Metode de forare a puțurilor: principii tehnologice și caracteristici ale principalelor metode

Dispozitivul puțului de apă este asociat cu diferite metode de foraj. Solurile slabe și saturate cu apă sunt extrase cu ajutorul unui cazan. Pentru găurirea prin formațiuni de argilă și rocă, se folosesc metode de foraj bazate pe principiul de rotație și vibrație.

Lucrarea a implicat mecanisme care permit dezvoltarea de soluri de diferite tipuri și la adâncimi diferite. Vă vom spune cum să alegeți tehnologia optimă de foraj care vă permite să treceți rapid și fără cusur prin dezvoltarea unui dispozitiv de alimentare cu apă.

Pentru o prezentare vizuală a informațiilor propuse, textul este completat de scheme utile, colecții de fotografii, ghiduri video.

Tipuri de metode de foraj

Perforarea anterioară a acviferelor de uz personal s-a efectuat în principal mod manual. A fost un proces care consumă mult timp și de lungă durată, așa că nu orice proprietar al șantierului sau cabanei nu se putea lăuda să aibă propria sursă de alimentare cu apă.

Treptat, forajul mecanizat a deplasat metode manuale datorită facilitării și accelerării semnificative a procesului.

Astăzi, aproape toate acviferele sunt găurite într-un mod mecanizat, care se bazează pe distrugerea solului, alimentându-l la suprafață într-unul din două moduri: uscat, când solul rezidual este îndepărtat din puț folosind mecanisme și hidraulice, atunci când este spălat de apa furnizată sub presiune sau prin gravitație.

Există trei metode principale de foraj mecanic:

• rotativ (solul este dezvoltat prin rotație).
• șoc (bursnaryad distruge pământul cu lovituri).
• vibrațional (solul este dezvoltat prin oscilații de înaltă frecvență).

Metoda de rotație este considerată cea mai performantă, de 3-5 ori mai mare în eficiență decât șocul și 5-10 vibrațional. În plus, metoda de rotație este cea mai ieftină și accesibilă, este adesea folosită ca principală metodă de forare manuală.

Metodele mecanice de rotație de forare a puțului de apă au înlocuit metodele manuale ineficiente

La rândul său, metoda de găurire rotativă, utilizată pe scară largă pentru construirea puțurilor de apă, este împărțită în patru tipuri principale de foraj:

• spiralatul;
• sfredel;
• șoc-funie;
• Rotary.

Fiecare tip de foraj rotativ are propriile sale caracteristici și este realizat de echipamente special concepute pentru aceasta. Luați în considerare aceste tipuri de foraj mai detaliat, determinați care sunt diferențele lor și ce metodă trebuie aplicată în fiecare caz.

Specificul forajului cu miez

Forajul cu miez este o metodă mecanică de rotație în care argila sau solul nisipos dens este extras sub forma unui miez cilindric. Burghiul de miez este o țeavă de metal cu pereți groși.

În partea de sus a burghiului este un dispozitiv pentru fixarea tijelor necesare pentru construirea șirului de foraj. Mai jos este o coroană, al cărei tip este selectat în funcție de categoria de sol care urmează să fie găurită.

Când treceți prin metoda coloanei, solul este distrus de o coroană inelară. În același timp, miezul de bază rămâne intact. Pentru a facilita procesul de forare pe grinzi dure și semi-solide, argile, roci, lichid de spălare este furnizat pe față.

În timpul forajului, solul nu este distrus, ci este „forat” de coroană și capturat de conducta de miez. La suprafață, roca forată este extrasă sub formă de miez - o coloană monolitică cilindrică de rocă

Nămolul din partea de jos este uneori îndepărtat prin spălare - pomparea unei cantități mari de apă în butoi. Cel mai adesea, spălarea este înlocuită prin suflare cu aer comprimat furnizat de compresor în conductă. Acest tip de foraj vă permite să găuriți puțuri până la 1000 de metri adâncime și cu un diametru de 8 până la 20 cm.

Forajul cu miez mecanic se realizează prin platforme de foraj de tip ZIF, UGB, UKB, montate pe autoturisme de tip KAMAZ, KRAZ, skidder etc. În realizarea pentru foraj manual tubul de miez este scurtat, numit clopot sau pahar. Cu ultimul obiect de uz casnic întors cu capul în jos, tubul de miez este similar structural.

