Как се пробива кладенец: технологични принципи и особености на основните методи

Съществуващи категории кладенци

Сондажите могат да бъдат категоризирани според предназначението им, както следва:

1. Параметрична - позволява определяне на вертикално сечение на слоя.
2. Проучване - което има малък диаметър и определя перспективността на сондажа.
3. Проучване - определяне на потенциала за минерали.
4. Експлоатационни - способни да извличат минерали от земните недра.

Кладенците за добив на вода се отнасят до експлоатационните кладенци и се подразделят на допълнителни видове:

• производствени кладенци или кладенци за инжектиране;
• специализирани кладенци за техническа или питейна вода, включително кладенци за обезвреждане;
• за наблюдение и контрол на налягането в резервоара;
• удвоители на производството;
• оценка в експлоатация.

Всяка от тях има свои собствени характеристики при пробиване и употреба.

Оборудване и инструменти за сондиране

При сондирането на артезиански кладенци професионалистите използват сондажни съоръжения. За по-малки сондажи е подходящ обикновен статив с лебедка. Спуска се и се повдига сондажният инструмент, който се състои от сондажна тръба, сондажни пръти, сондажна колона и свредло.

Специалното оборудване, без което направата на кладенец е проблематична, е сондажният инструмент, който ще помогне за задълбочаване на земята (шнек), стативът и лебедката. За да пробиете сондаж сами, ще ви е необходим метален шнек. Свределът може да бъде ледоразбивач, използван при зимен риболов. Основното е, че шнекът трябва да е изработен от високоякостна стомана. Това е най-евтиният начин за пробиване на сондаж. В допълнение към статива са необходими тръби с различен диаметър (водопроводни тръби, маркучи, обсадни тръби), клапани, кесон, филтри и сондажна помпа.

Процес на сондиране на артезиански кладенец

Инструмент за пробиване

Вижте фигурата вдясно, за да разберете кой инструмент за пробиване в коя почва и по какъв начин:

Инструмент за пробиване за ръчно пробиване

1. Свределът, или просто шнекът, е предназначен за ротационно пробиване на кохезионни хомогенни почви с нормална плътност; просто за пръст, глина, леко влажна глина, мека глина. За разлика от градинския шнек, шнекът е с двойно действие, в противен случай асиметрията на силите на съпротивление на почвата ще задвижи шнека настрани и той ще заседне;
2. Сондажът с чаша или шнекът Schitz е предназначен за кохезионни, но жилави и лепкави почви, в които шнекът се заклещва. Сондиране - теглене на въже;
3. Сондаж с лъжица - за рохкави и ронливи почви, които не се задържат в намотките на шнека и в чашата. Пробиване - ударно-ротационно или ротационно пробиване;
4. Разширител - за почистване на сондажа от раздробена почва, тиня и др. от много хлабави или плаващи меки полутечни скали. Сондажът е за пробиване на въже;
5. Както се казва, ху-ха-ха-ха през лявото рамо, и не дай си Боже да ви потрябва - свредло за чупене на камъни. Напречното сечение представлява плоча със заоблен ръб. Калибърът е вътрешният диаметър на корпуса минус 3-5 мм. Пробиването е ударно.

Режещите ръбове на всички бормашини са изработени от закалена стомана. Чертежите на самоделна бормашина тип "чаша", аналог на бормашина тип "лъжица" (режещите остриета се монтират с витло под ъгъл 3-10 градуса) и моделът на буксира са показани на фигурата вдясно. Външните диаметри на всички тези свредла могат да се променят в зависимост от калибъра на кладенеца.

Смяна на течността с по-лека течност

Смяната на сондажния флуид се извършва чрез предно или обратно промиване при работещи тръби и затворена сондажна глава. Глинестата кал се заменя с пластова вода, пластовата вода - с прясна вода или нефт, а нефтът се заменя с различни системи за пяна.

Когато пластовата вода с плътност 1200 kg/m3 се замени с нефт с плътност 900 kg/m3 , максималното намаляване на налягането ще бъде само (1200-900)/1200 * 100% = 25% от налягането, създавано от колоната пластова вода. Ако този метод не успее да предизвика изтичане на нефт от резервоара, се използват други методи за разработване. Обикновено това са тампониране или компресия.

Артезиански кладенец

Схемата на артезианския кладенец.

Името идва от френския език, където е прокаран първият артезиански кладенец - провинция Артоа. Голямата дължина на сондажа и тясната скална стена, пресичаща водоносния хоризонт, предполагат използването на мощни сондажни съоръжения - методът на шнека не е възможен.

Изграждането на кладенеца се предхожда от фаза на документиране. Пробиването на артезиански кладенец не е дейност, която подлежи на лицензиране, но за да се използва водата от кладенеца, трябва да се получат много разрешителни и разрешения, включително лиценз за използване на земните недра. Процесът е дълъг и скъп.

Основните стъпки са: съгласуване на мястото и местоположението на кладенеца, проект за геоложко проучване, Основните стъпки са: одобряване на местоположението на обекта и сондажа. Проучване, сондиране, отчитане и посочване на резервите в националния баланс.

Артезианските кладенци се разделят на 4 вида:

1. Двойна обсадна тръба - в долната част на колоната във водоносния хоризонт се монтира перфорирана тръба и в нея се поставя помпа, а другата половина се монтира отгоре, достигайки до варовиковия слой. Водата навлиза в тръбата през отворите в долната част и се изпомпва към главата на кладенеца. Използва се, когато налягането в резервоара е ниско.
2. Преходният кладенец се прави в случай на променлив геоложки разрез. Монтират се три обсадни тръби: с голям диаметър в горната част, със среден диаметър в камъни и пясъци и с малък диаметър директно в продуктивния слой. Използва се в случай на добър резерв от вода.
3. Класически кладенец - с една обсадна тръба за нормални условия.
4. Сондаж с проводник - от 2 обсадни тръби: в горната и долната част.

Технологията на сондиране е сложна. Изграждането на артезиански кладенец се извършва от специализирани организации.

Предимства

Предимства на артезианския кладенец.

Основните предимства на артезианския кладенец са отдалечеността му от повърхността и наличието на вода в порест варовик, което изключва наличието на механични примеси в течността. Това позволява изпомпването на подземен ресурс, без да се инсталира филтър на дъното.

Вследствие на това се появяват и други предимства на артезианските кладенци:

• екологична чистота на водата;
• независимост от климатични и метеорологични условия;
• непрекъснатост на водоснабдяването: запасите от подземни води се потвърждават чрез геоложки проучвания.

Източникът остава неугасим в продължение на ≥50 години. Не е необходимо да харчите пари за периодично почистване на филтъра: няма такова.

Недостатъци

Разходи, свързани с етапа на строителството и пробиването на дълбоки изкопи. Периодът от планирането до получаването на сертификат за артезиански кладенец е 2 години.

Не е възможно да се изгради водоприемник на ограничена площ: минималният размер за сондажна платформа е 6x9 метра. Водата съдържа минерални образувания, получени чрез филтриране през земята; тя е твърда.

Пясъчни кладенци

Схема на пясъчен сондаж.

Пробиват се с помощта на шнеков метод - извършват се в меки скални формации: глини, пясък и чакъл. Диаметърът на сондажа е ≥100 mm.

По отношение на дълбочината има 2 вида пясъчни сондажи:

• до 40 m - до горния слой на скалата с дебит 1 m³;
• 40-90 m - дълбоки сондажи с два пъти по-голям дебит на водата.

В пробития отвор се спускат обсадни тръби от метал или пластмаса с филтър в долната част на кладенеца. Водата се изпомпва с потопяема помпа.

Предимства и недостатъци

Основното предимство е методът на пробиване с шнек, който дава възможност за изграждане на дупка за 1-2 дни без много усилия. Механизацията на всички операции се осигурява от конструкцията на сондажната платформа върху самоходно или мобилно шаси.

Други предимства:

• чистота на водата;
• не се изисква разрешение за изграждане на кладенеца;
• експлоатационен живот - до 30 години.

Недостатъците се проявяват при плитките кладенци: зависимост на дебита от валежите, чувствителност на състава на водата към повърхностно замърсяване на мястото на изкопа. Друг недостатък - склонност към замърсяване на водния колектор.

Характеристики на проблемите, свързани със сондирането в открито море

Офшорните сондажни платформи се сблъскват с редица проблеми, които могат значително да намалят ефективността на работата.

Най-съществените проблеми са следните:

Проектиране на платформата

• Придвижване и люлеене на мобилната сондажна платформа;
• Нестабилни ронливи скали в участъците на морското дъно на мястото на сондиране, силно залети с вода;
• Опазване на чиста околна среда;
• Трудности при организирането на работата по затворената циркулация на водата;
• Невъзможността на сондьора да види дъното на сондажа
• преждевременна повреда на оборудване и инструменти в корозивна среда;
• избор на специални схеми и методи за пробиване и др.

Освен това сондажът може да бъде запълнен с вода до нивото на морското дъно. Това води до отслабване на енергията на удара. Свличането и подводните течения пречат на ударния инструмент да остане строго вертикален и отслабват потъването му в работната скала.

Инструменти и уреди за сондиране

1. Метален шнек. Най-разпространеният инструмент за изграждане на шахти. Той се използва за работа в нетрайни почви. Шнекът е фабрично произведен двупосочен шнек. Тази конструкция предотвратява издърпването на инструмента настрани и накланянето му. Долната основа се произвежда с размери 45-85 mm, а диаметърът на острието е 258-290 mm.
2. Свредло. Проектиран за работа в твърди скали. С нейна помощ скалата се разхлабва. Върхът му може да бъде с кръстосана или плоска глава. Може да се използва с ударна пръчка.
3. Бормашина за лъжици. Използва се за копаене на дупки в песъчливи почви, тъй като обикновеният шнек не задържа пясък. Използва се за ударно или ротационно пробиване.
4. Бормашина за стъкло (инструмент Schitz). Той се използва за изработване на шахти в лепкави, кохезионни почви, в които обикновеният ротационен инструмент би се заклещил. Използва се при ударно сондиране.
5. Разширител. Използва се за преминаване през разпенени почви при ударно пробиване на канали.
6. Сондаж-игла. Използва се за направата на абисински кладенец. При този тип строителство дюзата, стрелата и обсадната тръба представляват монолитна структура, която остава под земята след достигане на водоносния хоризонт.

Често за изграждането на един сондаж се използват последователно няколко вида инструменти. Например за работа в глинести почви се използват шнек, длето и сондажна тръба. При чакълести формации се използват длето, дор и обсадна тръба.

Класификация на водоносните хоризонти

Основните класификации на водоносните хоризонти са следните:

1. Водоносни хоризонти. Това са водоносни хоризонти, разположени близо до земната повърхност (2-7 м). Те представляват ограничени обеми от несвързана вода, заобиколени от водосъдържащи слоеве (например глина). Течността в тях обикновено е с характер на валеж и наводнение. Характерът на натрупването е сезонен. Основните предимства на тези източници са: малка дълбочина на разпространение, възможност за извличане без помпа, ниска цена на сондажите. Основният недостатък е лошото качество на водата. Естественият филтър е тънък и не може да пречисти напълно течността. Тя може да съдържа различни химични съединения и затова водата е предназначена за технически цели. Тя може да се използва за пиене само след допълнителна обработка и преваряване. Друг недостатък е намаленият дебит (до пълно спиране на водоподаването) през горещия сезон, както и сезонната нестабилност.
2. Подземни води. Първият постоянен водоносен хоризонт под формата на подземни води се намира на дълбочина 6-22 m. Този слой е разположен между водоносните слоеве или е ограничен само от долния водоносен слой и може да достигне значителни размери. Образува се в резултат на просмукване и инфилтрация от водни басейни. Водоносният хоризонт може да бъде напорен или депресиран. В първия случай водата е под налягане. Нивото на подпочвените води може да се променя сезонно, като през лятото спада. Предимства: лесна достъпност и лесен достъп до повърхността. Водата може спокойно да се използва за всички битови нужди, но преди да се използва за пиене или готвене, трябва да се филтрира и превари.
3. Междинни водоносни пластове. Това са водни отлагания, които се намират между два водоносни слоя. Те се намират на дълбочина от 25 до 75 метра и винаги са под налягане (тип под налягане). Когато излязат самостоятелно на повърхността, междупластовите натрупвания създават извори. Основното предимство е чистотата на водата. Може да се пие. Недостатъци: дълбоко находище, сложност на сондирането, увеличени разходи за устройството на кладенеца. Поради наличието на постоянно налягане водата може да се издигне самостоятелно до определена височина. Ако тя не е достатъчна за достигане на повърхността, е необходимо да се инсталира помпено оборудване.

Видове кладенци по профил

Преди да достигне находището на минерали, мината може да премине през няколко слоя почва.

Важно е да се избере правилният метод за пробиване на отвора. В зависимост от броя на равнините, в които е извита мината, могат да се появят следните видове кладенци

• извити в равнина;
• огънат в пространството.

Това зависи от кривината на вала. В тази връзка кривината в равнината може да има следните разновидности:

• Плосък стълб, завършващ с наклон в долната си част;
• S-образен завой;
• Структура с форма J.

Горепосочените завои се образуват в резултат на различната плътност на почвените слоеве. От своя страна, кривината в пространството може да се прояви в по-сложни геометрични форми при сондирането на нефтени и газови кладенци. Сондажите за вода са предимно прави, докато кривите могат да се използват за заобикаляне на скални образувания.

Коя технология се използва най-често?

Тук всичко зависи от проектната дълбочина на кладенеца и от състава на почвата на мястото. Въз основа на данните от проучването се избира най-добрият метод. Също така трябва да разберете как да намерите вода за кладенеца.

Ротационното сондиране се използва за пробиване на артезиански кладенци. Този метод е икономически и екологично най-целесъобразен и дава възможност да се направят сондажи с различна дълбочина и диаметър в рохкави почви със скални включения.

Същността му е следната:

• В края на ротора, задвижван от двигател с вътрешно горене, се поставя специален шнек. Той разбива скалата.
• Сондажът се захранва с вода под налягане. Той разрушава почвата.
• След това водата се издига през кух канал в ротора. Тази техника се нарича още "промиване на сондажа".
• След като бъде монтирана обсадната тръба с голям диаметър, работата се извършва с по-малък свредло.
• След приключване на сондажните работи трябва да се извърши така нареченото "деглазиране" на кладенеца. Това е така, защото глинестата кал ще запуши порите, през които артезианската вода ще потече в кладенеца.

Сондажът ви дава възможност да се снабдите с вода в парцела си, за да поливате растенията си в поликарбонатна оранжерия с отворен покрив, информация за която можете да намерите тук.

Ротационното пробиване е най-често използваният метод.

Предимства пред други методи:

Послеслов

Майсторите на учения, които някога са овладели Тюмен и Уренгой, все още са живи. Те не са разполагали с геофизично оборудване, което да прави триизмерна картина на земята на компютърен дисплей, и с напълно автоматизирани сондажни платформи, но са можели да виждат през земята с интуицията си, с опита си и са били в контакт с всички подземни духове. Докато тогавашните министри и членове на Политическото бюро, които имаха повече високомерие от болярите и апанажните князе от старите времена, се обръщаха към тези асове с истинските им имена и ги поздравяваха с уважение.

Така че всеки от старите сондажи има провалени кладенци, от които не се срамува - това е негова работа. Какво тогава да кажем на начинаещите, които действат самостоятелно? Не се обезкуражавайте от неуспеха, в случай че първият кладенец излезе празен или се срути, или сондата заседне. Не без това в сектора на сондажите. Но разочарованието и неудовлетвореността ще се изпарят мигновено под мощния прилив на, както се казва сега, позитивизъм, щом кладенецът ви даде вода.

***

2012-2020 Question-Remont.ru

Покажете всички материали с марката:

Преминаване към раздела:

Как един кладенец е по-добър от кладенец

Някога е имало само един начин за решаване на проблемите - да се изкопае кладенец и водата да се носи с кофи в къщата. В бъдеще започват да се използват най-простите потопяеми помпи, те се спускат в кладенците и изпомпват водата в големи контейнери, а от тях тя вече се подава в къщата по гравитачен път. Но тази технология има много недостатъци.

Кладенецът има значителни предимства пред кладенеца

1. През зимата резервоарите трябваше да бъдат добре изолирани, но дори тези мерки не гарантираха безопасността на водата.
2. Ниското налягане не позволяваше да се използват перални машини и други уреди, които използват вода под налягане.
3. Кладенецът съдържа вода от плитки слоеве. В много отношения той не отговаря на съществуващите изисквания на SanPiN. Особено днес, когато условията на околната среда са се влошили значително.
4. По време на наводнения, интензивно топене на снеговете или обилни валежи в кладенеца попада замърсена вода от земната повърхност, което прави невъзможно използването на водата не само за готвене, но и за битови нужди за дълъг период от време. Водата е трябвало да се изпомпва напълно няколко пъти и да се дезинфекцира.
5. Кладенецът се замърсявал и затлачвал и трябвало периодично да се почиства. Това е физически много трудна работа, която може да бъде извършена само от професионалисти.

Основните недостатъци на кладенеца се дължат на малката му дълбочина.

Днес има един чудесен начин да се решат всички проблеми - да се направи кладенец и колкото по-дълбок е той, толкова по-добро е качеството на водата.

Изработване на инструменти за пробиване

Както беше споменато по-рано, можете сами да си направите инструменти за пробиване, да ги вземете назаем от приятели или да закупите промишлено произведени изделия.

Понякога може да се наеме сондажна платформа. Целта на самостоятелното пробиване обаче обикновено е да се намалят максимално разходите. Най-лесният начин да пробивате евтино е да изработите инструменти от местни материали.

Схемата показва конструкцията на различните инструменти за пробиване. Особено твърдата почва може да се разбие с длето и след това да се отстрани с бормашина, длето или друго устройство.

Вариант #1 - пробиване със спирала и лъжица

Ръчното пробиване може да се извърши със спираловидна или лъжична бормашина. Спираловидният е изработен от дебел, заострен прът, към който са заварени остриета. Те могат да бъдат направени от стоманен диск, разрязан наполовина. Ръбът на диска се заточва и след това остриетата се заваряват към основата на разстояние около 200 mm от ръба.

Ръчно изработената бормашина може да бъде с различен дизайн. Основните му елементи са наточени остриета и монтирано отдолу длето.

Остриетата трябва да се поставят хоризонтално под ъгъл. Оптималният ъгъл е около 20 градуса. Двете остриета са обърнати едно към друго. Диаметърът на свредлото, разбира се, не трябва да надвишава диаметъра на корпуса. Като цяло е подходящ диск с диаметър приблизително 100 mm. Остриетата на готовия шнек трябва да се наточат, което улеснява и ускорява пробиването.

Друга версия на спираловидното свредло може да се изработи от пръчка и лента от инструментална стомана. Широчината на лентата може да варира между 100-150 mm.

Стоманата трябва да се нагрее и да се разточи на спирала, да се втвърди и след това да се завари към основата. Разстоянието между навивките на спиралата трябва да е равно на ширината на лентата, от която е направена. Ръбът на спиралата е внимателно заострен. Струва си да се отбележи, че не е лесно да се направи такъв шнек в домашни условия.

Спираловидният шнек за сондиране може да бъде изработен от тръба и стоманена лента, но невинаги е лесно да се навие лентата в спирала, да се завари и втвърди инструментът у дома.

За изработването на шнек за лъжици е необходим метален цилиндър. Най-лесният начин да го направите сами е да използвате тръба с подходящ диаметър, например стоманена тръба с диаметър 108 mm.

Дължината на продукта трябва да е около 70 см, като с по-дълго устройство ще е трудно да се работи. Върху това тяло трябва да се направи дълъг и тесен прорез, вертикален или спираловиден.

Най-лесният начин да си направите самоделен шнек за лъжица е да използвате парче тръба с подходящ диаметър. Долният ръб се сгъва и шлифова, а по протежение на корпуса се прави отвор за почистване на шнека.

В долната част на тялото са монтирани две остриета с форма на лъжица, чийто режещ ръб е заострен. По този начин почвата се разрохква както с хоризонталните, така и с вертикалните ръбове на шнека.

Разхлабената скала попада в кухината на шнека. След това се изважда и почиства през процеп. В долната част на шнека, по протежение на оста му, освен лопатките е заварено и свредло. Диаметърът на отвора, направен с това свредло, ще бъде малко по-голям от диаметъра на самото устройство.

Вариант #2 - длето и чаша

Най-лесният начин за направа на корито е да използвате метална тръба с подходящ диаметър. Дебелината на стената на тръбата може да бъде до 10 mm, а дължината обикновено е 2-3 метра. Това прави инструмента достатъчно тежък, за да разрохква ефективно почвата при удар.

На дъното на траншеята се закрепва обувка с клапан с венчелистчета. Клапанът прилича на кръгла плоча, която плътно уплътнява долната част на тръбата и се притиска от достатъчно силна пружина.

Въпреки това не е необходимо да се използва твърде стегната пружина, тъй като в противен случай почвата просто няма да влезе в разпръсквача. Вентилът ще бъде притиснат не само от пружината, но и от събраната вътре почва, когато пръчката се издърпа.

Долният ръб на коритото е шлифован навътре. Понякога към ръба се заваряват остри парчета арматура или заострени метални парчета с триъгълна форма.

Предпазната мрежа е изработена от дебела тел, а отгоре е заварена дръжка, към която е прикрепено метално въже. Стъклото се изработва по подобен начин, с изключение на това, че не е необходим клапан и в тялото трябва да се направи прорез за почистване на устройството.