Metode vrtanja vrtin: tehnološka načela in značilnosti glavnih metod

Obstoječe kategorije vrtin

Glede na namen vodnjaka so naslednje kategorije:

1. Parametrično - omogoča definiranje odseka navpične plasti.
2. Raziskovanje - imajo majhen premer, določite možnosti vrtanja.
3. Raziskovanje - določite potencial mineralov.
4. Operativni - sposoben je pridobivati ​​minerale iz črevesja zemlje.

Vrtine za proizvodnjo vode delujejo in so razdeljene na dodatne vrste:

• proizvodnja ali vbrizgavanje;
• specializirano za tehnično in pitno vodo, vključno z absorpcijo;
• za spremljanje in spremljanje rezervoarskega tlaka;
• podlage za proizvodnjo;
• ocenjeno med delovanjem./li>

Vsak od njih ima svoje značilnosti med vrtanjem in med uporabo.

Oprema in orodja za vrtanje

Pri vrtanju arteških vrtin vrtalne naprave uporabljajo strokovnjaki. Za manjše vrtine je primeren običajen stativ z vitlom. Spustil in dvignil bo vrtalno orodje, sestavljeno iz jedra, vrtalnih palic, jedra za vrtanje, svedra.

Posebna oprema, brez katere je težko narediti vrtino, je orodje za vrtanje, ki bo pomagalo iti globoko v tla (polž), stativ in vitel. Za vrtanje vrtine z lastnimi rokami boste potrebovali kovinski polž. Vrtalnik za led, ki se uporablja med zimskim ribolovom, lahko deluje kot polž. Glavna stvar je, da mora biti vrtalnik izdelan iz jekla visoke trdnosti. To je najcenejša možnost za vrtanje vrtine. Poleg stojala boste potrebovali cevi različnih premerov (vodne cevi, cevi, ohišje), ventile, keson, filtre, črpalko za vrtino.

Postopek vrtanja arteške vrtine

orodje za vrtanje

Zdaj pa poglejmo, kateri vrtalnik, katero zemljo in kako vrtati, glej sl. na desni:

Vrtalno orodje za ročno vrtanje

1. Vrtalni sveder ali preprosto polž - za rotacijsko vrtanje kohezivnih homogenih tal normalne gostote; preprosto - za zemljo, ilovice, rahlo vlažne peščene ilovice, mehke gline. Za razliko od vrtnega vrtalnika je vrtalni polž dvosmerni, sicer bo asimetrija sile upora tal vodila vrtalnik na stran in se bo zataknil;
2. Steklo za vrtanje ali orodje za vrtanje Schitz - za kohezivna, a viskozna, zelo lepljiva tla, v katerih se polž zatakne. Vrtanje - kabelsko-udarno;
3. Žličasti vrtalnik - za ohlapna in ohlapna tla, ki se ne držijo v zavojih polža in v kozarcu. Vrtanje - udarno-rotacijsko ali rotacijsko;
4. Bailer - za čiščenje prtljažnika iz krušljive zemlje, mulja itd. zelo ohlapna ali plavajoča mehka poltekoča kamnina. Vrtanje - kabelsko-udarno;
5. Kot pravijo, pah-pah-pah čez levo ramo in bog ne daj, da ne rabiš svedra za lomljenje balvanov. Prečni prerez - plošča z zaobljenimi robovi. Kaliber - notranji premer ohišja minus 3-5 mm. Vrtanje - udarna palica.

Rezalni robovi vseh svedrov so izdelani iz kaljenega jekla. Naslednji so prikazani risbe domačega vrtalnega kozarca, analoga žličnega svedra (rezila za rezanje so nastavljena s propelerjem pod kotom 3-10 stopinj) in diagram ohišja. riž. na desni. Zunanji premeri vseh teh svedrov se lahko spreminjajo glede na kaliber vrtine.

Menjava tekočine v lažjo

Tekočina v vrtini se menja z neposrednim ali povratnim izpiranjem s spuščenimi cevmi in zatesnjenim vrtinom. Blato nadomestimo s formacijsko vodo, formacijsko vodo s sladko vodo ali oljem, olje pa z različnimi sistemi pene.

