Phương pháp khoan giếng: nguyên lý công nghệ và tính năng của các phương pháp chính

Thiết bị của giếng nước có liên quan đến việc sử dụng các phương pháp khoan khác nhau. Đất lỏng và nước bão hòa được chiết xuất bằng cách sử dụng một người bảo lãnh. Để khoan xuyên qua đất sét và đá hình thành, phương pháp khoan giếng dựa trên nguyên lý quay và rung được sử dụng.

Công việc liên quan đến các cơ chế cho phép phát triển các loại đất khác nhau và ở các độ sâu khác nhau. Chúng tôi sẽ cho bạn biết cách chọn công nghệ khoan tối ưu cho phép bạn nhanh chóng và hoàn hảo trong quá trình phát triển cho một thiết bị lấy nước.

Để trình bày trực quan các thông tin chúng tôi đã đề xuất, văn bản được bổ sung bởi các chương trình hữu ích, bộ sưu tập ảnh, hướng dẫn bằng video.

Các loại phương pháp khoan

Việc khoan các tầng ngậm nước trước đây để sử dụng cá nhân được thực hiện chủ yếu cách thủ công. Đó là một quá trình tốn nhiều thời gian và thời gian, vì vậy không phải mọi chủ sở hữu của trang web hoặc ngôi nhà đều có thể tự hào có nguồn cung cấp nước của riêng mình.

Dần dần, khoan cơ giới hóa thay thế các phương pháp thủ công do sự thuận lợi và gia tốc đáng kể của quá trình.

Ngày nay, hầu hết các tầng ngậm nước đều được khoan theo cách cơ giới hóa, dựa trên sự phá hủy của đất, đưa nó lên bề mặt theo một trong hai cách: làm khô, khi đất thải được loại bỏ khỏi giếng bằng cơ chế và thủy lực, khi nó bị rửa trôi bởi nước dưới áp lực hoặc trọng lực.

Có ba phương pháp khoan cơ học chính:

• Xoay (đất được phát triển bằng cách luân chuyển).
• Sốc (bursnaryad phá hủy mặt đất bằng những cú đánh).
• Rung (đất được phát triển bởi các dao động tần số cao).

Phương pháp xoay được coi là hiệu suất cao nhất, hiệu quả cao hơn 3-5 lần so với sốc và 5-10 rung. Ngoài ra, phương pháp quay là rẻ nhất và giá cả phải chăng, nó thường được sử dụng làm phương pháp khoan thủ công chính.

Phương pháp quay cơ học của khoan giếng nước thay thế các phương pháp thủ công không hiệu quả

Đổi lại, phương pháp khoan xoay, được sử dụng rộng rãi để xây dựng giếng nước, được chia thành bốn loại khoan chính:

• cốt lõi;
• máy khoan;
• dây sốc;
• quay.

Mỗi loại khoan xoay có những đặc điểm riêng và được thực hiện bởi thiết bị được thiết kế đặc biệt cho việc này. Xem xét các loại khoan này chi tiết hơn, xác định sự khác biệt của chúng là gì và phương pháp nào phải được áp dụng trong từng trường hợp.

Các chi tiết cụ thể của khoan lõi

Khoan lõi là một phương pháp quay cơ học, trong đó đất sét hoặc đất cát dày đặc được khai thác dưới dạng lõi hình trụ. Mũi khoan lõi là một ống kim loại có thành dày.

Trên đỉnh của mũi khoan lõi là một thiết bị để gắn các thanh cần thiết để xây dựng chuỗi khoan. Dưới đây là một vương miện, loại được chọn tùy thuộc vào loại đất được khoan.

Khi lái xe qua phương pháp cột, đất bị phá hủy bởi một vương miện hình khuyên. Đồng thời, lõi vẫn còn nguyên. Để tạo điều kiện cho quá trình khoan trên các ổ cứng và bán rắn, đất sét, đá, chất lỏng xả được cung cấp cho mặt.