Forajul cu miez este utilizat în următoarele cazuri:

• explorarea mineralelor;
• foraj exploratoriu;
• aranjament de acvifere de orice adâncime, inclusiv puțuri fără filtre în formațiuni de rocă.

Pentru dispozitiv puțuri de apă private în unele cazuri, metoda de bază este utilizată înainte de începerea găuritului sau a găurii rotative, îndeplinind atât roluri de recunoaștere cât și de pregătire.

În construcția de puțuri private, forajul cu miez este utilizat în combinație cu forajul cu coarde de șoc. Straturile de argilă trec printr-o conductă de miez.Nisipurile slabe, pietrișul și pietricele cu agregat de nisip care nu rămân în tubul principal sunt îndepărtate din baril prin zhelonare.

Din punct de vedere al eficienței, metoda de bază este oarecum inferioară metodei cu șurub de foraj a puțurilor de apă. Se găurește mai rapid, dar nu permite eliberarea completă a trunchiului de roca găurită. Sunt rareori folosite în perechi. Și dacă se dă, atunci primii câțiva metri trec cu un șurub.

Coroanele nu distrug solul, ci îl tăiați cu grijă în jurul perimetrului, formând „coloane” - miezuri, studiind pe care le puteți face o secțiune hidrologică a sitului

Echipamente și instrumente folosite

Pentru forajul cu miez sunt utilizate următoarele instrumente:

• burghie din diamant sau din alte materiale din carbură (oțel, wolfram, câștig);
• conducta de miez;
• conductă pentru îndepărtarea nămolului;
• tije necesare pentru construirea șirului de foraj;
• îmbinări de cuplare, adaptoare între conducte, etanșare de spălare.

Când găuriți în roci, burghiul se uzează rapid și trebuie înlocuit. Materialul coroanei este costisitor, cu rezistența la sarcini enorme, cele mai utilizate opțiuni de foraj cu diamante.

Toate instrumentele utilizate în procesul de foraj trebuie să fie aliniate, adică situat exact în raport cu axa de foraj.

Tehnologia de foraj de bază

Principala caracteristică a forajului cu miez este trecerea rocii cu păstrarea completă a acesteia în conducta de miez. Ie în timpul funcționării echipamentelor de foraj, coroana distruge in mod anual solul, care, pe măsură ce merge mai adânc, este împins în conducta de miez și ținut de propria densitate.

La scoaterea conductei umplute de pe arborele de lucru, aceasta este eliberată din miez prin lovirea cu o trapă de tracțiune.

Procesul de foraj cu miez pe etape este următorul:

• burghiul este conectat la conducta de miez;
• conducta de miez este conectată la tije, care cresc pe măsură ce se adâncește;
• bara superioară este fixată în platforma de foraj;
• burghiul rotește șirul de foraj și îl „înșurubează” treptat în pământ;
• conducta de miez este umplută treptat cu miez - sol blocat în cavitatea sa;
• după conducerea a 50 - 70 cm, șirul de foraj este îndepărtat la suprafață, tijele sunt deconectate la rândul lor până la scoaterea tubului de miez;
• conducta este eliberată de butași;
• coaja goală este din nou coborâtă către față, crescând șirul de foraj cu tije.

Acțiunile se desfășoară în ordinea descrisă până când fântâna descoperă acviferul și se scufundă 50 cm în roca rezistentă la apă.

Dacă fixarea acviferului superior nu este obiectivul scufundării, atunci straturile superioare pot găurire cu spălare. În acest caz, pompa vinde soluția de spălare prin furtun în conducte. Apoi, soluția transportă solul dezvoltat la suprafață.

Dacă scopul amenajării puțului nu este un acvifer în nisip, găurirea poate fi spălată înainte de a ajunge la stâncă

Puncte tari și puncte slabe

În comparație cu metodele de șocuri și rotative ale forajului mecanic, forajul cu miez se realizează destul de rapid, reducând semnificativ timpul de lucru. Dezavantajul său principal este imposibilitatea ridicării solurilor libere și a pietricelelor saturate cu apă. În mișcare lentă de-a lungul rocilor, este necesar un pic pentru a conduce bolovanii.

Avantajele forajului cu miez includ:

• productivitate ridicată și capacitatea de a găuri puțuri cu o adâncime de peste 100 m;
• reducerea sarcinilor pe echipamentele de foraj datorită distrugerii argilei, comparabilă cu tăierea acestuia;
• posibilitatea utilizării unei platforme de găurire mobile de dimensiuni compacte.

