Šulinių gręžimas: technologija ir darbo niuansai
Vienas iš produktyviausių ir ekonomiškiausių kasyklų formavimo būdų yra šerdies gręžimas. Jis naudojamas mineralų žvalgyboje ir inžinerinėje geologijoje.Be to, tai yra lengviausias ir greičiausias būdas gauti prieigą prie požeminio vandens vandens tiekimui organizuoti.
Iš mūsų siūlomo straipsnio sužinosite viską apie šerdies gręžimo specifiką, jo įgyvendinimui reikalingus įrankius ir taikymo ypatybes.
Straipsnio turinys:
Pagrindinio gręžimo taikymo sritis
Grindų gręžimas yra metodas, leidžiantis kuo tiksliau nustatyti stogo ir grunto sluoksnių pagrindo gylį, taip pat požeminio vandens lygio gylio lygį.
Pagrindinės gręžimo technologijos plačiai naudojamos šiose pramonės šakose:
- Vandens tiekimas pramonės ir privačiose srityse. Gręžimo šuliniai privačiam vandens tiekimui, vandens paėmimo organizavimas ištisiems kaimams ar miesto kvartalams efektyviai atliekami šerdies gręžimu dėl to, kad gręžtuvas lengvai įsiskverbia į didelį gylį. Pagrindinis įrankis gali pakelti beveik visas sunaikintas uolienas, išskyrus vandens prisotintus ir purius, nesukibusius dirvožemius (smėlį, žvyrą, akmenukus);
- Geologiniai tyrinėjimai kasybos pramonėje. Kai uoliena eina, taškinis poveikis žemei atsiranda išilgai sukimosi spindulio. Kitaip tariant, sviediniu, kuris struktūriškai primena vamzdį, išgręžiama vientisa uolienų masė, nepažeidžiant jų struktūros ir būklės.
- Statyba. Geotechninių tyrimų atlikimas fizinėms ir mechaninėms gruntų savybėms bei uolienų būklei tirti. Pagrindinė technologija leidžia tiksliai identifikuoti požeminį vandenį ir paimti vandens mėginius, siekiant ištirti jų agresyvumą betonui.
Gręžimo metu išgaunama šerdis – grunto kolona arba gretimi grunto sluoksniai. Šerdis pasižymi tvirta natūralia struktūra, užtikrinančia visapusišką tiriamos uolienos analizę. Gręžimas šerdies vamzdžiu leidžia didžiausiu tikslumu nustatyti uolienų gylį tyrimo tikslais.
Korinio grąžto naudojimas statybose žymiai palengvina ir pagreitina procesus. Į šerdiniu grąžtu paruoštą skylę nesunkiai įkalamas polis arba montuojama jau paruošta gelžbetoninė konstrukcija. Šerdies gręžimas leidžia sukurti cilindrines skylutes plytų ir betono konstrukcijose.
Darbo technologija ir įranga
Yra žinomi du šerdies grąžto naudojimo būdai: darbas tiekiant skystį į apatinę angą arba dirbant sausai, tai yra be gręžimo skysčio.
Gręžimas nenaudojant gręžimo skysčio naudojamas, jei nesukištas dirvožemis yra pakankamai prisotintas natūralios drėgmės, kad galėtų prasiskverbti ir ištraukti. Vanduo į kasimo šachtą taip pat nėra tiekiamas važiuojant skysto plastiko, minkšto plastiko ir ugniai atspariu priemoliu/moliu, kietu ir plastišku priesmėliu.
Skystis turi būti naudojamas gręžiant akmenuotas ir pusiau akmenuotas uolienas.Trūkstant vandens, šiuo atveju gilinimas vyksta daug lėčiau. Be to, gerokai padidėja tikimybė priešlaikiniam grąžto gedimui, todėl sausas gręžimas laikomas brangesniu.
Gręžiant gręžimo skysčiu, gilinimo greitis žymiai padidėja. Dažniausiai šis metodas naudojamas gręžiant didelio gylio šulinius. Tai leidžia atlikti darbus per trumpiausią įmanomą laiką su minimalia vainiko pažeidimo rizika.
Aukšto slėgio vanduo taip pat tiekiamas į dugną, kai gręžinys yra laisvas, nesukištas dirvožemis, jei šerdies mėginių ėmimas nėra problema. Tokiu atveju veidas tiesiog nuplaunamas vandens srove, išlaisvinant kasyklos šachtą nuo sunaikinto grunto.
Pagrindinės technikos principas
Pagrindinis šerdies gręžimo elementas yra ardomoji pjovimo dalis, sumontuota ant šerdies vamzdžio pagrindo. Jie tai vadina karūna. Uolienų kasimui naudojami specialūs vainikėliai su deimantiniais pjaustytuvais.