Trong quá trình khoan lõi, đất không bị phá hủy, nhưng được khoan bởi vương miện và bị bắt bởi ống lõi. Trên bề mặt, đá khoan được khai thác dưới dạng lõi - một cột đá hình trụ nguyên khối

Bùn từ đáy đôi khi được loại bỏ bằng cách rửa - bơm một lượng lớn nước vào thùng. Thông thường, xả nước được thay thế bằng cách thổi bằng khí nén do máy nén cung cấp vào đường ống. Kiểu khoan này cho phép bạn khoan giếng sâu tới 1000 mét và có đường kính từ 8 đến 20 cm.

Khoan lõi cơ học được thực hiện bằng các giàn khoan loại ZIF, UGB, UKB, được gắn trên các loại xe KAMAZ, KRAZ, xe trượt tuyết, v.v. Trong phương án cho khoan thủ công ống lõi được rút ngắn, gọi là chuông hoặc kính. Với vật dụng gia đình cuối cùng bị đảo lộn, ống lõi có cấu trúc tương tự nhau.

Khoan lõi được sử dụng trong các trường hợp sau:

• thăm dò khoáng sản;
• khoan giếng thăm dò;
• sắp xếp các tầng chứa nước ở bất kỳ độ sâu nào, bao gồm các giếng không lọc trong các thành tạo đá.

Đối với thiết bị giếng nước tư nhân trong một số trường hợp, phương pháp cốt lõi được sử dụng trước khi bắt đầu khoan hoặc khoan quay, thực hiện cả vai trò trinh sát và chuẩn bị.

Trong việc xây dựng các giếng riêng, khoan lõi được sử dụng kết hợp với khoan dây sốc. Các lớp đất sét đi qua một ống lõi.Cát, sỏi và sỏi lỏng lẻo với cốt liệu cát không tồn tại trong ống lõi được lấy ra khỏi thùng bằng cách chạy.

Về hiệu quả, phương pháp cốt lõi có phần thua kém so với phương pháp vít khoan giếng nước. Họ khoan khoan nhanh hơn, nhưng nó không cho phép giải phóng hoàn toàn thân cây khỏi đá khoan. Chúng hiếm khi được sử dụng theo cặp. Và nếu nó được đưa ra, thì vài mét đầu tiên trôi qua với một ốc vít.

Các vương miện không phá hủy đất, nhưng cẩn thận cắt nó xung quanh chu vi, tạo thành cột Cột - lõi, nghiên cứu mà bạn có thể tạo ra một phần thủy văn của trang web

Thiết bị và dụng cụ đã qua sử dụng

Các công cụ sau đây được sử dụng để khoan lõi:

• mũi khoan làm bằng kim cương hoặc vật liệu cacbua khác (thép, vonfram, thắng);
• ống lõi;
• đường ống để loại bỏ bùn;
• thanh cần thiết để xây dựng chuỗi khoan;
• khớp nối, bộ điều hợp giữa các đường ống, con dấu xả.

Khi khoan trong đá, mũi khoan bị mòn nhanh chóng và cần phải được thay thế. Chất liệu của vương miện đắt tiền, chịu được tải trọng khổng lồ, các tùy chọn khoan kim cương được sử dụng rộng rãi nhất.

Tất cả các công cụ được sử dụng trong quá trình khoan phải được căn chỉnh, tức là nằm chính xác tương đối với trục khoan.

Công nghệ khoan lõi

Tính năng chính của khoan lõi là lối đi của đá với sự bảo quản đầy đủ của nó trong ống lõi. Tức là trong quá trình vận hành thiết bị khoan, vương miện trên vòng phá hủy đất, khi nó đi sâu hơn, được đẩy vào ống lõi và được giữ trong đó do mật độ riêng của nó.

Khi tháo ống đầy ra khỏi trục làm việc, nó được giải phóng khỏi lõi bằng cách gõ nhẹ bằng búa tạ.

