Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Naprava vodnjakov je povezana z uporabo različnih metod vrtanja. Ohlapne in nasičene z vodo se odstranijo s pomočjo zhelonke. Za vrtanje v glinastih in kamnitih sestavah se uporabljajo metode vrtanja vrtin in rotacijskih in vibracijskih principov.

Delo vključuje mehanizme, ki omogočajo razvoj različnih vrst tal in na različnih globinah. Povedali vam bomo, kako izbrati optimalno tehnologijo vrtanja, ki vam omogoča, da hitro in brezhibno opravite razvoj naprave za dovajanje vode.

Za vizualno predstavitev informacij, ki smo jih predlagali, je besedilo dopolnjeno z uporabnimi diagrami, fotografskimi posnetki in video vadnicami.

Vrste metod vrtanja

Pred tem je bilo vrtanje vodonosnikov za osebno uporabo izvedeno predvsem ročno. To je bil dolgotrajen in dolgotrajen proces, tako da se ni vsak lastnik mesta ali vila lahko pohvalil, da ima svoj vir oskrbe z vodo.

Postopoma je mehanizirano vrtanje zaradi velike enostavnosti in pospeševanja procesa izrinilo ročne metode.

Danes se skoraj vse vrtine vodonosnika izvrtajo na mehaniziran način, ki temelji na uničevanju tal in ga dovaja na površino na enega od dveh načinov: suho, ko se odpadna zemlja odstrani iz vodnjaka s pomočjo mehanizmov in hidravličnih, ko se izpere z vodo, dobavljeno pod tlakom ali gravitacijsko hrano.

Obstajajo trije glavni načini mehanskega vrtanja:

  • Rotacijski (zemlja se razvija z vrtenjem).
  • Šok (bursnady uničuje tla s pihi).
  • Vibracije (tla se razvijejo z visokofrekvenčnimi vibracijami).

Rotacijska metoda velja za najbolj zmogljivo, 3-5-krat bolj učinkovito v šoku in 5-10 v vibracijah. Poleg tega je metoda rotacije najbolj poceni in cenovno dostopna, pogosto se uporablja kot glavna metoda ročnega vrtanja.

Mehanske rotacijske metode vrtanja vodnih vrtin so nadomestile neučinkovite ročne metode.

Po drugi strani pa je rotacijska metoda vrtanja, ki se pogosto uporablja za gradnjo vodnjakov za vodo, razdeljena na štiri glavne vrste vrtanja:

  • kolonkovy;
  • vijak;
  • udarni kabel;
  • rotacijski.

Vsak tip vrtalnega vrtanja ima svoje značilnosti in ga izvaja posebej zasnovana oprema. Razmislite o teh vrstah vrtanja bolj podrobno, ugotovite, kakšne so njihove razlike in kakšno metodo je treba uporabiti v vsakem primeru.

Posebnosti vrtanja jedra

Jedrno vrtanje je mehanska rotacijska metoda, pri kateri se izkopa glina ali gosta peščena zemlja v obliki cilindričnega jedra. Jedro je debela kovinska cev.

Na vrhu jedra je naprava za pritrditev palic, ki je potrebna za povečanje vrtalnega niza. Spodaj je krona, katere tip je izbran glede na kategorijo tal, ki jo je treba vrtati.

Med vrtanjem jedra, uničenje skale opravi votla cev s podplatom, opremljenim z rezalno krono Projektil izvaja rotacijsko-translacijsko gibanje: reže zemljo s krono, poglablja in drži ujeto kamnino v votlini cevi Lupina s skalo, ki jo je zasegla, se izloči na površje in osvobodi od tal s tapkanjem kladiva po stenah cevi. Vrtanje jedra se uporablja za prodiranje glinenih kohezivnih kamnin: peščena ilovica z ilovico, glino. Takšna vaja ne vsebuje razsutega peska, vodnega nasičenega peska, gramoza, kamenčkov itd.

Pri prodiranju v jedro se tla uničijo z obročasto krono. Notranji del jedra je ohranjen v neokrnjeni obliki. Za lažji postopek vrtanja na trdnih in poltrdnih ilovninah, glinah in kamninah se na dno dovodi izpiralna tekočina.

