Пробиване на кладенци: технология и нюанси на работа

Един от най-продуктивните и икономични методи за формиране на минни изработки е ядковото сондиране. Използва се в проучването на полезни изкопаеми и инженерната геология.В допълнение, това е най-лесният и бърз начин за получаване на достъп до подземни води за организиране на водоснабдяване.

Ще научите всичко за спецификата на ядковото пробиване, необходимите инструменти за неговото изпълнение и особеностите на приложението от предложената от нас статия.

Обхват на приложение на ядковото пробиване

Ядковото сондиране е метод, който ви позволява да определите с най-голяма точност дълбочината на покрива и основата на почвените слоеве, както и нивото на дълбочината на подпочвените води.

Технологията за ядково пробиване се използва широко в следните отрасли:

• Водоснабдяване в промишлени и частни сфери. Пробиването на кладенци за частно водоснабдяване, организирането на водовземане за цели села или градски блокове се извършва ефективно чрез пробиване на ядка, поради факта, че свредлото лесно прониква на голяма дълбочина. Основният инструмент е в състояние да повдигне почти всяка разрушена скала, с изключение на наситени с вода и рохкави, несвързани почви (пясък, чакъл, камъчета);
• Геоложки проучвания в минната промишленост. Когато камъкът преминава, възниква точков ефект върху земята по радиуса на въртене. С други думи, със снаряд, който структурно напомня тръба, се пробива солидна маса от скали, без да се нарушава тяхната структура и състояние.
• Строителство. Провеждане на геотехнически изследвания за изследване на физико-механичните свойства на почвите и състоянието на скалите. Основната технология дава възможност за точно идентифициране на подпочвените води и вземане на водни проби за изследване на тяхната агресивност към бетона.

При ядковия сондаж се извлича ядка - колона от пръст или съседни слоеве почва. Ядката се характеризира със солидна естествена структура, което осигурява цялостен анализ на изследваната скала. Пробиването с ядкова тръба ви позволява да определите с най-висока точност дълбочината на скалата за целите на проучването.

Ядковото сондиране гарантира целостта на извлеченото ядро, което допринася за висококачествено изследване на скалата. В същото време се извършва най-висококачествено почистване на лицето от разрушена скала

Използването на ядково свредло в строителството значително улеснява и ускорява процесите. В подготвения отвор с ядкова бормашина лесно се набива пилот или се монтира готова стоманобетонна конструкция. Ядковото пробиване ви позволява да създавате цилиндрични отвори в тухлени и бетонни конструкции.

Технология и оборудване на работа

Има два известни метода за използване на ядкова бормашина: работа с подаване на течност към дъното на отвора или работа на сухо, т.е. без сондажна течност.

Сондиране без използване на сондажна течност се използва, ако несвързаните почви са наситени с естествена влага в достатъчни количества за проникване и извличане. Водата също не се подава към изкопната шахта при преминаване през течнопластични, мекопластични и огнеупорни глини/глини, твърди и пластични песъчливи глини.

Течността трябва да се използва при пробиване на скалисти и полускални скали.При липса на вода в този случай задълбочаването става много по-бавно. В допълнение, вероятността от преждевременна повреда на бита се увеличава значително и следователно сухото пробиване се счита за по-скъпо.

Технологията на пробиване на кладенец с промиване позволява не само да се удължи експлоатационният живот на работното оборудване, но и най-бързият и най-малко трудоемък начин за освобождаване на лицето от разрушена скала

При пробиване със сондажна течност скоростта на задълбочаване се увеличава значително. Най-често този метод се използва при пробиване на кладенци със значителна дълбочина. Това позволява работата да бъде завършена в най-кратки срокове с минимален риск от увреждане на короната.

Вода под високо налягане също се подава към дъното по време на разработването на кладенец в рохкави, несвързани почви, ако вземането на проби от ядрото не е проблем. В този случай лицето просто се измива с струя вода, освобождавайки шахтата на мината от разрушената почва.

Принципът на основната техника

Основният елемент при ядковото пробиване е деструктивна режеща част, монтирана върху основата на ядковата тръба. Наричат ​​го корона. За изкопаване на скали се използват специални корони, оборудвани с диамантени фрези.

Короните са сменяеми режещи елементи, които се завинтват към долния ръб на основната тръба. Те трябва да се сменят няколко пъти по време на процеса на пробиване.

