Metódy vŕtania studní: technologické princípy a vlastnosti hlavných metód

Existujúce kategórie studní

Podľa účelu studne existujú tieto kategórie:

1. Parametric — umožňuje definovať časť vertikálnej vrstvy.
2. Prieskum - majú malý priemer, určujú vyhliadky vŕtania.
3. Prieskum – určiť potenciál nerastov.
4. Prevádzkové - schopné extrahovať minerály z útrob zeme.

Studne na výrobu vody sú funkčné a delia sa na ďalšie typy:

• výroba alebo vstrekovanie;
• špecializované na technickú a pitnú vodu vrátane absorbčnej;
• na monitorovanie a monitorovanie tlaku v nádrži;
• prípravné práce pre výrobu;
• odhadnutý počas prevádzky./li>

Každý z nich má svoje vlastné charakteristiky počas vŕtania a počas používania.

Vŕtacie zariadenie a nástroje

Pri vŕtaní artézskych studní používajú vrtné súpravy profesionáli. Pre menšie studne je vhodný bežný statív s navijakom. Spustí a zdvihne vŕtací nástroj, ktorý sa skladá z hlavne, vrtných tyčí, jadra na vŕtanie, vŕtačky.

Špeciálnym vybavením, bez ktorého je problematické urobiť studňu, je vŕtací nástroj, ktorý vám pomôže ísť hlbšie do zeme (šnek), statív a navijak. Na vŕtanie studne vlastnými rukami budete potrebovať kovový šnek. Vrták do ľadu, ktorý sa používa pri zimnom rybolove, môže fungovať ako vrták. Hlavná vec je, že vrták by mal byť vyrobený z vysoko pevnej ocele. Toto je najlacnejšia možnosť vŕtania studne. Okrem statívu budete potrebovať potrubia rôznych priemerov (vodné potrubie, hadice, plášť), ventily, kesón, filtre, studňovú pumpu.

Proces vŕtania artézskej studne

vŕtací nástroj

Teraz sa pozrime, ktorý vrták do ktorej pôdy a ako vŕtať, pozri obr. napravo:

Vŕtací nástroj na ručné vŕtanie

1. Šnekový vrták alebo jednoducho šnek - na rotačné vŕtanie súdržných homogénnych zemín normálnej hustoty; jednoducho - pre zem, hliny, mierne vlhké piesočnaté hliny, mäkké íly. Na rozdiel od záhradnej vŕtačky je vrták obojsmerný, inak asymetria sily odporu pôdy povedie vrták do strany a zasekne sa;
2. Vŕtacie sklo alebo vŕtací nástroj Schitz - pre súdržné, ale viskózne, vysoko lepivé pôdy, v ktorých sa vrták zasekne. Vŕtanie - kábel-perkusie;
3. Lyžičková vŕtačka - na sypké a sypké pôdy, ktoré nedržia v otáčkach šneku a v pohári. Vŕtanie - perkusné-rotačné alebo rotačné;
4. Bailer - na čistenie kmeňa od drobiacej sa zeminy, bahna atď. veľmi voľne tečúca alebo plávajúca mäkká polotekutá hornina. Vŕtanie - kábel-perkusie;
5. Ako sa hovorí, pah-pah-pah cez ľavé rameno a nedajbože nepotrebujete vrták na lámanie balvanov. Prierez - doska so zaoblenými hranami. Kaliber - vnútorný priemer plášťa mínus 3-5 mm. Vŕtanie - príklepová tyč.

Rezné hrany všetkých vrtákov sú vyrobené z kalenej ocele. Ďalej sú znázornené výkresy domáceho vŕtacieho skla, analóg lyžičkovej vŕtačky (rezné čepele sú nastavené vrtuľou pod uhlom 3-10 stupňov) a bailerova schéma. ryža. napravo. Vonkajšie priemery všetkých týchto vrtákov je možné meniť v závislosti od kalibru vrtu.

Výmena kvapaliny za ľahšiu

Kvapalina vrtu sa vymieňa priamym alebo reverzným preplachovaním so zníženým potrubím a utesneným ústím vrtu. Suspenzia sa nahrádza formovacou vodou, formovacia voda sladkou vodou alebo olejom a olej sa nahrádza rôznymi penovými systémami.