Quá trình khoan lõi theo giai đoạn như sau:

• mũi khoan được nối với ống lõi;
• ống lõi được nối với các thanh, chúng phát triển khi chúng sâu hơn;
• thanh trên được cố định trong giàn khoan;
• mũi khoan xoay chuỗi mũi khoan và dần dần vít vít nó xuống đất;
• ống lõi được lấp đầy với lõi - đất bị kẹt trong khoang của nó;
• sau khi lái xe 50 - 70 cm, dây khoan được tháo ra khỏi bề mặt, các thanh được ngắt lần lượt cho đến khi ống lõi được tháo ra;
• ống được giải phóng khỏi cắt;
• vỏ trống một lần nữa được hạ xuống mặt, tăng chuỗi khoan bằng thanh.

Các hành động được thực hiện theo thứ tự được mô tả cho đến khi giếng tiết lộ tầng chứa nước và lặn 50 cm vào đá chống thấm bên dưới.

Nếu sửa chữa tầng chứa nước trên không phải là mục tiêu của chìm, thì các lớp trên có thể xả nước. Trong trường hợp này, máy bơm bán dung dịch xả qua vòi vào đường ống. Sau đó, giải pháp mang đất phát triển lên bề mặt.

Nếu mục đích của sự sắp xếp giếng cũng không phải là tầng ngậm nước trên cát, việc khoan có thể được xả sạch trước khi chạm vào đá

Điểm mạnh và điểm yếu

So với các phương pháp sốc cơ và quay của khoan cơ học, khoan lõi được thực hiện khá nhanh, giảm đáng kể thời gian làm việc. Hạn chế chính của nó là không thể nâng đất lỏng lẻo và đá cuội bão hòa với nước. Chậm rãi di chuyển dọc theo những tảng đá, cần một chút để lái những tảng đá.

Những lợi thế của khoan lõi bao gồm:

• năng suất cao và khả năng khoan giếng với độ sâu trên 100 m;
• giảm tải cho thiết bị khoan do phá hủy đất sét, tương đương với việc cắt của nó;
• khả năng sử dụng một giàn khoan di động có kích thước nhỏ gọn.

Khoan lõi là một trong những phương pháp nhanh nhất để phát triển hoạt động lấy nước.Một giếng trên cát với ứng dụng của nó có thể được hoàn thành trong một ngày làm việc. Đang được phát triển uống nước thủ công sẽ mất nhiều thời gian hơn

Các tính năng của khoan khoan

Loại khoan này thường được sử dụng nhất hiện nay trong việc xây dựng các tầng ngậm nước trong các trang trại tư nhân. Một tính năng của khoan khoan là đá phát triển được loại bỏ hoàn toàn khỏi lỗ khoan mà không cần thiết bị bổ sung. Phương pháp này giống như vặn vít, cho phép bạn khoan đến độ sâu và đồng thời loại bỏ đất không cần thiết.

Công cụ được sử dụng để khoan được gọi là khoan. Nó là một thanh kim loại có lưỡi dao. Bắt vít xuống đất, con ốc phá hủy tảng đá, đọng lại trên lưỡi kiếm của nó. Do thiết kế cụ thể của ốc vít, không thể giải phóng hoàn toàn khuôn mặt khỏi lưỡi dao. Do đó, nó chủ yếu được sử dụng để lái các lớp trên.

Khoan Auger là một phương pháp nhanh chóng và rẻ tiền mà không cần một bể chứa chất lỏng xả

Khoan sử dụng vít không đòi hỏi nhiều nỗ lực và chi phí tài chính, vì vậy phạm vi của phương pháp này đủ rộng: giếng thăm dò, đặt thông tin liên lạc, xây dựng giếng khoan và một phần khoan nước.

Hiện nay nó được sử dụng tích cực để xây dựng các giếng Abyssinian, để không cắm hoàn toàn lỗ kim vào đất dày, nhưng để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ngâm thân cây trong một tảng đá bị phá hủy trước đó.

Phương pháp này phù hợp cho sự phát triển của tầng ngậm nước với độ sâu lên đến 30 m trên đất mềm và lỏng và lên đến 20 m trên mật độ trung bình. Sau khi khoan xuyên và lắp đặt vỏ, giếng khoan phải được làm sạch bằng đá chưa được khai thác bởi người bảo lãnh.

Máy khoan không phù hợp để làm việc trong đá! Nó được sử dụng để thâm nhập một phần giếng lên đến 120 m, trong khi phương pháp này được kết hợp với các phương pháp khác: quay, giật dây, lõi.