Това е диамантеното свредло, което осигурява практически безпрепятствено преминаване на свредлото на големи дълбочини при забиване на водоприемни изработки във варовик. Тоест при разработване на кладенци, заровени в скална основа, в пукнатините на които в резултат на вековна кондензация са се образували запаси от най-чистите подземни води.

Боркороните се сменят по най-лесния начин - отстранете износената част и завинтете нова накрайник на сърцевинната тръба

Скалата се изрязва с помощта на накрайник, въртящ се с висока скорост. Скоростта на въртене на сеялката може да се регулира в зависимост от плътността на обработваната почва. Короната "разрязва" почвата само по ръба на един вид цилиндър, чиято централна част е притисната в основната тръба.

За да извлечете сърцевината, свредлото се повдига на повърхността. Уловената от него почва буквално се издухва от боркорона от въздушна струя, подадена към горната част на тръбата. Процесът на издухване се ускорява чрез почукване на снаряда с чук.

По време на процеса на ядково пробиване, пробит конусообразен сегмент от скала се вкарва в ядкова тръба. За да го премахнете, инструментът за сърцевина се отстранява от цевта чрез разглобяване на колоната на сондажния прът. Сърцевината се издухва и избива от тръбата

При преминаване през твърди скали ядковите свредла имат по-голяма производителност от матричните и ролковите свредла. Това се дължи на високата скорост на въртене на свредлото, което намалява необходимото усилие за проявяване.

В допълнение, парченцата напълно унищожават скалата, която ще трябва да бъде „изгребната“ с нож или трябва да се подаде вода под налягане, за да се измие лицето. Всъщност ще трябва да преминете през същия раздел два пъти или дори три пъти: първо го унищожете, след това го изчистете. Основната технология ви позволява да преминете и изчистите лицето с едно движение.

Машини и сондажни машини

Изборът на машина или сондажна платформа се определя от предназначението на кладенеца и неговия диаметър. Популярността на метода за ядково пробиване определя производството на сондажни платформи и машини по целия свят. Тежкотоварни трактори, камиони и всъдеходи са подходящи за платформи, предназначени за проучвателни сондажи.

Използването на тежки верижни трактори позволява ядково пробиване на кладенци в райони с непроходими пътища, повърхностни блатисти и нестабилни терени

Най-често сондажното оборудване се монтира на класически автомобили от марките MAZ, KAMAZ и Ural. Съществуват обаче опции за инсталиране на по-леко оборудване, което се използва за пробиване на кладенци за вода в частно строителство.

При ръчно ротационно пробиване Основната тръба е заменена от своя исторически предшественик - стъклото. Този снаряд е съкратена версия на сърцевинна тръба със заострен ръб на подметката. Стъклото се завинтва в земята ръчно или с помощта на моторна бормашина и всичко, което е опаковано в него, се изважда на повърхността.

Бензинови и електрически двигатели се използват за механизиране на ръчно пробиване на плитки кладенци и оформяне на отвори за монтиране на огради и опори за електропроводи. Те придават въртеливи движения на шнека или сърцевината

Оборудване за пробиване и подреждане на кладенци

Когато извършвате ядково сондиране, имате нужда от оборудване, което ви позволява да работите на дълбочина, да разработвате и извличате голямо разнообразие от видове скали. По време на работа трябва да се осигури периодично повдигане на унищожения от снаряда материал на повърхността.

Стандартен комплект инструменти за пробиване

За да извършите качествена работа, трябва:

• Основни черупки. Използват се както за хоризонтално сондиране, така и за вертикално изкопаване. Използвайки стандартни ядкови тръби, е възможно да се пробиват под ъгъл до 45 градуса. Тънкостенните бормашини могат да се използват изключително за хоризонтално безизкопно сондиране при полагане на комуникации.
• Корони. Това е инструмент за разбиване на скали, който се монтира към тръба за сърцевина, за да улесни изрязването на сърцевини в скала. Месинговите свредла се използват за пробиване на седиментни кохезионни и несвързани почви. Твърдосплавните свредла с диамантени фрези се произвеждат за пробиване на скали и оформяне на отвори в бетон, асфалт и тухлени стени.
• Стоманени обсадни тръби. Необходимо за облицовка на изкопа - оформяне на сондаж, извършвано едновременно с неговото задълбочаване. Диаметърът им е равен на диаметъра на кладенеца. Корпусът за всмукване на вода се избира предварително, като се фокусира върху диаметъра на основната тръба и помпата, която се планира да се използва в кладенеца.
• щанги. Това са тесни тръби, усукани заедно. Използва се за удължаване на сондажната колона. Просто казано, те се завинтват последователно към горната част на тръбата на сърцевината, така че въртеливото движение да може да се предава към нея на дълбочина, по-голяма от височината на снаряда. Височина на основната тръба + височина на сондажната колона = дълбочина на изкопа.
• Преводачи. Необходимо е да се осигури свързването на резбови връзки с различни диаметри, които се намират на сондажни пръти, ротатори, промивни уплътнения и други компоненти.
• Промивни тапи и уплътнения. С тяхна помощ е възможно да се вдигне разрушената почва на повърхността, ако няма нужда да се взема цяло ядро. В този случай водата се подава към лицето, измивайки разрушената почва под налягане върху дневната повърхност.
• Длета. Използват се за задълбочаване на отвора в най-трудните места за пробиване на боркорона. Когато използват малко, понякога преминават от ротационно сондиране към кабелно-ударно пробиване.

Представеният инструмент е стандартен комплект за пробиване с помощта на ядрена технология.В някои случаи, в зависимост от сложността на разработката, може да са необходими допълнителни инструменти и оборудване.

При задълбочаване на изкопа колона от сондажни пръти се завинтва последователно към горната част на основната тръба. За да извлечете основния снаряд на повърхността на колоната, прътът зад пръта се развива

Характеристики на конструкцията на сърцевинната тръба

Характеристика на дизайна снаряд по време на ядковото пробиване, то се дължи на максимално запазване на целостта на ядрото и се състои от пръстеновидно разположение около свободен проход. Една от най-важните характеристики е коефициентът вземане на основни проби Определя се като съотношението на диаметъра на сърцевината към външния диаметър на инструмента.

Инструментът за ядково пробиване е стандартизиран, като се различава главно само по диаметър. Въз основа на структурните характеристики сърцевинните тръби се класифицират на единични и двойни. Единичните снаряди, предназначени да работят в нормални геоложки условия, са отлични за разработване на водни кладенци.

Двоен инструмент с невъртяща се вътрешна тръба се използва само при геоложки проучвания. Той е необходим за извличане на скални проби, които лесно се разрушават под въздействието на различни фактори. Позволява ви да вземете проба в нейния естествен състав, с естествен процент минерали и скални отпадъци.

Еднокорпусна тръба се използва при вземане на проби за геотехнически изследвания, геоложки проучвания и пробиване на отвори за инсталиране на опори за електропроводи.

Всички основни тръби са предназначени за използване на продухване, подаване на сондажна течност към дъното и почистване на кладенеца. Върхът им е снабден с технологичен отвор, през който се впръсква вода или въздушна струя.

Специфика на режещата част на снаряда

Всяка корона е представена под формата на пръстен с резба отгоре, необходима за завинтване към сърцевинна тръба, и резци, разположени в долния край. Фрезите могат да бъдат плътно отлети или заварени към тази режеща метална част.

Следните битове се използват за ядково пробиване:

• Карбид – тънък резец, оребрени.
• Диамант – импрегниран и малък диамант.

Карбидните режещи елементи са предназначени за пробиване на "меки" почви. С тяхна помощ се пробиват всички видове глинести скали с всякаква консистенция, полу-скалисти скали, нисковлажни и мокри пясъци с плътна и средна плътност. За пробиване на пясъчници и мергели се използват корони с волфрам-кобалтови фрези.

Фин резец свредла са предназначени за пробиване на средно твърди скали на малки абразивност. Те са оборудвани с осмоъгълни или квадратни фрези. Когато фрезите са позиционирани на различни височини, се постига и стъпаловидно лице, чиито предимства бяха посочени по-горе.

Използвайки оребрени битове, циркулацията на промивната течност се подобрява чрез разширяване на диаметъра на кладенеца

Оребрени свредлата са предназначени за пробиване на средни твърди скали абразивност. Фрезите на такива корони се състоят от стоманени цилиндрични или призматични централно управление с карбидна вложка. В същото време, дори ако короната се износи, нейната производителност не намалява.