Pri zmene formačnej vody s hustotou 1200 kg/m3 na olej s hustotou 900 kg/m3 bude maximálny pokles tlaku len (1200-900)/1200 * 100% = 25% tlaku vytvoreného formáciou. vodný stĺpec. Ak táto metóda nedokáže vyvolať prítok ropy z ložiska, použijú sa iné metódy vývoja. Zvyčajne ide o výter alebo kompresiu.

Artézska studňa

Schéma artézskej studne.

Názov tohto typu diel pochádza z francúzštiny - z miesta, kde bola vyvŕtaná prvá tečúca studňa: provincia Artois. Veľká dĺžka šachty a pevné horniny pôdy prekrížené na ceste do vodonosnej vrstvy vyžadujú použitie výkonných vrtných súprav - šneková metóda nebude fungovať.

Výstavbe diela predchádza stupeň dokumentácie. Vŕtanie artézskej studne nie je licencovanou činnosťou, no na využitie vody z nej je potrebné vydať množstvo povolení a súhlasov, vrátane získania licencie na používanie podložia. Proces je dlhý a nákladný.

Hlavné etapy: koordinácia umiestnenia lokality a studne, projekt geologických prieskumov, vydanie licencie na prieskum, vrty, vykazovanie a uvádzanie zásob do štátnej súvahy.

Artézske studne sú rozdelené do 4 typov:

1. Dvojplášťový vývoj - perforovaná rúra je namontovaná v spodnej časti kolóny vo vodonosnej vrstve a v nej je umiestnené čerpadlo, druhá polovica je inštalovaná na vrchu a dosahuje vrstvu vápenca. Cez otvory v spodnom článku sa voda dostáva do potrubia a pumpou sa odčerpáva pri ústí. Používa sa, keď je tlak v nádrži nízky.
2. Vodná studňa s prechodom je usporiadaná s premenlivým geologickým rezom. Sú namontované 3 plášťové rúry - veľký priemer v hornej časti, stredný - v kameňoch a pieskoch, malý - priamo v produktívnej vrstve. Používa sa na dobré zásobovanie vodou.
3. Studňa je klasická - s jednou pažnicovou rúrou pre bežné podmienky.
4. Hlaveň s vodičom - z 2 puzdier: v hornej a dolnej časti.

Technológia vŕtania je zložitá. Konštrukciu artézskeho prívodu vody vykonávajú špecializované organizácie.

Výhody

Výhody artézskej studne.

Hlavnými výhodami artézskej studne sú odľahlosť odberu vody z povrchu a výskyt vody v pórovitých vápencoch, s vylúčením prítomnosti mechanických nečistôt v kvapaline. To vám umožní odčerpať podzemný zdroj bez inštalácie sitka na dne.

V dôsledku toho sa objavujú ďalšie výhody artézskych studní:

• ekologická čistota vody;
• nezávislosť od klimatických a poveternostných podmienok;
• neprerušená dodávka vody: zásoby podzemnej vody sú potvrdené geologickými prieskumami.

Zdroj zostáva nevyčerpateľný ≥50 rokov. V tomto prípade nemusíte míňať peniaze na pravidelné čistenie filtra: žiadne neexistuje.

Nedostatky

Súvisí s nákladmi vo fáze organizácie výstavby a vŕtania hlbokých prác. Trvanie obdobia od návrhu po získanie pasu pre artézsku studňu je 2 roky.

V obmedzenom priestore nebude možné vybudovať odber vody: minimálna plocha pre vrtnú súpravu je 6x9 m Voda obsahuje minerálne útvary získané filtráciou cez pôdu a je tvrdá.

pieskové studne

Schéma pieskovej studne.

Sú vŕtané skrutkovou metódou - penetrácia sa vykonáva v mäkkých horninách: hlina, piesok a kamienky. Priemer výkopu ≥100 mm.

Existujú 2 typy pieskových studní podľa hĺbky:

• do 40 m - na hornej vrstve s prietokom 1 m³;
• 40-90 m - hlboké kmene s 2-krát väčším prietokom vody.

Do vŕtaného diela sa spúšťa pažnicová kolóna z kovových alebo plastových rúrok s filtrom v dnovej časti studne. Vodu čerpá ponorné čerpadlo.