Thiết bị và công cụ liên quan

Khoan Auger được thực hiện bởi một giàn khoan, yếu tố chính là một công cụ khoan loại vít làm bằng kim loại có độ bền cao. Khoan chuỗi như đào sâu xây dựng các ốc vít có kích thước bằng nhau.

Trong bộ sản phẩm, đôi khi sử dụng các bit lưỡi cần thiết cho việc đi qua các tảng đá lỏng lẻo, cũng như các bit có đầu tròn hoặc hình nón, được sử dụng để phát triển các loại đá cứng.

Một giàn khoan dựa trên một chiếc xe được trang bị động cơ mạnh mẽ là lựa chọn tốt nhất để khoan ở những nơi xa xôi và khó tiếp cận

Hầu hết các giàn khoan hiện đại đều được trang bị vỏ rỗng được trang bị ổ khóa đảo ngược ngăn công cụ di chuyển theo hướng ngược lại.

Các bộ phận cắt của máy khoan trong quá trình khoan được làm mát do đất phát triển, và đá phát triển nổi lên theo hình xoắn ốc. Điều này cho phép bạn khoan mà không dừng lại, giảm đáng kể thời gian và chi phí năng lượng để tạo một tầng chứa nước.

Công nghệ khoan Auger

Sau khi hoàn thành việc thâm nhập, độ sâu là 1,5 - 2,0 m, máy khoan được gỡ bỏ và lắp đặt trong giếng ống vỏ. Đường kính của giếng nước được khoan bằng vít là 50-200 mm và phụ thuộc vào kích thước của dụng cụ được sử dụng.

Sự sụp đổ của các bức tường của lỗ khoan ngăn chặn vỏ. Điều này đặc biệt quan trọng đối với đất lỏng lẻo, không mạch lạc, do đó, người khoan có một quy tắc: khi lái xe mùn cát và loam, hãy sử dụng máy khoan có lưỡi dao ở góc 30 - 60 ,, và khi khoan cát bổ sung dày đặc, dụng cụ có lưỡi dao ở góc 90 độ.

Với độ dốc nhỏ hơn của các vòng xoắn của mũi khoan, lưỡi khoan lớn hơn mang mũi khoan lên bề mặt.

Khoan Auger không yêu cầu sử dụng chất lỏng xả, đá được phát triển với sự trợ giúp của một cái đục được đưa lên bề mặt trên các lưỡi dao

Ưu và nhược điểm của việc sử dụng vít

Phương pháp khoan khoan cho phép xây dựng giếng càng nhanh càng tốt, miễn là kích thước của mũi khoan và góc nghiêng của bit được chọn chính xác.

Những lợi thế của khoan khoan bao gồm:

• đất nổi lên bề mặt ngay lập tức trong quá trình khoan;
• tốc độ cao vào sâu trong lòng đất mà không có điểm dừng công nghệ;
• không cần phải tuôn ra giếng khoan;
• một giàn khoan nhỏ gọn hoặc một máy khoan cầm tay có thể được khoan trong nhà (dưới tầng hầm);
• không cần phải nâng liên kết đầu tiên lên bề mặt và tháo rời / lắp ráp chuỗi khoan như trong phương pháp cốt lõi.

Nhược điểm chính của khoan khoan là không thể làm việc trên đất lỏng và rất cứng, nhưng đồng thời, máy khoan là một công cụ lý tưởng để khoan trong đất mùn, hỗn hợp (đất sét và đất cát) và đất sét mềm.

Một nhược điểm khác hạn chế sử dụng vít để xây dựng tầng ngậm nước là cần sử dụng phương pháp giật dây để làm sạch thân đá bị đổ.

Tương tự khoan - cuộn sử dụng rộng rãi trong khoan thủ công. Nó cũng phá hủy tảng đá và lấy nó bằng lưỡi kiếm để khai thác.