Forajul cu miez este una dintre cele mai rapide metode de dezvoltare a aportului de apă.Un puț pe nisip cu aplicarea sa poate fi completat într-o zi lucrătoare. Fiind dezvoltat admisie manuală de apă va dura mult mai mult timp.

Caracteristici de foraj cu august

Acest tip de foraj este cel mai adesea folosit astăzi în construcția acviferelor în fermele private. O caracteristică a găuritului este că roca dezvoltată este îndepărtată complet din gaura de foraj fără a implica echipament suplimentar. Metoda seamănă cu înșurubarea, vă permite să găuriți la o adâncime și, în același timp, să eliminați solul inutil.

Instrumentul folosit pentru foraj se numește roșu. Este o tijă metalică cu lame. Înșurubând în pământ, șurubul distruge roca, care rămâne pe lamele sale. Datorită designului specific al șurubului, este imposibil să eliberați complet fața de pe lamă. Prin urmare, este utilizat în principal pentru conducerea straturilor superioare.

Forajul Auger este o metodă rapidă și ieftină, care nu necesită un rezervor de lichid de spălare

Găurirea folosind un șurub nu necesită mult efort și costuri financiare, astfel că această metodă este suficient de largă: puțuri de explorare, stabilirea comunicațiilor, construcția de puțuri plictisite și parțial foraj cu apă.

Acum este folosit activ pentru construcția de puțuri abisiniene, pentru a nu conecta complet orificiul acului în solul dens, ci pentru a facilita ușor procesul de imersare a trunchiului într-o rocă distrusă anterior.

Metoda este potrivită pentru dezvoltarea acviferelor cu o adâncime de până la 30 m pe soluri moi și libere și până la 20 m pe densitate medie. După pătrunderea augustului și instalarea unei carcase, forajul trebuie curățat de roca neexcitată de către bailer.

Brida nu este adecvată categoric pentru lucrările în roci! Se folosește pentru pătrunderea parțială a puțurilor de până la 120 m, în timp ce această metodă este combinată cu altele: rotative, cu șocuri, cu miez.

Echipamente și instrumente implicate

Forajul auger este realizat de o platformă de foraj, al cărei element principal este o unealtă de foraj tip șurub, realizată din metal de înaltă rezistență. Șurub de găurit ca șuruburi de adâncime de dimensiuni egale.

În kit, se folosesc uneori biți de lamă necesari pentru trecerea rocilor libere, precum și biți cu capete rotunde sau conice, utilizate pentru dezvoltarea rocilor dure.

Un foraj bazat pe o mașină echipată cu un motor puternic este cea mai bună opțiune pentru găurirea în locuri îndepărtate și inaccesibile

Majoritatea echipamentelor moderne de foraj sunt echipate cu carcase goale echipate cu încuietori reversibile care împiedică scula să se miște în direcția opusă.

Părțile tăietoare ale șlefului în timpul găurării sunt răcite datorită solului dezvoltat, iar roca dezvoltată se ridică în spirale. Acest lucru vă permite să găuriți fără a vă opri, reducând semnificativ costurile de timp și energie pentru crearea unui acvifer.

Tehnologia de forare Auger

După finalizarea pătrunderii, a cărei adâncime este de 1,5 - 2,0 m, șuvița este îndepărtată și instalată în puț conducte de carcasă. Diametrul unui godeu de apă găurit cu șurub este de 50-200 mm și depinde de dimensiunea sculei utilizate.

Prăbușirea pereților forajului împiedică învelișul. Acest lucru este deosebit de important pentru solurile libere, incoerente, astfel încât burghierele au o regulă: atunci când conduceți loamul și lățimea de nisip, folosiți șlecuri cu lame la un unghi de 30 - 60º și când găuriți nisipuri cu adaos dens, o unealtă cu lame la un unghi de 90º.

Cu o pantă mai mică a virajelor spiralei, o lamă mai mare a melcului aduce melcul la suprafață.

Forajul cu vârf nu necesită utilizarea lichidului de spălare, roca dezvoltată cu ajutorul unui dalta este adusă la suprafață pe palele sculei

Pro și contra folosirii unui șurub

Metoda de găurire permite realizarea cât mai rapidă a sondei, cu condiția să fie selectate corect mărimea șlefului și unghiul de înclinare a burghiului.

