Šulinių gręžimas sraigtu: technologijos ypatybės ir įrankis, skirtas gręžti rankiniu būdu ir naudojant įrenginį

Geriamojo vandens šulinių gręžimas sraigtu yra populiariausias gręžimo būdas šiandien privačių namų ūkių teritorijoje. Galite patys pasidaryti negilų vandens laikantį šulinį, naudodami rankinį žemės grąžtą. Kad darbas būtų lengvesnis, dažnai naudojamos nedidelio dydžio gręžimo įrenginiai su pavara.

Mes jums pasakysime, kodėl šis metodas toks populiarus. Pažiūrėkime, kuo jis skiriasi nuo kitų gręžimo būdų ir kokiose situacijose jį efektyvu naudoti. Straipsnyje išsamiai aprašoma sraigtų technologija ir gręžimo įrangos konstrukcija, taip pat gręžimo įrankiai, naudojami rankiniam ir mechaniniam gręžimui.

Sraigtinio gręžimo specifika

Gręžinys yra cilindrinis žemės plutoje esantis iškasas, kuris, nepaisant didelio masto, turi mažą skerspjūvį. Jo pradžia vadinama burna, šoninis paviršius – sienomis, o iškasos apačia – veidu.

Optimalus gręžimo būdas parenkamas atsižvelgiant į funkcinę gręžinio paskirtį, reikiamą skersmenį ir gylį. Svarbu atsižvelgti į fizines ir mechanines uolienų, kurios turi būti praleidžiamos formuojant vandens paėmimo iškasą, savybes.

Taip pat turi įtakos techninis ir ekonominis gręžimo tam tikromis sąlygomis pagrįstumas. Tai reikšmingas gręžinio projektavimo etapas, kurio metu nustatomi pagrindiniai technologiniai sprendimai – naudojamos įrangos tipas ir gręžimo režimai.

Sraigtinio gręžimo metodo techninis ir ekonominis pagrįstumas nustatomas atsižvelgiant į gręžinio kokybę, ilgaamžiškumą, statybos terminus ir kainą.

Projektuojant ir vėliau gręžiant vandens paėmimo gręžinius, būtina skirti ypatingą dėmesį ilgalaikiam naudojimui. Svarbus gebėjimas ilgą laiką išlaikyti stabilų tėkmės greitį ir pastovų dugno duobės zonos vandens pralaidumą.

Šulinio gręžimo procesas apima kelis darbo etapus:

1. Uolienų sunaikinimas priekyje, tai yra dalelių atskyrimas nuo masyvo.
2. Dirvožemio atliekų transportavimas į paviršių.
3. Šulinio paruošimas eksploatacijai valant ir įrengiant gręžinį, taip pat vandens paėmimo veleno plovimas.

Gręžimo efektyvumas tiesiogiai priklauso nuo gamtoje būdingų fizikinių ir mechaninių savybių, būtent: tūrinio tankio, poringumo, nerišlių gruntų laidumo vandeniui, molingų rišlių uolienų konsistencijos.

Gręžimą su sraigtu patartina naudoti gręžiant šulinius, kurių skersmuo nuo 60 mm iki 200 mm, o gylis ne didesnis kaip 80 m puriose ir rišliose dirvose (Ⅰ-Ⅲ gręžimo kategorija). Norint prasiskverbti į vidutinio kietumo uolienas (kategorija Ⅳ-Ⅵ), nepatartina naudoti sraigtinio gręžtuvo.

Šis metodas netinka gręžti uolienas, pasižyminčias kietumu ir kristalinio tipo jungtimis tarp dalelių. Kuo tvirčiau mineraliniai grūdeliai įsitvirtina uolienoje, tuo daugiau darbo tenka sunaikinti.

Metodo privalumai ir trūkumai

Sraigto gręžimo galimybė naudojama pramonėje, civilinėje inžinerijoje ir rankinis šulinių gręžimas. Jo išskirtinis bruožas – sunaikintos uolienos pašalinimas ne plovimo skysčiu ar specialiais dujų-skysčių mišiniais, o tiesiogiai sraigto sviedinio dalimis.

Yra vertikaliai ir horizontaliai nukreiptas sraigtinis gręžimas. Pirmasis metodas taikomas statant vandenį laikančius šulinius, taip pat formuojant skyles poliams. Antrasis naudojamas tiesiant komunalines paslaugas be tranšėjos metodu.

