Metoder för borrning av brunnar: teknologiska principer och funktioner för de viktigaste metoderna

Enheten i vattenbrunnen är associerad med användningen av olika borrmetoder. Lösa och vattenmättade jordar extraheras med hjälp av en bailer. För borrning genom lera- och bergformationer används brunnsborrningsmetoder baserade på rotations- och vibrationsprincipen.

Arbetet omfattade mekanismer som möjliggör utveckling av jord av olika slag och på olika djup. Vi kommer att berätta hur du väljer den optimala borrtekniken som gör att du snabbt och felfritt kan gå igenom utvecklingen för en vattenintagande enhet.

För en visuell presentation av den information vi har föreslagit kompletteras texten med användbara scheman, fotosamlingar, videoguider.

Typer av borrmetoder

Tidigare borrning av vattenmassor för personligt bruk genomfördes huvudsakligen manuellt sätt. Det var en tidskrävande och långvarig process, så inte alla ägare till platsen eller stugan kunde skryta med att ha sin egen vattenförsörjningskälla.

Gradvis förskjuts mekaniska borrningar manuella metoder på grund av den betydande underlättningen och accelerationen av processen.

Idag borras nästan alla akviferer på ett mekaniserat sätt, som är baserat på jordens förstörelse, matar den till ytan på ett av två sätt: torr, när avfallsmarken tas bort från brunnen med hjälp av mekanismer och hydraulisk, när den tvättas ut med vatten som tillförs under tryck eller med tyngdkraft.

Det finns tre huvudsakliga metoder för mekanisk borrning:

• roterande (jord utvecklas genom rotation).
• chock (bursnaryad förstör marken med slag).
• vibrational (jord utvecklas av högfrekventa svängningar).

Rotationsmetoden anses vara den mest högpresterande, 3-5 gånger högre effektiviteten än chocken och 5-10 vibrationer. Dessutom är rotationsmetoden den billigaste och prisvärda, den används ofta som huvudmetoden för manuell borrning.

Mekaniska rotationsmetoder för vattenborrning ersatte de ineffektiva manuella metoderna

I sin tur är rotationsborrningsmetoden, som används allmänt för konstruktion av vattenbrunnar, uppdelad i fyra huvudtyper av borrning:

• coring;
• auger;
• chock-rep;
• Rotary.

Varje typ av rotationsborrning har sina egna egenskaper och utförs av utrustning som är speciellt konstruerad för detta. Överväg dessa typer av borrning mer detaljerat, bestäm vad deras skillnader är och vilken metod som måste tillämpas i båda fallen.

Specifikationerna om kärnborrning

Kärnborrning är en mekanisk rotationsmetod där lera eller tät sandjord utvinns i form av en cylindrisk kärna. Kärnborraren är ett tjockväggigt metallrör.

Överst på kärnborraren finns en anordning för att fästa stavarna som är nödvändiga för att bygga borrsträngen. Nedan visas en krona, vars typ väljs beroende på vilken jordkategori som ska borras.

När du kör genom kolonnmetoden förstörs jorden av en ringformad krona. Samtidigt förblir kärnkärnan intakt. För att underlätta borrprocessen på hårda och halvfasta leror, leror, stenar, spolningsvätska tillförs ansiktet.

Under kärnborrning förstörs inte jorden utan "borras" av kronen och fångas upp av kärnröret. På ytan extraheras det borrade berget i form av en kärna - en monolitisk cylindrisk stenpelare

Slam från botten avlägsnas ibland genom tvätt - pumpa en stor mängd vatten i trumman. Ofta ersätts spolning genom att blåsa med tryckluft som tillförs av kompressorn in i röret. Denna typ av borrning gör att du kan borra brunnar upp till 1000 meter djupa och med en diameter på 8 till 20 cm.

Mekanisk kärnborrning utförs av borriggar av ZIF-, UGB-, UKB-typ, monterade på KAMAZ, KRAZ-typ bilar, åkare, etc. I utföringsformen för manuell borrning kärnröret förkortas, kallas en klocka eller ett glas. Med den sista hushållsartikeln vänd upp och ner är kärnröret strukturellt likt.