Короните с диамантени фрези са предназначени за пробиване на високи скалисти и полускални скали абразивност.

За увеличаване на здравината и подобряване на абразивните свойства, индустриалните диаманти се пресоват в отлятата му маса по време на производствения процес. Напоследък естествените кристали често се заменят с изкуствено отгледани.

Броят на ребрата се определя от дизайна на короната и нейния диаметър - могат да бъдат от три до шест. Ускоряването на процеса на разрушаване на скалите може да се постигне чрез изместване на ребрата нагоре спрямо края на короната. Това осигурява стъпаловиден долен отвор и улеснява преминаването на миещата течност.

Обсадни тръби за кладенци

Стоманените тръби със сърцевина и обвивка се произвеждат в съответствие с GOST 51682-2000. В геоложките проучвания и инженерната геология те се използват за предотвратяване на пропадането на почвата върху лицето, което не би ни позволило да разберем на каква дълбочина един геоложки слой е заменен от друг.

IN устройство на водоприемни работи обсадни тръби образуват стените на кладенеца. Друг, производствен, тръбен низ е потопен в корпуса, сглобен от тях. Днес най-често се сглобява от пластмаса. Производствената колона е оборудвана с филтър за задържане на песъчинки и фин чакъл по време на изпомпване.

Най-разпространени са обсадните тръби с нипелни връзки. В този случай тръбите имат вътрешна резба от едната страна и външна резба от другата страна. Изкопната шахта се сглобява от резбовани тръби изключително лесно и бързо.

Както сърцевината, така и обшивката са снабдени с резба, външна в единия край и вътрешна в другия. Това дава възможност за бързо и лесно сглобяване на корпуса. Размерите на резбата са унифицирани - всяка обсадна тръба може да служи като основна тръба, просто завинтете короната и върха към нея

Има обсадни тръби, предназначени за заварени съединения. Те не се използват в частния сектор поради трудоемкия процес на сглобяване на колоните.

Както корпусът, така и сърцевината са изработени от стомана клас 45 с група на якост „К”.За да се увеличи устойчивостта на повърхностно износване, краищата на тръбите са закалени. В зависимост от използваното сондажно оборудване и диаметър потопяема помпа при изграждането на частни водовземни работи се използват тръби с диаметър от 100 до 200 mm.

Етапи на ядково пробиване

Преди да започнете работа, трябва да проучите кадастралния план и да подготвите работната повърхност. Необходимо е да се осигури безпрепятствен достъп до мястото на сондиране както за самата сондажна платформа, така и за машината с промивна течност.

Следващата стъпка е да изкопаете дупка с обем поне 2 куб.м – така ще избегнете необходимостта от използване на допълнителен резервоар. Ямата е проектирана да отвежда подпочвените води и използваната промивна течност. За да инсталирате основната част на багажника, е необходимо да пробиете почвата.

След това избраният бит се свързва към сондажната тръба и се избира обсадни тръби, които ще се увеличават със задълбочаването им. Инсталацията трябва да бъде надеждно закрепена, след което се стартира сондажната машина.

Технологията Core с промиване на забоя с вода позволява освобождаването на шахтата от разрушена скала по най-лесния и бърз начин

Докато ядковото свредло се задълбочава и запълва, то периодично се повдига на повърхността и се почиства от почвата, уловена от инструмента по време на пробиването. След това свредлото, освободено от сърцевината, може отново да се потопи в отвора на кладенеца, за да продължи пробиването.

За да се повдигне до върха, колоната от сондажни тръби, състояща се от сърцевина и пръти, се разглобява. Тоест, те последователно отделят прът след прът, докато сърцевината не бъде извадена от цевта.

Най-добрият вариант за разработване на кладенец за частни собственици се счита за пробиване на ядка, придружено от промиване. В този случай не е необходимо да се вземат проби. Основното нещо е бързо да оформите цевта и да я изчистите от утайка. подготовка на изработката за предстояща употреба.

За измиване можете да използвате всяка вода, водата от близкото езерце или река е доста подходяща. Сондажът може да се извърши и на сухо, ако се разработва кладенец за пясък. Обикновено в този случай няколко кофи вода като сондажна течност са достатъчни само за охлаждане на снаряда на дъното.

С помощта на core технология се пробиват отвори в бетонни и стоманобетонни конструкции, основи и тухлени стени.

При работа в насипен пясък с ниска влажност се препоръчва да се добави течно стъкло или глинеста маса към работния разтвор за укрепване на стените на дупката. Във всеки случай, когато сондажът преминава през хоризонт с нестабилна структура, би било оправдано укрепването на стените на кладенеца с обсадни тръби.

Технологични особености на процеса

По време на процеса на задълбочаване е възможно да се регулира скоростта на въртене на свредлото. Трябва да се отбележи, че свредлото може лесно да преодолее слоеве от седиментни скали при ниски скорости. Но при преминаване на основна скала е необходимо увеличаване на скоростта на въртене. С метода на ядково пробиване е възможно да се проникнат слоеве с различен състав и всякаква твърдост.

Необходимо е да се вземе предвид фактът, че сондажната платформа трябва да бъде разположена на подготвена хоризонтална площадка. Ъгълът на проникване може да се регулира, ако диаметърът на разработения кладенец не надвишава 1 метър. След това вертикалността на изкопа се поддържа от корпуса.

Обсадните тръби могат да се използват повторно, ако бъдат извадени от изкопа веднага след изкопаването. Основната тръба е снаряд за многократна употреба, което не може да се каже за короните. За сондиране в седиментния хоризонт са необходими поне две или дори повече. При изграждането на кладенец върху варовик е невъзможно точно да се предвиди броят на износените корони.

За да удължите живота на диамантения бит след инсталирането или подмяната му, дъното на кладенеца трябва да се обработи с длето. Тази мярка значително ще увеличи степента на проникване

Сондажната платформа може да се монтира на превозни средства с голям капацитет или на верижни превозни средства специално оборудване при работа в трудни теренни условия. По-леко мобилно оборудване може да се използва при пробиване на водни кладенци по метода на ядрото.

Предимства и недостатъци на основния метод

Благодарение на точковото действие на короната по нейния радиус се осигурява точно изрязване и извеждане на повърхността на твърдо ядро. Технологията е приложима за пробиване на скали до XII категории, можете да работите както перпендикулярно, така и под ъгъл.

Един от най-важните показатели на основния метод е високата производителност и скоростта на пробиване.

В допълнение към това могат да се подчертаят следните предимства:

• Обемът на пробиване в случай на използване на промивна течност или технологична вода е 85%;
• Въвеждането на активни емулсии в работния разтвор позволява да се поддържат стените на кладенеца в първоначалното им състояние;
• Поради намаляването на аксиалните натоварвания поради факта, че скалата не се разрушава непрекъснато, се постига намаляване на разходите за енергия.
• Методът ви позволява да работите с всякакви скали, включително базалт и гранит.
• При използване на сглобяема мобилна машина е възможно да се извършва работа на труднодостъпни места.

Наред с предимствата, ядковото пробиване има и своите недостатъци:

• При работа в напукани скали често се получава задръстване на ядрото, което води до необходимостта от отстраняване на тръбата, за да се избие.
• При преминаване през твърди скали свредлото бързо се затъпява поради прегряване и залепване. За да се избегне това, е необходимо да се използва охлаждаща течност и да се намали дебитът. В резултат на това скоростта на пробиване намалява.
• Малкото напречно сечение (до 200 mm) на пробиване не позволява използването на мощни потопяеми помпи.

При разработване на водни кладенци, ако се използва глинен разтвор при отваряне на образуванието, има голяма вероятност от затлачване на водоносния хоризонт.

Изводи и полезно видео по темата

Видео 1. Първоначалният етап на пробиване на кладенец по основния метод:

Видео 2. Пробиване на кладенец в гранитна скала:

Началото на сондирането на кладенец трябва да бъде предшествано от икономическо изчисление. Спазването на стандартите за безопасност и правилата за работа на оборудването минимизира риска от повреда на оборудването, като по този начин осигурява висока ефективност на работа, скорост на пробиване и намалени икономически разходи.

Искате ли да споделите тънкостите на технологията на колоните, познати само на вас? Имате ли полезна информация по темата на статията? Моля, пишете коментари в блок формата по-долу, задавайте въпроси и публикувайте снимки по темата на статията.