Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Zariadenie studne je spojené s použitím rôznych metód vŕtania. Voľné a nasýtené vodou pôdy sú odstránené s pomocou zhelonka. Na vŕtanie do ílových a skalných útvarov sa používajú metódy vrtných vrtov založené na rotačných a vibračných princípoch.

Práca zahŕňa mechanizmy, ktoré umožňujú rozvoj pôd rôzneho typu av rôznych hĺbkach. Povieme vám, ako si vybrať optimálnu technológiu vŕtania, ktorá vám umožní rýchlo a bezchybne prejsť vývojom zariadenia na prívod vody.

Pre vizuálnu reprezentáciu informácií, ktoré sme navrhli, je text doplnený užitočnými diagramami, fotografickými klipmi a video tutoriálmi.

Druhy metód vŕtania

Predtým sa vŕtanie vodonosných vrstiev na osobné použitie vykonávalo hlavne ručne. Bol to časovo náročný a zdĺhavý proces, takže nie každý majiteľ lokality alebo vila sa nemohli pochváliť vlastným zdrojom zásobovania vodou.

Postupne mechanizované vŕtanie vynucovalo manuálne metódy kvôli značnej jednoduchosti a urýchleniu procesu.

V súčasnosti sa prakticky všetky vrty zvodnených vrstiev vŕtajú mechanizovaným spôsobom, ktorý je založený na zničení pôdy, pričom sa na povrch dostáva jedným z dvoch spôsobov: suchým, keď sa odpadová zemina z vrtu odstráni pomocou mechanizmov a hydrauliky, keď sa spláchne vodou dodávanou pod tlakom alebo gravitačným prívodom.

Existujú tri hlavné spôsoby mechanického vŕtania:

  • Rotačná (pôda sa vytvára rotáciou).
  • Šok (bursnady zničí zem s údermi).
  • Vibrácie (pôda je vyvinutá vysokofrekvenčnými vibráciami).

Rotačná metóda sa považuje za najvýkonnejší, 3-5 krát účinnejší v šoku a 5-10 vibrácií. Okrem toho je rotačná metóda lacnejšia a cenovo najvýhodnejšia, často sa používa ako hlavná metóda ručného vŕtania.

Mechanické rotačné metódy vŕtania studní nahradili neefektívne manuálne metódy.

Metóda rotačného vŕtania, široko používaná na stavbu studní na vodu, je rozdelená do štyroch hlavných typov vŕtania:

  • odoberanie jadier;
  • šnek;
  • šokový kábel;
  • Rotary.

Každý typ rotačného vŕtania má svoje vlastné charakteristiky a vykonáva ho špeciálne navrhnuté zariadenie. Zvážte tieto typy vŕtania podrobnejšie, zistite, aké sú ich rozdiely a akú metódu treba v každom prípade použiť.

Špecifiká jadrového vŕtania

Jadrové vŕtanie je mechanická rotačná metóda, pri ktorej sa ílovitá alebo hustá piesková pôda extrahuje vo forme valcového jadra. Jadro vrtáku je hrubá oceľová rúrka.

V hornej časti jadra vrtáka je zariadenie na pripevnenie tyčí potrebných na zvýšenie vŕtacej kolóny. Nižšie je koruna, ktorej typ je zvolený v závislosti od kategórie vŕtanej pôdy.

Počas jadrového vŕtania sa zničenie horniny vykonáva dutou rúrkou s podošvou vybavenou korunkou Projektil vykonáva rotačno-translačný pohyb: orezáva pôdu korunkou, prehlbuje a drží zachytenú horninu v dutine rúry Škrupina, ktorej hornina je zachytená, je extrahovaná na povrch a uvoľnená zo zeme poklepaním kladivom pozdĺž stien potrubia. Jadrové vŕtanie sa používa na penetráciu hlinitých kohéznych hornín: piesčito-hlinité s hlinitou, ílom. Takýto vrták nemá voľné piesky, vodou nasýtené piesky, štrk, kamienky atď.

Pri preniknutí do jadra je zem zničená prstencovou korunkou. Vnútorná časť jadra je zachovaná v nezničenej forme. Na uľahčenie procesu vŕtania na pevných a polopevných hlinkách, íloch a horninách sa splachovacia kvapalina dodáva na dno.

