Rotacinio gręžinio gręžimas: gręžimo technologijos ir būtinos įrangos apžvalga

Jei kaimo namas negali būti prijungtas prie centrinio vandens tiekimo, turite organizuoti autonominę sistemą.Dauguma savininkų nori jį statyti ant šulinio, kurio kūrimui naudojami įvairūs metodai. Pažiūrėsime į rotacinių gręžinių gręžimą – labai perspektyvų, bet kol kas mažai žinomą variantą.

Mūsų pasiūlytame straipsnyje išsamiai aprašomos rotacinės technologijos subtilybės ir naudojami įrankiai. Analizuojami šios technikos privalumai ir trūkumai, pristatomi jos įgyvendinimo būdai praktikoje. Mūsų patarimai bus naudingi apdairiems privačių sklypų savininkams, norintiems stebėti gręžėjų darbą.

Rotacinio gręžimo apibrėžimas

Pirmiausia pažiūrėkime, kas iš tikrųjų yra rotacinis šulinių gręžimas ir kokios jo alternatyvos? Gręžimas sraigtu vis dar pripažįstamas vienu iš labiausiai paplitusių vandens paėmimo vamzdžių įrengimo būdų.

Tačiau varžtų technologija neleidžia pereiti uolėtų pamatų. Sraigtinis gręžtuvas, naudojamas gręžiant sraigtu, negali sunaikinti kalkakmenio. Tačiau dažnai nutinka taip, kad reikia pasigilinti, nes... viršutiniai sluoksniai neturi stabilaus ir pakankamo eksploatacijai srauto greičio.

Gręžimo šerdies ir sraigto technologija nesuteikia galimybės prasiskverbti į uolienų darinius. Statant šulinį ant kalkakmenio, efektyviau ir ekonomiškiau naudoti rotacinį gręžimo būdą

Todėl į privačių vandens paėmimo konstrukcijų statybą buvo pradėta diegti rotacinė technologija, anksčiau naudota tik kasybos pramonėje. Jo darbinis elementas yra šiek tiek gręžinio gręžinio dalyje. Naudojant kaltą, naikinami rišlūs ir nerišlūs dirvožemiai, susmulkinamos pamatinės uolienos.

Sunaikintos uolienos kasimas atliekamas naudojant skystį, kuris tiekiamas į dugną per darbinę kolonėlę arba žiedinis erdvė. Tai yra 2 skirtingi gręžimo būdai, kurių kiekvienas bus išsamiai aptartas toliau.

Antgalio skersmuo viršija darbinės stygos skersmenį, o tai leidžia:

• sumažinti energijos sąnaudas visam gręžimo procesui (galia sunaudojama tiesiogiai tik grąžtui sukant jėga apatinėje skylėje, o nuostoliai dėl darbinės stygos trinties į šulinio sieneles yra minimalūs);
• apsaugoti daugumą darbinės stygos elementų nuo pažeidimų, taip pat gręžinio gręžinio sienas nuo sunaikinimo;
• sukurti įspūdingo skersmens (pavyzdžiui, iki 70 cm) šulinius itin įspūdingame gylyje.

Tokiu būdu galite suformuoti vandenį laikančius šulinius, 300 metrų ar daugiau gylio, t.y. gręžti vandens paėmimo darbus vandens tiekimui į vasarnamius ir kaimus.

Taigi, apibrėžimas: gręžimas sukamuoju principu yra gręžinio kūrimo būdas, kuriame jėga ant antgalio apatinėje skylėje perduodama iš sukamojo rotatorius per darbo koloną. Jis surenkamas iš strypų - siaurų plieninių vamzdžių, kurie nuosekliai sujungiami vienas su kitu išilgai įdubos į žemę.

Tačiau valant kasyklos šachtą ir paviršių nuo dumblo naudojamas slėginis vanduo.Dėl šio sprendimo nereikia nuolat ardyti ir surinkti gręžimo stygos, kad būtų ištraukta šerdis, kaip gręžiant šerdį.

Skystis, įpurškiamas į iškasą, iš karto išsprendžia dvi svarbias problemas: leidžia gręžimo įrenginiui atlikti tolesnį darbą ir gamina šulinio valymasbūtina paruošti vandens paėmimo angą darbui.

Rotacinės technologijos privalumai

Kokie yra rotacinio gręžimo pranašumai prieš galimas alternatyvas? Jų yra keletas.

PirmiausiaNaudodami rotacinį antgalį galite sukurti didelio skersmens šulinius, kurie vienu metu visiškai patenkins kelių namų ūkių vandens poreikius.

Ne paslaptis, kad gręžimas nėra pigus procesas: tam reikia specializuotos įrangos, o patyrę gręžėjai turi stebėti ir valdyti procesą. Juk su gręžinių gręžimu susijusi veikla yra licencijuota. Todėl jo aukšta kaina.

Dėl savo formos ir konstrukcijos antgalis rotacinio gręžimo metu gali suformuoti daug didesnio skersmens šulinius nei sraigtiniai grąžtai ir šerdies vamzdis

Vienu metu kelių namų ūkių sujungimas, siekiant finansuoti vieną bendrą gretimų sklypų šulinį, yra ekonomiškai pelninga įmonė. Tačiau tam reikia nemažo debeto. Daugeliu atvejų kvartero nuosėdų (smėlių) vandeningieji sluoksniai negali jų suteikti.

Natūralu, kad kolektyviniam darbui vandens įleidimo angą geriau įrengti ant kalkakmenio. Iš jo išgaunamas gruntinis vanduo pasižymi didesniu vandens gausumu ir grynumu. Kritulių kiekis neturi nė menkiausios įtakos šulinių debitui ant klinčių. To negalima pasakyti apie smėlio šulinius.

Antra, įtikina santykinai mažomis energijos sąnaudomis. Rotacinio gręžimo darbinis elementas yra antgalis. Tačiau skirtingai nei varžtas ir šerdies gręžimas, gręžimo įrankis nesąveikauja su išgręžtos skylės sienelėmis

Tai yra, tik antgalis tiesiogiai liečiasi su žeme, kurio aukštis yra nereikšmingas, palyginti su visos grąžto stygos aukščiu. Dėl to šis šulinių formavimo būdas yra greičiausias – iki 1000 tiesinių metrų per mėnesį!

Trečias, kolektyvinius klientus traukia gręžimo gylis. Tik sukamuoju metodu gręžinys gali būti išgręžtas giliai į pamatinės uolienos metamorfines ir magminės uolienas, iš kurių plyšių gali būti pumpuojamas vanduo, kurio sudėtis tinkamiausia gerti.

Iš mažesnio nei 30 m gylio vandens paėmimo įrenginių dažniausiai išgaunamas tik technologinis vanduo. Jo sudėtį įtakoja šalia esantys rezervuarai, šiukšlėmis nusėtos upės, krituliai, tiesiog ant žemės išsilieję techniniai skysčiai. Sraigtas ir šerdies vamzdis padės gauti tik tokį vandens paėmimą.

Visas gręžimo įrangos komplektas lengvai montuojamas ant vienos vidutinės apkrovos transporto priemonės platformos. Dėl to rotacinis gręžimo procesas yra daug technologiškai pažangesnis, taigi ir pigesnis

Be to, rotacinis gręžimas leidžia atlikti darbus iki viso gylio, neperjungiant prie kito gręžimo būdo. Pvz., plėtojant gręžinį su sraigtu, jei reikia gręžti riedulį, pereinama prie smogiamojo lyno metodo.

Norėdami tai padaryti, nuimkite sraigtą nuo statinės ir meskite antgalį į veidą, kol riedulys sulaužys. Tada skerdimas išvalytas su užstatu. Jis taip pat naudojamas, jei reikia iškelti į paviršių vandens prisotintą smėlį, kurio tiesiog neįmanoma išlaikyti šerdies vamzdyje.

Praktika rodo, kad gręžinių, išgręžtų rotaciniu būdu, tarnavimo laikas yra ilgesnis. Technologiškai tai paaiškinama tuo, kad sumontavus šulinio sieneles formuojantį korpusą žiedas dar labiau sutvirtinamas.

Įranga šulinių statybai

Pirma, ant paviršiaus virš šulinio sumontuota vertikali konsolė, skirta tolesniam darbinės virvelės vertikalių jungčių tvirtinimui. Pirmoje šio gręžimo veleno grandyje yra sumontuotas darbinis elementas - antgalis, kuris gali būti įvairių formatų, priklausomai nuo uolienų gręžimo kategorijos.

Žinoma, vandens gręžiniams gręžti naudojama kompaktiškesnė įranga, o tam skirto bokšto formuoti, kaip taisyklė, nereikia.

Gręžimo įrankių rinkinys

Pagilinus pirmąją grandį – žvakę, ant jos uždedama kita, vadinama strypeliu, ir pan. Kiekvieno tokio vamzdžių bloko ilgis gali svyruoti nuo 20 iki 50 m Siekiant supaprastinti darbinės kolonos formavimą, kiekviename strype yra kūginis sriegis su užraktu.

Dėl to susidaro gręžimo įrankis, kurį sudaro:

• darbinis antgalis;
• varomasis strypas;
• paprastų strypų kolonos, sujungtos viena su kita movomis.

Darbinė styga laikoma sukamąja rankena, kurią sukasi rotorius. Priklausomai nuo to, kokio gylio planuojama gręžti, taip pat į fizines ir mechanines grunto savybes, pirminei grandinei suformuoti naudojami standartiniai arba svertiniai strypai.

Varomasis strypas paprastai yra svertinis vamzdis, nes jis turi svarbią technologinę misiją. Per jį į veidą iki antgalio teka prausimosi tirpalas, kurio užduotis – išplauti susmulkintą uolieną. O tai, savo ruožtu, kelia reikalavimus sukabinimo jungtims, kurių užduotis yra sandarinti jungtis tarp jungčių.

Nepamirškite, kad skysčio slėgis tiesiogiai priklauso nuo formuojamos kolonėlės aukščio (ir nepriklauso nuo vamzdžio skerspjūvio). Be to, net jei vanduo naudojamas kaip skalavimo tirpalas, kas 10 metrų slėgis padidės 1 atmosfera.

Palyginimui verta pateikti pavyzdį. Darbinis slėgis buitinių vamzdynų tinkle name yra 10 atmosferų, o stipriausi vamzdžiai skirti 20 atmosferų slėgiui.

Tik tuo atveju, jei buitinės sistemos yra nejudančios ir nejuda, ant varančiojo strypo taikomas slėgis, lygus gręžimo stygos svoriui. Tačiau jis vis tiek turi perduoti antgalį sukimosi impulsą ir jėgą.

Movos yra svarbiausi strypo elementai, nes jie atlaiko visos gretimos strypo apatinės dalies svorį, taip pat apkrovą dėl dinaminių virpesių ir variklio sukeliamo sukimosi judesio.

Movoms, kaip gręžimo stygos konstrukciniams elementams, keliami šie reikalavimai:

• turi užtikrinti strypo jungties sandarumą ir atlaikyti iki 100 atmosferų skysčio slėgį (dugno valymui slėgio srove);
• turi būti atsparus dilimui, kad netaptų netinkamas naudoti dėl trinties į šulinio sieneles;
• turi sugebėti perduoti sukimo momentą iš darbo eilutės viršaus į apačią ir galiausiai į antgalį.

Labai svarbu, kad movos būtų tinkamos kokybės. Jei bent vienas iš jų neatlaikys apkrovos, o darbinė styga nutrūks, tada jos apatinę dalį bus itin sunku sujungti su antgaliu. Kalbant apie kapitalo sąnaudas, kartais lengviau šalia išgręžti naują gręžinį, nei pašalinti atsikabinusį varantįjį strypą.

Vandens naudojimas gręžimo metu

Skystis, kuris tiekiamas ant veido, dažniausiai yra paprastas vanduo. Kartais, norint stabilizuoti gręžinį, einantį per purias, nerišlias uolienas (smėlį, skaldą, žvyro ir akmenukų nuosėdas), į šulinį tiekiamas tirpalas su gręžimo priedais. Tai būtina, nes pirmuose kasimo etapuose korpusas neįrengiamas.

Vanduo patenka į iškasą esant slėgiui pavaros strypo viduje (o tada siurbiamas žiedinis erdvėje) arba gravitacijos dėka žiedinis vietos, o pašalinimas jau vyksta per darbinę kolonėlę su išsiurbimo siurbliu.

Tai 2 skirtingos rotacinio gręžimo technologijos, kurių ypatybės bus aptartos toliau.

Rotorinis gręžimas pasižymi didžiausiu vandens gręžinio vystymosi greičiu. Kartu su gręžimu velenas nuplaunamas ir darbai paruošiami būsimam darbui.

Tačiau, kad ir koks metodas būtų naudojamas, visur gręžiant naudojamas skystis turi būti išvalytas (tolimesniam naudojimui).

Tam naudojamas toks įrangos rinkinys:

• Gręžimo purvo sandėliavimo tvartas. (Jei planuojate gręžti negilų šulinį, per kelias dešimtis galite jį pastatyti tiesiai į žemę, o įprastas vanduo naudojamas kaip praplovimo skystis). Tvartas veikia kaip praplovimo skysčio akumuliatorius.
• Vibruojantis sietelis. Iš šulinio pakeltame skalavimo tirpale yra susmulkintų uolienų dalelių, kurias reikia pašalinti. Veiksmingiausias būdas yra mechaninis, naudojant vibracinį sietą.
• Karteris. Pašalinus dideles uolienų daleles, skystis patenka į nusodinimo baką, kad pašalintų nusėdusias suspenduotas daleles. Kai vanduo naudojamas kaip praplovimo skystis, karterio bakas kartais statomas tiesiai į žemę. Be to, jis naudojamas skystoms medžiagoms ir nuosėdoms atskirti. hidrociklonas.
• Purvo siurblys. Būtent tai užtikrina plovimo tirpalo cirkuliaciją.
• Latakų sistema. Jie reikalingi vandens judėjimui nuo iškasos susidarymo vietos iki jo valymo vietos.

Iš viso norint sukurti šulinį naudojant rotacinę technologiją, reikalingi šie mechanizmai ir įranga:

1. Bokštas arba konsolė gręžimo stygos surinkimui iš strypų ir jos išmontavimui baigus gręžti, taip pat keliaujančią sistemą.
2. Variklis, užtikrinantis rotoriaus sukimąsi.
3. Skysta įranga. Mechanizmai ir įrenginiai plovimo skysčio cirkuliacijai ir jo valymui užtikrinti (siurblys; vibracinis sietas; nusodinimo rezervuarai ir (arba) hidrociklonas; tvartas plovimo skysčiui laikyti; vamzdžių ir latakų sistema).

Rotoriniam seklių gręžinių gręžimui visas išvardytas įrangos komplektas yra labai kompaktiškas (pavyzdžiui, konsolės strėlė yra sulankstoma). Tai užtikrina lengvą gręžimo įrangos išdėstymą bet kurioje vietoje, patogioje gręžimo operacijoms ir vėlesniam darbui.

Du rotacinio gręžimo variantai

Priklausomai nuo gręžimo skysčio tiekimo į dugną metodo, yra 2 rūšių rotacinio gręžimo technologijos:

1. su tiesioginiu pašaru;
2. su atvirkštiniu padavimu.

Pažymėtina, kad į veidą tiekiamas skystis skirtas ne tik susmulkintai uolienai nuplauti ir pašalinti. Jis taip pat atvėsina antgalį, kuris dėl trinties labai įkaista. Tiesioginio skysčio tiekimo atveju siurblys sukuria perteklinį slėgį.

Vanduo patenka į apatinę angą per antgalyje esančias technologines skylutes, „paima“ susmulkintą uolieną ir gravitacijos būdu teka per šulinį (ty per žiedinis erdvė priekinio strypo atžvilgiu) patenka į paviršių, kur patenka į valymo kompleksą (vibracinį sietą, hidrociklonas).

Skalavimas gali būti tiesioginis arba atvirkštinis, nuo to priklausys naudojamos įrangos kokybės charakteristikos, tačiau principinė schema galioja abiem technologijoms.

Atvirkštinio padavimo technologija reiškia, kad skalavimo skystis gravitacijos būdu teka į dugną, leisdamasis per šulinį, tačiau tirpalas su susmulkinta medžiaga teka atgal į paviršių per varančiojo strypo vamzdį. Tokiu atveju purvo siurblys sukuria jame neigiamą slėgį.

Nepaisant akivaizdaus abiejų technologijų paprastumo, čia yra daug daugiau niuansų, nei gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Todėl, atrodo, tikslinga išsamiau aptarti kiekvieną iš šių gręžimo technologijų.

Gręžimas su tiesioginiu praplovimo skysčio tiekimu

Ši technologija taip pat kartais vadinama „tiesioginiu vandens srautu“. Patartina naudoti smėlingose, žvyro, skaldos dirvose. Jis taip pat naudojamas, jei vandeningojo sluoksnio gylis neviršija 30 m. Būtent čia į skystį dedami priedai, kurie padidina jo tankį ir kamieno stabilumą.

Rotaciniam gręžimui būdingas laipsniškas gręžiamo gręžinio skersmens mažinimas. Kitaip tariant, pirmiausia išgręžiamas didžiausio skersmens šulinys, tada jis apsigyvena vamzdis, o žiedinis tarpas tarp išorinio vamzdžio paviršiaus ir šulinio sienelės per technologines skylutes užpildomas cemento skiediniu.

Tada gręžimas tęsiamas su mažesniu antgaliu. Tada vėl korpusas, o nauja sekcija dar mažesnio skersmens ir pan. Kuo rečiau reikia „blaškytis“ cementuojant šulinį, tuo didesnis gręžimo našumas, o tai galiausiai reiškia visas proceso ir viso gręžinio išlaidas.

Be to, per dažnas apvalkalų uždėjimas galiausiai lemia tai, kad efektyvusis šulinio skersmuo (skersmuo, atveriantis vandeningąjį sluoksnį) labai sumažėja. Taigi „tiesioginiam vandens srautui“ būdinga tai, kad šulinio tokiu formavimo būdu negalima sodinti iki 100 metrų.

Pagrindinį praplovimo skysčio slėgį sukuria siurblys pavaros strypo viduje ir žiedinis Skystis su susmulkintų uolienų elementais užpildo erdvę gravitacijos būdu, nesuardydamas šulinio sienelės pertekliniu slėgiu.

Gręžimo schema su tiesioginiu plovimo skysčio tiekimu. Jis tiekiamas į veidą per priekinį strypo vamzdį ir gravitacijos dėka kyla į paviršių

Tačiau šis gręžimo būdas turi ir trūkumų. Ypač per ilgas nedengtas Dėl šios srities į vandeninguosius sluoksnius patenka smulkių molio dalelių, kurios gali žymiai sumažinti ir sulėtinti vandens tekėjimą iš vandeningojo sluoksnio į atliekas.

Šios dalelės čia atlieka savotiškų porų kamščių ir mikrokanalus uolienoje, pro kurią prasiskverbia vanduo.Todėl norint išlaikyti tolesnį viso gręžinio produktyvumą, gręžimo proceso metu atliekama apvalkalo procedūra yra būtina.

Gręžimas su atvirkštiniu plovimo skysčio srautu

Šiuo skysčių valdymo metodu geriausiai išvaloma statinė ir dugnas. Čia esantis siurblys nespaudžia skysčio į dugną, o, priešingai, siurbia jį atgal, o tai lemia tai, kad šulinio susidarymo greitis su trupučiu padidėja eilės tvarka ir net kelis kartus daugiau. lyginant su tiesioginiu nuplovimu.

Pats šulinys nėra užterštas molio intarpais, tiekiamo praplovimo skysčio srautu. Juk siurblys siurbia viską, kas jame gali būti. Beje, papildomiems priedams čia nėra jokios praktinės prasmės, todėl švarus vanduo naudojamas kaip toks pat skalavimo skystis.

Atbulinio nuplovimo schema rotacinio gręžimo metu. Pašarai gravitacijos būdu teka per žiedą, o srutos traukiamos atgal siurbliu per pirminį strypo vamzdį

Taigi, apibendrinkime atvirkštinio srauto gręžimo pranašumus:

• gręžimo greitis padidėja (palyginti su tiesiogine vandens vaga) iki 15 kartų;
• vandeningasis sluoksnis nėra užkimštas molio dalelėmis ir dumbliniais smėlio grūdeliais iš apačios, tačiau atviras šulinių lygiai;
• dėl kokybiško vandeningojo sluoksnio atidarymo šulinio nereikia papildomai ruošti darbui, galite iš karto sumontuoti vidinį korpusą su filtru ir pradėti siurbti;
• Kaip darbinis skystis naudojamas paprastas (taigi ir pigus) vanduo.

Tačiau šis metodas turi ir reikšmingą trūkumą.Tam reikia naudoti brangią įrangą, o tai galiausiai žymiai padidina viso gręžimo proceso sąnaudas.

Todėl „atvirkštinio vandens srauto“ gręžimas atliekamas tik tais atvejais, kai šulinys skirtas eksploatuoti keliuose namų ūkiuose vienu metu. Bet jei šulinys skirtas individualiam naudojimui, tada daug protingiau naudoti rotacinio gręžimo technologiją su tiesioginiu vandens srautu.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įrašas Nr. 1. Vaizdinis rotacinio gręžimo proceso demonstravimas žingsnis po žingsnio:

2 vaizdo įrašas. Rotacinės technologijos ir gręžinio konstrukcijos principų analizė:

3 vaizdo įrašas. Vandens cirkuliacija rotacinio gręžimo metu:

Padėtis dėl vandeningųjų sluoksnių buvimo ir gylio įvairiose vietose gali labai skirtis (o kai kuriose vietose jų iš viso nėra, pavyzdžiui, Madeiros saloje).

Projektuodami gręžinį ir pasirinkdami optimalų rotacinį gręžimo būdą, turėtumėte naudoti esamus ištirtų vandeningųjų sluoksnių žemėlapius. Tai padės sutaupyti daug pinigų ir laiko.

Papasakokite apie savo patirtį kuriant gręžinius naudojant rotacinę technologiją. Pasidalinkite technologiniais niuansais, kurie bus naudingi svetainės lankytojams. Prašome palikti komentarus žemiau esančioje bloko formoje, paskelbti nuotraukas ir užduoti klausimus straipsnio tema.