Med vrtanjem jedra se tla ne uničijo, temveč se „izvrtajo“ s krono in se ujamejo v osrednjo cev. Izvrtani kamen se izkopa na površino v obliki jedra - monolitne cilindrične kolone skale.

Blato iz obraza se včasih odstrani z izpiranjem - siljenje vode v sod. Najpogosteje se izplakovanje zamenja s splakovanjem s stisnjenim zrakom, ki ga dovaja kompresor znotraj cevi. Ta vrsta vrtanja omogoča vrtanje vrtin do globine 1000 metrov in premera 8 do 20 cm.

Mehansko vrtanje jedra se izvaja z vrtalnimi napravami tipa ZIF, UGB, UKB, ki so nameščene na KAMAZ, KRAZ, traktorje za spravilo itd. V izvedbi za ročno vrtanje se cev z jedrom skrajša, imenuje zvonček ali steklo. Pri zadnji uporabi, ki je obrnjena navzdol, je osrednja cev strukturno podobna.

Vrtanje jedra se uporablja v naslednjih primerih:

  • geološko raziskovanje mineralov;
  • raziskovalno vrtanje vrtine;
  • napravo vodonosnih vrtin katere koli globine, vključno s filtrirnimi vrtinami v kamninah.

Pri gradnji zasebnih vodnjakov za vodo se v nekaterih primerih pred začetkom vrtanja s polžastim ali rotacijskim vrtanjem uporabi jedrna metoda, hkrati pa se opravi tudi preiskovalna in pripravljalna vloga.

V napravi zasebnih vodnjakov se vrtanje jedra uporablja v kombinaciji s šok kablom. Glinene plasti so osrednja cev. Razsuti pesek, gramoz in prodnik s peščenim agregatom, ki se ne zadržujeta v osrednji cevi, se izvlečejo iz debla z območji.

V smislu učinkovitosti je osrednja metoda nekoliko slabša od metode vrtanja vodnjakov. Gugalnik se vrtajo hitreje, ne da bi popolnoma izpustil cev iz vrtine. Redko se uporabljajo v parih. In če pride, potem polža preide prvih nekaj metrov.

Krone ne uničijo tal, temveč jih previdno razrežemo po obodu, tako da oblikujemo “stolpce” - jedra, ki jih lahko preučimo in naredimo hidrološki odsek.

Rabljena oprema in orodja

Za vrtanje jedra se uporabljajo naslednja orodja:

  • svedri, izdelani iz diamanta ali drugih materialov iz trde zlitine (jeklo, volfram, bodo zmagali);
  • cev za jedro;
  • cevi za odstranjevanje blata;
  • palice, ki so potrebne za razširitev svedra;
  • sklopke, adapterji med cevmi, izpiralno tesnilo.

Ko vrtate v kamninah, se krona hitro obriše in jo je treba zamenjati. Material krošnje je drag in lahko prenese ogromne obremenitve, pri čemer so najpogostejše možnosti za vrtanje diamantov.

Vsa orodja, ki se uporabljajo v postopku vrtanja, morajo ustrezati poravnavi, tj. natančno poravnajte z vrtalno osjo.

Tehnologija vrtanja jedra

Glavna značilnost jedrnega vrtanja je prehod kamnine s popolno ohranitvijo v jedrni cevi. Tj Med obratovanjem vrtalne opreme krošnja v obroču uniči zemljo, ki se, ko prodira, potisne v jedro in se zadrži v njej zaradi svoje gostote.

Pri odstranjevanju napolnjene cevi iz jaška se osvobodi iz jedra s potapljanjem s kladivom.

Postopek faznega vrtanja je naslednji:

  • sveder je povezan s cevjo jedra;
  • cevna kolona je povezana s palicami, ki se s poglabljanjem povečujejo;
  • zgornja palica je pritrjena v vrtalnem stroju;
  • vrtalni stroj zavrti sveder in ga postopoma "vijače" v tla;
  • cev v jedru se postopoma napolni z zemljo, ki se zatakne v jedro;
  • po prodiranju 50–70 cm se sveder odstrani na površino, palice pa se odklopijo, dokler se ne odstrani jedrna cev;
  • cev je osvobojena iz vrtine;
  • izpraznjeni izstrelek se spet spusti na dno, pri čemer se vrtalni niz poveča s palicami.

