Бушење ротационих бунара: преглед технологије бушења и неопходне опреме

Ако сеоска кућа не може бити повезана са централним водоводом, потребно је да организујете аутономни систем.Већина власника преферира да га гради на основу бунара, чији развој користи различите методе. Погледаћемо ротационо бушење бунара - веома обећавајућу, али до сада мало познату опцију.

Чланак који смо предложили детаљно описује замршеност ротационе технологије и алата који се користе. Анализиране су предности и недостаци ове технике и представљени начини њене примене у пракси. Наш савет ће бити користан опрезним власницима приватних парцела који желе да прате рад бушача.

Дефиниција ротационог бушења

Прво, хајде да погледамо шта је заправо бушење ротационим бушотинама и које су његове алтернативе? Бушење пужом је и даље препознато као један од најчешћих метода изградње водозахвата.

Међутим вијчана технологија не дозвољава пролаз стеновитим стенама. Вијчана бушилица која се користи у пужном бушењу није способна да уништи кречњак. Али често се дешава да морате да бушите у то, јер... горњи слојеви немају стабилан и довољан проток за експлоатацију.

Технологија бушења са језгром и пужом не пружа могућност продирања у стенске формације. У случају изградње бунара на кречњаку, ефикасније је и економичније користити метод ротационог бушења.

Стога је ротациона технологија, која се раније користила само у рударској индустрији, почела да се уводи у изградњу приватних водозахвата. Његов радни елемент се налази мало у доњем делу бунара. Користећи длето, кохезивна и некохезивна тла се уништавају, а подлога се дроби.

Откопавање уништене стене врши се помоћу течности која се на дно доводи кроз радни стуб или прстенасти простор. Ово су 2 различите методе бушења, од којих ће свака бити детаљно размотрена у наставку.

Пречник бита премашује пречник радне жице, што омогућава:

• смањити потрошњу енергије за цео процес бушења (снага се троши директно само на окретање сврдла са силом у доњој рупи, а губици услед трења радног низа о зидове бушотине су минимизирани);
• заштити већину елемената радног низа од оштећења, као и зидове избушеног бунара од уништења;
• стварају бунаре импресивног пречника (на пример, до 70 цм) на изузетно импресивним дубинама.

На овај начин можете формирају водоносне бунаре, дубине од 300 метара или више, тј. бушотине за захват воде за снабдевање водом дацха подручја и села.

Дакле, дефиниција: бушење по ротационом принципу је метода развоја бушотине у којој се сила на сврдло у доњој рупи преноси са ротационог ротатор кроз радну колону. Састављен је од шипки - уских челичних цеви које су узастопно повезане једна са другом дуж удубљења у земљу.

Али за чишћење рудничког окна и лица од муља користи се вода која се доводи под притиском.Захваљујући овом решењу, нема потребе за сталним растављањем и поновним састављањем бушаће колоне за извлачење језгра, као код бушења са језгром.

Течност која се убризгава у ископ одмах решава два важна проблема: отвара пут платформи за бушење за даље радове и производи чишћење бунаранеопходно за припрему водозахвата за рад.

Предности ротационе технологије

Које су предности ротационог бушења у односу на могуће алтернативе? Има их неколико.

ПрвоКористећи ротациони бит, можете направити бунаре великог пречника који могу у потпуности задовољити потребе за водом неколико домаћинстава одједном.

Није тајна да бушење није јефтин процес: за њега је потребна специјализована опрема, а искусни бушачи морају да прате и управљају процесом. На крају крајева, активност повезана са бушењем бунара је лиценциран. Отуда његова висока цена.

Због свог облика и дизајна, сврдло током ротационог бушења може да формира бунаре много већег пречника од пужних бушилица и језгрене цеви

Удруживање неколико домаћинстава одједном за финансирање једног заједничког бунара за суседне парцеле је економски исплативо предузеће. Али ово захтева значајно задужење. У већини случајева, водоносници квартарних седимената (песка) их не могу обезбедити.

Наравно, за колективни рад, боље је инсталирати довод воде на кречњаку. Подземне воде које се из њега издвајају одликују се већим обиљем и чистоћом воде. Обим падавина нема ни најмањег утицаја на проток бунара на кречњаку. Исто се не може рећи за пешчане бунаре.