Pri menjavi formacijske vode z gostoto 1200 kg/m3 v olje z gostoto 900 kg/m3 bo največji padec tlaka le (1200-900)/1200 * 100 % = 25 % tlaka, ki ga ustvari formacija vodni stolpec. Če ta metoda ne uspe inducirati dotoka nafte iz rezervoarja, se uporabijo druge metode razvoja. Običajno je to bris ali stiskanje.

Arteški vodnjak

Shema arteškega vodnjaka.

Ime te vrste izkopavanj izhaja iz francoskega jezika - iz kraja, kjer je bila izvrtana prva tekoča vrtina: provinca Artois. Velika dolžina jaška in trdne skale tal, ki se prečkajo na poti do vodonosnika, zahtevajo uporabo močnih vrtalnih naprav - metoda polža ne bo delovala.

Pred gradnjo dela je faza dokumentacije. Vrtanje arteške vrtine ni licenčna dejavnost, vendar je za uporabo vode iz nje treba izdati številna dovoljenja in soglasja, med drugim pridobiti dovoljenje za uporabo podtalnice. Postopek je dolg in drag.

Glavne faze: usklajevanje lokacije lokacije in vrtine, projekt geoloških raziskav, izdajo dovoljenja za raziskovanje, vrtanje, poročanje in dajanje rezerv v državno bilanco.

Arteški vodnjaki so razdeljeni na 4 vrste:

1. Dvoslojni razvoj - perforirana cev je nameščena v spodnjem delu stebra v vodonosniku in vanj nameščena črpalka, druga polovica je nameščena na vrhu, ki doseže plast apnenca. Skozi luknje v spodnjem vlečnem drogu voda vstopi v cev in se izčrpa na ustju s črpalko. Uporablja se, ko je tlak v rezervoarju nizek.
2. Vodnjak s prehodom je urejen s spremenljivim geološkim prerezom. Montirane so 3 ohišne cevi - velikega premera v zgornjem delu, srednjega - v kamnu in pesku, majhnega - neposredno v produktivni plasti. Uporablja se za dobro oskrbo z vodo.
3. Vodnjak je klasičen - z eno ohišno cevjo za normalne razmere.
4. Sod s prevodnikom - iz 2 ohišja: v zgornjem in spodnjem delu.

Tehnologija vrtanja je zapletena. Gradnjo arteškega zajetja vode izvajajo specializirane organizacije.

Prednosti

Prednosti arteškega vodnjaka.

Glavne prednosti arteške vrtine so oddaljenost dovoda vode od površine in pojav vode v poroznem apnencu, izključuje prisotnost mehanskih nečistoč v tekočini. To vam omogoča, da izčrpate podzemni vir brez namestitve cedila na dnu.

Posledično se pojavijo druge prednosti arteških vodnjakov:

• ekološka čistost vode;
• neodvisnost od podnebnih in vremenskih razmer;
• neprekinjena oskrba z vodo: zaloge podzemne vode so potrjene z geološkimi raziskavami.

Vir ostaja neizčrpen ≥50 let. V tem primeru vam ni treba porabiti denarja za občasno čiščenje filtra: ni ga.

Pomanjkljivosti

Povezano s stroški v fazi organizacije gradnje in vrtanja globokih izkopov. Obdobje od načrtovanja do pridobitve potnega lista za arteško vrtino je 2 leti.

Na omejenem območju ne bo mogoče zgraditi zajetja vode: najmanjša površina za vrtalno napravo je 6x9 m. Voda vsebuje mineralne formacije, pridobljene med filtriranjem skozi tla, in je trda.

peščenih vrtin

Shema vrtine s peskom.

Vrtajo se z vijačno metodo - prodiranje se izvaja v mehke kamnine: ilovica, pesek in prodniki. Premer izkopa ≥100 mm.

Obstajata 2 vrsti peščenih vrtin glede na globino:

• do 40 m - na zgornji plasti s pretokom 1 m³;
• 40-90 m - globoka debla z 2-krat večjim pretokom vode.