Tính năng khoan quay

Khoan quay là một phương pháp khoan rung động quay, trong đó việc phá hủy đất được thực hiện bằng cách sử dụng một bit được điều khiển dưới đáy giếng từ rôto của giàn khoan. Rôto quay từ động cơ xe hơi hoặc động cơ điện được lắp đặt riêng thông qua trục truyền động.

Đất phát triển được rửa sạch khỏi trục giếng bằng cách xả trực tiếp hoặc đảo ngược. Dung dịch rửa có thể được cung cấp bằng trọng lực hoặc trạm bơm.

Hầu hết các giếng khai thác được khoan bằng phương pháp khoan quay: sử dụng mũi khoan quay quay, sau đó xả nước vào giếng và bảo vệ vỏ

Khoan quay được sử dụng để phát triển đất đá và bán đá với việc lắp đặt các giếng sâu lên đến 150 m. Một giàn khoan quay với một bit được chọn chính xác và các ống khoan có trọng lượng đối phó với sự hình thành đá.

Các thợ khoan khuyên nên sử dụng phương pháp khoan này trong các điều kiện sau:

1. Phần địa chất thủy văn của khu vực đã được nghiên cứu khá tốt. Được biết, đá sẽ được khoan. Mức độ xuất hiện của tầng chứa nước trong đá gốc được biết đến.
2. Nước ngầm có áp lực đặc trưng cho giếng phun nước
3. Có khả năng cung cấp nước liên tục cho quá trình xả nước giếng.

Ở các khu vực phía Nam, việc khoan quay có thể được thực hiện quanh năm và trong khí hậu phía bắc, việc áp dụng phương pháp này bị hạn chế do khả năng đóng băng của chất lỏng xả.

Ứng dụng thiết bị và dụng cụ

Khoan quay tầng ngậm nước được thực hiện bằng cách sử dụng khung hoặc tháp lưới, trên đó có thiết bị nâng và các yếu tố khác của giàn khoan. Tháp làm cho nó có thể nâng và hạ dây khoan vào giếng.

Giàn khoan kiểu quay bao gồm:

• khung hoặc tháp lưới mắt cáo;
• động cơ có ổ đĩa;
• cánh quạt và dây khoan;
• thiết bị bơm và hệ thống xử lý nước xả;
• thiết bị nâng, đường áp suất, xoay, phớt dầu, vv

Trong các đơn vị tự hành, động cơ của xe được sử dụng làm động cơ, trên cơ sở tổ hợp khoan được đặt. Trong trường hợp này, tốc độ động cơ được điều chỉnh bởi tốc độ của công cụ khoan.

Một động cơ điện cố định hoặc di động, động cơ đốt trong của ô tô, máy phát điện có thể hoạt động như một nguồn năng lượng cho một giàn khoan quay

Rôto với sự trợ giúp của một thiết bị bánh răng truyền chuyển động quay sang ống dẫn, từ đó truyền nó tới dụng cụ khoan chính - cái đục. Các bit có thể có hình dạng khác nhau và được làm bằng vật liệu cường độ cao: vật liệu tổng hợp, thép phủ kim cương, v.v.

Đối với mỗi loại đất, kích thước và hình dạng đặc biệt của bit được chọn, do đó đảm bảo hiệu quả và tỷ lệ thâm nhập cao.

Đặc thù của công nghệ quay

Khoan giếng đối với nước được thực hiện trong ba giai đoạn:

1. Đá vỡ bằng một cái đục.
2. Việc loại bỏ đá bị phá hủy lên bề mặt bởi dòng nước được bơm vào.
3. Tăng cường các bức tường của lỗ khoan bằng ống vỏ.

Việc loại bỏ đất bị phá hủy được thực hiện bằng cách rửa ngược hoặc rửa trực tiếp. Việc lựa chọn phương pháp xả rửa phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể: độ sâu giếng, loại đất, tính sẵn có của thể tích nước xả cần thiết.

Thông thường, các trang trại tư nhân sử dụng công nghệ khoan trực tiếp, bao gồm các bước sau:

• đào sâu các bit đường kính lớn vào mặt đất;
• quay bit dưới ảnh hưởng của rôto;
• lắp đặt ống khoan và lắp đặt ống có trọng số giữa chúng và bit;
• loại bỏ đất thải bằng áp suất chất lỏng bằng máy bơm;
• lắp đặt vỏ để ngăn đất rắc bên trong giếng;
• khoan với một bit đường kính nhỏ hơn và lặp lại toàn bộ chu trình.