Kärnborrning används i följande fall:

• mineralutforskning;
• prospekteringsborrning;
• arrangemang av akviferer av vilket djup som helst, inklusive filterlösa brunnar i bergsformationer.

För enhet privata vattenbrunnar i vissa fall används kärnmetoden innan borrskruv eller roterande borrning påbörjas, och utför både rekognoserings- och förberedande roller.

Vid konstruktion av privata brunnar används kärnborrning i kombination med chock-repborrning. Lerlager passerar genom ett kärnrör.Lösa sand, grus och sten med sandaggregat som inte dröjer kvar i kärnröret avlägsnas från trumman genom zheloning.

När det gäller effektivitet är kärnmetoden något underordnad skruvmetoden för att borra vattenbrunnar. De borrar skruv snabbare, men det tillåter inte att frigöra stammen helt från borrat berg. De används sällan i par. Och om det ges, passerar de första metrarna med en skruv.

Kronor förstör inte jorden, men skär den noggrant runt omkretsen och bildar "kolumner" - kärnor, studera vilka du kan göra en hydrologisk del av platsen

Begagnad utrustning och verktyg

Följande verktyg används för kärnborrning:

• borrbitar tillverkade av diamant eller annat hårdmetallmaterial (stål, volfram, vin);
• kärnrör;
• rör för avlägsnande av slam;
• stänger som krävs för att bygga borrsträngen;
• kopplingsfogar, adaptrar mellan rör, spolningstätning.

Vid borrning i stenar sliter borrbiten snabbt och måste bytas ut. Materialet i kronan är dyrt, motstår enorma belastningar, de mest använda diamantborrningsalternativen.

Alla verktyg som används i borrprocessen måste anpassas, dvs. lokaliserad exakt relativt borraxeln.

Kärnborrningsteknik

Huvuddelen av kärnborrning är passagen av berget med dess fulla bevarande i kärnröret. dvs under driften av borrutrustning förstör krönan på ringen jorden, som, när den går djupare, skjuts in i kärnröret och hålls i den på grund av sin egen täthet.

När man tar bort det fyllda röret från arbetsaxeln, frigörs det från kärnan genom att knacka med en slägga.

Den fasade borrprocessen är som följer:

• borrkronan är ansluten till kärnröret;
• kärnröret är anslutet till stängerna, som växer när de fördjupas;
• den övre stången är fixerad i borriggen;
• borrningen roterar borrsträngen och "skruvar" den gradvis i marken;
• kärnröret fylls gradvis med kärnstoppat jord i dess hålighet;
• efter körning 50 - 70 cm tas borrsträngen bort till ytan, stängerna kopplas ur i tur och ordning tills kärnröret har tagits bort;
• röret befrias från sticklingar;
• det tomma skalet sänks igen till ansiktet, vilket ökar borrsträngen med stavar.

Åtgärder utförs i den beskrivna ordningen tills brunnen avslöjar akvifern och dyker 50 cm i det underliggande vattentäta berget.

Om fixering av den övre akvifären inte är målet att sjunka, kan de övre skikten borrning med spolning. I detta fall säljer pumpen spolningslösningen genom slangen in i rören. Sedan bär lösningen den utvecklade jorden till ytan.

Om syftet med brunnens arrangemang inte är en akvifer i sanden kan borrning spolas innan du når berget

Bra styrkor och svagheter

Jämfört med chock-repet och rotationsmetoderna för mekanisk borrning utförs kärnborrning ganska snabbt, vilket avsevärt minskar arbetstiden. Dess främsta nackdel är omöjligt att lyfta lös jord och stenar mättade med vatten. Att sakta röra sig längs klipporna krävs lite för att köra stenblocken.