Výhody a nevýhody

Hlavnou výhodou je metóda šnekového vŕtania, ktorá vám umožní postaviť studňu za 1-2 dni bez veľkého úsilia. Mechanizácia všetkých operácií je zabezpečená prevedením vrtnej súpravy na samohybnom alebo mobilnom podvozku.

Ďalšie výhody:

• čistota vody;
• povolenie na vybudovanie odberu vody sa nevyžaduje;
• životnosť - až 30 rokov.

Nevýhody sú zaznamenané v studniach s malou hĺbkou: závislosť prietoku od zrážok, citlivosť zloženia vody na povrchovú kontamináciu v mieste bane. Ďalšie mínus už bolo identifikované - tendencia k zanášaniu prívodu vody.

Charakteristika problémov s vŕtaním na mori

Vrtné súpravy na mori čelia množstvu problémov, ktoré môžu výrazne znížiť efektivitu vykonávanej práce.

Medzi najzákladnejšie problémy patria nasledovné:

Zariadenie na vrtnú súpravu

• drift a spádovanie mobilnej vrtnej súpravy;
• nestabilita voľných hornín častí morského dna v mieste vŕtania, ich silné zalievanie;
• zachovanie čistoty životného prostredia;
• ťažkosti pri organizovaní práce na uzavretom obehu vody;
• nemožnosť vŕtača vidieť ústie vrtu blízko dna;
• predčasné zlyhanie zariadení, nástrojov v agresívnom prostredí;
• výber špeciálnych schém a metód vŕtania atď.

Okrem toho je studňa naplnená vodou až po úroveň morského dna. To vedie k oslabeniu energie nárazu. Únos a spodné prúdy sťažujú dodržanie prísnej zvislosti bicieho nástroja a oslabujú jeho ponorenie do pracovnej horniny.

Nástroje a prípravky na vŕtanie studne

1. Kovový šnek. Najbežnejší nástroj na stavbu baní. Aplikuje sa na prácu na nedrobivých pôdach.Vŕtací šnek továrenskej výroby je obojsmerný. Tento dizajn vám nedovolí vziať nástroj na stranu a skresliť ho. Spodná základňa je vyrobená s rozmermi 45-85 mm, priemer čepele je 258-290 mm.
2. vrták. Navrhnuté na prácu v tvrdých horninách. S jeho pomocou uvoľnite skalu. Špička je krížová a plochá. Dá sa použiť s nárazovou tyčou.
3. Nudná lyžica. Používa sa na kopanie studní v piesočnatých pôdach, pretože. piesok sa na konvenčnom šneku neudrží. Používa sa na príklepové rotačné alebo rotačné vŕtanie.
4. Vŕtacie sklo (Schitz projektil). S jeho pomocou vznikajú míny vo viskóznych, vysoko lepkavých pôdach, v ktorých sa bežný rotačný nástroj zasekne. Používa sa pri príklepovom vŕtaní.
5. Bailer. Používa sa na prechod pohyblivého piesku pri vŕtaní s rázovým lanom.
6. No-ihla. Používa sa na vytvorenie habešskej studne. V tomto dizajne sú dýza, tyč a puzdro monolitická konštrukcia, ktorá zostáva pod zemou po dosiahnutí zvodnenej vrstvy.

Na stavbu jednej studne sa často striedavo používa niekoľko druhov náradia. Na prácu na ílovitých pôdach sa používa napríklad šnek, vŕtačka a vŕtacia lyžica. Na prechod kamienkových vrstiev - bailer, dláto a plášťové rúry.

Klasifikácia zvodnených vrstiev

Rozlišujú sa tieto hlavné typy vodonosných vrstiev:

1. Verchovodka. Toto je názov nosičov vody umiestnených blízko povrchu zeme (2-7 m). Ide o obmedzené objemy nestlačenej vody obklopené vodeodolnými vrstvami (napr. íl). Kvapalina v nich je spravidla zrážkovej a povodňovej povahy. Charakter akumulácie je sezónny.Hlavnými výhodami takýchto zdrojov sú: malá hĺbka, možnosť zdvíhania bez čerpadla, nízke náklady pri vŕtaní studní. Hlavná nevýhoda: nízka kvalita vody. Prírodný filter má malú hrúbku a nie je schopný úplne vyčistiť kvapalinu. Môžu sa v nej nachádzať rôzne chemické zlúčeniny, a preto je voda určená na technické účely. Na pitie sa môže použiť až po dodatočnom očistení a prevarení. Ďalšou nevýhodou je zníženie prietoku (až do úplného zastavenia dodávky vody) v horúcom období, ako aj sezónna nestabilita.
2. Primer. Prvá trvalá vodonosná vrstva vo forme podzemnej vody sa nachádza v hĺbke 6 – 22 m. Takáto vrstva sa nachádza medzi nepriepustnými vrstvami alebo je obmedzená iba spodnými vodnými nádržami a môže dosahovať značné veľkosti. Vzniká v dôsledku priesakových sedimentov a infiltrácie z vodných plôch. Nosič vody môže byť tlakového alebo netlakového typu. V prvom prípade je v ňom voda pod tlakom. Úroveň výskytu podzemnej vody môže podliehať sezónnym zmenám, v lete klesá. Výhody: ľahká dostupnosť a ľahké zdvihnutie na povrch. Voda môže byť bezpečne použitá pre akúkoľvek domácu potrebu, ale pred pitím alebo varením ju treba prefiltrovať a prevariť./li>
3. Medzivrstvové kolektory. Ide o usadeniny vody, upchaté medzi dvoma vodeodolnými vrstvami. Nachádzajú sa v hĺbke 25-75 m a sú vždy pod tlakom (tlakový typ). S nezávislým výstupom na povrch vytvárajú medzivrstvové akumulácie pružiny. Hlavnou výhodou je čistota vody. Môžete to vypiť. Nevýhody: hlboký výskyt, ťažkosti s vŕtaním, zvýšené náklady na výstavbu studne.Vďaka prítomnosti konštantného tlaku je voda schopná nezávisle stúpať do určitej výšky. Ak nestačí dosiahnuť povrch, je potrebné nainštalovať čerpacie zariadenie.

Typy studní podľa profilu

Pred dosiahnutím minerálu môže baňa prejsť niekoľkými vrstvami pôdy

Je dôležité zvoliť správnu metódu vŕtania studne. V závislosti od počtu rovín, kde sa baňa zakrivuje, môžu existovať tieto typy studní:

• zakrivené v rovine;
• zakrivený v priestore.

Závisí to od zakrivenia hriadeľa. V tomto ohľade môže mať zakrivenie v rovine tieto odrody:

• rovný stĺp, v spodnej časti zakončený svahom;
• S - ohyb v tvare;
• J - figuratívny dizajn.

Tieto ohyby vznikajú v dôsledku rozdielnej hustoty vrstiev pôdy. Zakrivenie v priestore sa zase môže prejaviť v zložitejších geometrických formách pri vŕtaní ropných a plynových vrtov. Vodné šachty sa robia väčšinou rovné, zákruty sa dajú využiť na obchádzanie skál.

Aká technológia sa používa najčastejšie

Všetko závisí od konštrukčnej hĺbky studne a zloženia pôdy na mieste. Na základe údajov z prieskumu sa vyberie najoptimálnejšia metóda. Musíte tiež pochopiť, ako nájsť vodu pre studňu.

Na vŕtanie artézskych studní sa používa rotačná metóda. Táto metóda je ekonomicky, ekologicky najviac opodstatnená a poskytuje studne rôznych hĺbok a priemerov vo voľných pôdach s horninovými inklúziami.

Jeho podstata je nasledovná:

• Na konci rotora, poháňaného spaľovacím motorom, je špeciálna vŕtačka. Drví plemeno.
• Studňa je zásobovaná tlakovou vodou. Eroduje pôdu.
• Ďalej je voda vypúšťaná nahor cez dutý kanál rotora. Táto technológia sa nazýva aj "vŕtanie s preplachovaním"
• Po inštalácii plášťovej rúry s veľkým priemerom práca pokračuje s menším vrtákom.
• Po ukončení vŕtacích prác je potrebné vyrobiť tzv. „deklasovanie“ studne. Je to potrebné vzhľadom na skutočnosť, že roztok vody a ílu upcháva póry, cez ktoré bude artézska voda prúdiť do studne.

