men det finns ett betydande minus - det finns ingen möjlighet till omvänd rotation av skruvarna i detta fall. Och därför har en trådlös anslutning blivit mer utbredd.

Speciella borriggar inkluderar som regel en uppsättning skruvar med olika diametrar.

De mest effektiva är skruvarna med ett centralt hål genom vilket luft eller vatten tillförs ansiktet. Detta gör det möjligt att minska bergens friktion på skruvtransportörens yta.

Ihåliga skruvar med en gängad typ av anslutning används vid borrning med en spolning, för att pumpa vatten under utgrävningen av cylindriska bearbetningar i jordskorpan, för att installera en laddning i geofysiska brunnar, för att pumpa betong i öppningar under pålar. De kan också användas som hölje.

Vid borrning med en kontinuerlig yta blockeras den centrala kanalen med ett borrverktyg på ett rep.

Översikt över borrrigg

För skruvborrning, använd som handverktygoch mekaniserade installationer. Det enklaste i designen är en manuell jordborr. Den består av en stång / rör med en skruvformad kniv och ett styvt fixerat T-handtag.

Denna typ av borrverktyg skruvas i marken som en korkskruv. I processen att köra en gruva ökas den med barer. Manuella jordskruvar är gjorda hopfällbara så att det är mest bekvämt att transportera dem i personbilar. Det låter dig också ändra längden på skruvborrsträngen.

Med ett handverktyg kan du göra hål upp till 2 meter djupa med en diameter på högst 20 centimeter. Det finns motorborrar med bensin eller elektrisk enhet. Deras design inkluderar en skruvtransportör, det vill säga en skruv, och en motor med en växellåda. Rotationen av motoraxeln ger rörelse av skruven.

Med hjälp av ett elverktyg i närvaro av borrstänger för byggnad kan du borra brunnar upp till 25 meters djup. Med en diameter på upp till 30 centimeter används den för installation av gatubelysningsstolpar, för installation av staketstänger, gropar för inspektion av grunden, jordbotten.

Borrning av vattenbrunnar på privata hushålls territorium och bildning av hål med stor diameter för högfundamentet utförs av bärbara små maskiner eller borriggar med mobil utrustning

Mobila enheter är små maskiner med el- eller gasmotor. Med deras hjälp kan du snabbt borra bra för att ge förbereda ett stort antal gropar för stöd av olika funktionella ändamål.

Ofta tillverkas sådana borriggar i form av en släpvagn för personbilar för att underlätta transport till arbetsplatsen.

I civil- och industriell konstruktion används skruvspecialutrustning, fixerad på mobil utrustning - lastbilar, traktorer för bildning av arbeten med stort djup och diameter.

Det används vid installation av pyloner för högspänningsledningar och gatubelysningsstolpar, vid installation av pyloner för stadioner, idrottscentra, industrianläggningar och flygfält. Dessutom, med hjälp av skruvborriggar, är tungan och spåren inhägnad av gropar byggd på mobil utrustning, installeras skrughögar.

Användbar video om ämnet

Borrskruvborrning av en vattenbrunn som är 20 m djup i ett privat hushåll:

Den här videon visar tekniken för horisontell borrbrunnsborrning för kommunikation under motorvägen:

Enheten med högar med en kontinuerlig skruv med stor diameter med en central kanal.För arbete används Bauer BG-30 borrigg och Liebherr högpresterande stationär betongpump:

Skruvmetoden ger höga borrborrningshastigheter. Utvecklingen av brunnen och tillförsel av avfallsmark från botten till munnen av utvecklingen sker samtidigt och kontinuerligt, vilket sparar tid, och ansträngningarna från borrare och de medel som investerats i projektet. Därför är metoden för skruvborrning också populär.

Lämna kommentarer i blockformuläret nedan. Berätta om du var tvungen att använda ett handhållet skruvverktyg eller borra på en liten borrigg med en skruv. Dela tekniska subtiliteter som kan vara användbara för besökare.