Fördelarna med kärnborrning inkluderar:

• hög produktivitet och förmågan att borra brunnar med ett djup på över 100 m;
• minskning av belastningar på borrutrustning på grund av förstörelse av lera, jämförbar med dess skärning;
• möjligheten att använda en mobil borrigg med kompakta dimensioner.

Kärnborrning är en av de snabbaste metoderna för att utveckla vattenintag.En brunn i sanden med dess applikation kan färdigställas på en arbetsdag. Att utvecklas manuellt vattenintag kommer att ta mycket mer tid.

Funktioner för skruvborrning

Denna typ av borrning används oftast idag vid konstruktion av vattenfärgar på privata gårdar. Ett kännetecken för skruvborrning är att det utvecklade berget avlägsnas helt från borrhålet utan att involvera ytterligare utrustning. Metoden liknar skruvning, gör att du kan borras till ett djup och samtidigt ta bort onödig jord.

Verktyget som används för borrning kallas skruv. Det är en metallstav med blad. När skruven skruvas ner i marken förstör berget som kvarstår på bladen. På grund av skruvens specifika utformning är det omöjligt att frigöra ansiktet helt från bladet. Därför används det främst för att driva de övre skikten.

Borrskruv är en snabb och billig metod som inte kräver en spolvätskereservoar

Borrning med en skruv kräver inte mycket ansträngning och ekonomiska kostnader, så omfattningen av denna metod är tillräckligt bred: prospekteringsbrunnar, läggning av kommunikationer, konstruktion av utborrade brunnar och delvis vattenborrning.

Det används nu aktivt för konstruktion av abyssinska brunnar för att inte helt ansluta nålhålet i tät jord, utan för att underlätta processen att nedsänka stammen i en tidigare förstörd sten.

Metoden är lämplig för utveckling av akviferer med ett djup på upp till 30 m på mjuka och lösa jordar och upp till 20 m på medeltätt. Efter skruvgenomträngning och installation av ett hölje måste borrhålet rengöras för oupplöst berg av borgen.

Skruven är kategoriskt inte lämplig för arbete i stenar! Den används för partiell penetrering av brunnar upp till 120 m, medan denna metod kombineras med andra: roterande, chock-rep, kärna.

Utrustning och verktyg inblandade

Borrskruv utförs av en borrigg, vars huvudelement är ett borrverktyg av skruvtyp tillverkat av höghållfast metall. Borra strängen som fördjupade byggskruvar av samma storlek.

I satsen användes ibland bladbitar som krävs för passage av lösa bergarter, samt bitar med runda eller koniska huvuden, för utveckling av hårda bergarter.

En borrigg baserad på en bil utrustad med en kraftfull motor är det bästa alternativet för borrning på avlägsna och otillgängliga platser

De flesta moderna borriggar är utrustade med ihåliga skal utrustade med vändbara lås som förhindrar att verktyget rör sig i motsatt riktning.

De skärande delarna av skruven under borrning kyls på grund av den utvecklade marken, och det utvecklade berget stiger upp i spiraler. Detta gör att du kan borra utan att stoppa, vilket avsevärt minskar tids- och energikostnaderna för att skapa en akvifer.

Borrteknik för skruv

Efter genomförandet av penetrationen, vars djup är 1,5 - 2,0 m, tas skruven bort och installeras i brunnen höljesrör. Diametern för en vattenbrunn som borrats med en skruv är 50-200 mm och beror på storleken på det använda verktyget.

Kollaps av borrhålens väggar förhindrar hölje. Detta är särskilt viktigt för lösa, sammanhängande jordar, så borrarna har en regel: när du kör sandslam och ler, använd skruvar med blad i en vinkel på 30 - 60º, och när du borrar sand med tät tillsats, ett verktyg med knivar i en vinkel på 90º.

Med en mindre lutning av skruvspiralns varv leder ett större skruvblad skruven till ytan.

Skruvborrning kräver inte spolvätska, berget som utvecklats med hjälp av en mejsel bringas till ytan på verktygsblad

För- och nackdelar med att använda en skruv

Borrskruvmetoden för borrning gör det möjligt att konstruera brunnen så snabbt som möjligt under förutsättning att skruvens storlek och lutningsvinkeln för biten valdes korrekt.