V izvrtano obdelavo se spusti obložna struna iz kovinskih ali plastičnih cevi s filtrom v spodnjem delu vrtine. Vodo dviga potopna črpalka.

Prednosti in slabosti

Glavna prednost je metoda vrtanja s polžem, ki vam omogoča, da zgradite vrtino v 1-2 dneh brez veliko truda. Mehanizacija vseh operacij je zagotovljena z zasnovo vrtalne naprave na samohodnem ali mobilnem podvozju.

Druge prednosti:

• čistost vode;
• dovoljenje za gradnjo vodnega zajetja ni potrebno;
• življenjska doba - do 30 let.

Slabosti so opažene v vrtinah majhne globine: odvisnost pretoka od padavin, občutljivost sestave vode na površinsko onesnaženje na lokaciji rudnika. Še en minus je že ugotovljen - nagnjenost k zamuljevanju vnosa vode.

Značilnosti težav pri vrtanju na morju

Vrtalne naprave na morju se soočajo s številnimi težavami, ki lahko znatno zmanjšajo učinkovitost opravljenega dela.

Najbolj osnovne težave vključujejo naslednje:

Naprava za vrtalno napravo

• drift in pitching mobilne vrtalne naprave;
• nestabilnost ohlapnih kamnin odsekov morskega dna na mestu vrtanja, njihovo močno zalivanje;
• ohranjanje čistoče okolja;
• težave pri organizaciji dela na zaprtem kroženju vode;
• nezmožnost vrtalca, da vidi vrtino blizu dna;
• prezgodnja okvara opreme, orodja v agresivnem okolju;
• izbor posebnih shem in metod vrtanja itd.

Poleg tega je vodnjak napolnjen z vodo do gladine morskega dna. To vodi do oslabitve udarne energije. Drift in podtokovi otežujejo vzdrževanje stroge navpičnosti udarnega orodja in slabijo njegovo potopitev v delovno skalo.

Orodja in pripomočki za vrtanje vrtine

1. Kovinski polž. Najpogostejše orodje za gradnjo rudnikov. Uporablja se za delo na nekrhkih tleh.Vrtalni polž tovarniške proizvodnje je dvosmerni. Ta zasnova vam ne bo omogočila, da orodje vzamete na stran in ga nagnete. Spodnja osnova je izdelana z dimenzijami 45-85 mm, premer rezila je 258-290 mm.
2. sveder. Zasnovan za delo v trdih kamninah. Z njegovo pomočjo zrahljajte skalo. Konica je križna in ravna. Lahko se uporablja z udarno palico.
3. Dolgočasna žlica. Uporablja se za kopanje vodnjakov v peščenih tleh, ker. pesek ne bo držal običajnega polža. Uporablja se za udarno rotacijsko ali rotacijsko vrtanje.
4. Steklo za vrtanje (Schitz projektil). Z njegovo pomočjo nastajajo mine v viskoznih, zelo lepljivih tleh, v katerih se bo zataknilo običajno rotacijsko orodje. Uporablja se pri udarnem vrtanju.
5. Bailer. Uporablja se za prehod živega peska med vrtanjem udarne vrvi.
6. Nožna igla. Uporablja se za ustvarjanje abesinskega vodnjaka. Pri tej zasnovi so šoba, palica in ohišje monolitna struktura, ki ostane pod zemljo, ko doseže vodonosnik.

Pogosto se za gradnjo ene vrtine izmenično uporablja več vrst orodij. Za delo na ilovnatih tleh se na primer uporabljajo polž, bailer in vrtalna žlica. Za prehod prodnatih plasti - ograja, dleto in ohišje cevi.