Ukrepi se izvajajo v opisanem vrstnem redu, dokler vodnjak ne razkrije vodonosnika in se globlje 50 cm v podložno vodotesno skalo.

Če pritrditev zgornjega vodonosnika ni namen penetracije, se lahko zgornje plasti izvrtajo z izpiranjem. V tem primeru črpalka proda raztopino za izpiranje skozi cev znotraj cevi. Raztopina nato razvije razvito zemljo na površino.

Če namen naprave za vodnjake ni vodonosnik v peščenih sedimentih, se lahko vrtanje izvede z izpiranjem, dokler ne doseže skale.

Težke prednosti in slabosti

V primerjavi s šok-kablom in rotacijskim načinom mehanskega vrtanja se vrtanje jedra opravi precej hitro, kar bistveno skrajša čas dela. Njegova glavna pomanjkljivost je nezmožnost dvigovanja ohlapnih tal in kamenčkov, nasičenih z vodo. Počasi se pomikajo po skalah, zato je za balvane potrebno dleto.

Prednosti osrednjega vrtanja so:

  • visoka zmogljivost in sposobnost vrtanja vodnjakov z globino več kot 100 m;
  • zmanjšanje obremenitev na vrtalni opremi zaradi uničenja glinenih kamnin, primerljivo z rezanjem;
  • možnost uporabe mobilne ploščadi kompaktnih dimenzij.

Jedrno vrtanje je ena najhitrejših metod za razvoj vodnega zajema. Luknja v pesku z njeno uporabo se lahko zaključi v enem delovnem dnevu. Ročno razviti dovod vode traja dlje.

Značilnosti vrtanja s polžem

Ta vrsta vrtanja se danes najpogosteje uporablja pri gradnji vodonosnikov na zasebnih kmetijah. Posebnost vijačnega vrtanja je, da se razvita kamnina popolnoma odstrani iz vrtine brez dodatne opreme. Metoda je podobna privijanju, omogoča vrtanje v globino in hkrati odstranjevanje nepotrebnih tal.

Orodje za vrtanje imenujemo vijak. To je kovinska palica z rezili. Vijač v zemljo uniči skalo, ki se zadržuje na rezilih. Zaradi posebne oblike vijaka ni mogoče popolnoma sprostiti obraza iz rezila. Zato se uporablja predvsem za penetracijo zgornjih plasti.

Vrtanje je hitro in poceni metoda, ki ne zahteva rezervoarja za izpiranje tekočine.

Vrtanje z vijakom ne zahteva velikih naporov in finančnih stroškov, zato je obseg uporabe te metode dovolj širok: raziskovalne vrtine, polaganje komunikacij, vrtanje vodnjakov in delno vrtanje vode.

Zdaj se aktivno uporablja za napravo Abisinskih vodnjakov, da ne bi v celoti napolnili igle v gostih tleh in rahlo olajšali proces potapljanja debla v prej uničeno skalo.

Metoda je primerna za razvoj vodonosnih vodnjakov globine do 30 m na mehkih in rahlih tleh in do 20 m na srednje gostih. Po vstopu v sondo in vgradnji ohišja je treba cisterne očistiti iz ne ekstrahirane skale.

Vijak ni strogo primeren za delo v skalah! Uporablja se za delno vrtanje vodnjakov do 120 m, pri čemer se ta metoda kombinira z drugimi: rotacijskim, udarnim kablom, jedrom.