Fördelarna med skruvborrning inkluderar:

• marken stiger upp till ytan omedelbart under borrningen;
• hög hastighet för att fördjupa i marken utan teknologiska stopp;
• det finns inget behov av att spola borrhålet;
• en kompakt skruvrigg eller en handskruv kan borras inuti huset (i källaren);
• det finns inget behov av att höja den första länken till ytan och demontera / montera borrsträngen som i kärnmetoden.

Den största nackdelen med borrskruv är att det är omöjligt att arbeta på lösa och mycket hårda jordar, men samtidigt är skruven ett idealiskt verktyg för borrning i lamig, blandad (lera och sandig lera) och mjuk lerjord.

En annan nackdel som begränsar användningen av en skruv för konstruktion av akviferer är behovet av att använda en chock-repmetod för att rengöra stammen av dumpad sten.

likhet skruvspole används ofta vid manuell borrning. Det förstör också berget och tar tag i det med blad för extraktion upp.

Rotary Drilling Feature

Roterande borrning är en metod för rotationsvibrationsborrning, i vilken förstörelsen av jorden utförs med hjälp av en bit driven i botten av brunnen från borriggens rotor. Rotorn roterar från en bilmotor eller en separat installerad elmotor genom en drivaxel.

Den utvecklade jorden tvättas ur brunnskaftet genom direkt eller omvänd spolning. Tvättlösning kan levereras antingen med tyngdkraften eller från en pumpstation.

De flesta artesiska brunnar borras med hjälp av den roterande borrmetoden: med hjälp av en roterande borrborr, följt av spolning av brunnen och fästning av höljet

Rotationsborrning används för att utveckla steniga och semi-steniga jordar med installation av djupa brunnar upp till 150 m. En roterande borrigg med en korrekt vald bit och vägda borrör klarar klippformationer.

Borrmaskiner rekommenderar att du använder denna borrmetod under följande villkor:

1. Den hydrogeologiska delen av platsen har studerats ganska bra. Det är känt att sten kommer att borras. Nivån på förekomsten av akvifern i berggrunden är känd.
2. Grundvatten har ett karakteristiskt tryck för artesiska brunnar
3. Det finns möjlighet till oavbruten leverans av processvatten för spolning av brunnen.

I de södra regionerna kan rotationsborrning genomföras året runt, och i det nordliga klimatet är tillämpningen av denna metod begränsad på grund av möjligheten att frysa spolvätskan.

Tillämpad utrustning och verktyg

Roterande borrning av vattenmassor utförs med en ram eller ett torntorn, på vilket lyftutrustning och andra delar av borriggen är belägna. Tornet gör det möjligt att höja och sänka borrsträngarna i brunnen.

Den roterande borriggen inkluderar:

• ram- eller trellistorn;
• motor med drivenhet;
• rotor och borrsträng;
• pumputrustning och spolvätskebehandlingssystem;
• lyftutrustning, tryckledning, vridbar, oljetätningar etc.

I självgående enheter används fordonets motor som motor, på grundval av vilket borrkomplexet är beläget. I detta fall regleras motorvarvtalet av borrverktygets hastighet.

En stationär eller mobil elmotor, förbränningsmotor i en bil, generatorer kan fungera som en energikälla för en roterande borrigg

Rotorn med hjälp av en växellåda överför rotation till ledningsröret, vilket i sin tur kommunicerar det till huvudborrverktyget - mejseln. Biten kan ha en annan form och är tillverkad av material med hög hållfasthet: kompositer, diamantbelagd stål etc.

För varje jordtyp väljs en speciell storlek och form på biten, vilket säkerställer hög effektivitet och penetrationsgrad.

Det speciella med roterande teknik

Roterande borrning av brunnar för vatten utförs i tre steg:

1. Stenbrytning med en mejsel.
2. Avlägsnandet av det förstörda berget till ytan genom flödet av injicerat vatten.
3. Stärka borrhålens väggar med höljesrör.