Khi rửa ngược, đất được lấy ra khỏi giếng thông qua ống khoan, và chất lỏng xả được đổ giữa các bức tường của giếng và các đường ống.

Nước chảy theo trọng lực vào một hồ chứa đã được chuẩn bị trước đó, nơi nó được làm sạch đất và bùn, và quay trở lại chuỗi khoan cho một phần mới của đá thải.

Trong một số trường hợp, khi thực hiện khoan quay, không sử dụng xả trực tiếp hoặc đảo ngược, nhưng thổi khí dưới áp suất được tạo ra bằng máy nén

Ưu điểm và nhược điểm của khoan xoay

Ưu điểm chính của phương pháp quay là khả năng khoan giếng sâu với lượng nước trong đá vôi bị nứt.

Ngoài ra, phương pháp khoan này có những ưu điểm sau:

• mở chất lượng cao của một tàu sân bay trong đá gốc;
• khả năng bố trí giếng đường kính lớn lên tới 200 cm;
• tốc độ khoan cao, chi phí năng lượng thấp.

Một nhược điểm đáng kể của khoan xoay có thể được gọi là nhu cầu xả nước giếng.

Chọn phương pháp khoan nào?

Tất cả các phương pháp khoan cơ học được xem xét được sử dụng rộng rãi để xây dựng các tầng chứa nước.

Tóm tắt, chúng ta có thể nói rằng:

1. Khoan lõi được khuyến khích sử dụng để chìm trong đất sét nhựa. Phương pháp cột phù hợp với thiết bị của hầu hết các hoạt động lấy nước, nếu cần thiết, nó được sử dụng cùng với một dây sốc.
2. Khoan Auger trong ứng dụng tương tự như phương pháp cốt lõi. Nó khác với nó bởi việc làm sạch thùng chất lượng kém, nó đòi hỏi phải sử dụng bắt buộc một người bảo lãnh hoặc rửa giếng lâu dài trước khi vận hành.
3. Khoan quay là lựa chọn tốt nhất để đục lỗ trên đất đá.

Chi phí phát triển giếng sử dụng một hoặc một phương pháp khoan khác phần lớn phụ thuộc vào thiết bị nào được sử dụng, cũng như các loại đá được truyền qua khả năng khoan.

Một phương pháp khoan giếng được lựa chọn tốt không chỉ giúp giảm thời gian khoan mà còn cho phép vận hành nguồn nước trong tương lai mà không gặp vấn đề gì

Bạn có thể đọc về cách làm một giàn khoan bằng tay của chính mình trong một cái khác bài viết phổ biến trang web của chúng tôi.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Video số 1. Trình diễn nguyên lý khoan lõi cổ điển với chiết lõi bằng áp lực nước:

Video số 2. Các tính năng của khoan giếng khoan:

Video số 3. Khoan lõi của giếng với xả đáy và lắp đặt vỏ kép, phần bên ngoài được làm bằng ống thép, polymer bên trong:

Khoan một tầng chứa nước là một quá trình tốn thời gian. Không chỉ tốc độ của thiết bị của một nguồn nước tự trị, mà cả chi phí tài chính phụ thuộc vào tính chính xác của phương pháp khoan đã chọn.

Điều đầu tiên bạn nên chú ý khi chọn phương pháp khoan là loại đất và độ sâu của tầng chứa nước. Dựa trên các thông số này, bạn có thể chọn tùy chọn tốt nhất cho phép bạn khoan giếng nhanh chóng và không tốn kém.

Bạn có muốn chia sẻ lịch sử khoan giếng trong khu vực của bạn hoặc thông tin hữu ích về chủ đề của bài viết? Hãy để lại ý kiến ​​trong khối bên dưới. Ở đây bạn có thể đặt câu hỏi hoặc chỉ ra những điểm gây tranh cãi trong văn bản.