Vijak - vrtalno orodje, ki strukturno opozarja na vijak. Pokopali so ga z vijakom in ga privili v tla Bučno vrtanje - najhitrejši način izkopavanja. Vendar pa ni namenjen zajemanje in držanje skale. Vijak se uporablja za vrtanje vrtin vseh velikosti in namenov, ki se pogosto uporabljajo pri razvoju ročnih del Minus vrtanja z vijakom je, da je treba po vijaku čiščenje soda opraviti z veverico, tj. dvojna luknja

Vključena oprema in orodja

Bušilno vrtanje se izvede z vrtalnim strojem, katerega glavni element je vijačno orodje za vrtanje, izdelano iz visoko trdne kovine. Vrtalna vrvica kot poglobitev se poveča z enako velikimi polži.

Vključeni so včasih tudi vesla, ki so potrebni za prehod rahlih kamnin, kot tudi delce z okroglimi ali stožčastimi glavami, ki se uporabljajo za razvoj trdnih kamnin.

Vrtalni stroj, ki temelji na avtomobilu, opremljenem z zmogljivim motorjem, je najboljša možnost za vrtanje na težko dostopnih in oddaljenih lokacijah

Večina sodobnih vrtalnih plošč je opremljena z votlimi lupinami, opremljenimi z obrnljivimi ključavnicami, ki ne omogočajo premikanja orodja v nasprotno smer.

Rezalni deli vijaka med vrtanjem se ohladijo z razvito zemljo, razvita skala pa se dviguje navzgor v spiralah. To omogoča neprekinjeno vrtanje, kar bistveno zmanjšuje čas in stroške energije pri izgradnji vodonosnika.

Tehnologija vijačnega vrtanja

Po zaključku penetracije, katere globina je 1, 5–2, 0 m, se polž izvleče in ohišje se vgradi v vodnjak. Premer vrtine, ki je izvrtana z vijakom, je 50–200 mm in je odvisna od velikosti uporabljenega orodja.

Zlom stene vrtine preprečuje ohišje. To je še posebej pomembno za rahlo ohlajena tla, zato imajo vrtalniki pravilo: uporabiti polžke z rezili, ki se nahajajo pod kotom 30–60 ° pri potopitvi peščenih ilovk in ilovnic, in orodjem z rezili pod kotom 90 ° pri vrtanju gostih peskov.

Z manjšim naklonom zavojev tuljave sijalk bolj loči rezilo na površino polža.

Vrtanje šopov ne zahteva uporabe tekočine za izplakovanje, kamen, ki ga razvije bit, pripelje na površino na rezila orodja

Prednosti in slabosti uporabe polža

Vrtalni način vrtanja vam omogoča, da napravo čim hitreje napravite, če je velikost vijaka in kot nagiba bita pravilno izbrana.

Prednosti vrtanja polža so:

  • zemlja se med vrtanjem takoj dvigne na površino;
  • visoka hitrost poglabljanja v tla brez tehnoloških ustavitev;
  • ni treba splakniti vrtine;
  • v notranjosti hiše (v kleti) se lahko izvrši kompaktna vijačna instalacija ali ročni vijak;
  • ni treba dvigniti prve povezave na površino in razstaviti / sestaviti vrtalnega niza kot v kolonskem načinu.

Glavna pomanjkljivost vrtanja s polžem je mogoče razumeti kot nezmožnost dela na rahlih in zelo trdih tleh, hkrati pa je polža idealno orodje za vrtanje v ilovnatih, mešanih (glinenih in peščenih ilovicah) in mehkih glinastih tleh.

Še ena pomanjkljivost, ki omejuje uporabo polža za vgradnjo vodonosnih vodnjakov, je potreba po uporabi metode šok-kabla za čiščenje debla iz valjanih kamnin.

Podobnost polža - tuljava se pogosto uporablja pri ročnem vrtanju. Prav tako uniči skalo in jo zaklene s svojimi režami, da jo izvleče navzgor.

Značilnosti rotacijskega vrtanja

Rotacijsko vrtanje je metoda rotacijsko-vibracijskega vrtanja, pri katerem se uničevanje tal izvede s pomočjo dleta, ki se giblje na dnu vrtine z rotorja vrtalne ploščadi. Rotor se vrti iz avtomobilskega motorja ali ločeno nameščenega elektromotorja skozi pogonsko gred.