Būtent deimantinis antgalis užtikrina praktiškai netrukdomą grąžto patekimą į didelį gylį, kai į kalkakmenį įleidžiami vandens įleidimo darbai. Tai yra, kuriant šulinius, įkastus į pamatines uolienas, kurių plyšiuose dėl šimtmečių kondensacijos susidarė gryniausio požeminio vandens atsargos.
Uoliena pjaunama naudojant bitą sukant dideliu greičiu. Sėjamosios sukimosi greitis gali būti reguliuojamas priklausomai nuo kuriamo grunto tankio. Karūnėlė „pjauna“ dirvą tik išilgai tam tikro cilindro krašto, kurio centrinė dalis įspaudžiama į šerdies vamzdį.
Norint ištraukti šerdį, grąžtas pakeliamas į paviršių. Jo užfiksuotas dirvožemis tiesiogine prasme išpučiamas iš šerdies gręžimo oro srautu, tiekiamu į viršutinę vamzdžio dalį. Pūtimo procesas paspartinamas sviediniu bakstelėjus į sviedinį.
Pravažiuojant per kietas uolienas, šerdiniai grąžtai turi didesnį našumą nei matriciniai ir ritininiai antgaliai. Taip yra dėl didelio grąžto sukimosi greičio, dėl kurio sumažėja kūrimo pastangų kiekis.
Be to, antgaliai visiškai sunaikina uolieną, kurią reikės „išsemti“ stulpeliu arba tiekiamas vanduo su slėgiu veidui nuplauti. Tiesą sakant, tą pačią atkarpą turėsite pereiti du ar net tris kartus: iš pradžių sunaikinti, tada išvalyti. Pagrindinė technologija leidžia vienu ypu pereiti ir išvalyti veidą.
Staklės ir gręžimo įrenginiai
Mašinos ar gręžimo įrenginio pasirinkimas priklauso nuo gręžinio paskirties ir jo skersmens. Pagrindinio gręžimo metodo populiarumas lemia gręžimo įrenginių ir mašinų gamybą visame pasaulyje. Sunkiasvoriai traktoriai, sunkvežimiai ir visureigiai tinkami platformoms, skirtoms žvalgomajam gręžimui.
Dažniausiai gręžimo įranga montuojama ant klasikinių MAZ, KAMAZ, Ural markių automobilių. Tačiau yra ir lengvesnės įrangos, kuri naudojama privačiose statybose vandens gręžiniams gręžti, montavimo galimybių.
At rankinis rotacinis gręžimas Šerdies vamzdis pakeičiamas jo istoriniu pirmtaku – stiklu. Šis sviedinys yra sutrumpinta šerdies vamzdžio versija su smailiu kraštu ant pado. Stiklas yra įsukamas į žemę rankiniu būdu arba naudojant motorinį grąžtą ir viskas, kas į jį supakuota, iškeliama į paviršių.
Šulinių gręžimo ir išdėstymo įranga
Įgyvendinant kertinį gręžimą, reikalinga įranga, leidžianti dirbti giliai, kurti ir išgauti įvairiausių rūšių uolienas. Darbo metu turi būti užtikrintas periodiškas sviedinio sunaikintos medžiagos pakėlimas į paviršių.
Standartinis gręžimo įrankių rinkinys
Norint kokybiškai atlikti darbus reikia:
- Šerdies apvalkalai. Jie naudojami tiek horizontaliam gręžimui, tiek vertikaliam kasimui. Naudojant standartinius šerdies vamzdžius, galima gręžti iki 45 laipsnių kampu. Plonasieniai šerdiniai grąžtai gali būti naudojami tik horizontaliam be tranšėjos gręžimui tiesiant komunikacijas.
- Karūnos. Tai uolienų skaldymo įrankis, pritvirtintas prie šerdies vamzdžio, kad būtų lengviau išpjauti uolienų šerdis. Žalvario antgaliai naudojami gręžiant nuosėdinius rišlius ir nerišlius dirvožemius. Karbido antgaliai su deimantinėmis frezomis gaminami uolienų gręžimui ir skylių formavimui betono, asfalto ir plytų sienose.
- Plieniniai korpuso vamzdžiai. Būtinas kasimo korpusas - gręžinio formavimas, atliekamas kartu su jo gilinimu. Jų skersmuo lygus šulinio skersmeniui. Vandens paėmimo korpusas parenkamas iš anksto, atsižvelgiant į šerdies vamzdžio skersmenį ir siurblį, kurį planuojama naudoti šulinyje.
- Štangos. Tai siauri vamzdžiai, susukti kartu. Naudojamas gręžimo stygai pratęsti. Paprasčiau tariant, jie pakaitomis prisukami prie šerdies vamzdžio viršaus, kad sukamasis judesys būtų perduodamas į jį didesniame gylyje nei sviedinio aukštis. Šerdies vamzdžio aukštis + gręžimo stygos aukštis = iškasimo gylis.
- Vertėjai. Būtina užtikrinti skirtingo skersmens srieginių jungčių, esančių ant gręžimo strypų, sujungimą, rotatoriai, praplovimo sandarikliai ir kiti komponentai.
- Skalavimo kamščiai ir sandarikliai. Jų pagalba galima iškelti sunaikintą dirvą į paviršių, jei nereikia imti visos šerdies. Tokiu atveju vanduo tiekiamas į veidą, nuplaunant sunaikintą dirvą spaudžiant ant dienos paviršiaus.
- Kaltai. Jie naudojami gilinti skylę sunkiausiose vietose, kur šerdies grąžtas gali prasiskverbti. Naudojant bitą, kartais jie pereina nuo rotacinio gręžimo prie gręžimo kabeliu.
Pateiktas įrankis yra standartinis rinkinys gręžimui naudojant pagrindinę technologiją.Kai kuriais atvejais, atsižvelgiant į kūrimo sudėtingumą, gali prireikti papildomų įrankių ir įrangos.
Šerdies vamzdžio konstrukcijos ypatybės
Dizaino funkcija sviedinys gręžiant šerdį, jis yra dėl maksimalaus šerdies vientisumo išsaugojimo ir susideda iš žiedo formos išdėstymo aplink laisvą praėjimą. Viena iš svarbiausių charakteristikų yra koeficientas šerdies mėginių ėmimas Jis apibrėžiamas kaip šerdies skersmens ir išorinio įrankio skersmens santykis.
Šerdies gręžimo įrankis yra standartizuotas, daugiausia skiriasi tik skersmeniu. Atsižvelgiant į konstrukcines charakteristikas, šerdies vamzdžiai skirstomi į viengubus ir dvigubus. Pavieniai sviediniai, skirti veikti normaliomis geologinėmis sąlygomis, puikiai tinka vandens gręžiniams kurti.
Dvigubas įrankis su nesisukančiu vidiniu vamzdžiu naudojamas tik geologiniuose tyrinėjimuose. Tai reikalinga norint išgauti uolienų pavyzdžius, kurie lengvai sunaikinami veikiant įvairiems veiksniams. Tai leidžia paimti natūralios sudėties mėginį, kuriame yra natūralus mineralų ir atliekų procentas.
Visi šerdies vamzdžiai skirti pūtimui, gręžimo skysčio tiekimui į dugną ir šulinio valymui. Jų viršuje įrengta technologinė anga, pro kurią įleidžiamas vanduo arba oro srovė.
Pjaunamos sviedinio dalies specifika
Bet koks vainikas pateikiamas kaip žiedas su sriegiu viršuje, reikalingas prisukant prie šerdies vamzdžio, ir pjaustytuvų, esančių apatiniame gale. Pjovikliai gali būti tvirtai išlieti arba suvirinti prie šios pjovimo metalinės dalies.
Gręžimui naudojami šie antgaliai:
- Karbidas - smulkūs smilkiniai, briaunoti.
- Deimantas – impregnuotas ir mažas deimantas.
Karbido pjovimo elementai skirti „minkštiems“ gruntams sėti. Jų pagalba gręžiamos visų tipų bet kokios konsistencijos molingos uolienos, pusiau akmeninės uolienos, mažai drėgni ir drėgni tankaus ir vidutinio tankio smėliai. Smiltainiams ir mergeliams gręžti naudojami vainikėliai su volframo-kobalto pjaustytuvais.
Puikus smilkinys antgaliai yra skirti gręžti vidutinio kietumo uolienas mažoms abrazyvumas. Juose sumontuotos aštuonkampės arba kvadratinės pjaustyklės. Kai pjaustytuvai yra išdėstyti skirtinguose aukščiuose, taip pat pasiekiamas laiptuotas paviršius, kurio pranašumai buvo aprašyti aukščiau.
Briaunuoti antgaliai yra skirti gręžti kietas vidutines uolienas abrazyvumas. Tokių vainikėlių pjaustytuvai yra plieniniai cilindriniai arba prizminiai būstinė su karbido įdėklu. Tuo pačiu metu, net jei vainikas susidėvi, jo veikimas nesumažėja.