Avlägsnandet av den förstörda jorden utförs genom omvänd eller direkt tvättning. Valet av spolningsmetod beror på specifika förhållanden: brunnsdjup, jordtyp, tillgänglighet av den nödvändiga volymen spolvatten.

Vanligtvis använder privata gårdar direkt spolningsborrningsteknik, som inkluderar följande steg:

• fördjupning av bitar med stor diameter i marken;
• bitrotation under påverkan av en rotor;
• installation av borrrör och installation av vägda rör mellan dem och biten;
• avlägsnande av avfallsmark med vätsketryck med hjälp av en pump;
• höljesinstallation för att förhindra att jord sprutas in i brunnen;
• borrning med en bit med mindre diameter och upprepa hela cykeln.

Vid backspolning avlägsnas jorden från brunnen genom borrröret, och spolningsvätskan hälls mellan väggarna i brunnen och rören.

Vatten rinner genom tyngdkraften in i en tidigare förberedd reservoar, där den rengörs från jord och slam, och återgår till borrsträngen för en ny del av avfallsberg.

I vissa fall används inte direkt eller omvänd spolning vid rotationsborrning utan luftblåsning under tryck som skapas med en kompressor

För- och nackdelar med roterande borrning

Den huvudsakliga fördelen med den roterande metoden är förmågan att borra djupa brunnar med vattenintag i sprickad kalksten.

Dessutom har denna borrmetod följande fördelar:

• högkvalitativ öppning av en vattenbärare i berggrunden;
• möjligheten att anordna brunnar med stor diameter upp till 200 cm;
• hög borrhastighet, låga energikostnader.

En betydande nackdel med roterande borrning kan kallas behovet av spolning av brunnen.

Vilken borrmetod att välja?

Alla övervägda metoder för mekanisk borrning används i stor utsträckning för konstruktion av akviferer.

Sammanfattningsvis kan vi säga att:

1. Det är lämpligt att använda kärnborrning för att sjunka i lerjord i plast. Kolonnmetoden är lämplig för anordningen för de flesta vattenintagsbearbetningar; den används vid behov tillsammans med ett chockrep.
2. Skruvborrning i applikation liknar kärnmetoden. Det skiljer sig från det genom dålig rengöring av trumman, det kräver obligatorisk användning av en bailer eller långvarig tvätt av brunnen före drift.
3. Rotationsborrning är det bästa alternativet för stansning av borrhål i steniga jordar.

Kostnaden för att utveckla en brunn med hjälp av en eller annan borrmetod beror till stor del på vilken utrustning som används, liksom av de kategorier av berg som passeras av borrbarhet.

En väl vald metod för att borra en brunn hjälper inte bara till att minska tiden som används på borrning, utan kommer också att möjliggöra drift av vattenkällan i framtiden utan problem

Du kan läsa om hur man gör en borrigg med egna händer i en annan populär artikel vår webbplats.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Video nr 1. Demonstration av principen för klassisk kärnborrning med kärnutvinning med vattentryck:

Video nr 2. Funktioner för borrskruvborrning:

Video nr 3. Kärnborrning av en brunn med tvättning av botten och montering av ett dubbelt hölje, vars yttre del är gjord av stålrör, den inre polymeren:

Borrning av en akvifer är en tidskrävande process. Inte bara hastigheten på enheten för en autonom vattenkälla, utan också ekonomiska kostnader beror på riktigheten av den valda borrmetoden.

Det första du bör vara uppmärksam på när du väljer en borrmetod är jordtypen och akviforns djup. Baserat på dessa parametrar kan du välja det bästa alternativet som låter dig borra en brunn snabbt och billigt.

Vill du dela historien med att borra en brunn i ditt eget område eller användbar information om artikelns ämne? Lämna kommentarer i blocket nedan. Här kan du ställa en fråga eller peka ut kontroversiella punkter i texten.