Razvrstitev vodonosnikov

Razlikujejo se naslednje glavne vrste vodonosnikov:

1. Verkhovodka. To je ime nosilcev vode, ki se nahajajo blizu površine zemlje (2-7 m). To so omejene količine vode brez tlaka, obdane z vodoodpornimi plastmi (npr. glina). Tekočina v njih je praviloma padavinske in poplavne narave. Narava kopičenja je sezonska.Glavne prednosti takšnih virov so: majhna globina, možnost dviga brez črpalke, nizki stroški pri vrtanju vrtin. Glavna pomanjkljivost: slaba kakovost vode. Naravni filter ima majhno debelino in ne more popolnoma očistiti tekočine. V njej so lahko prisotne različne kemične spojine, zato je voda namenjena za tehnične namene. Za pitje se lahko uporablja šele po dodatnem čiščenju in prekuhanju. Druga pomanjkljivost je zmanjšanje pretoka (do popolnega prenehanja oskrbe z vodo) v vroči sezoni, pa tudi sezonska nestabilnost.
2. Primer. Prvi stalni vodonosnik v obliki podzemne vode se nahaja na globini 6-22 m. Takšna plast se nahaja med neprepustnimi plastmi ali pa je omejena le s spodnjimi vodonosniki in lahko doseže znatne velikosti. Nastane kot posledica pronicanja usedlin in infiltracije iz vodnih teles. Nosilec vode je lahko tlačnega ali breztlačnega tipa. V prvem primeru je voda v njej pod pritiskom. Raven podzemne vode lahko doživi sezonske spremembe, poleti pa se zmanjša. Prednosti: enostaven dostop in enostavno dviganje na površino. Vodo lahko varno uporabljamo za vse gospodinjske potrebe, vendar jo je treba pred pitjem ali kuhanjem filtrirati in prekuhati./li>
3. Interstratalni vodonosniki. To so vodne usedline, zamašene med dvema vodoodpornima slojema. Nahajajo se na globini 25-75 m in so vedno pod pritiskom (tlačni tip). Z neodvisnim izhodom na površino medstratalne akumulacije ustvarjajo vzmeti. Glavna prednost je čistost vode. Lahko ga pijete. Pomanjkljivosti: globoka naselitev, težave pri vrtanju, povečani stroški za gradnjo vrtine.Zaradi prisotnosti stalnega tlaka se lahko voda samostojno dvigne na določeno višino. Če ni dovolj za dosego površine, potem je treba namestiti črpalno opremo.

Vrste vrtin po profilu

Preden pride do minerala, lahko rudnik prečka več plasti zemlje

Pomembno je izbrati pravi način za vrtanje vrtine. Glede na število ravnin, kjer se rudnik zavija, so lahko naslednje vrste vrtin:

• ukrivljen v ravnini;
• ukrivljen v prostoru.

Odvisno je od ukrivljenosti gredi. V zvezi s tem ima lahko ukrivljenost v ravnini naslednje sorte:

• enakomeren steber, ki se na dnu konča v pobočju;
• S - ovinek;
• J - figurativno oblikovanje.

Ti zavoji nastanejo kot posledica različne gostote plasti tal. Po drugi strani se lahko ukrivljenost v prostoru pokaže v bolj zapletenih geometrijskih oblikah pri vrtanju naftnih in plinskih vrtin. Vodni jaški so večinoma ravne, ovinke se lahko uporabljajo za obvoz kamnin.

Katera tehnologija se najpogosteje uporablja

Vse je odvisno od zasnove globine vodnjaka in sestave tal na mestu. Na podlagi podatkov raziskovanja se izbere najbolj optimalna metoda. Prav tako morate razumeti, kako najti vodo za vodnjak.

Za vrtanje arteških vrtin se uporablja rotacijski način. Ta metoda je ekonomsko, ekološko najbolj upravičena in daje vrtine različnih globin in premerov v rahlih tleh s kamnitimi vključki.

Njegovo bistvo je naslednje:

• Na koncu rotorja, ki ga poganja motor z notranjim zgorevanjem, je poseben vrtalnik. Zdrobi pasmo.
• Vodnjak je oskrbovan z vodo pod pritiskom. Erodira tla.
• Nadalje se voda odvaja navzgor skozi votli kanal rotorja. Ta tehnologija se imenuje tudi "vrtanje s splakovanjem"
• Po namestitvi ohišne cevi velikega premera se delo nadaljuje z manjšim svedrom.
• Po zaključku vrtalnih del je treba izdelati t.i. "razgradnjo" vodnjaka. To je potrebno zaradi dejstva, da vodno-glinena raztopina zamaši pore, skozi katere bo arteška voda pritekla v vodnjak.