Karūnėlės su deimantinėmis pjaustyklėmis yra skirtos gręžti uolėtas ir pusiau uolėtas aukštas uolas abrazyvumas.
Šonkaulių skaičius nustatomas pagal vainiko dizainą ir jo skersmenį – gali būti nuo trijų iki šešių. Paspartinti uolienų naikinimo procesą galima pakeliant šonkaulius aukštyn vainiko galo atžvilgiu. Tai užtikrina laiptuotą apatinę angą ir palengvina plovimo skysčio pratekėjimą.
Šulinio korpuso vamzdžiai
Tiek šerdies, tiek korpuso plieniniai vamzdžiai gaminami pagal GOST 51682-2000. Geologiniuose žvalgomuose ir inžinerinėje geologijoje jie naudojami siekiant išvengti grunto griūties ant veido, o tai neleistų suprasti, kokiame gylyje vienas geologinis sluoksnis pakeičiamas kitu.
IN vandens paėmimo darbų išdėstymas korpuso vamzdžiai sudaro šulinio sienas. Kita, gamybinė, vamzdžių virvelė panardinama į iš jų surinktą korpusą. Šiais laikais jis dažniausiai surenkamas iš plastiko. Gamybos kolonėlėje yra filtras, kuris siurbimo metu sulaiko smėlio ir smulkaus žvyro grūdelius.
Labiausiai paplitę yra korpusiniai vamzdžiai su nipelinėmis jungtimis. Šiuo atveju vamzdžiai turi vidinį sriegį vienoje pusėje ir išorinį sriegį priešingoje pusėje. Kasimo šachta iš srieginių vamzdžių surenkama itin paprastai ir greitai.
Yra korpusiniai vamzdžiai, skirti suvirintoms jungtims. Privačiame sektoriuje jie nenaudojami dėl daug darbo reikalaujančio kolonų surinkimo proceso.
Tiek korpusas, tiek šerdies vamzdžiai pagaminti iš 45 klasės plieno, kurio stiprumo grupė „K“.Siekiant padidinti atsparumą paviršiaus dilimui, vamzdžių galai grūdinami. Priklausomai nuo naudojamos gręžimo įrangos ir skersmens panardinamasis siurblys statant privačius vandens paėmimo įrenginius naudojami nuo 100 iki 200 mm skersmens vamzdžiai.
Pagrindinio gręžimo etapai
Prieš pradėdami dirbti, turite išstudijuoti kadastro planą ir paruošti darbinį paviršių. Būtina užtikrinti netrukdomą patekimą į gręžimo vietą tiek pačiam gręžimo įrenginiui, tiek mašinai su praplovimo skysčiu.
Kitas žingsnis – iškasti ne mažiau kaip 2 kubinių metrų tūrio duobę – taip nereikės naudoti papildomo bako. Duobė skirta gruntiniam vandeniui ir panaudotam nuplovimo skysčiui nuleisti. Norint sumontuoti pagrindinę bagažinės dalį, būtina perforuoti dirvą.
Tada pasirinktas antgalis prijungiamas prie gręžimo šerdies vamzdžio ir pasirenkamas korpuso vamzdžiai, kurios didės joms gilėjant. Įrenginys turi būti patikimai pritvirtintas, o po to paleidžiamas gręžimo įrenginys.
Gręžtuvui gilėjant ir prisipildant, jis periodiškai pakeliamas į paviršių ir išvalomas nuo gręžimo metu įrankiu užfiksuoto grunto. Po to gręžtuvą, išlaisvintą iš šerdies, vėl galima panardinti į šulinio angą, kad būtų galima tęsti gręžimą.
Norėdami pakelti į viršų, išardoma gręžimo vamzdžio virvė, kurią sudaro šerdis ir strypai. Tai yra, jie nuosekliai atskiria strypą po strypo, kol šerdies vamzdis pašalinamas iš statinės.
Geriausias pasirinkimas privatiems savininkams sukurti šulinį yra šerdies gręžimas kartu su praplovimu. Tokiu atveju mėginių imti nereikia. Svarbiausia greitai suformuoti statinę ir išvalyti ją nuo dumblo. darbų paruošimas būsimam naudojimui.
Skalbimui galite naudoti bet kokį vandenį, visai tinka vanduo iš netoliese esančio tvenkinio ar upės. Gręžti galima ir sausai, jei kuriamas gręžinys smėliui. Paprastai tokiu atveju užtenka poros kibirų vandens kaip gręžimo skysčio, kad sviedinys būtų atvėsintas apačioje.