Studňa vám dáva možnosť mať na svojom mieste zásobu vody na zalievanie rastlín v otvorených polykarbonátových skleníkoch, o ktorých informácie nájdete tu.

Najčastejšie sa používa rotačné vŕtanie.

Výhody oproti iným metódam:

Doslov

Majstri vŕtania, ktorí kedysi ovládli Tyumen a Urengoy, sú stále nažive. Neexistovali žiadne geofyzikálne zariadenia, ktoré by vytvorili 3D obraz toho, čo je na Zemi na obrazovke počítača, a vtedy neexistovali žiadne plne robotické vrtné súpravy, ale oni už videli zem svojou intuíciou, skúsenosťami a boli na „vás“. všetci duchovia útrob. A vtedajší ministri a členovia politbyra, ktorí mali väčšiu aroganciu ako starozákonní bojari a konkrétne kniežatá, tieto esá oslovovali „vy“ menom a patronymom a úctivo si s nimi potriasli rukou.

Takže ktokoľvek zo starých zubrov má na konte nevydarené studne, ktoré sa nehanbia - taká je práca. Čo potom povedať začiatočníkom konajúcim samostatne? Nenechajte sa odradiť neúspechom, ak je prvá diera prázdna alebo sa zrúti alebo sa vrták zasekne. Nie bez toho v biznise s vŕtaním.Ale mrzutosť a sklamanie okamžite ustúpia pod silným tlakom, ako sa teraz hovorí, pozitívne, len čo vaša studňa dáva vodu.

***

2012-2020 Question-Remont.ru

Zobraziť všetky materiály so štítkom:

Prejdite do sekcie:

Prečo je studňa lepšia ako studňa?

Predtým sa problémy riešili iba jedným spôsobom - kopala sa studňa, voda sa nosila do domu vo vedrách. Neskôr začali používať najjednoduchšie ponorné čerpadlá, spúšťali sa do studní a čerpali vodu do veľkých nádob a z nich sa samospádom privádzala do domu. Ale táto technológia má veľa nevýhod.

Studňa má oproti studni značné výhody

1. V zime bolo treba nádrže veľmi efektívne izolovať a ani takéto opatrenia nezaručili nezávadnosť vody.
2. Mierny tlak neumožňoval používanie práčok a iných domácich spotrebičov, ktoré používajú tlakovú vodu.
3. Studňa obsahuje vodu z plytkých vrstiev. V mnohých ohľadoch nespĺňa existujúce požiadavky SanPiN. Najmä dnes, keď sa ekologická situácia výrazne zhoršila.
4. Počas povodní, silného topenia snehu, silných dažďov padala do studne špinavá voda z povrchu zeme, čo znemožnilo jej dlhodobé využívanie nielen na varenie, ale aj na domáce potreby. Vodu som musel niekoľkokrát úplne odčerpať a vydezinfikovať.
5. Nečistoty sa dostanú do studne, zanesú sa, musia sa pravidelne čistiť. Je to fyzicky veľmi náročná práca, zvládnu ju len profesionáli.

Hlavné nevýhody studne sú spôsobené malou hĺbkou.

Dnes existuje skvelý spôsob, ako vyriešiť všetky problémy - vyvŕtať studňu a čím väčšia je jej hĺbka, tým lepšia je kvalita vody.

Výroba vŕtacích nástrojov

Ako už bolo spomenuté, vŕtacie nástroje si môžete vyrobiť sami, požičať si od priateľov alebo zakúpiť komerčne.

Niekedy sa dá prenajať vrtná súprava. Cieľom samovŕtania je však väčšinou udržať náklady čo najnižšie. Najjednoduchší spôsob, ako lacno vŕtať, je vyrábať nástroje z odpadových materiálov.

Diagram ukazuje usporiadanie rôznych vŕtacích nástrojov. Pomocou dláta je možné uvoľniť najmä tvrdú pôdu a potom ju odstrániť pomocou vŕtačky, vŕtačky alebo iného zariadenia.

Možnosť #1 - Špirálová a lyžicová vŕtačka

Ručné vŕtanie je možné vykonať pomocou špirálovej alebo lyžicovej vŕtačky. Na výrobu špirálového modelu sa odoberie hrubá špicatá tyč, ku ktorej sú privarené nože. Môžu byť vyrobené z oceľového kotúča rozrezaného na polovicu. Okraj disku sa nabrúsi a potom sa nože privaria k základni vo vzdialenosti asi 200 mm od jej okraja.

Vŕtačka pre domácich majstrov na závitovkové vŕtanie môže mať rôzny dizajn. Jeho povinnými prvkami sú nože s ostrými hranami a dláto inštalované na dne.

Nože by mali byť umiestnené pod uhlom k horizontále. Za optimálny sa považuje uhol asi 20 stupňov. Oba nože sú umiestnené oproti sebe. Priemer vrtáka by samozrejme nemal presahovať priemer plášťa. Zvyčajne je vhodný kotúč s priemerom asi 100 mm. Nože hotového vrtáka by mali byť ostro nabrúsené, čo uľahčí a urýchli vŕtanie.

Iná verzia špirálového vrtáka môže byť vyrobená z tyče a pásu nástrojovej ocele.Šírka pásu sa môže pohybovať medzi 100-150 mm.

Oceľ by sa mala zahriať a zvinúť do špirály, vytvrdiť a potom privariť k základni. V tomto prípade by sa vzdialenosť medzi závitmi špirály mala rovnať šírke pásu, z ktorého je vyrobená. Okraj špirály je starostlivo nabrúsený. Stojí za zmienku, že nie je ľahké vyrobiť takúto vŕtačku doma.

Špirálový vrták na vŕtanie môže byť vyrobený z rúrky a oceľového pásu, nie je však vždy jednoduché zvinúť pásku do špirály, zvárať a vytvrdzovať nástroj doma

Na výrobu lyžicovej vŕtačky potrebujete kovový valec. V podmienkach vlastnej výroby je najjednoduchšie použiť rúrku vhodného priemeru, napríklad oceľovú rúrku 108 mm.

Dĺžka výrobku by mala byť asi 70 cm, s dlhším zariadením bude ťažké pracovať. V tomto prípade by mala byť vytvorená dlhá a úzka štrbina, vertikálna alebo špirálová.

Domácu lyžičkovú vŕtačku je najjednoduchšie vyrobiť z kusu rúry vhodného priemeru. Spodná hrana je zložená a nabrúsená a pozdĺž tela je vytvorený otvor na čistenie vrtáka

V spodnej časti tela sú namontované dva nože v tvare lyžice, ktorých ostrie je nabrúsené. V dôsledku toho je pôda zničená horizontálnymi aj vertikálnymi okrajmi vrtáka.

Uvoľnená hornina vstupuje do dutiny vrtáka. Potom sa vyberie a vyčistí cez štrbinu. Okrem nožov je pozdĺž osi zariadenia v spodnej časti vrtáka privarený vrták. Priemer otvoru vytvoreného takýmto vrtákom bude o niečo väčší ako samotné zariadenie.

Možnosť č. 2 - vrátnik a sklo

Na výrobu bailera je tiež najjednoduchšie vziať kovovú rúrku vhodného priemeru.Hrúbka steny rúry môže dosiahnuť 10 mm a dĺžka je zvyčajne 2 až 3 metre. Vďaka tomu je nástroj dostatočne ťažký, takže pri dopade na zem sa účinne uvoľní.

Na spodnej časti baileru je pripevnená topánka s okvetným lístkom. Ventil vyzerá ako okrúhla doska tesne uzatvárajúca spodnú časť potrubia a tlačená dostatočne silnou pružinou.

Tu však nie je potrebná príliš tesná pružina, inak pôda jednoducho nespadne do bailera. Keď je vyťahovač vytiahnutý, ventil bude stlačený nielen pružinou, ale aj pôdou zhromaždenou vo vnútri.

Spodná hrana baileru je zaostrená smerom dovnútra. Niekedy sú na okraji privarené ostré kusy výstuže alebo naostrené kusy trojuholníkového kovu.

Na vrchu je vyrobená ochranná sieť z hrubého drôtu a je privarená rukoväť, ku ktorej je pripevnený kovový kábel. Podobným spôsobom sa vyrába aj sklo, len tu nie je potrebný ventil a v tele by mala byť vytvorená štrbina na čistenie zariadenia.