Počas jadrového vŕtania nie je zem zničená, ale „vyvŕtaná“ korunkou a zachytená jadrovou rúrou. Vŕtaná hornina sa vyťahuje na povrch vo forme jadra - monolitického valcového stĺpca skaly.

Kal z tváre je niekedy odstránený preplachovaním - vháňanie veľkého množstva vody do suda. Spláchnutie je najčastejšie nahradené preplachovaním stlačeným vzduchom dodávaným kompresorom vo vnútri potrubia. Tento typ vŕtania umožňuje vŕtanie studní do hĺbky 1000 metrov a priemeru 8 až 20 cm.

Mechanické jadrové vŕtanie sa vykonáva vrtnými súpravami typu ZIF, UGB, UKB namontovanými na KAMAZ, KRAZ, približovacích traktoroch atď. Vo verzii pre ručné vŕtanie je skrátená trubica jadra, zvaná zvonček alebo sklo. S posledným, obráteným hore nohami predmetom použitia, jadro potrubia je konštrukčne podobné.

Vŕtanie jadra sa používa v nasledujúcich prípadoch:

  • geologický prieskum minerálov;
  • prieskumné vrtné vrtné práce;
  • zariadenie vodných vrtov akejkoľvek hĺbky, vrátane filtračných vrtov v skalách.

Na výstavbu súkromných studní na vodu sa v niektorých prípadoch používa základná metóda pred začatím šneku alebo rotačného vŕtania, pričom zároveň plní prieskumnú a prípravnú úlohu.

V zariadení súkromných studní sa vŕtanie jadra používa v kombinácii s rázovým káblom. Hlinené vrstvy sú jadrovou rúrkou. Voľný piesok, štrk a kamienok s piesočnatým kamenivom, ktoré sa v jadrovej rúre nevyskytujú, sa z kmeňa extrahujú zónovaním.

Pokiaľ ide o účinnosť, základná metóda je o niečo nižšia ako metóda vŕtania studní. Vrták je vŕtaný rýchlejšie, ale úplne nevypustí hlaveň z vŕtanej skaly. Zriedka sa používajú vo dvojiciach. A ak príde, šnek prechádza prvých pár metrov.

Koruny nezničia pôdu, ale opatrne ju rozrezajú po obvode a tvoria „stĺpy“ - jadrá, študujúc, ktoré môžete vytvoriť hydrologickú časť lokality

Použité zariadenie a nástroje

Na jadrové vŕtanie sa používajú tieto nástroje:

  • vrtáky vyrobené z diamantu alebo iných materiálov z tvrdých zliatin (oceľ, volfrám, vyhrá);
  • jadrová trubica;
  • potrubia na odstraňovanie kalov;
  • prúty potrebné na rozšírenie vŕtacej reťaze;
  • spojky, adaptéry medzi rúrkami, preplachovacie tesnenie.

Pri vŕtaní do skál sa koruna rýchlo opotrebováva a musí sa vymeniť. Korunkový materiál je drahý a dokáže odolať obrovskému zaťaženiu, najčastejšie sú možnosti diamantového vŕtania.

Všetky nástroje používané v procese vŕtania musia byť v súlade so zarovnaním, t. byť presne zarovnané s osou vŕtania.

Technológia jadrového vŕtania

Hlavným znakom jadrového vŕtania je prechod horniny s jej úplnou konzerváciou v jadrovom potrubí. tj počas prevádzky vŕtacieho zariadenia koruna v prstenci ničí pôdu, ktorá pri jej vniknutí je vtlačená do jadrovej rúrky a zadržiavaná v dôsledku svojej vlastnej hustoty.

Pri vyberaní naplnenej rúrky z hriadeľa sa z jadra uvoľní poklepaním kladivom.

Postup fázového jadrového vŕtania je takýto: \ t

  • vrták je pripojený k jadrovej trubici;
  • trubica kolóny je pripojená k tyčiam, ktoré sa zvyšujú pri prehlbovaní;
  • horná tyč je upevnená vo vŕtacom stroji;
  • vyvrtávačka otáča vrtákom a postupne ju „zaskrutkuje“ do zeme;
  • rúrka jadra sa postupne naplní v jadre pôdou zaseknutou jadrom;
  • po preniknutí 50 - 70 cm sa vrtná šnúra odstráni na povrch, tyče sa odpojia, až kým sa neodstráni rúrka jadra;
  • potrubie je zbavené odrezkov z vrtákov;
  • vyprázdnený projektil je opäť spustený na dno, čím sa vrtná šnúra zväčšuje o tyče.

Činnosti sa vykonávajú v opísanom poradí, až kým jamka neodhalí zvodnenú vrstvu a prehĺbi sa 50 cm do spodnej vodotesnej skaly.

Ak upevnenie hornej vodonosnej vrstvy nie je účelom penetrácie, potom sa môžu horné vrstvy vŕtať s preplachovaním. V tomto prípade čerpadlo predáva preplachovací roztok cez hadicu vnútri rúrok. Potom roztok vyvíja vyvinutú pôdu na povrch.

Ak účelom vrtného zariadenia nie je vodonosná vrstva v piesčitých sedimentoch, môže sa vŕtanie vykonávať s preplachovaním až do dosiahnutia hornín.

Vážne výhody a nevýhody

V porovnaní s rázovým a rotačným spôsobom mechanického vŕtania sa jadrové vŕtanie vykonáva pomerne rýchlo, čo výrazne skracuje čas práce. Jeho hlavnou nevýhodou je nemožnosť zdvíhania voľných pôd a kamienok nasýtených vodou. Pomaly sa pohybujúce po skalách, je potrebné pre dlhé balvany.

Výhody jadrového vŕtania zahŕňajú:

  • vysoký výkon a schopnosť vŕtať studne s hĺbkou viac ako 100 m;
  • zníženie zaťaženia vrtných zariadení v dôsledku zničenia ílovitej horniny, porovnateľné s jej rezaním;
  • možnosť použitia mobilnej plošiny kompaktných rozmerov.

Jadrové vŕtanie je jednou z najrýchlejších metód na rozvoj práce s vodou. Otvor v piesku s jeho použitím možno dokončiť za jeden pracovný deň. Manuálne vyvinutý príjem vody trvá omnoho dlhšie.

Vlastnosti vŕtania šneku

Tento typ vŕtania sa dnes najčastejšie používa pri stavbe kolektorov v súkromných farmách. Zvláštnosťou vrtného vrtáka je, že vyvýšená hornina je úplne odstránená z vrtu bez ďalšieho vybavenia. Metóda pripomína skrutkovanie, umožňuje vŕtanie do hĺbky a zároveň odstránenie nepotrebnej pôdy.

Nástroj používaný na vŕtanie sa nazýva skrutka. Jedná sa o kovovú tyč s čepeľami. Šnek zasekne do zeme a zničí skalu, ktorá sa opiera o jej lopatky. Vzhľadom na špecifickú konštrukciu skrutky nie je možné úplne uvoľniť čelnú plochu od čepele. Preto sa používa hlavne na penetráciu horných vrstiev.

Šnekové vŕtanie je rýchly a lacný spôsob, ktorý nevyžaduje nádrž na splachovaciu kvapalinu.

Vŕtanie pomocou skrutky nevyžaduje veľké úsilie a finančné náklady, preto je rozsah použitia tejto metódy dostatočne široký: prieskumné studne, kladenie komunikácií, vyvŕtané studne a čiastočne vŕtanie vody.

V súčasnosti sa aktívne používa pre zariadenie habešských studní, aby nedošlo k úplnému naplneniu studne ihly v hustej pôde a mierne uľahčili proces potopenia kmeňa do predtým zničeného kameňa.

Metóda je vhodná na vývoj vodotesných studní s hĺbkou do 30 m na mäkkých a sypkých pôdach a do 20 m na stredne hustých pôdach. Po penetrácii šneku a montáži plášťa sa musí jamka očistiť od nevyťaženej horniny škrupinami.

Šnek nie je vhodný na prácu v skalách! Používa sa na čiastočné vŕtanie studní do 120 m, pričom táto metóda je kombinovaná s inými: rotačný, rázový kábel, jadro.

Skrutka - vyvrtávací nástroj, konštrukčne pripomínajúca skrutku. Pochovaný skrutkou, zaskrutkovaním do zeme Šnekové vŕtanie - najrýchlejší spôsob výkopu. Bur však nie je určený na zachytenie a držanie skaly. Skrutka sa používa na vŕtanie studní akejkoľvek veľkosti a účelu, ktoré sa často používajú pri ručnom vývoji Mínus vŕtania skrutkou je ten, že po šneku musí byť sud vyčistený veveričkou, t.j. dvojitá diera

Príslušné zariadenia a nástroje

Šnekové vŕtanie sa vykonáva pomocou vrtnej súpravy, ktorej hlavným prvkom je skrutkovací vŕtací nástroj vyrobený z vysoko pevného kovu. Vrtná šnúra ako prehlbujúci sa nárast s vrtákmi rovnakej veľkosti.

Zahrnuté sú niekedy aj použité lopatkové nástavce, potrebné na priechod sypkých kameňov, ako aj nástavce s guľatými alebo kužeľovitými hlavami, ktoré sa používajú na výrobu pevných hornín.

Vrtná súprava založená na vozidle vybavenom výkonným motorom je najlepšou voľbou pre vŕtanie v ťažko prístupných a vzdialených miestach

Väčšina moderných vrtných súprav je vybavená dutými škrupinami, vybavenými reverzibilnými zámkami, ktoré neumožňujú pohyb nástroja v opačnom smere.

Rezné časti skrutky počas procesu vŕtania sú chladené vyvinutou pôdou a rozvinutá hornina stúpa nahor v špirálach. To umožňuje nepretržité vŕtanie, čím sa výrazne skracuje čas a náklady na energiu pri vytváraní zvodnenej vrstvy.

Technológia skrutkového vŕtania

Po dokončení prieniku, ktorého hĺbka je 1, 5-2, 0 m, sa šnek odstráni a puzdro sa namontuje do vrtu. Priemer vrtanej vody so skrutkou je 50 - 200 mm a závisí od veľkosti použitého nástroja.

Zrútenie steny vrtu zabraňuje skrini. To je dôležité najmä pre voľné sypané pôdy, takže vŕtačky majú pravidlo: použiť šneky s lopatkami umiestnenými v uhle 30–60 ° pri potopení piesočnatých hlín a hlín a pri vŕtaní hustého piesku nástroje s lopatkami v uhle 90 °.

S menším sklonom závitov závitovkovej špirály sa na povrch šneku dostáva viac nespojitých lopatiek.

Vŕtanie vrtáka nevyžaduje použitie preplachovacej kvapaliny, hornina vyvinutá vrtákom je privedená na povrch nožov nástroja

Výhody a nevýhody použitia šneku

Spôsob vŕtania závitovkového dopravníka umožňuje, aby bol prístroj čo najrýchlejšie, pokiaľ je veľkosť skrutky a uhol sklonu vrtáka zvolený správne.

Výhody vŕtania závitoviek zahŕňajú:

  • pôda pri vŕtaní okamžite stúpa na povrch;
  • vysoká rýchlosť prehlbovania do zeme bez technologických zastávok;
  • nie je potrebné prepláchnuť vrt;
  • Vnútri domu (v suteréne) možno vŕtať kompaktnú skrutkovú inštaláciu alebo ručný šnekový dopravník;
  • nie je potrebné zdvíhať prvý spoj k povrchu a demontovať / montovať vrtnú šnúru ako v stĺpcovej metóde.

Hlavnou nevýhodou vŕtania šnekov možno považovať nemožnosť pracovať na voľných a veľmi tvrdých pôdach, ale súčasne je šnekový dopravník ideálnym nástrojom na vŕtanie do hlinitých, zmiešaných (ílovitých a piesčitých hlín) a mäkkých ílových pôd.

Ďalšou nevýhodou, ktorá obmedzuje použitie závitovkového dopravníka na inštaláciu studní s vodou nesúcich nosiče, je potreba použitia metódy šokového kábla na čistenie kmeňa z valcovanej horniny.

Podobný závitovkový špirála je široko používaný pri ručnom vŕtaní. To tiež zničí kameň a uzamkne ho s jeho laloky získať ju smerom nahor.

Charakteristika rotačného vŕtania

Rotačné vŕtanie je spôsob vŕtania s rotačnými vibráciami, pri ktorom sa zničenie pôdy vykonáva pomocou sekáča umiestneného v spodnej časti vrtu z rotora vrtnej súpravy. Rotor sa otáča z motorového vozidla alebo samostatne inštalovaného elektromotora cez hnací hriadeľ.

Vyvinutá pôda sa vymyje z šachty jamky spôsobom priameho alebo spätného preplachovania. Premývací roztok môže byť dodávaný ako gravitačnou tak aj čerpacou stanicou.

Väčšina artézskych vrtov je vyvŕtaná rotačnou vŕtacou metódou: vrtákom, otočeným rotorom, po ktorom nasleduje premývanie studne a upevnenie puzdra

Rotačné vŕtanie sa používa na vytváranie skalnatých a polo-skalnatých pôd pri zriaďovaní hlbokých vrtov do 150 m. Rotačná vŕtacia súprava so správne vybraným sekáčom a ťažkými vrtnými rúrami dobre zvláda skalné útvary.

Špecialisti na vŕtanie odporúčajú používať tento spôsob vŕtania za nasledujúcich podmienok:

  1. Hydrogeologická časť lokality bola veľmi dobre študovaná. Je známe, že sa má vŕtať hornina. Úroveň výskytu vodonosnej vrstvy v podloží je známa.
  2. Podzemná voda má charakteristický tlak pre artézske studne.
  3. Existuje možnosť nepretržitej dodávky priemyselnej vody na spláchnutie studne.

V južných oblastiach je možné rotačné vŕtanie vykonávať celoročne av severnej klíme je použitie tejto metódy obmedzené z dôvodu možnosti zamrznutia premývacej kvapaliny.

Aplikované zariadenia a nástroje

Rotačné vŕtanie zvodnených vrstiev sa vykonáva pomocou rámu alebo mriežkovej veže, na ktorej sú umiestnené zdvíhacie zariadenia a ďalšie prvky vrtnej súpravy. Veža umožňuje zdvíhať a spúšťať vrtné struny do studne.

Konštrukcia rotačnej vrtnej súpravy zahŕňa: \ t

  • rámová alebo mriežková veža;
  • poháňané motorom;
  • rotorová a vŕtacia reťaz;
  • čerpacie zariadenie a čistiaci systém splachovacej kvapaliny;
  • zdvíhacie zariadenia, tlakové potrubie, otočné, olejové tesnenia atď.

V samohybných zariadeniach sa ako motor používa motor používaného vozidla, na základe ktorého sa nachádza vrtný komplex. V tomto prípade je výkon motora regulovaný rýchlosťou vŕtacieho nástroja.

Ako zdroj energie pre rotačnú vrtnú súpravu môže byť stacionárny alebo mobilný elektromotor, motor automobilu, generátory

Rotor pomocou prevodového zariadenia prenáša rotáciu na hnaciu rúru, ktorá ju zase hlási k hlavnému vŕtaciemu nástroju - dláto. Bit môže mať iný tvar a je vyrobený z vysoko pevných materiálov: kompozitov, ocele s diamantovým povlakom atď.

Pre každý typ pôdy sa zvolí špeciálna veľkosť a tvar vrtáka, čím sa zabezpečí vysoká účinnosť a rýchlosť prieniku.

Šnek - najvhodnejší vrták na ručné vŕtanie. Ručný stroj so skrutkovým projektilom, môžete ísť dobre až do 10 -12 m Skrutka sa postupne zaskrutkuje do zeme, lopatka sa vykonáva na lopatkách projektilu. Súčasne s potápajúcou sa kazetou Na zvýšenie výšky vrtnej kolóny sa používajú tyče, ktoré sú navzájom spojené závitovými spojkami. Puzdro sa volí v závislosti od priemeru skrutky. Ručne sa zvyčajne vŕtajú úzkym vrtákom, v ktorom je nainštalovaný stĺpec potrubia AIV. Pre čerpanie používajte manuálne alebo elektrické povrchové čerpadlo

Zvláštnosť rotačnej technológie

Rotačné vŕtanie studní sa vykonáva v troch etapách:

  1. Zničenie skaly s dlátom.
  2. Odstránenie zničeného kameňa na povrch prúdom vstrekovanej vody.
  3. Posilnenie stien skrine studne.

Odstránenie zničenej pôdy sa uskutočňuje opačným alebo priamym praním. Voľba spôsobu prania závisí od špecifických podmienok: hĺbka studne, typ pôdy, prítomnosť požadovaného objemu preplachovacej vody.

Technológia priameho splachovania sa spravidla používa v súkromných farmách, čo zahŕňa nasledujúce kroky:

  • prenikanie dláta s veľkým priemerom do zeme;
  • rotácia vrtáku pod vplyvom rotora;
  • inštalácia vrtných rúr a inštalácia vážených rúrok medzi nimi a bitom;
  • odstraňovanie odpadovej pôdy tlakom kvapaliny pomocou čerpadla;
  • inštalácia puzdra, aby sa zabránilo striekaniu pôdy do studne;
  • vŕtanie dlátmi s menším priemerom a opakovanie celého cyklu.

Počas spätného preplachovania je pôda odvádzaná z vrtu cez rúrky vrtnej šnúry a premývacia kvapalina je nalievaná medzi steny vrtu a rúry.

Voda prúdi gravitačne do vopred pripravenej nádrže, kde sa čistí od pôdy a kalu a vracia sa do vrtnej reťaze pre novú časť odpadovej horniny.

V niektorých prípadoch, keď sa vykonáva rotačné vŕtanie, nie priame alebo spätné preplachovanie sa používa, ale fúkanie vzduchu pod tlakom sa vytvára pomocou kompresora.

Výhody a nevýhody rotačného vŕtania

Hlavnou výhodou rotačnej metódy je schopnosť vŕtať hlboké studne s prívodom vody v zlomenom vápenci.

Okrem toho má tento spôsob vŕtania tieto výhody:

  • vysoká kvalita otvorenia zvodnenej vrstvy v podloží;
  • možnosť zariadenia s jamkou s veľkým priemerom do 200 cm;
  • vysoká rýchlosť vŕtania, nízke náklady na energiu.

Významnou nevýhodou rotačného vŕtania možno nazvať potreba usporiadania prania studne.

Aký spôsob vŕtania si vybrať?

Všetky uvažované metódy mechanického vŕtania sú široko používané na inštaláciu studní s vodou.

Ak to zhrnieme, môžeme povedať, že:

  1. Vŕtanie jadra sa odporúča použiť na penetráciu do plastových ílových pôd. Metóda kolóny je vhodná na inštaláciu väčšiny prívodov vody, ak je to potrebné, používaných vo dvojiciach s rázovým káblom.
  2. Vŕtanie vrtákov z hľadiska aplikácie je podobné základnej metóde. Odlišuje sa od neho nekvalitným čistením valca, vyžaduje povinné používanie kalu alebo dlhodobé preplachovanie studne pred prevádzkou.
  3. Rotačné vŕtanie je najlepšou voľbou pre dierovanie studní v skalnatých pôdach.

Стоимость разработки скважины с использованием того или иного метода бурения во многом зависит от того, какое оборудование применяется, а также от категорий пройденных пород по буримости.

Правильно выбранный способ бурения скважины поможет не только снизить временные затраты на бурение, но и позволит в будущем эксплуатировать водоисточник без проблем

О том, как сделать буровой станок своими руками, вы сможете прочитать в другой популярной статье нашего сайта.

Závery a užitočné video na túto tému

Video č. 1. Демонстрация принципа классического колонкового бурения с извлечением керна напором воды:

Video č. 2. Особенности бурения скважины шнеком:

Video č. 3. Колонковое бурение скважины с промывкой забоя и установкой двойной обсадки, наружная часть которой выполнена стальными трубами, внутренняя полимерными:

Бурение водоносной скважины – трудоёмкий процесс. От правильности выбранного метода бурения зависит не только скорость устройства автономного источника воды, но и финансовые затраты.

Первое, на что стоит обратить внимание при выборе метода бурения, это тип грунта и глубина залегания водоносного слоя. Исходя из этих параметров, вы сможете выбрать оптимальный вариант, который позволит вам пробурить скважину быстро и недорого.

Хотите поделиться историей бурения скважины на собственном участке или полезной информацией по теме статьи? Zanechajte komentáre v nižšie uvedenom bloku. Здесь же можно задать вопрос или указать на спорные моменты в тексте.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Užitočné tipy