Metoder til boring af brønde: teknologiske principper og funktioner i de vigtigste metoder

Konstruktionen af ​​en vandindtagsbrønd involverer brug af forskellige boremetoder. Løs og vandmættet jord fjernes ved hjælp af en bailer. Til boring gennem ler- og klippeformationer anvendes brøndboringsmetoder baseret på rotations- og vibrationsprincippet.

Arbejdet involverer mekanismer, der tillader udvikling af jord af forskellige typer og til forskellige dybder. Vi vil fortælle dig, hvordan du vælger den optimale boreteknologi, der giver dig mulighed for hurtigt og fejlfrit at fuldføre udgravningen til vandindtagsanordningen.

For visuelt at præsentere den information, vi tilbyder, er teksten suppleret med nyttige diagrammer, fotosamlinger og videotutorials.

Typer af boremetoder

Tidligere blev der primært udført boring af vandførende brønde til personlig brug manuelt. Dette var en arbejdskrævende og langvarig proces, så ikke enhver ejer af en grund eller et sommerhus kunne prale af at have deres egen vandforsyningskilde.

Efterhånden erstattede mekaniseret boring manuelle metoder på grund af den betydelige lettelse og acceleration af processen.

I dag bores næsten alle akviferbrønde ved hjælp af en mekaniseret metode, som er baseret på ødelæggelse af jord, der tilfører den til overfladen på en af ​​to måder: tør, når affaldsjord fjernes fra brønden ved hjælp af mekanismer, og hydraulisk, når det vaskes ud med vand tilført under tryk eller tyngdekraft.

Der er tre hovedmetoder til mekanisk boring:

• Roterende (jorden udvikles ved rotation).
• Chok (boreprojektilet ødelægger jorden med stød).
• Vibrerende (jorden er udviklet af højfrekvente vibrationer).

Rotationsmetoden anses for at være den mest produktive, 3-5 gange mere effektiv end stødmetoden og 5-10 gange mere effektiv end vibrationsmetoden. Derudover er rotationsmetoden den billigste og mest tilgængelige; den bruges ofte som den vigtigste metode til manuel boring.

Mekaniske rotationsmetoder til boring af vandbrønde har erstattet ineffektive manuelle metoder

Til gengæld er den roterende boremetode, der er meget brugt til konstruktion af vandbrønde, opdelt i fire hovedtyper af boring:

• kerne;
• skrue;
• stød-reb;
• roterende.

Hver type rotationsboring har sine egne karakteristika og udføres med udstyr, der er specielt designet til dette formål. Lad os se på disse typer boring mere detaljeret, bestemme, hvad deres forskelle er, og hvilken metode der skal bruges i hvert enkelt tilfælde.

Specifikationer for kerneboring

Kerneboring er en mekanisk rotationsmetode, hvor leret eller tæt sandet jord udvindes i form af en cylindrisk kerne. Et kernebor er et tykvægget metalrør.

I toppen af ​​kerneboret er der en anordning til fastgørelse af stænger, der er nødvendige for at forlænge borestrengen. Nedenfor er en krone, hvis type er valgt afhængigt af kategorien af ​​jord, der skal bores.

Ved kørsel med kernemetoden ødelægges jorden af ​​en ringformet krone. Den indre del af kernen er bevaret i en ubeskadiget form. For at lette boreprocessen i hårde og halvfaste ler, ler og sten tilføres en borevæske til bundhullet.

Ved kerneboring ødelægges jorden ikke, men "bores ud" med en krone og opfanges af kernerøret. Den borede sten udvindes til overfladen i form af en kerne - en monolitisk cylindrisk stensøjle

Slam fra ansigtet fjernes nogle gange ved skylning - ved at sprøjte en stor mængde vand ind i produktionsskakten. Oftest erstattes skylning ved at blæse med trykluft leveret af en kompressor inde i røret.Denne type boring giver dig mulighed for at bore brønde med en dybde på op til 1000 meter og en diameter på 8 til 20 cm.

Mekanisk kerneboring udføres ved hjælp af borerigge som ZIF, UGB, UKB, monteret på køretøjer som KAMAZ, KrAZ, skiddere mv. I versionen til manuel boring Kernerøret er forkortet og kaldes en klokke eller et glas. Kernerøret ligner strukturelt den sidste husholdningsartikel, der vender på hovedet.

Kerneboring anvendes i følgende tilfælde:

• geologisk udforskning af mineralressourcer;
• boring af efterforskningsbrønde;
• konstruktion af vandførende brønde af enhver dybde, herunder filterløse brønde i klipper.

Til enhed private vandboringer i nogle tilfælde bruges kernemetoden, før man påbegynder snegle- eller rotationsboring, samtidig med at man udfører en udforsknings- og forberedende rolle.

Ved konstruktion af private brønde anvendes kerneboring i kombination med slagtovsboring. Lerlagene føres gennem et kernerør. Løst sand, grus og småsten med sandfyldstof, som ikke forbliver i kernerøret, fjernes fra skakten ved zhelonisering.

Med hensyn til effektivitet er kernemetoden noget ringere end sneglemetoden til at bore vandindtagsbrønde. En snegl borer hurtigere, men den tillader ikke, at akslen frigøres helt fra den borede sten. De bruges sjældent i par. Og sker det, så er de første par meter dækket med en snegl.

Kronerne ødelægger ikke jorden, men skærer den forsigtigt rundt i omkredsen og danner "søjler" - kerner, ved at studere, hvilken du kan oprette en hydrologisk sektion af stedet

Udstyr og værktøj brugt

Følgende værktøjer bruges til kerneboring:

• borekroner lavet af diamant eller andet karbidmateriale (stål, wolfram, pobedit);
• kerne rør;
• rør til fjernelse af slam;
• stænger, der kræves til at forlænge borestrengen;
• koblingsforbindelser, adaptere mellem rør, skylleforskruning.

Ved boring i klippeformationer slides boret hurtigt og skal udskiftes. Kronematerialet er dyrt og kan modstå enorme belastninger; diamantboremuligheder er de mest udbredte.

Alle værktøjer, der bruges under boreprocessen, skal justeres, dvs. være placeret nøjagtigt i forhold til boreaksen.

Kerneboreteknologi

Hovedtræk ved kerneboring er passage af sten med dens fuldstændige bevaring i kernerøret. De der. Når boreudstyr fungerer, ødelægger kronen jorden i en ring, som, når den går dybere, skubbes ind i kernerøret og holdes i det på grund af sin egen tæthed.

Når det fyldte rør fjernes fra mineskakten, frigøres det fra kernen ved at banke på det med en forhammer.

Trin-for-trin kerneboringsprocessen er som følger:

• boret er forbundet med kernerøret;
• kernerøret er forbundet med stænger, som øges, når de bliver dybere;
• den øverste stang er fastgjort i boreriggen;
• boremaskinen roterer borestrengen og "skruer" den gradvist ned i jorden;
• kernerøret fyldes gradvist med kerne - jord fastklemt i dets hulrum;
• efter boring 50 - 70 cm fjernes borestrengen til overfladen, stængerne frakobles en efter en, indtil kernerøret er fjernet;
• røret er befriet fra boret sten;
• det tømte projektil sænkes igen til bunden, hvorved borestrengen forlænges med stænger.

Handlingerne udføres i den beskrevne rækkefølge, indtil brønden trænger ind i grundvandsmagasinet og trænger 50 cm ind i den underliggende vandtætte bjergart.

Hvis det ikke er formålet med udgravningen at fastgøre den øverste akvifer, så kan de øverste lag være det bor med skylning. I dette tilfælde sælger pumpen skylleopløsningen gennem en slange ind i rørene. Opløsningen bringer derefter den udminede jord til overfladen.

Hvis formålet med brøndkonstruktionen ikke er en grundvandsmagasin i sandede sedimenter, kan boring, indtil de når klippeformationer, udføres med skylning

Stærke fordele og ulemper

Sammenlignet med slagreb og roterende metoder til mekanisk boring udføres kerneboring ret hurtigt, hvilket reducerer arbejdstiden betydeligt. Dens største ulempe er manglende evne til at løfte løs jord og småsten mættet med vand. Den bevæger sig langsomt gennem sten og kræver en mejsel for at trænge igennem sten.