Avantajele forajului sunt:

• solul se ridică la suprafață imediat în timpul forajului;
• viteză mare de adâncime în sol fără opriri tehnologice;
• nu este nevoie să curățați sondă;
• o platformă compactă de prindere sau o burlană manuală poate fi găurită în interiorul casei (la subsol);
• nu este necesară ridicarea primei verigi la suprafață și dezasamblarea / asamblarea șirului de foraj ca în metoda de bază.

Principalul dezavantaj al găurării cu auguri este imposibilitatea de a lucra pe soluri libere și foarte dure, dar, în același timp, șuvița este un instrument ideal pentru găurirea în soluri argiloase, mixte (argiloase și nisipoase) și argiloase moi.

Un alt dezavantaj care restricționează utilizarea unui șurub pentru construcția acviferelor este necesitatea utilizării unei metode cu coarde de șoc pentru curățarea trunchiului de rocă.

asemănare auger - bobina utilizat pe scară largă în foraj manual. De asemenea, distruge roca și o apucă cu lame pentru extragerea în sus.

Funcția de foraj rotativ

Forajul rotativ este o metodă de foraj cu vibrație rotativă, în care distrugerea solului se realizează cu ajutorul unui biț, condus în partea de jos a puțului de la rotorul platformei de foraj. Rotorul se rotește dintr-un motor auto sau un motor electric instalat separat printr-un arbore de antrenare.

Solul dezvoltat este spălat din axul sondei prin înroșire directă sau inversă. Soluția de spălare poate fi furnizată fie prin greutate, fie printr-o stație de pompare.

Majoritatea puțurilor arteziene sunt găurite prin metoda de găurire rotativă: folosind un burghiu rotativ, urmată de spălarea puțului și fixarea carcasei

Forajul rotativ este utilizat pentru a dezvolta soluri stâncoase și semi-stâncoase, cu instalarea de puțuri adânci de până la 150 m. O platformă de foraj rotativă cu un bit selectat corect și conducte de găuri de găuri ponderate cu formațiuni de rocă.

Perforatoarele recomandă utilizarea acestei metode de foraj în următoarele condiții:

1. Secțiunea hidrogeologică a sitului a fost studiată destul de bine. Se știe că roca trebuie să fie găurită. Se cunoaște nivelul de apariție a acviferului în pat.
2. Apele subterane au o presiune caracteristică pentru puțurile arteziene
3. Există posibilitatea livrării neîntrerupte a apei de proces pentru spălarea puțului.

În regiunile sudice, forajul rotativ poate fi efectuat pe tot parcursul anului, iar în climatul nordic, aplicarea acestei metode este limitată datorită posibilității de înghețare a lichidului de spălare.

Echipamente și instrumente aplicate

Forajul rotativ al acviferelor se realizează folosind un cadru sau un turn de spalier, pe care sunt amplasate echipamente de ridicare și alte elemente ale platformei de foraj. Turnul face posibilă ridicarea și coborârea șirurilor de foraj în puț.

Instalația de foraj rotativă include:

• rama sau turnul cu spalier;
• motor cu antrenare;
• sfoară de rotor și de foraj;
• echipamente de pompare și sistem de tratare a fluidelor de înroșire;
• echipamente de ridicare, conductă de presiune, pivotare, garnituri de ulei etc.

În unitățile autopropulsate, motorul vehiculului este utilizat ca motor, pe baza căruia se află complexul de foraj. În acest caz, turația motorului este reglată de viteza instrumentului de foraj.

Un motor electric staționar sau mobil, un motor cu combustie internă a unei mașini, generatoarele pot acționa ca o sursă de energie pentru o instalație de foraj rotativ

Rotorul cu ajutorul unui dispozitiv de transmisie transmite rotirea către conducta de plumb, care la rândul său o comunică instrumentului principal de foraj - dalta. Bitul poate avea o formă diferită și este confecționat din materiale de înaltă rezistență: compozite, oțel acoperit cu diamante etc.

Pentru fiecare tip de sol, este selectată o dimensiune și o formă specială a bitului, asigurând astfel eficiența ridicată și rata de penetrare.

Particularitatea tehnologiei rotative

Forajul rotativ al puțurilor pentru apă se realizează în trei etape:

1. Ruptura cu o dalta.
2. Îndepărtarea rocii distruse la suprafață prin fluxul de apă injectată.
3. Consolidarea pereților forajului cu conducte de carcasă.