Друго, уверавају релативно ниским трошковима енергије. Радни елемент у ротационом бушењу је сврдло. Али за разлику од завртња и језгром бушења, алат за бушење не долази у интеракцију са зидовима избушене рупе

Односно, само је сврдло у директном контакту са тлом чија је висина занемарљива у односу на висину целе бушаће колоне. Као резултат тога, овај начин формирања бунара је најбржи - до 1000 линеарних метара месечно!

Треће, колективне купце привлачи дубина бушења. Само ротационим методом може се избушити бунар дубоко у камене метаморфне и магматске стене из чијих пукотина се може црпити вода чији је састав најпогоднији за пиће.

Најчешће се само процесна вода извлачи из водозахвата дубине мање од 30 м. На његов састав утичу оближњи резервоари, реке затрпане ђубретом, падавине и једноставно техничке течности проливене по земљи. Пуж и цев за језгро ће помоћи да се добије само такав унос воде.

Цео сет опреме за бушење се лако монтира на једну платформу возила средњег оптерећења. Ово чини процес ротационог бушења много технолошки напреднијим, а самим тим и јефтинијим

Поред тога, ротационо бушење вам омогућава да прођете кроз радове до пуне дубине без преласка на другу методу бушења. Приликом развијања бунара са сврдлом, на пример, ако је потребно бушити кроз громаду, прелазе на метод ударног ужета.

Да бисте то урадили, извадите пуж из бурета и баците длето на лице док се камена громада не сломи. Затим клање рашчишћена са јелама. Такође се користи ако је потребно на површину подићи песак засићен водом, који се једноставно не може задржати у језгровој цеви.

Пракса показује да бушотине избушене ротационом методом имају дужи век трајања. Технолошки, ово се објашњава чињеницом да се након уградње кућишта које формира зидове бунара, прстен додатно ојачава.

Опрема за изградњу бунара

Прво се на површину изнад бунара поставља вертикална конзола за даље причвршћивање вертикалних карика радног низа. Прва карика овог бушаћег окна је опремљена радним елементом - сврдлом, који може имати различите формате, у зависности од категорије бушоће стене.

Наравно, за бушење водоносних бунара користи се компактнија опрема, а формирање одређеног торња, по правилу, није потребно

Сет алата за бушење

Када се прва карика, свећа, продуби, на њу се ставља следећа, која се зове штап, и тако даље. Дужина сваког таквог блока цеви може варирати од 20 до 50 м. Да би се поједноставило формирање радне колоне, свака шипка је опремљена конусним навојем са бравом.

Као резултат, формира се алат за бушење, који се састоји од:

• радни бит;
• погонска шипка;
• стубови обичних шипки међусобно спојени спојницама.

Радна струна се држи помоћу окретног елемента, који се ротира помоћу ротора. У зависности од тога колико је дубоко планирано бушење, као и од физичко-механичких својстава тла, за формирање водеће карике користе се стандардне или пондерисане шипке.

Погонска шипка је обично пондерисана цев јер има важну технолошку мисију. Кроз њега се у чело до наставка улива раствор за прање, чији је задатак да испере здробљену стену. А ово, заузврат, поставља захтеве за спојне везе, чији је задатак да запечате везе између веза.

Не заборавите да притисак течности директно зависи од висине колоне која се формира (и не зависи од попречног пресека цеви). Штавише, чак и ако се вода користи као раствор за испирање, онда ће се сваких 10 метара притисак повећати за 1 атмосферу.

За поређење, вреди дати пример. Радни притисак у кућној цевоводној мрежи у кући је 10 атмосфера, а најјаче цеви су пројектоване за притисак од 20 атмосфера.

Само ако су домаћи системи стационарни и не померају се, тада се на погонску шипку примењује притисак једнак тежини бушаћег низа. Али и даље мора да преноси ротациони импулс и силу на бит.

Спојнице су најкритичнији елементи шипке, јер носе тежину читавог доњег дела суседне шипке, као и оптерећење од динамичких вибрација и ротационих кретања које преноси мотор

На спојнице као структурне елементе бушаће колоне постављају се следећи захтеви:

• мора осигурати непропусност прикључка штапа и издржати притисак течности до 100 атмосфера (за чишћење дна млазом под притиском);
• мора бити отпоран на хабање како не би постао неупотребљив због трења о зидове бунара;
• мора бити у стању да пренесе обртни момент од врха радне жице до дна и на крају до сврдла.

Изузетно је важно да спојнице буду одговарајућег квалитета. Ако бар један од њих не издржи оптерећење и радни низ се поцепа, онда ће бити изузетно тешко добити његов доњи део заједно са битом. Што се тиче капиталних трошкова, понекад је лакше избушити нови бунар у близини него уклонити одвојену погонску шипку.

Употреба воде током бушења

Течност која се доводи у лице је најчешће обична вода. Понекад, да би се стабилизовала бушотина која пролази кроз лабаве, некохерентне стене (песак, дробљени камен, шљунак и шљунак), у бунар се убацује раствор са адитивима за бушење. Ово је неопходно, јер се кућиште не поставља у првим фазама ископавања.

Вода улази у ископ или под притиском унутар погонске шипке (а затим долази до пумпања прстенасти простор), или гравитацијом доле кроз прстенасти простор, а уклањање се већ дешава кроз радну колону са пумпом за испумпавање.

Ово су 2 различите технологије ротационог бушења, чије карактеристике ће бити размотрене у наставку.

Ротационо бушење карактерише највећа брзина развоја воденог бунара. Истовремено са бушењем, шахт се пере и израда се припрема за будући рад.

Међутим, без обзира који метод се користи, течност која се користи у бушењу свуда треба да се пречисти (за даљу употребу).

За то се користи следећи сет опреме:

• Штала за складиштење исплаке за бушење. (Ако планирате да бушите плитак бунар, у року од неколико десетина можете га изградити директно у земљи, а обична вода се користи као течност за испирање). Штала служи као батерија за течност за испирање.
• Вибрационо сито. Раствор за испирање подигнут из бунара носи честице дробљеног камена које треба уклонити. Најефикаснија метода је механичка, користећи вибрационо сито.
• Сумп. Након што се уклоне велике честице стене, течност улази у резервоар за таложење да би се уклониле суспендоване честице које се таложе. Када се вода користи као течност за испирање, резервоар се понекад уграђује директно у земљу. Поред тога, користи се за одвајање течних материја и одвајање седимената. хидроциклон.
• Муд пумп. То је оно што обезбеђује циркулацију раствора за прање.
• Систем олука. Потребни су за кретање воде од места формирања ископа до места његовог пречишћавања.

Укупно, за развој бунара помоћу ротационе технологије потребни су следећи механизми и опрема:

1. Торањ или конзола за склапање бушаће колоне од шипки и њено демонтажу по завршетку бушења, као и покретни систем.
2. Мотор, обезбеђујући ротацију ротора.
3. Течна опрема. Механизми и уређаји за обезбеђивање циркулације течности за прање и њеног чишћења (пумпа; вибрационо сито; таложници и/или хидроциклон; штала за складиштење течности за прање; систем цеви и олука).

За ротационо бушење плитких бунара, цео наведени сет опреме је веома компактан (на пример, конзолна грана је склопива). Ово обезбеђује лакоћу постављања опреме за бушење на било ком месту погодном за операције бушења и накнадни рад.

Две опције ротационог бушења

У зависности од начина довода течности за бушење на дно, постоје 2 врсте технологије ротационог бушења:

1. са директним напајањем;
2. са обрнутим напајањем.

Треба напоменути да је течност која се испоручује на лице намењена не само за прање и уклањање здробљеног камена. Такође хлади наставак, који постаје веома врућ од трења. У случају директног довода течности, пумпа ствара свој вишак притиска.

Вода улази у доњу рупу кроз технолошке рупе у бушотини, „покупи“ здробљену стену и затим гравитацијом тече кроз бунар (тј. прстенасти простор у односу на водећи штап) улази у површину, где улази у комплекс за чишћење (вибрационо сито, хидроциклон).

Испирање може бити директно или обрнуто, што ће одредити карактеристике квалитета употребљене опреме, али принцип дијаграм важи за обе врсте технологије

Технологија обрнутог напајања подразумева да течност за испирање гравитацијом тече до дна, спуштајући се кроз бунар, али раствор са дробљеним материјалом тече назад на површину кроз цев погонске шипке. У овом случају, блатна пумпа ствара негативан притисак у њему.

Упркос очигледној једноставности обе технологије, овде има много више нијанси него што се може чинити на први поглед. Стога се чини прикладним да се детаљније задржимо на свакој од ових технологија бушења.

Бушење са директним доводом течности за испирање

Ова технологија се понекад назива и „директан проток воде“. Препоручљиво је користити га у песковитим, шљунковитим, здробљеним каменим земљиштима. Такође се користи ако дубина водоносног слоја не прелази 30 м. Овде се у течност додају адитиви који повећавају његову густину и стабилност дебла.

Ротационо бушење карактерише постепено смањење пречника бушотине која се буши. Другим речима, прво се буши бушотина највећег пречника, а затим она смирити се цеви, а прстенасти простор између спољне површине цеви и зида бунара се кроз технолошке рупе попуњава цементним малтером.

Затим се бушење наставља са мањим сврдлом. Затим поново кућиште, а нова секција има још мањи пречник итд. Што ређе треба да будете „ометани“ цементирањем бунара, то је већа продуктивност бушења, што се на крају претвара у укупне трошкове процеса и бунара у целини.

Поред тога, пречесто облагање на крају доводи до чињенице да је ефективни пречник бунара (пречник који отвара водоносни слој) знатно смањен. Дакле, „директни ток воде“ карактерише чињеница да се бунар са овим начином формирања не може засадити до 100 метара.

Главни притисак течности за испирање ствара пумпа унутар погонске шипке, и прстенасти Течност са елементима ломљеног камена гравитацијом испуњава простор, не разарајући зид бунара вишком притиска.

Шема бушења са директним доводом течности за испирање. Уводи се у чело преко водеће шипке, а гравитацијом се диже на површину

Међутим, ова метода бушења има и недостатке. Конкретно, предуго без кућишта Ова област доводи до уношења ситних глинених честица у водоносне слојеве, што може значајно смањити и успорити доток воде у експлоатацију из водоносног слоја.

Ове честице овде играју улогу својеврсних чепова пора и микроканале у стени кроз коју вода цури.Због тога је поступак обложења који се изводи током процеса бушења неопходан да би се одржала даља продуктивност бунара у целини.

Бушење са обрнутим током течности за испирање

Овим методом контроле течности најбоље се чисте буре и дно. Пумпа овде не притиска течност на дно, већ је, напротив, усисава назад, а то доводи до чињенице да се брзина формирања бунара мало повећава за ред величине, па чак и неколико пута више у поређењу са директним испирањем.

Сам бунар није подложан контаминацији глиненим инклузијама са протоком испоручене течности за испирање. На крају крајева, пумпа усисава све што може бити садржано у њој. Узгред, овде нема практичног смисла у додатним адитивима, па се чиста вода користи као иста течност за испирање.

Шема повратног испирања током ротационог бушења. Напајање тече гравитацијом кроз прстенасти простор, а суспензија се повлачи назад помоћу пумпе кроз цев за водену шипку

Дакле, хајде да сумирамо предности бушења са обрнутим током:

• брзина бушења се повећава (у поређењу са директним водотоком) до 15 пута;
• водоносник још није запушен честицама глине и муљевитим зрнцима песка из доњег отвореног типа нивои бунара;
• захваљујући висококвалитетном отварању водоносника, бунар не треба додатно припремати за рад, можете одмах уградити унутрашње кућиште са филтером и започети пумпање;
• Као радни флуид користи се једноставна (и стога јефтина) вода.

Међутим, овај метод такође има значајан недостатак.То захтева употребу скупе опреме, што на крају доводи до значајног повећања трошкова читавог процеса бушења у целини.

Због тога се бушење „обрнутим протоком воде“ врши само у случајевима када је бунар пројектован за рад неколико домаћинстава одједном. Али ако је бунар дизајниран за индивидуалну употребу, онда је много разумније користити технологију ротационог бушења са директним протоком воде.

Закључци и користан видео на тему

Видео #1. Визуелна демонстрација процеса ротационог бушења корак по корак:

Видео #2. Анализа ротационе технологије и принципи изградње бунара:

Видео #3. Циркулација воде током ротационог бушења:

Ситуација са присуством и дубином водоносника може веома да варира од места до места (а на неким местима их уопште нема, као на острву Мадеира).

Приликом пројектовања бунара и избора оптималне методе ротационог бушења треба користити постојеће карте истражених водоносних слојева. Ово ће вам помоћи да уштедите значајан новац и време.

Реците нам о свом искуству у развоју бунара коришћењем ротационе технологије. Поделите технолошке нијансе које ће бити корисне посетиоцима сајта. Оставите коментаре у блок форму испод, поставите фотографије и поставите питања о теми чланка.