Vodnjak vam daje možnost, da imate na vaši lokaciji zalogo vode za zalivanje rastlin v rastlinjakih iz polikarbonata, informacije o katerih najdete tukaj.

Najpogosteje se uporablja rotacijsko vrtanje.

Prednosti pred drugimi metodami:

Pogovor

Mojstri vrtanja, ki so nekoč obvladali Tjumen in Urengoj, so še vedno živi. Ni bilo geofizične opreme, ki bi na računalniškem zaslonu gradila 3D sliko tega, kar je v zemlji, in takrat še ni bilo popolnoma robotskih vrtalnih naprav, so pa že videli zemljo s svojo intuicijo, izkušnjami in bili na »ti« z vsi duhovi črevesja. In takratni ministri in člani politbiroja, ki so imeli več arogancije kot starozavezni bojarji in posebni knezi, so te ase po imenu in patronimiku naslavljali na "ti" in se z njimi spoštljivo rokovali.

Torej ima kateri od starih vrtalcev bizonov na svoj račun neuspešne vrtine, česar se ne bojijo - takšno je delo. Kaj potem povedati začetnikom, ki delujejo samostojno? Ne bodite obupani zaradi neuspeha, nenadoma bo prva vrtina prazna ali se zrušila ali pa se bo vrtalnik zataknil. Ne brez tega v vrtalnem poslu.Toda jedost in razočaranje bosta takoj izginila pod močnim pritiskom, kot zdaj pravijo, pozitivnim, takoj ko bo vaš vodnjak dal vodo.

***

2012-2020 Vprašanje-Remont.ru

Prikaži vse materiale z oznako:

Pojdi na razdelek:

Zakaj je vodnjak boljši od vodnjaka?

Prej so bila vprašanja rešena samo na en način - izkopali so vodnjak, vodo so v hišo nosili v vedrih. Kasneje so začeli uporabljati najpreprostejše potopne črpalke, spuščali so se v vodnjake in črpali vodo v velike posode, iz njih pa so jo gravitacijsko dovajali v hišo. Toda ta tehnologija ima številne pomanjkljivosti.

Vodnjak ima pomembne prednosti pred vodnjakom

1. Pozimi je bilo treba rezervoarje zelo učinkovito izolirati in tudi takšni ukrepi niso zagotavljali varnosti vode.
2. Rahel pritisk ni omogočal uporabe pralnih strojev in drugih gospodinjskih aparatov, ki uporabljajo vodo pod tlakom.
3. Vodnjak vsebuje vodo iz plitvih plasti. V mnogih pogledih ne izpolnjuje obstoječih zahtev SanPiN. Še posebej danes, ko se je ekološka situacija močno poslabšala.
4. Med poplavami je močno taljenje snega, močno deževje, umazana voda s površine zemlje padla v vodnjak, kar je onemogočilo dolgotrajno uporabo ne le za kuhanje, ampak tudi za gospodinjske potrebe. Večkrat sem moral popolnoma izčrpati vodo in jo razkužiti.
5. Umazanija pride v vodnjak, se zamulji, občasno ga je treba čistiti. To je fizično zelo težko delo, opravijo ga lahko le strokovnjaki.

Glavne pomanjkljivosti vodnjaka so zaradi majhne globine.

Danes obstaja odličen način za reševanje vseh težav - vrtati vodnjak in večja kot je njegova globina, boljša je kakovost vode.

Proizvodnja vrtalnih orodij

Kot smo že omenili, lahko orodje za vrtanje izdelate sami, si ga izposodite od prijateljev ali kupite komercialno.

Včasih je mogoče najeti vrtalno napravo. Vendar pa je cilj samovrtanja običajno čim nižji stroški. Najlažji način za poceni vrtanje je izdelava orodja iz odpadnih materialov.