Îndepărtarea solului distrus se realizează prin spălare inversă sau directă. Alegerea metodei de spălare depinde de condiții specifice: adâncimea puțului, tipul solului, disponibilitatea volumului necesar de apă de spălare.

În mod obișnuit, fermele private folosesc tehnologia de foraj direct, care include următoarele etape:

• adâncirea bucăților de diametru mare în pământ;
• rotirea biților sub influența unui rotor;
• instalarea țevilor de foraj și instalarea țevilor ponderate între ele și bit;
• îndepărtarea solului uzat prin presiunea fluidului cu ajutorul unei pompe;
• instalație de carcasă pentru a preveni stropirea solului în interiorul puțului;
• găurirea cu un bit de diametru mai mic și repetarea întregului ciclu.

La spălare, solul este îndepărtat din puț prin conducta de foraj, iar lichidul de spălare este turnat între pereții puțului și conductele.

Apa curge prin gravitație într-un rezervor pregătit anterior, unde este curățată de sol și nămol și se întoarce la șirul de foraj pentru o nouă porțiune a rocii reziduale.

În unele cazuri, atunci când efectuați foraj rotativ, nu se utilizează o spălare directă sau inversă, ci suflarea aerului sub presiune creată cu ajutorul unui compresor

Avantajele și dezavantajele forajului rotativ

Principalul avantaj al metodei rotative este capacitatea de a găuri puțuri adânci cu aport de apă în calcar fracturat.

În plus, această metodă de foraj are următoarele avantaje:

• deschidere de înaltă calitate a unui purtător de apă în bază de pat;
• posibilitatea de a aranja puțuri cu diametru mare până la 200 cm;
• viteza mare de foraj, costuri reduse de energie.

Un dezavantaj semnificativ al forajului rotativ poate fi numit nevoia de spălare a puțului.

Ce metodă de foraj să alegeți?

Toate metodele considerate de foraj mecanic sunt utilizate pe scară largă pentru construcția acviferelor.

Rezumând, putem spune că:

1. Forajul cu miez este recomandat să fie utilizat pentru scufundarea în solurile argiloase din plastic. Metoda coloanei este potrivită pentru dispozitivul cu cele mai multe lucrări de admisie a apei; dacă este necesar, este utilizată împreună cu o frânghie de șoc.
2. Forajul Auger în aplicație este similar cu metoda de bază. Se deosebește de acesta prin curățarea de calitate slabă a butoiului, necesită utilizarea obligatorie a unui bailer sau spălarea pe termen lung a puțului înainte de operare.
3. Forajul rotativ este cea mai bună opțiune pentru perforarea forajelor în solurile stâncoase.

Costul dezvoltării unui puț folosind una sau alta metodă de foraj depinde în mare măsură de ce echipament este utilizat, precum și de categoriile de roci trecute prin foraj.

O metodă bine aleasă de forare a unei sonde nu numai că va ajuta la reducerea timpului petrecut în foraj, dar va permite, de asemenea, să funcționeze sursa de apă în viitor, fără probleme

Puteți citi despre cum să faceți o platformă de foraj cu propriile mâini în alta articol popular site-ul nostru

Concluzii și video util pe această temă

Video # 1. Demonstrarea principiului forajului clasic cu miez cu extracție prin presiune de apă:

Video # 2. Caracteristici de foraj al puțului auger:

Video # 3. Forajul cu miez al unei sonde cu spălarea fundului și instalarea unei carcase duble, a cărei parte exterioară este realizată din țevi de oțel, polimerul interior:

Găurirea unui acvifer este un proces care consumă mult timp. Nu numai viteza dispozitivului unei surse autonome de apă, ci și costurile financiare depind de corectitudinea metodei de foraj alese.

Primul lucru la care ar trebui să acordați atenție atunci când alegeți o metodă de foraj este tipul de sol și adâncimea acviferului. Pe baza acestor parametri, puteți alege cea mai bună opțiune care vă va permite să găuriți o fântână rapid și ieftin.

Vrei să împărtășești istoricul găurării unui puț în zona ta sau informații utile despre subiectul articolului? Vă rugăm să lăsați comentarii în blocul de mai jos. Aici puteți pune o întrebare sau puncta punctele contestate din text.