Как да си направим сондажна платформа

Методи за пробиване ↑

Използваният метод на сондиране зависи от вида на почвата на мястото. Два вида движения на инструмента ви позволяват да изберете земята - удар и въртене. Ударът позволява да се "вкопае" в земята, след което инструментът се изважда и почиства. Ротацията премахва почвата постепенно. Сондата се потапя в земята и избутва почвата навън. Методите за пробиване могат да се основават на принципа на удара, на въртенето или на комбинация от двата вида движение. Съществуват няколко от най-разпространените методи:

Шнек

Най-разпространеният метод за пробиване. Ножовете на шнека разрохкват почвата и я изнасят на повърхността. Самите лопатки са заварени към тръбата под ъгъл от 90 градуса. Това не е много удобен инструмент, тъй като част от натрошената почва се изсипва надолу. Ако ъгълът на остриетата е 30-70 градуса, изкопаната почва не се смачква и не пада обратно в дупката.

Ядрена бормашина

Инструментът за ядково сондиране представлява тръба със специално ядково свредло, снабдено с остри режещи елементи. Принципът на работа се основава на разбиване на почвата и повдигане на изрезките през тръбата. Този метод е подходящ за пробиване на твърда почва. Диаметърът на сондажа съответства на диаметъра на тръбата. Вдигнатите в металната "чаша" резници се избутват с чук. За да се предотврати срутването на стените на сондажа, се подава вода с глина. Тръбата се удължава при навлизане в земята, като се добавят допълнителни пръти с дължина 1,2-1,5 м всеки.

Ударно пробиване

Устройството за този вид пробиване представлява двуметров статив, върху който е прехвърлен блок с въже. Към края на въжето е прикрепен парашут - инструмент за рязане и захващане. Пръчката изгребва мръсотията, след което се повдига с въже и се почиства през специален технологичен отвор. За да се опрости процесът, в сондажа се налива вода, която по-късно се отстранява.

Ударно-въртящ се

Оборудването за ударно сондиране е почти идентично с това за ударно сондиране. В допълнение към ударните движения машината извършва и ротационни движения. Това позволява работата да се извършва много по-бързо. За твърдите почви ударно-ротационният метод се счита за най-ефективен.

За сондажите може да се използва конвенционална ледобурна машина. Единственият проблем, който може да възникне, е, че пръчката не е достатъчно дълга. Когато навлезете по-дълбоко в земята, тя може да бъде разширена с домашно приготвени екстри.

Популярни модели

Малките сондажни съоръжения, чиято цена и качество са напълно корелирани, позволяват на потребителите да решат въпроса за подреждането на кладенеца. Платформите местно производство са много популярни сред потребителите.

За сондиране на кладенци на дълбочина до 70 м потребителите избират RB-50/220. Това е бутално оборудване, чиято цена е от 80 хил. рубли. Ако искате да направите кладенец на дълбочина 100 m, трябва да предпочетете модела RB100/380. Мощността на двигателя е 4,2 kW. Това е машина от професионален тип. Цената на тази машина е около 120 000 рубли.

За малки сондажи с дълбочина до 15 m може да се закупи сондаж UBK-12/25. Цената на ново устройство започва от 200 хил. рубли.

Ако желаете да използвате устройството не само за изграждане на кладенци, но и за монтиране на пилоти и основи, си струва да закупите оборудване PM-23. Цената на оборудването е 110 хил. рубли.

Предимства и недостатъци на кладенците

Кладенецът на пясъка има редица предимства, включително:

1. ниски парични разходи, дължащи се на плиткия водоносен хоризонт;
2. Монтажът не изисква много време (сглобяване и подготовка за работа за 1-2 дни)
3. малко количество разтворено желязо, което значително подобрява свойствата му;
4. Не е необходимо да получавате специална документация, която се изисква при сондиране на артезиански кладенци;
5. производителността е по-висока от тази на кладенците (1-1,5 m3/час);
6. възможност за използване на MBU в ограничени пространства, както и в мазета и помещения, до които няма достъп с превозни средства;
7. няма сериозни щети върху ландшафта на стопанството;

Сондажите с пясък имат и недостатъци:

• в района на кладенеца няма пясъчен водоносен хоризонт;
• Живот от 6-10 години при периодично почистване;
• Водата невинаги е с добро качество и се нуждае от филтриране;
• При калибър на корпуса от 135 мм капацитетът за съхранение на вода е ограничен до 500 литра.