Diagram prikazuje razporeditev različnih vrtalnih orodij. S pomočjo dleta lahko zrahljamo še posebej trdo zemljo, nato pa jo odstranimo s svedrom, bailnikom ali drugo napravo.

Možnost #1 - spiralni in žličasti vrtalnik

Ročno vrtanje lahko izvedete s spiralnim ali žličastim svedrom. Za izdelavo spiralnega modela se vzame debela koničasta palica, na katero so privarjeni noži. Izdelane so lahko iz jeklenega diska, prerezanega na pol. Rob diska se izostri, nato pa so noži privarjeni na podlago na razdalji približno 200 mm od njegovega roba.

Naredi sam vrtalnik za vrtanje s polžem je lahko različnih izvedb. Njeni obvezni elementi so noži s koničastimi robovi in ​​na dnu nameščeno dleto.

Noži morajo biti nameščeni pod kotom na vodoravno. Kot približno 20 stopinj velja za optimalnega. Oba noža sta postavljena drug nasproti drugemu. Seveda premer svedra ne sme presegati premera ohišja. Običajno je primeren disk s premerom približno 100 mm. Nože končnega svedra je treba ostro naostriti, kar bo olajšalo in pospešilo vrtanje.

Druga različica spiralnega svedra je lahko izdelana iz palice in traku orodnega jekla.Širina traku se lahko giblje med 100-150 mm.

Jeklo je treba segreti in zviti v spiralo, utrditi in nato privariti na podlago. V tem primeru mora biti razdalja med zavoji spirale enaka širini traku, iz katerega je izdelana. Rob spirale je skrbno nabrušen. Omeniti velja, da takšnega vrtalnika ni enostavno narediti doma.

Spiralni polž za vrtanje je mogoče izdelati iz cevi in ​​jeklenega traku, vendar doma ni vedno enostavno zviti traku v spiralo, zvariti in utrditi orodje.

Za izdelavo žličastega svedra potrebujete kovinski valj. V pogojih samoproizvodnje je najlažje uporabiti cev ustreznega premera, na primer jekleno cev 108 mm.

Dolžina izdelka naj bo približno 70 cm, težko bo delati z daljšo napravo. Na tem telesu je treba narediti dolgo in ozko režo, navpično ali spiralno.

Domač žlični vrtalnik je najlažje narediti iz kosa cevi ustreznega premera. Spodnji rob je prepognjen in nabrušen, vzdolž telesa pa je narejena luknja za čiščenje svedra

V spodnjem delu telesa sta nameščena dva žličasta noža, katerih rezalni rob je nabrušen. Zaradi tega tla uničijo tako vodoravni kot navpični robovi svedra.

Razrahljana skala vstopi v votlino svedra. Nato ga vzamemo in očistimo skozi režo. Poleg nožev je vzdolž osi naprave v spodnjem delu svedra privarjen sveder. Premer luknje, ki jo naredi tak vrtalnik, bo nekoliko večji od same naprave.

Možnost # 2 - bailer in steklo

Za izdelavo baillerja je tudi najlažje vzeti kovinsko cev ustreznega premera.Debelina stene cevi lahko doseže 10 mm, dolžina pa je običajno 2-3 metre. Zaradi tega je orodje dovolj težko, da se, ko zadene ob tla, učinkovito zrahlja.

Čevelj s venčnim ventilom je pritrjen na dno bailerja. Ventil izgleda kot okrogla plošča, ki tesno zapira spodnji del cevi in ​​jo pritiska dovolj močna vzmet.

Vendar tukaj ni potrebna pretesna vzmet, sicer tla preprosto ne bodo padla v bail. Ko izvlečete bail, ventil ne pritisne samo vzmet, temveč tudi zemlja, zbrana v notranjosti.

Spodnji rob bailnika je zaostren navznoter. Včasih so na robu privarjeni ostri kosi armature ali nabrušeni kosi trikotne kovine.

Na vrhu je izdelana zaščitna mreža iz debele žice in privarjen ročaj, na katerega je pritrjen kovinski kabel. Na podoben način je izdelan tudi kozarec, le ventil tukaj ni potreben, v telesu pa je treba narediti režo za čiščenje naprave.