Razvito zemljo izperemo iz vrtinskega jaška po metodi neposredne ali povratne vode. Pralno raztopino lahko oskrbimo tako z gravitacijo kot s črpališčem.

Večina arterskih vrtin se izvrši z rotacijskim vrtanjem: z vrtalnim kolesom, ki ga zavrti z rotorjem, sledi umivanje vodnjaka in pritrditev ohišja.

Rotacijsko vrtanje se uporablja za razvoj kamnitih in polkarniških tal pri postavljanju globokih vrtin do 150 m. Rotacijski vrtalni stroj z pravilno izbranim dletom in težkimi vrtalnimi cevmi se dobro ujema s kamninami.

Stroji za vrtanje priporočajo uporabo tega načina vrtanja pod naslednjimi pogoji:

  1. Hidrogeološki del najdišča je bil precej dobro raziskan. Znano je, da je treba kamen vrtati. Poznana je stopnja pojavnosti vodonosnika v temeljni kamnini.
  2. Podzemna voda ima značilen pritisk za arteške vodnjake.
  3. Obstaja možnost neprekinjenega dostave industrijske vode za izpiranje vodnjaka.

V južnih regijah lahko rotacijsko vrtanje poteka vse leto, v severnem podnebju pa je uporaba te metode omejena zaradi možnosti zamrzovanja pralne tekočine.

Uporabljena oprema in orodja

Rotacijsko vrtanje vodonosnikov se izvaja z okvirjem ali rešetkastim stolpom, na katerem se nahaja dvižna oprema in drugi elementi vrtalne ploščadi. Stolp omogoča dviganje in spuščanje strun v vrtino.

Struktura rotacijskega vrtalnega stroja vključuje:

  • okvir ali rešetkasti stolp;
  • motorni pogon;
  • rotor in vrtalni niz;
  • oprema za črpanje in sistem za čiščenje tekočine za izpiranje;
  • dvižne naprave, tlačne cevi, vrtljivi, oljni tesnili itd.

Pri samohodnih instalacijah je motor, ki se uporablja v motorju, motor, na podlagi katerega se nahaja vrtalni kompleks. V tem primeru se moč motorja uravnava s hitrostjo vrtalnega orodja.

Kot vir energije za rotacijski vrtalni stroj je lahko stacionarni ali premični električni motor, avtomobilski motor, generatorji

Rotor s pomočjo orodja prenaša vrtenje na pogonsko cev, ki jo nato poroča glavnemu orodju za vrtanje - dleto. Bit ima lahko drugačno obliko in je izdelan iz visoko trdnih materialov: kompoziti, jeklo z diamantno prevleko itd.

Za vsako vrsto tal se izbere posebna velikost in oblika bita, s čimer se zagotovi visoka učinkovitost in hitrost penetracije.

Auger - najprimernejši sveder za ročno vrtanje. Ročni stroj z vijačnim projektiljem, lahko greste tudi do 10 -12 m Vijak se postopoma privija v tla, rezilo pa se izvaja na rezilih izstrelka. Vzporedno s potapljanjem se vzpostavi kasacija. Za povečanje višine svedra se uporabljajo palice, ki so med seboj povezane z navojnimi spojkami. Ohišje je izbrano glede na premer vijaka. Ročno se običajno izvrtajo z ozkim vrtalnikom, v katerem je nameščen stolpec cevi AIV. Za črpanje uporabite ročno ali električno površinsko črpalko

Posebnost rotacijske tehnologije

Rotacijsko vrtanje vodnjakov se izvaja v treh fazah:

  1. Uničenje skale z dletom.
  2. Odstranitev uničene kamnine na površino s pretokom vbrizgane vode.
  3. Krepitev sten ohišja vodnjaka.

Odstranjevanje uničenih tal se izvede s povratnim ali neposrednim pranjem. Izbira načina pranja je odvisna od posebnih pogojev: globine vodnjaka, vrste tal, prisotnosti zahtevane prostornine vode za izpiranje.