Основни предимства и недостатъци на кладенеца за варовик:

• по-висока производителност в сравнение с пясъчен кладенец;
• експлоатационният живот е 50-60 години;
• не се утаява, поради което не е необходимо постоянно почистване;
• Местоположението на кладенеца в парцела на стопанството не е от основно значение, тъй като водоносният хоризонт е навсякъде;
• дълбочината на водоносния хоризонт е значителна, така че изграждането на кладенци е скъпо;
• По-дълго време за монтаж (минимум 3 дни за сглобяване и подготовка за работа);
• високо съдържание на разтворено желязо, което влошава свойствата на питейната вода.

По-практично е да се пробива пясъчен кладенец с малка платформа, но е възможно да се извърши и по-дълбок сондаж. Водният кладенец към пясъчния водоносен хоризонт може да бъде дълбок до 40 метра и да е с калибър 125-135 мм. Той не се различава съществено от артезианския източник, с изключение на това, че вътрешността на кладенеца до пясъка винаги е направена от една тръба (обикновено пластмасова, PVC). За да се предпази PVC обвивката от земното налягане на голяма дълбочина, в артезианските кладенци се прави защитна втулка от метал.

Недостатъци и предимства

Както всяка друга машина, и домашната машина за пробиване на сондажи има предимства и недостатъци. Предимствата са изтъкнати, както следва:

• • Висока степен на поддържане. Всяка част може да се подменя, поради което експлоатационният живот е доста дълъг.
  • Размерите са компактни, а теглото е ниско.

• Домашните устройства са много по-евтини.
• Многофункционалност и ефективност. Може да се използва на ограничена площ.
• Бърз монтаж и демонтаж, малка пробивна машина, направена на ръка, може да се транспортира в ремарке за автомобил.

Основните недостатъци са необходимостта от редовна смяна на тръбите с по-дълги, ако дълбочината на сондиране е повече от 10 метра, и времето, необходимо за изграждането му.

Изработването на сонда за вода ще позволи на собственика да създаде самостоятелна система за водоснабдяване, без да се нуждае от специалисти. Инженерният дизайн не е сложен, така че всеки без специални умения или опит може да го създаде.

Разделяне според вида на работата, която трябва да бъде извършена

Според този критерий сондажните съоръжения могат да бъдат

• Оперативни. Тези машини се използват по време на фазата на проучване на дадено находище. Основната им цел е да вземат почвени проби, за да научат повече за геологията.
• Проучване. Тази техника се използва за събиране на почвени проби от находището. Резултатите от проучването се използват за определяне на значимостта на даден промишлен обект.
• За пробиване на технически отвори. Отворите са необходими при строителството на сгради и съоръжения за различни цели, за изграждане на основи. Те могат да се използват и като петролни и газови платформи.

Платформи

Сондажните платформи се използват не само на сушата, но и във водата. Те често могат да Извършване на няколко различни вида работа. Устройството се избира за пробиване на конкретен сондаж в зависимост от допустимото натоварване на куката. Натоварването не трябва да надвишава теглото (във въздуха) на най-тежкия корпус. При избора на модела и размера на оборудването трябва да се вземат предвид климатичните, геоложките, транспортните и енергийните условия. В зависимост от тези данни се избират типът на задвижването (електрическо или дизелово) и схемата на монтаж. Съществуват много подходи за класифициране на сондажните платформи. Те могат да бъдат разделени според:

Дислокация: плаваща и наземна. Плаващите платформи са:

• PBU (полупотопяем);
• MSP (морска стационарна платформа);
• SSVS (самопотопяем).

Начин на придвижване: несамоходно и самоходно.

Вид работа:

• за разработване на находища: газ, нефт и подземни води;;
• За дълбочинни геоложки изследвания.

Последните от своя страна се делят на разглобяеми и неразглобяеми. Разглобяемите (малки и големи блокове) се използват за изграждане на кладенци с дълбочина до 10 000 м.

Сондажните платформи се различават по размер. Те могат да бъдат малки платформи, които могат да се управляват и монтират от двама души, или огромно оборудване, монтирано на стоманени дерайльори и управлявано от екип от специалисти.

Те се различават и по вида на скалата, която се пробива. В райони, покрити с дебели седиментни и твърди скали, дупките могат да се пробиват със следното оборудване:

• пробиване с шнек (за мека почва);
• ударни (използват се много рядко, само за проучвателни сондажи)
• ротационни (в непродуктивни седименти);
• машини "Empire" (при проучване на находища на боксит за сондиране на дълбочина 9-12 m в насипни находища),

Възможно е да се направи класификация според метода на пробиване. Но основният параметър на класификацията е товароподемността, която определя конструкцията и характеристиките на входящата мощност и сондажното оборудване. Товароносимостта зависи от натоварванията при повдигане и спускане на сондажната колона и обсадната тръба.

Съществуват два параметъра за работата на пробивните машини:

1. Номинална товароподемност, която се определя от продължителността на използване на оборудването.
2. Максимален капацитет - определя се от краткосрочните претоварвания на платформата.

Разликата между максималния и номиналния капацитет се увеличава с увеличаване на дълбочината на сондажа. Поради факта, че при сондиране на дълбок кладенец е възможно краткотрайно претоварване, оборудването трябва да е по-голямо, отколкото при работа с плитък кладенец.

Номиналната товароподемност на сондажните платформи за добив и проучване е разделена на пет класа. При голямото разнообразие от конструкции и дълбочини на кладенците, различни цели и условия, не е възможно да се задоволим с един размер на платформата. Следователно, съгласно ГОСТ, оборудването се диференцира според допустимото натоварване на куката.

Видове работа, която трябва да бъде извършена

В зависимост от параметрите на задачите, които трябва да бъдат изпълнени, работното оборудване има подкатегории:

• работно оборудване;
• разузнавателно оборудване;
• машини за технически и спомагателни процеси.

Видове кладенци

Експлоатационните машини се използват за предварителен добив на скали за по-нататъшна работа и проучване на терена. При инженерните работи сондажите са с малка дълбочина.

Проучвателните машини се използват за геоложки проучвания за минерали. В геоложките проучвания те се използват за търсене на нефт и газ.

Същите процеси се използват за проучване на водни резервоари и за пробиване на артезиански кладенци.

Помощното оборудване се използва за пробиване на отвори за пилоти в строителството при полагане на основи с различна дълбочина и предназначение.

Как се пробива кладенец?

Плиткият водоносен хоризонт може да бъде пробит собственоръчно чрез един от трите вида сондажи:

1. ръководство;
2. ударни инструменти;
3. ударни инструменти.

Методът на изпълнение на кладенеца се избира в зависимост от вида на почвата и дълбочината на проникване.

Ръчно пробиване

Ако не се използва допълнително оборудване, сондажен статив (дерик) и система от блокове, един "кладенец" може да се пробие на дълбочина до 20 m.

Технология на сондиране:

• На избраното място за преминаване се поставя статив. Височината на платформата трябва да е с 1 -2 m по-висока от дължината на секцията на сондажния прът.
• Задълбочаването с един-два зъба се извършва с лопата, за да се центрира и направлява пробиването.
• За задълбочаване на сондата на дълбочина повече от един метър ще ви е необходима помощта на партньор. Един човек не може да пробие по-дълбоко в купчините.
• Ако изваждането на свредлото от отвора е трудно, свредлото трябва да се обърне на 2-3 оборота и да се издърпа.
• На всеки 500 mm от проникването свредлото трябва да се изважда и почиства от почвата.
• Процесът на пробиване се повтаря, докато дръжката на свредлото достигне нивото на земята.
• Сондажният прът се изважда с бормашината и се удължава с допълнителна секция.
• Това се повтаря до достигане на водоносния хоризонт. Това се определя от вида на почвата, която ще се добива.
• След като достигнете водоносния слой, трябва да продължите сондирането до твърдия (водоносен) слой. Това ще позволи кладенецът да се напълни с възможно най-много вода.
• Изпомпването на водата, съдържаща се в почвата, може да се извърши с ръчна помпа или с потопяема помпа.
• След като изсмучете 3-4 кофи с мътна вода, трябва да се появи бистра вода. Ако не се появи чиста вода, увеличете дълбочината на изкопа с 1,5 до 2 метра.

Съвет: Използвайте конструктивните особености на устройството, за да извлечете възможно най-много земя, тъй като тази операция отнема много време.

Инструменти:

• статив;
• Сондаж;
• маркучи за изпомпване на вода;
• композитен сондажен прът;
• помпа или помпа.

Ударно пробиване

Кладенецът, прокаран по този метод, има дълъг експлоатационен живот от 80 и повече години, както и увеличен приток на вода. Работният процес се състои в разбиване и раздробяване на скалата в затворен цикъл със специална ударна бормашина.

Процес на пробиване:

1. Сондажът се позиционира над точката за проникване на ударната чаша (рампа, свредло).
2. За направляване на рампата се прави направляваща яма.
3. Първият метър от отвора може да се пробие на ръка.
4. След това се монтира водач под формата на стоманена тръба с по-голям диаметър от този на длетото.
5. Улеят се изпуска в тръбата чрез отпускане на лебедката при удар земята се разбива и раздробява, като по този начин се запълва стъклото. Наличието на специален клапан предотвратява разпиляването на почвата от снаряда.
6. След това чашата се повдига и разбитата почва се изкопава.
7. Цикълът се повтаря отново, докато стигнете до водоносния хоризонт.

Този метод на сондиране е трудоемък и може да отнеме до няколко седмици. Поради това е най-добре да се използва за сондажи в тези видове почви:

• глина;
• върху глинеста почва;
• Върху мека (водниста) почва;

Ударно пробиване

Принципът на ударното сондиране е подобен на ударното сондиране. Разликата е, че свредлата се намират на дъното на отвора и се удрят с ударно чукче. По този начин могат да се достигнат дълбочини от над 100 метра.

Сондирането може да се извършва в много видове почви:

1. мека почва - използва се клиновиден накрайник;
2. Труден терен - I-tee bit;
3. Твърди скали - кръстовиден бит;
4. Камъни - пирамидален бит.

Как работи сондирането:

• Сондажът е подготвен;
• В дупката се вкарва накрайник с правилната форма, съобразена с условията на терена;
• Сондажът с тегло между 500 и 2500 kg се спуска от височина от 300 до 1000 mm;
• след удара земята се разцепва и длетото се забива в земята;
• снарядът се вдига и цикълът се повтаря;
• честотата на цикъла е 45-60 удара/мин;
• След преминаване на всеки 200 до 600 mm длетото се изважда от дъното на отвора и се почиства от почвата.

Как да си направим ротационна сондажна платформа

Хидравличната сондажна уредба трябва да има рама, която позволява двигателят за пробиване да се премества нагоре или надолу, а свредлото да се закача нагоре или надолу с помощта на шарнир. Освен това въртящият се елемент позволява на водата да навлиза в сондажната колона.

Принципи на конструиране на бормашината

Следната процедура е препоръчителна за построяване на ядковата сонда със собствените си ръце:

• Първо трябва да се поставят въртящият се елемент и прътите. Ако не сте квалифициран стругар или не разполагате с такъв, по-добре е да закупите тези части. При производството им се изисква висока степен на прецизност, която може да бъде постигната с високо ниво на умения. Резбите на винта и прътите трябва да са еднакви, в противен случай ще е необходим адаптер. Резбите на прътите са по-добри - трапецовидни, тъй като малко стругари могат да направят конусовидна резба.
• Купете мотор-редуктор. Ако захранването ще бъде от 220 V, характеристиките му са следните: мощност 2,2 kW, скорост - 60-70 в минута (най-добре: 3MP 31,5 или 3MP 40 или 3MP 50). По-мощни е възможно да се поставят само при условие на наличие на храна в 380 V, а по-мощни рядко са необходими.
• Купувате лебедката, тя може да бъде ръчна или електрическа. За предпочитане е товароносимостта да е не по-малка от 1 тон (по възможност по-голяма).

• Когато всички тези компоненти са под ръка, можете да заварите рамка и да направите бормашина. Цялото това оборудване е закрепено към него, а има различни видове крепежни елементи и никога не се знае.

Рамката на мини сондажната платформа се състои от три части:

• Хоризонталната платформа;
• вертикалната рамка;
• Плъзгащата се рамка (каретка), върху която е закрепен двигателят.

Основата е заварена от дебелостенна тръба с дебелина на стената 4 mm, минимум 3,5 mm. По-добрият вариант е 40*40 мм, 50*50 мм или нещо подобно, но и кръгъл ще е подходящ. При изработката на рамка за малка сондажна платформа точността не е от значение

Важно е да се спазва геометрията: вертикалност и хоризонталност, еднакви ъгли на наклона, ако е необходимо. Размерите трябва да бъдат "коригирани" в съответствие с фактите.

Първо се заварява и измерва долната рамка. Вертикалната рама се изработва по съществуващите размери, а каретата се изработва в съответствие с тези размери.

Можете сами да си направите проста рамка за бормашина - тя се заварява от обикновена стомана (вж. чертежа по-долу). Ако вземете високолегирана стомана, е трудно да я заварите към прътите. За трудни и каменисти почви е по-добре да закупите бормашина от специализирана фирма - те имат сложна форма, има много различни видове.

Проект на 159-милиметрова бормашина

За да се улесни работата, са свързани две дистанционни управления с възможност за реверсиране. Единият се поставя на двигателя, а другият - на лебедката. В общи линии това е всичко.

Въртящата се или шнекова сондажна установка е свързана с въртящия се механизъм, но не е реалистично да се направи такъв без опит. За тези, които искат сами да си направят такъв, ето снимка и чертеж на въртящия се механизъм.

Конструкция на въртящия се механизъм за сондажна платформа

Чертеж на въртящ се механизъм за компактна сондажна платформа

Характеристики на ударното пробиване

Пневматичното пробиване с чук принадлежи към технологията на ротационното пробиване и се използва най-широко в геотехническите проучвания, както и при сондирането на водни кладенци. С помощта на пневматичните инструменти за сондиране е възможно да се извършва добив на вертикални и насочени сондажи в почва до 10-та категория на пробивност.

Основната характеристика на техниката е, че при нея се използва едновременно ударно и ротационно действие за разбиване на скалата.
е едновременното ударно и ротационно действие, извършвано от
Отличителната черта на техниката е едновременното ударно и ротационно действие, извършвано съответно от пневматичния чук и роторната сондажна машина.

Машината се задвижва от потопяем пневматичен чук. Сгъстеният въздух, преминаващ през сондажния прът, задвижва чука с възвратно-постъпателно движение, който нанася удари по дръжката на свредлото. В същото време пневматичният чук се върти заедно с пробивната щанга; ротаторът се намира извън сондажа. Сондажите се изваждат от сондажа със сгъстен въздух.

Предимства и недостатъци на сондирането с
на пневматичното пробиване с чук

Основните предимства на пневматичното пробиване с чук са високата скорост на
висока степен на проникване, ефективно отстраняване на изрезките, възможност за работа върху
напукани скални формации и избягване на разходите за бентонит и промивна вода
на водата за промиване.

Други предимства са:

• Цикълът на сондиране е многократно по-кратък, отколкото се смяташе досега. Технологията за пневматично ударно сондиране дава възможност за създаване на сондажи много по-бързо, отколкото при сондиране с промивна течност. Основната причина е, че скоростта на въздушния поток е много по-голяма от скоростта на промивната течност;
• Почистване на сондажа по време на сондирането. Отстраняването на стружките се постига чрез движение на мощен възходящ въздушен поток в пространството между сондажната колона и стената на сондажа;
• Не се изисква промивна течност, което налага закупуването на бентонит и транспортирането на вода до обекта;
• Бърза и лесна смяна на инструментите за пробиване.

Недостатъците на пневматичното сондиране са необходимостта от голям обем сгъстен въздух, възможно е залепване на сондажната колона при сондиране на водоносни хоризонти и пластове с повишена разслоеност. Трябва да се гарантира стабилността на стените на сондажа.

Диамантени свредла

Диамантените инструменти за пробиване представляват твърдосплавни диамантени работни матрици в стоманен корпус, които са снабдени с конусна вътрешна резба за свързване.

Тези инструменти за пробиване се различават по формата на работната матрица, качествените характеристики на използваните диаманти и използваните системи за промиване.

Тези метални прахове задържат добре диаманта и дават възможност за производство на матрици с различна твърдост и износоустойчивост. Диамантените матрици на основата на волфрам са с най-добри показатели по отношение на качествените характеристики, като твърдост, износоустойчивост и топлопроводимост.

При производството на диамантени свредла се използват така наречените технически диаманти с маса между 0,05 и 0,34 карата. Например за пробиване на свредло с диаметър 188 милиметра се изразходват между 400 и 650 карата (две до две и половина хиляди диамантени зърна).

Главите на диамантените свредла се произвеждат в две модификации:

• еднослойни (типове KR, KT, DR, DT, DK), при които диамантените зърна са разположени в повърхностния слой на работните ръбове на металните матрици по определени схеми;
• импрегнирани (тип DI), при които фините диамантени зърна са равномерно разпределени по цялата матрица.

Диамантени инструменти за пробиване

Диамантените свредла са следните видове:

• с поставяне на диаманти на повърхността;
• Импрегнирани (диамантите се поставят върху повърхността до 8 милиметра);
• специални дизайни;
• с радиално разположение на каналите и биконична външна повърхност (DR);
• с канал за налягане и тороидални изпъкналости (DR);
• със синтетичен тип на разположение на диамантеното зърно (В);
• с импрегнирани диамантени зърна (I);
• форма на гребло (DL);
• с вътрешен конус (DV);
• импрегнирани със заострени краища на острието (DI);
• универсален (DU).

Такива инструменти за разрушаване на скали се използват при сондиране на дълбоки (над три километра) кладенци. Дълготрайността на диамантените инструменти е 20-30 пъти по-голяма в сравнение с инструментите с ролкови конуси.