Dirbant puriame, mažai drėgname smėlyje, į darbinį tirpalą rekomenduojama įpilti skystos stiklo ar molio masės, kad sutvirtintų skylės sieneles. Bet kokiu atveju, kai grąžtas eina per horizontą su nestabilia konstrukcija, būtų pateisinama gręžinio sieneles sutvirtinti korpuso vamzdžiais.
Technologinės proceso ypatybės
Gilinimo proceso metu galima reguliuoti grąžto sukimosi greitį. Reikėtų pažymėti, kad gręžtuvas gali lengvai įveikti nuosėdinių uolienų sluoksnius esant mažam greičiui. Tačiau pravažiuojant pamatines uolienas, reikia padidinti sukimosi greitį. Naudojant šerdies gręžimo metodą, galima prasiskverbti į įvairios sudėties ir bet kokio kietumo sluoksnius.
Būtina atsižvelgti į tai, kad gręžimo įrenginys turi būti įrengtas paruoštoje, išlygintoje horizontalioje vietoje. Įsiskverbimo kampą galima reguliuoti, jei kuriamo šulinio skersmuo neviršija 1 metro. Tada iškasos vertikalumą palaiko korpusas.
Korpuso vamzdžius galima naudoti pakartotinai, jei jie pašalinami iš iškasos iš karto po iškasimo. Šerdies vamzdis yra daugkartinis sviedinys, ko negalima pasakyti apie vainikus. Gręžimui nuosėdų horizonte reikia mažiausiai dviejų ar net daugiau. Statant šulinį ant kalkakmenio, neįmanoma tiksliai numatyti susidėvėjusių vainikų skaičiaus.
Gręžimo įrenginys gali būti montuojamas ant didelės talpos transporto priemonių arba ant vikšrinių transporto priemonių speciali įranga dirbant sunkiomis reljefo sąlygomis. Gręžiant vandens gręžinius šerdies metodu galima naudoti lengvesnę mobilią įrangą.
Pagrindinio metodo privalumai ir trūkumai
Karūnos taškinio veikimo išilgai spindulio dėka užtikrinamas tikslus pjovimas ir vientisos šerdies iškėlimas į paviršių. Technologija pritaikyta gręžti akmenis iki XII kategorijas, galite dirbti tiek statmenai, tiek kampu.
Vienas iš svarbiausių pagrindinio metodo rodiklių yra didelis našumas ir gręžimo greitis.
Be to, galima išskirti šiuos privalumus:
- Gręžimo tūris, kai naudojamas skalavimo skystis arba technologinis vanduo, yra 85 %;
- Aktyviųjų emulsijų įvedimas į darbinį tirpalą leidžia išlaikyti pradinę šulinio sieneles;
- Sumažėjus ašinėms apkrovoms dėl to, kad uoliena nenutrūkstamai naikinama, sumažėja energijos sąnaudos.
- Šis metodas leidžia dirbti su bet kokiomis uolienomis, įskaitant bazaltą ir granitą.
- Naudojant surenkamą mobilią mašiną, darbus galima atlikti sunkiai pasiekiamose vietose.
Be privalumų, šerdies gręžimas turi ir trūkumų:
- Dirbant suskilusiose uolienose, šerdis dažnai užstringa, todėl reikia nuimti vamzdį, kad jis būtų išmuštas.
- Pravažiuojant per kietas uolienas, grąžtas greitai nublanksta dėl perkaitimo ir prilipimo. Norint to išvengti, būtina naudoti aušinimo skystį ir sumažinti srautą. Dėl to gręžimo greitis mažėja.
- Mažas skerspjūvis (iki 200 mm) gręžimo neleidžia naudoti galingų povandeninis siurbliai.
Kuriant vandens gręžinius, jei atidarant formaciją naudojamas molio tirpalas, yra didelė vandeningojo sluoksnio uždumblėjimo tikimybė.
Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema
Vaizdo įrašas 1. Pradinis gręžinio gręžimo, naudojant pagrindinį metodą, etapas:
2 vaizdo įrašas. Šulinio gręžimas granito uolienoje:
Prieš pradedant šulinio gręžimą, turi būti atliktas ekonominis skaičiavimas. Įrangos saugos standartų ir eksploatavimo taisyklių laikymasis iki minimumo sumažina įrangos gedimo riziką, todėl užtikrinamas aukštas eksploatacijos efektyvumas, gręžimo greitis ir mažesnės ekonominės sąnaudos.
Ar norėtumėte pasidalinti tik jums žinomomis kolonų technologijos subtilybėmis? Ar turite naudingos informacijos straipsnio tema? Prašome parašyti komentarus žemiau esančioje bloko formoje, užduoti klausimus ir paskelbti nuotraukas straipsnio tema.