Praviloma se na zasebnih kmetijah uporablja tehnologija direktnega vrtanja, ki vključuje naslednje korake:

  • prodor dleta velikega premera v tla;
  • vrtenje bita pod vplivom rotorja;
  • montaža vrtalnih cevi in vgradnja tehtanih cevi med njimi in bitom;
  • odstranjevanje odpadne zemlje s tekočinskim tlakom s črpalko;
  • vgradnja ohišja, ki preprečuje škropljenje tal znotraj vrtine;
  • vrtanje z dletami manjšega premera in ponavljanje celotnega cikla.

Med povratnim izpiranjem se zemlja odvaja iz vodnjaka skozi cevi vrtalnega niza, tekočina za pranje pa se vlije med stene vrtine in cevi.

Voda teče po gravitaciji v predhodno pripravljen rezervoar, kjer se očisti zemlje in blata in se vrne v vrtalni niz za nov del odpadne kamnine.

V nekaterih primerih se pri rotacijskem vrtanju ne uporablja neposredno ali povratno pranje, ampak piha zrak pod tlakom, ustvarjenim s kompresorjem.

Prednosti in slabosti rotacijskega vrtanja

Glavna prednost rotacijske metode je sposobnost vrtanja globokih vodnjakov z zajemom vode v razpokanem apnencu.

Poleg tega ima ta metoda vrtanja naslednje prednosti:

  • visoka kakovost odprtja vodonosnika v temeljni kamnini;
  • možnost naprave iz vodnjaka velikega premera do 200 cm;
  • visoka hitrost vrtanja, nizki stroški energije.

Pomembna pomanjkljivost rotacijskega vrtanja se lahko imenuje potreba po organiziranju pranja vrtine.

Katero metodo vrtanja izbrati?

Vse obravnavane metode mehanskega vrtanja se pogosto uporabljajo za vgradnjo vodonosnih vodnjakov.

Če povzamemo, lahko rečemo:

  1. Vrtanje jedra je priporočljivo uporabiti za penetracijo v plastičnih glinenih tleh. Metoda s kolonami je primerna za vgradnjo večine vodnih zajetij, če je potrebno, uporabljenih v parih s šok-kablom.
  2. Vrtanje v smislu uporabe je podobno jedrni metodi. Od njega se razlikuje po slabi kakovosti čiščenja soda, zahteva pa obvezno uporabo blata ali dolgoročno izpiranje vodnjaka pred začetkom obratovanja.
  3. Rotacijsko vrtanje je najboljša možnost za prebijanje vodnjakov v kamnitih tleh.

Stroški razvoja vrtine z eno ali drugo metodo vrtanja so v veliki meri odvisni od tega, kakšna oprema se uporablja, pa tudi od kategorij kamnin, ki jih zajema vrtanje.

Pravilno izbrana metoda vrtanja vodnjaka ne bo le zmanjšala časa, potrebnega za vrtanje, temveč bo tudi v prihodnje omogočila brezhibno delovanje vodnega vira.

Preberete lahko, kako narediti vrtalni stroj sami v drugem priljubljenem članku na naši spletni strani.

Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi

Video # 1. Prikaz principa klasičnega vrtanja jedra z ekstrakcijo jedra z vodnim tlakom:

Video # 2. Značilnosti vrtanja z vijakom:

Video # 3. Vrtanje jedra z izpiranjem dna in vgradnjo dvojnega ohišja, katerega zunanji del je iz jeklenih cevi, notranji polimer:

Vrtanje vodonosnika je dolgotrajen proces. Od pravilnosti izbrane metode vrtanja ni odvisna le hitrost naprave neodvisni vodni vir, temveč tudi finančni stroški.

Prva izbira, ki jo morate upoštevati pri izbiri metode vrtanja, je vrsta tal in globina vodonosnika. Na podlagi teh parametrov lahko izberete najboljšo možnost, ki vam bo omogočila hitro in poceni vrtanje.

Želite deliti zgodovino vrtanja vodnjaka na svojem spletnem mestu ali uporabne informacije o temi članka? Prosimo, pustite komentarje v bloku spodaj. Tu lahko postavite vprašanje ali navedete sporne točke v besedilu.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija: