Vesikaivon laite liittyy erilaisten porausmenetelmien käyttöön. Löysät ja vedellä kyllästetyt maaperät uutetaan kaatamalla. Poraamiseen savi- ja kivimuodostelmien läpi käytetään kierto- ja värähtelyperiaatteeseen perustuvia kaivoporausmenetelmiä.
Työ sisälsi mekanismeja, jotka mahdollistavat erityyppisten ja eri syvyyksien maaperien kehittämisen. Me kerromme sinulle, kuinka valita optimaalinen porausteknologia, jonka avulla voit nopeasti ja moitteettomasti käydä läpi vedenottolaitteen kehityksen.
Ehdottamiemme tietojen visuaaliseksi esitykseksi tekstiä täydennetään hyödyllisillä järjestelmillä, valokuvakokoelmilla, video-oppailla.
Porausmenetelmien tyypit
Aikaisempi pohjavesikerrosten poraus henkilökohtaiseen käyttöön tehtiin pääasiassa käsin. Se oli aikaa vievä ja pitkä prosessi, joten jokainen tontin tai mökin omistaja ei voinut ylpeillä omilla vesilähteillä.
Mekaaninen poraus korvasi vähitellen manuaalisia menetelmiä prosessin huomattavan helpotuksen ja kiihtyvyyden vuoksi.
Nykyään melkein kaikki pohjavesikerrokset porataan mekaanisella tavalla, joka perustuu maaperän tuhoamiseen ja syöttämällä sen pintaan jollakin kahdella tavalla: kuiva, kun jätemaa poistetaan kaivosta mekanismeilla ja hydraulinen, kun se pestään paineistetulla vedellä tai painovoiman avulla.
Mekaanisessa porauksessa on kolme päämenetelmää:
- pyörityksen (maaperää kehitetään kiertämällä).
- Shokki (bursnaryad tuhoaa maan iskuilla).
- tärisevä (maaperää kehitetään korkeataajuisilla värähtelyillä).
Pyörimismenetelmää pidetään tehokkaimpana, 3–5 kertaa tehokkaampana kuin isku ja 5–10 värähtelyä. Lisäksi rotaatiomenetelmä on halvin ja edullisin, sitä käytetään usein manuaalisen porauksen päämenetelmänä.
Vesikaivojen porauksen mekaaniset rotaatiomenetelmät korvasivat tehottomat manuaaliset menetelmät
Kiertoporausmenetelmä, jota käytetään laajalti vesikaivojen rakentamisessa, puolestaan jaetaan neljään päätyyppiseen poraustapaan:
- ydin;
- kaira;
- iskuja köysi;
- pyörivä.
Jokaisella pyörivällä poraustyypillä on omat ominaisuutensa, ja se suoritetaan erityisesti tätä tarkoitusta varten suunnitelluilla laitteilla. Tarkastele näitä poraustyyppejä yksityiskohtaisemmin, selvitä niiden erot ja mitä menetelmää tulisi käyttää kussakin tapauksessa.
Ydinporauksen erityispiirteet
Ydinporaus on mekaaninen pyöritysmenetelmä, jossa savi tai tiheä hiekkainen maa uutetaan lieriömäisen ytimen muodossa. Ydinpora on paksuseinäinen metalliputki.
Ydinporan yläosassa on laite poralangan rakentamiseksi tarvittavien sauvojen kiinnittämiseksi. Alla on kruunu, jonka tyyppi valitaan porattavan maalajin mukaan.
kuvagalleria
Kuva
Ydinteknologian ydin
Tuhotun maaperän sieppaaminen
Pohjaporan vapautus
Ydinporausmaa
Kun ajaa pylväsmenetelmää, maaperä tuhoutuu rengasmaisella kruunulla. Samanaikaisesti ydinydin pysyy ehjänä. Kovan ja puolikiinteän saven porausprosessin helpottamiseksi pintaan johdetaan savi, kivi, huuhteluneste.
Ydinporauksen aikana maaperä ei tuhoudu, vaan kruunu "poraa" sen ja vangitsee ydinputken. Pinnalta porattu kivi uutetaan ytimen muodossa - monoliittinen lieriömäinen kivipylväs
Pohjan liete poistetaan joskus pesemällä - pumppaamalla tynnyriin suuri määrä vettä. Yleensä huuhtelu korvataan huuhtelemalla kompressorin putkeen syöttämällä paineilmalla. Tämän tyyppisen porauksen avulla voit porata jopa 1000 metriä syviä kaivoja, joiden halkaisija on 8 - 20 cm.
Mekaaninen ydinporaus suoritetaan ZIF-, UGB-, UKB-tyyppisillä porauslaitteilla, jotka on asennettu KAMAZ-, KRAZ-tyyppisiin autoihin, juontokoneisiin jne. Manuaalisen porauksen suoritusmuodossa ydinputkea lyhennetään, jota kutsutaan kellona tai lasina. Kun viimeinen taloustavaroita käännettiin ylösalaisin, ydinputki on rakenteellisesti samanlainen.
Porausporausta käytetään seuraavissa tapauksissa:
- mineraalien etsintä;
- tutkimuskaivojen poraus;
- minkä tahansa syvyyden pohjavesikerrosten järjestely, mukaan lukien suodattamattomat kaivot kivimuodostelmissa.
Joissain tapauksissa vesien yksityisten kaivojen asentamisessa ydinmenetelmää käytetään ennen kairan tai pyörivän porauksen aloittamista suorittaen sekä etsintä- että valmistelutehtävä.
Yksityisten kaivojen rakentamisessa käytetään sydämenporausta yhdessä iskuköyden kanssa. Savikerrokset kulkevat ydinputken läpi. Löysät hiekka, sora ja kivi hiekka-aineella, jotka eivät viipy ydinputkessa, poistetaan tynnyristä zheloning-menetelmällä.
Tehokkuuden mukaan ydinmenetelmä on hiukan huonompi kuin vesikaivojen porausruuvimenetelmä. Ne poraa uraa nopeammin, mutta se ei anna tynnyrin tyhjentyä kokonaan poratusta kivestä. Niitä käytetään harvoin pareittain. Ja jos se annetaan, niin muutama ensimmäinen metri kulkee ruuvilla.
Kruunut eivät tuhoa maaperää, mutta leikkaavat sen huolellisesti kehän ympärille muodostaen ”pylväät” - ytimet, tutkimalla mitä voit tehdä hydrologisen osan alueesta
Käytetyt laitteet ja työkalut
Pohjaporauksessa käytetään seuraavia työkaluja:
- timantista tai muusta karbidimateriaalista (teräs, volframi, win) tehdyt poranterät;
- ydin putki;
- putki lietteen poistamiseksi;
- poran kielen rakentamiseksi tarvittavat tangot;
- kytkentäliitokset, adapterit putkien välillä, huuhtelutiiviste.
Kun porat kivissä, poranterä kuluu nopeasti ja se on vaihdettava. Kruunun materiaali on kallista, kestää valtavia kuormituksia, laajimmin käytettyjä timanttien porausvaihtoehtoja.
Kaikki porausprosessissa käytetyt työkalut on kohdistettava, ts. sijaitsevat tarkalleen suhteessa porausakseliin.
Ydinporaustekniikka
Ydinporauksen pääpiirteenä on kallion kulku täydellisen säilymisen kanssa ydinputkessa. Nuo. porauslaitteiden käytön aikana renkaassa oleva kruunu tuhoaa maaperän, joka syvemmällä työntyy sydänputkeen ja pysyy siinä oman tiheytensä vuoksi.
Kun irrotat täytetyn putken työakselilta, se vapautetaan sydämestä napauttamalla kelkka-vasaralla.
Vaiheellinen porausprosessi on seuraava:
- poranterä on kytketty ydinputkeen;
- ydinputki on kytketty sauvoihin, jotka kasvavat syveneessään;
- ylempi tanko on kiinnitetty porauslaitteeseen;
- pora pyörittää poralankaa ja "ruuvaa" vähitellen maahan;
- ydinputki täytetään vähitellen sydämeen juuttuneella maaperällä ontelossaan;
- ajettaessa 50 - 70 cm, poralanka poistetaan pinnalle, tangot irrotetaan vuorostaan, kunnes ydinputki poistetaan;
- putki vapautetaan pistokkeista;
- Tyhjä kuori lasketaan jälleen pintaa kohden lisäämällä porauslankaa tankoilla.
Toimenpiteet suoritetaan kuvatussa järjestyksessä, kunnes kaivo paljastaa pohjakerroksen ja sukeltaa 50 cm: n päähän alla olevaan vedenpitävään kallioon.
Jos pohjavesikerroksen kiinnittäminen ei ole uppoamisen tarkoitus, ylempi kerros voidaan porata huuhtelemalla. Tässä tapauksessa pumppu myy huuhteluletkun letkun läpi putkiin. Sitten liuos kuljettaa kehittyneen maaperän pinnalle.
Jos kaivojärjestelyn tarkoitus ei ole hiekassa oleva pohjavesikerros, poraus voidaan huuhdella ennen kuin se saavuttaa kallion
Hyvät vahvuudet ja heikkoudet
Verrattuna iskunvaijeriin ja mekaanisen porauksen kiertomenetelmiin, ydinporaus tehdään melko nopeasti, mikä vähentää merkittävästi työaikaa. Sen suurin haitta on mahdoton nostaa löysää maaperää ja veteen kyllästettyä kiviä. Liikkuminen hitaasti kiviä pitkin vaatii vähän lohkareiden ajamiseen.
Ydinporauksen etuihin kuuluu:
- korkea tuottavuus ja kyky porata kaivoja syvemmälle kuin 100 m;
- porauslaitteiden kuormituksen vähentäminen savin tuhoamisen vuoksi, verrattavissa sen leikkaamiseen;
- mahdollisuus käyttää pienikokoista siirrettävää porauslaitetta.
Ydinporaus on nopein menetelmä vedenotto-toiminnan kehittämiseen. Hiekkakaivo sovelluksellaan voidaan valmistaa yhden työpäivän aikana. Manuaalisesti kehitetty vedenotto vie paljon enemmän aikaa.
Kairanporauksen ominaisuudet
Tämän tyyppisiä porauksia käytetään nykyään yleisimmin vesistökerrosten rakentamisessa yksityisillä tiloilla. Kairaporauksen piirre on, että kehitetty kivi poistetaan kokonaan porausreiästä ilman, että siihen tarvitaan lisävarusteita. Menetelmä muistuttaa ruuvaamista, antaa sinun porata syvyyteen ja poistaa samalla tarpeettoman maaperän.
Porauksessa käytettyä työkalua kutsutaan kairaksi. Se on terällä varustettu metallitanko. Ruuvaamalla maahan, ruuvi tuhoaa kiven, joka viipyy sen lapoilla. Ruuvin erityisestä rakenteesta johtuen on mahdotonta vapauttaa pintaa kokonaan terästä. Siksi sitä käytetään pääasiassa yläkerrosten ajamiseen.
Kairaporaus on nopea ja edullinen menetelmä, joka ei vaadi huuhtelunestesäiliötä
Ruuvin avulla tehtävä poraus ei vaadi paljon vaivaa ja taloudellisia kustannuksia, joten tämän menetelmän soveltamisala on riittävän laaja: tutkimuskaivojen perustaminen, viestinnän asentaminen, kaivojen kaivojen rakentaminen ja osittainen vedenporaus.
Sitä käytetään nyt aktiivisesti Abessinian kaivojen rakentamiseen, jotta neula-reikä ei työnnetä kokonaan tiheään maaperään, vaan helpottaa hiukan rungon upottamista aiemmin tuhottuun kallioon.
Menetelmä soveltuu pohjavesikerrosten kehittämiseen, joiden syvyys on enintään 30 m pehmeillä ja löysillä maaperäillä ja korkeintaan 20 m keskitiheillä. Kairan tunkeutumisen ja kotelon asentamisen jälkeen kairanreikä on puhdistettava käyttämättömän kallion bunkkerilla.
Kaira ei kategorisesti sovellu työskentelemään kallioissa! Sitä käytetään kaivojen osittaiseen poraamiseen korkeuteen 120 m saakka, kun taas tätä menetelmää yhdistetään muihin: pyörivä, iskuvaijeri, ydin.
kuvagalleria
Kuva
Kairaporausmenetelmän periaate
Manuaalinen porauksen mekanisointi
Kairaporauksen haitat
Mukana olevat laitteet ja työkalut
Kairaporaus tehdään porauslaitteella, jonka pääelementti on ruuvityyppinen porauslaite, joka on valmistettu erittäin lujasta metallista. Poraa merkkijono syventävinä samankokoisina ruuveina.
Pakkauksessa käytetään toisinaan teräosia, jotka ovat välttämättömiä löysien kivien läpikulun kannalta, samoin kuin pyöreiden tai kartiomaisten päiden kärkiä, joita käytetään kovien kivien kehittämiseen.
Porauslaite, joka perustuu voimakkaalla moottorilla varustettuun autoon, on paras vaihtoehto poraamiseen syrjäisissä ja esteettömissä paikoissa
Useimmat nykyaikaiset porauslaitteet on varustettu ontelokuorilla, joissa on käännettävät lukot, jotka estävät työkalun liikkumasta vastakkaiseen suuntaan.
Kairan leikkausosat poraamisen aikana jäähdyttää kehittynyt maaperä ja kehittynyt kallio nousee spiraalina. Tämän avulla voit porata pysähtymättä, mikä vähentää huomattavasti pohjaveden luomisen aika- ja energiakustannuksia.
Kairaporaustekniikka
Kun läpivienti on suoritettu, jonka syvyys on 1,5 - 2,0 m, ruuvi poistetaan ja kotelon putket asennetaan kaivoon. Ruuvilla poratun kaivon halkaisija on 50-200 mm ja se riippuu käytetyn työkalun koosta.
Reiän seinämien romahtaminen estää koteloa. Tämä on erityisen tärkeää löysällä, epäyhtenäisellä maaperällä, joten poralaitteilla on sääntö: käyttää teräkiekkoja, joissa on terät 30 - 60º kulmassa ajaessaan hiekkaisaa ja savia, ja kun poratan tiiviin tiivistyksen hiekkaa, työkalu, jonka terät ovat 90º kulmassa.
Kun ruuvin kierre kierrosta on pienempi, enemmän kuin irrotettu terä vie ruuvin pinnalle.
Kairanporaus ei vaadi huuhtelunesteen käyttöä, taltan avulla kehitetty kivi tuodaan työkalujen pinnalle
Ruuvin käytön etuja ja haittoja
Kairaporausmenetelmä mahdollistaa kaivon rakentamisen mahdollisimman nopeasti edellyttäen, että kairan koko ja terän kallistuskulma on valittu oikein.
Kairaporauksen etuihin kuuluu:
- maaperä nousee pintaan heti porauksen aikana;
- nopea syventäminen maaperään ilman teknisiä pysähtymiä;
- kaivonporaa ei tarvitse huuhdella;
- talon sisälle (kellariin) voidaan porata kompakti kairalaite tai käsiruuvi;
- ensimmäistä linkkiä pintaan ei tarvitse nostaa ja poralankaa purkaa / koota, kuten ydinmenetelmässä.
Kairaporauksen suurin haitta on mahdoton työskennellä löysällä ja erittäin kovalla maaperällä, mutta samalla kaira on ihanteellinen työkalu poraamiseen savimaisissa, sekoitetuissa (savi- ja hiekkaemiljissä) ja pehmeissä savimaissa.
Toinen haitta, joka rajoittaa ruuvin käyttöä pohjavesikerrosten rakentamisessa, on tarve käyttää iskunvaijerimenetelmää kaadetun kivin rungon puhdistamiseen.
Kairamaista kelaa käytetään laajalti manuaalisessa porauksessa. Se tuhoaa myös kallion ja tarttuu siihen terillä uuttamiseksi yläosaan.
Pyörivä porausominaisuus
Pyörivä poraus on pyörivä-tärinäporausmenetelmä, jossa maaperän tuhoaminen suoritetaan kaivon pohjaan ajettavalla terällä porauslaitteen roottorista. Roottori pyörii auton moottorista tai erikseen asennetusta sähkömoottorista vetoakselin läpi.
Kehittynyt maaperä pestään kaivoakselista suoralla tai käänteisellä huuhteluella. Pese liuos voidaan toimittaa joko painovoiman tai pumppausaseman kautta.
Suurin osa arteesisista kaivoista porataan pyörivällä porausmenetelmällä: roottorin pyörittämällä poranterällä, sen jälkeen huuhtelemalla kaivo ja kiinnittämällä kotelo
Pyöröporaa käytetään kivisten ja puolikiveisten maaperien kehittämiseen asettamalla syvät kaivot enintään 150 metriin.Pyörivä porauslaite, jossa on oikein valitut taltta ja painotetut porausputket, tekevät kivimuodostelmista erinomaista työtä.
Drillers suosittelee tämän porausmenetelmän käyttöä seuraavissa olosuhteissa:
- Kohteen hydrogeologinen osa on tutkittu melko hyvin. On tiedossa, että kiviä on porattava. Pohjaveden esiintymisaste kallioperässä on tiedossa.
- Pohjavedellä on tyypillinen paine arteesisille kaivoille
- Kaivojen huuhtelua varten on mahdollista keskeytyksettä toimittaa prosessivettä.
Eteläisillä alueilla pyörivä poraus voidaan suorittaa ympäri vuoden, ja pohjoisessa ilmasto-olosuhteissa tämän menetelmän soveltaminen on rajoitettua huuhtelunesteen jäätymismahdollisuuden vuoksi.
Käytetyt laitteet ja työkalut
Pohjakerrosten pyöröporaus tehdään runko- tai trellitornilla, jolla nostolaitteet ja muut porauslautan elementit sijaitsevat. Tornin avulla on mahdollista nostaa ja laskea porakielet kaivoon.
Pyörivä porauslaite sisältää:
- runko- tai ristikkotorni;
- moottori vetolaitteella;
- roottori ja porakone;
- pumppauslaitteet ja huuhtelunesteiden käsittelyjärjestelmä;
- nostolaitteet, paineletku, kääntyvä, öljytiivisteet jne.
Itsekulkevissa yksiköissä moottorina käytetään ajoneuvon moottoria, jonka perusteella porauskompleksi sijaitsee. Tässä tapauksessa moottorin nopeutta säädetään poraustyökalun nopeudella.
Kiinteä tai liikkuva sähkömoottori, auton polttomoottori, generaattorit voivat toimia energialähteenä pyörivälle porauslaitteelle
Roottori välittää vaihdelaitteen avulla pyörimisen johtoputkeen, joka puolestaan välittää sen pääporausvälineelle - taltalle. Terän muoto voi olla erilainen ja se on valmistettu erittäin lujista materiaaleista: komposiitit, timanttipinnoitettu teräs jne.
Jokaiselle maaperätyypille valitaan terän erityinen koko ja muoto, mikä varmistaa korkean hyötysuhteen ja tunkeutumisnopeuden.
kuvagalleria
Kuva
Manuaalinen porakone
Kairaporaustekniikka
Poraa merkkijonojen jatkotangot
Poratun kaivon kehittäminen
Pyörivän tekniikan erityispiirteet
Kaivojen pyöröporaus vettä varten suoritetaan kolmessa vaiheessa:
- Kallionmurto taltalla.
- Tuhotun kiven poisto pintaan injektoidun veden avulla.
- Kaivon seinien lujittaminen vaippaputkilla.
Tuhoutunut maaperä poistetaan käänteisellä tai suoralla pesulla. Huuhtelumenetelmän valinta riippuu erityisolosuhteista: kaivosyvyys, maaperän tyyppi, tarvittavan huuhteluveden määrän saatavuus.
Yksityisissä tiloissa käytetään pääsääntöisesti suorahuuhtelutekniikkaa, joka sisältää seuraavat vaiheet:
- suurten halkaisijaisten kappaleiden syventäminen maahan;
- bitin kierto roottorin vaikutuksesta;
- porausputkien asennus ja painotettujen putkien asentaminen niiden ja terän väliin;
- jätemaan poistaminen nestepaineella pumpun avulla;
- kotelon asennus estämään maaperän roiskumista kaivon sisälle;
- poraamalla pienellä halkaisijalla varustetulla terällä ja toistamalla koko jakso.
Takapesua varten maaperä poistetaan kaivosta poralangan putkien läpi ja huuhteluneste kaadetaan kaivon seinien ja putkien väliin.
Vesi virtaa painovoiman avulla aikaisemmin valmistettuun säiliöön, jossa se puhdistetaan maaperästä ja lietteestä ja palaa porakieleen uutta osaa jätekivistä.
Joissain tapauksissa pyörivää porausta käytettäessä ei käytetä suoraa tai käänteistä huuhtelua, vaan ilma puhalletaan kompressorin avulla luodun paineen alaisena
Pyöröporauksen edut ja haitat
Pyörivän menetelmän tärkein etu on kyky porata syviä kaivoja vedenotolla murtuneessa kalkkikivessä.
Lisäksi tällä porausmenetelmällä on seuraavat edut:
- korkealaatuinen vesikantajan aukko kallioperässä;
- kyky järjestää suuret, halkaisijaltaan 200 cm: n kaivot;
- korkea porausnopeus, alhaiset energiakustannukset.
Pyörivän porauksen huomattava haitta voidaan kutsua tarpeeseen organisoida kaivon huuhtelu.
Mikä porausmenetelmä valitaan?
Kaikkia harkittuja mekaanisia porausmenetelmiä käytetään laajasti pohjaveden rakentamiseen.
Yhteenvetona voidaan sanoa, että:
- Ydinporausta on suositeltavaa käyttää upottamiseen muovisiin savimailla. Pylväsmenetelmä soveltuu useimpien vedenottolaitteiden laitteelle, tarvittaessa sitä käytetään yhdessä iskuköyden kanssa.
- Kairaporaus sovelluksessa on samanlainen kuin ydinmenetelmä. Se eroaa siitä tynnyrin huonolaatuisella puhdistuksella, vaatii kaivurin pakollista käyttöä tai kaivon pitkäaikaista pesua ennen käyttöä.
- Rotaryporaus on paras vaihtoehto kaivojen reikien lävistämiseen kivimaisessa maaperässä.
Yhden tai toisen porausmenetelmän käyttävän kaivon kehittämisen kustannukset riippuvat suuresti käytetyistä laitteista, samoin kuin porattavuuden kautta kulkevien kivien luokista.
Hyvin valittu kaivonporausmenetelmä ei vain auta vähentämään poraamiseen kuluvaa aikaa, vaan antaa myös mahdollisuuden käyttää vesilähdettä tulevaisuudessa ilman ongelmia
Voit lukea porauslautan valmistamisesta omin käsin toisesta suositusta artikkelista sivustollemme.
Video # 1. Klassisen ydinporauksen periaatteen osoittaminen ydinpoiminnalla vedenpaineella:
Video # 2. Kairan kaivojen ominaisuudet:
Video # 3. Kaivon ydinporaus pohjan pesemisen ja kaksoisvaipan asentamisen kanssa, jonka ulkoosa on valmistettu teräsputkista, sisempi polymeeri:
Pohjaveden poraus on aikaa vievä prosessi. Autonomisen vesilähdelaitteen nopeuden lisäksi myös taloudelliset kustannukset riippuvat valitun porausmenetelmän oikeellisuudesta.
Ensimmäinen asia, johon sinun tulee kiinnittää huomiota poraustapaa valittaessa, on maaperän tyyppi ja pohjakerroksen syvyys. Näiden parametrien perusteella voit valita parhaan vaihtoehdon, jonka avulla voit porata kaivon nopeasti ja edullisesti.
Haluatko jakaa oman alueen kaivojen poraushistoriaa tai hyödyllistä tietoa artikkelin aiheesta? Jätä kommentit alla olevaan kohtaan. Täällä voit esittää kysymyksen tai tuoda esiin kiistanalaisia kohtia tekstissä.