Fordelene ved kerneboring omfatter:

• høj produktivitet og evnen til at bore brønde med en dybde på over 100 m;
• reduktion af belastninger på boreudstyr på grund af ødelæggelse af lersten, sammenlignelig med at skære den ud;
• mulighed for at anvende en mobil borerig af kompakte dimensioner.

Kerneboring er en af ​​de hurtigste metoder til udvikling af vandindtag. En sandbrønd kan bores ved hjælp af den på én arbejdsdag. Under udvikling manuel vandindtag vil tage meget mere tid.

Funktioner ved snegleboring

Denne type boring anvendes i dag oftest ved konstruktion af vandførende brønde i private husholdninger. Et særligt træk ved snegleboring er, at stenen, der udvindes, fjernes fuldstændigt fra brøndstedet uden brug af ekstra udstyr. Metoden minder om indskruning og giver dig mulighed for at bore i dybden og samtidig fjerne unødvendig jord.

Værktøjet, der bruges til at bore, kaldes en snegl. Det er en metalstang med klinger. Ved at skrue ned i jorden ødelægger sneglen stenen, der dvæler på dens vinger. På grund af sneglens specifikke design er det umuligt helt at frigøre ansigtet fra lossepladsen. Derfor bruges det hovedsageligt til gennemtrængning af øvre lag.

Boring med en snegl er en hurtig og billig metode, der ikke kræver organisering af et reservoir til skyllevæske

Boring ved hjælp af en snegl kræver ikke meget indsats og økonomiske omkostninger, så anvendelsesområdet for denne metode er ret bredt: geologiske efterforskningsbrønde, lægning af kommunikation, konstruktion af borede brønde og delvist vandboring.

Det bruges nu aktivt til at konstruere abessiniske brønde for ikke helt at drive nålen godt ind i tæt jord, men for lidt at lette processen med at nedsænke akslen i tidligere ødelagt sten.

Metoden er velegnet til udvikling af vandførende brønde op til 30 m dybe på blød og løs jord og op til 20 m på mellemtæt jord. Efter boring med en snegl og installation af foringsrøret skal brøndboringen ryddes for uekstraheret sten med en bailer.

Sneglen er absolut ikke egnet til arbejde i stenede områder! Den bruges til delvis boring af brønde op til 120 m, mens denne metode kombineres med andre: roterende, stødreb, kerne.

Udstyr og værktøjer involveret

Boring med snegle udføres ved hjælp af en borerig, hvis hovedelement er et skrueboreværktøj lavet af højstyrket metal. Borestrengen udvides med lige store snegle, efterhånden som den går dybere.

Sættet indeholder nogle gange klingebits, som er nødvendige for passage af løse sten, såvel som bits med runde eller kegleformede hoveder, der bruges til udvikling af hårde sten.

En borerig baseret på et køretøj udstyret med en kraftig motor er den bedste mulighed for boring på svært tilgængelige og fjerntliggende steder

De fleste moderne borerigge er udstyret med hule samlinger udstyret med vendbare låse, der forhindrer værktøjet i at bevæge sig i den modsatte retning.

Under boreprocessen afkøles sneglens skærende dele af den udviklede jord, og den udviklede sten rejser sig i spiraler. Dette gør det muligt at udføre boring uden stop, hvilket reducerer tids- og energiomkostningerne ved at skabe en vandførende brønd markant.

Snegleboreteknologi

Efter færdiggørelse af gennemboringen, hvis dybde er 1,5 - 2,0 m, fjernes sneglen og beklædning. Diameteren på vandindtagsbrønden, der er boret med en snegl, er 50 - 200 mm og afhænger af størrelsen på det anvendte værktøj.

Sammenbrud af brøndvæggene forhindres af foringsrør. Dette er især vigtigt for løs, ikke-sammenhængende jord, så borere har en regel: ved boring af sandet ler og ler, brug snegle med knive placeret i en vinkel på 30 - 60º, og ved boring i tæt sand, værktøj med knive i en vinkel på 90º.

Med en mindre hældning af sneglespiralens vindinger bliver mere af den afbrudte losseplads ført til overfladen af ​​sneglen.

Boring med snegle kræver ikke brug af borevæske; stenen, der er udviklet ved hjælp af en bor, føres til overfladen på værktøjets blade

Fordele og ulemper ved at bruge en snegl

Sneglboremetoden giver dig mulighed for at bygge en brønd så hurtigt som muligt, forudsat at sneglens størrelse og hældningsvinklen på boret er valgt korrekt.

Fordelene ved snegleboring omfatter:

• jorden stiger til overfladen umiddelbart under boringsprocessen;
• høj hastighed til at dybere ned i jorden uden teknologiske stop;
• der er ingen grund til at skylle brøndboringen;
• en kompakt sneglenhed eller en manuel snegl kan bruges til at bore inde i huset (i kælderen);
• der er ingen grund til at løfte det første led til overfladen og skille borestrengen ad/samle som ved kernemetoden.

Den største ulempe ved snegleboring kan betragtes som manglende evne til at arbejde på løs og meget hård jord, men samtidig er en snegl et ideelt værktøj til at bore i lerjord, blandet (ler og sandet muldjord) og blød lerjord.

En anden ulempe, der begrænser brugen af ​​en snegl til at konstruere vandførende brønde, er behovet for at bruge stødreb-metoden til at rense skaftet for dumpet sten.

Lighed snegl - spole Udbredt i manuel boring. Den ødelægger stenen på samme måde og griber den med sine vinger for at trække den opad.

Karakteristika ved rotationsboring

Rotationsboring er en metode til rotations-vibrationsboring, hvor jorddestruktion udføres ved hjælp af en borekrone, der drives i bunden af ​​brønden af ​​boreriggens rotor. Rotoren roterer fra en bilmotor eller en separat installeret elmotor via en drivaksel.

Den udviklede jord vaskes ud af brøndskakten ved hjælp af direkte eller omvendt skylning. Vaskeopløsningen kan tilføres enten ved tyngdekraften eller af en pumpestation.

De fleste artesiske brønde bores ved hjælp af den roterende boremetode: ved hjælp af en borekrone, der roteres af en rotor, efterfulgt af gennemskylning af brønden og fastgørelse af foringsrør.

Rotationsboring bruges til at udvikle stenet og semi-stenet jord ved konstruktion af dybe brønde op til 150 m. En roterende borerig med en korrekt udvalgt bor og vægtede borerør klarer klippeformationer godt.

Boreeksperter anbefaler at bruge denne boremetode på følgende betingelser:

1. Den hydrogeologiske del af stedet er blevet undersøgt ganske godt. Det er kendt, at der skal bores i sten. Niveauet for forekomsten af ​​grundvandszonen i grundfjeldet er kendt.
2. Grundvandet har et tryk, der er karakteristisk for artesiske brønde
3. Der er mulighed for uafbrudt levering af teknisk vand til skylning af brønden.

I de sydlige egne kan der udføres rotationsboringer året rundt, men i det nordlige klima er brugen af ​​denne metode begrænset på grund af muligheden for frysning af borevæsken.

Udstyr og værktøj brugt

Rotationsboring af vandførende brønde udføres ved hjælp af en ramme eller et gittertårn, hvorpå løfteudstyr og andre elementer i boreriggen er placeret. Boretårnet gør det muligt at hæve og sænke borestrenge ned i brønden.

Den roterende borerig omfatter:

• ramme eller gittertårn;
• drev motor;
• rotor og borestreng;
• pumpeudstyr og skyllevæske rensningssystem;
• løfteudstyr, trykledning, svirvel, tætninger mv.

Selvkørende rigge bruger et køretøjs forbrændingsmotor som en motor, på grundlag af hvilken borekomplekset er placeret. I dette tilfælde regulerer motorkraften hastigheden på boreværktøjet.

Energikilden til en roterende borerig kan være en stationær eller mobil elmotor, en bils forbrændingsmotor eller generatorer.

Rotoren, ved hjælp af en gearanordning, overfører rotation til drivrøret, som igen overfører det til hovedboreværktøjet - borekronen.Mejslen kan have forskellige former og er lavet af højstyrke materialer: kompositter, diamantbelagt stål mv.

For hver jordtype vælges en speciel størrelse og form på boret, hvilket sikrer høj effektivitet og gennemtrængningshastighed.

Det unikke ved rotorteknologi

Rotationsboring af vandbrønde udføres i tre trin:

1. Ødelæggelse af sten ved hjælp af en mejsel.
2. Fjernelse af ødelagt sten til overfladen af ​​en strøm af indsprøjtet vand.
3. Styrkelse af brøndens vægge med foringsrør.

Fjernelse af ødelagt jord udføres ved omvendt eller direkte vask. Valget af skyllemetode afhænger af specifikke forhold: brønddybde, jordtype, tilgængeligheden af ​​den nødvendige mængde skyllevand.

Som regel bruger private gårde direkte cirkulationsboreteknologi, som inkluderer følgende trin:

• at drive en bit med stor diameter ned i jorden;
• rotation af boret under indflydelse af rotoren;
• installation af borerør og installation af vægtede rør mellem dem og boret;
• fjernelse af affaldsjord ved væsketryk ved hjælp af en pumpe;
• installation af et foringsrør for at forhindre jord i at falde ned i brønden;
• bore med en smule mindre diameter og gentage hele cyklussen.

Under tilbageskylning fjernes jord fra brønden gennem borestrengens rør, og skyllevæsken hældes mellem brøndens vægge og rørene.

Vand strømmer ved hjælp af tyngdekraften ind i et forberedt reservoir, hvor det renses for jord og slam, og vender tilbage til borestrengen til en ny portion gråbjerg.

I nogle tilfælde, når der udføres rotationsboring, bruges der ikke direkte eller omvendt skylning, men blæser med luft under tryk skabt ved hjælp af en kompressor

Fordele og ulemper ved rotationsboring

Den største fordel ved den roterende metode er evnen til at bore dybe brønde med vandindtag i brudt kalksten.

Derudover har denne boremetode følgende fordele:

• høj kvalitet af åbning af grundvandsmagasinet i grundfjeldet;
• muligheden for at konstruere en brønd med stor diameter op til 200 cm;
• høj borehastighed, lavt energiforbrug.

En væsentlig ulempe ved rotationsboring er behovet for at organisere brøndskylning.

Hvilken boremetode skal jeg vælge?

Alle overvejede metoder til mekanisk boring er meget brugt til at konstruere vandførende brønde.

For at opsummere kan vi sige, at:

1. Det er tilrådeligt at bruge kerneboring til gennemtrængning i plastisk lerjord.Kernemetoden er velegnet til konstruktion af de fleste vandindtagsarbejder; om nødvendigt bruges den i forbindelse med shock-rope-metoden.
2. Boring med snegle svarer i omfang til kernemetoden. Det adskiller sig fra det i dårlig kvalitet af borehulsrensning og kræver obligatorisk brug af en bailer eller langvarig skylning af brønden før drift.
3. Rotationsboring er den bedste mulighed for at bore brønde i stenet jord.

Omkostningerne ved at udvikle en brønd ved hjælp af en bestemt boremetode afhænger i høj grad af, hvilket udstyr der anvendes, samt af borbarhedskategorierne for de borede klipper.

Den korrekt valgte metode til at bore en brønd hjælper ikke kun med at reducere tiden brugt på boring, men vil også give dig mulighed for at betjene vandkilden uden problemer i fremtiden

Du kan læse om, hvordan man laver en borerig med egne hænder i en anden populær artikel vores side.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Video #1. Demonstration af princippet om klassisk kerneboring med kerneudtræk ved brug af vandtryk:

Video #2. Funktioner ved at bore en brønd med en snegl:

Video #3. Kerneboring af en brønd med skylning af bunden og installation af dobbelt foringsrør, hvis ydre del er lavet af stålrør, den indre del er lavet af polymer:

Boring af en vandførende brønd er en arbejdskrævende proces. Ikke kun hastigheden af ​​at oprette en autonom vandkilde, men også de økonomiske omkostninger afhænger af rigtigheden af ​​den valgte boremetode.

Det første, du skal være opmærksom på, når du vælger en boremetode, er typen af ​​jord og dybden af ​​grundvandsmagasinet. Baseret på disse parametre kan du vælge den bedste mulighed, der giver dig mulighed for at bore en brønd hurtigt og billigt.

Vil du dele historien om at bore en brønd på din egen ejendom eller nyttige oplysninger om emnet for artiklen? Skriv venligst kommentarer i blokken nedenfor. Her kan du stille et spørgsmål eller pege på kontroversielle punkter i teksten.