Rotorinis gręžimas minkštose uolienose yra greičiausias ir nebrangiausias, palyginti su kitais metodais

Šis metodas vienu metu užtikrina didelį įsiskverbimo greitį neakmenuotose dirvose iki 50-80 metrų gylio, leidžiant iš karto suformuoti iškasos sieneles įrengiant apvalkalo stygą.

Kitas pliusas yra atliekų ištraukimas į paviršių nepakeliant įrankio. Ir dar vienas dalykas: kadangi gręžiant sraigtu nereikia praplovimo skysčio, jis sėkmingai naudojamas bevandeniuose regionuose, taip pat naudojamas ir tais laikotarpiais, kai vyrauja žema temperatūra.

Šiandien naudojamas gręžimas su sraigtais:

• Individualių vandens gręžinių įrengimui;
• Statant pamatus iš sraigtinių/gręžtinių polių;
• Tvorų ir gelžbetoninių atramų montavimui;
• Atliekant komunikacijų įrengimą be tranšėjų;
• Seklių šulinių ir duobių statybai.

Tačiau yra ir trūkumų. Neįmanoma išgręžti gręžinio su sraigtais didelio kietumo uolienose. Gręžiant kietą ir pusiau kietą priemolį, molį su kalkakmenio sluoksniais, gali kilti komplikacijų, o gręžiant abrazyvines uolienas sunaudojama daug gręžimo įrangos.

Be to, yra ribojamas kasimo gylis.Taip labai sunku pastatyti daugiau nei 80 metrų gylio šulinį.

Vertikalaus tunelio technologija

Sraigtas yra didelio stiprumo gręžimo vamzdis su spirale, kuris tarnauja kaip vertikalus sraigtinis konvejeris. Veikiant ašinei apkrovai, darbinė grąžto dalis prasiskverbia į uolą ir ją sunaikina pjaunant ir atlaisvindama. Tuo pačiu metu sraigtas sraigtas tiekia atlieką žemę į sraigto spiralę.

Šulinio valymo procesas yra nenutrūkstamas ir lygiagretus uolienų sunaikinimui. Nuo paviršiaus atskirtas dirvožemis patenka ant dideliu greičiu besisukančio sraigto.

Išcentrinėms jėgoms veikiamas purenas dirvožemis kyla aukštyn išilgai gręžimo stygos ašmenų. Pakėlimas atsiranda dėl slydimo spirale, nes dirvožemio trintis ant sraigto yra mažesnė nei ant šulinio sienelių.

Taigi sunaikinta uoliena pristatoma susmulkinta nuo veido iki paviršiaus ir išmetama per šulinio galvutę. Lengvai transportuojant, dirvožemis užpildo 30-40% viso tarpinės erdvės tūrio.

Sraigto kolonėlės parametrai turi užtikrinti greitą visos sraigto sunaikintos grunto masės pakėlimą. Tačiau sėjant dalis supurento dirvožemio nukrenta ant dugno. Todėl, atliekant sraigtinį gręžimą, būtinas intensyvesnis statinės valymas, o baigus – privalomas praplovimas.

Horizontalus kryptinis sraigtinis gręžimas

Įrengiant įvairios funkcinės paskirties inžinerines linijas po kliūtimis (greitai, geležinkeliai, miškai), naudojamas horizontaliai nukreiptas sraigtinis gręžimas.

Pradiniame darbų etape iškasamos dvi duobės – pradinė (darbinė) ir priėmimo duobė.Jie turi būti tokio paties lygio kaip ir suprojektuotas šulinys. Po to reikiama įranga nuleidžiama į darbinę duobę ir sumontuojama.

Gręžimui sraigtu horizontalia kryptimi naudojami dideli įrenginiai su kilnojamu gręžimo rotatoriumi su padidintu sukimo momentu

Tokia įranga turi didelį padavimo eigą ir yra su dilimui atsparia gręžimo galvute, pagaminta iš labai legiruoto plieno. Jame taip pat yra sumontuotas gręžimo sekimo zondas. Priimdamas signalus monitoriuje, operatorius kontroliuoja proceso eigą ir gali reguliuoti judėjimo kryptį, taip pat gręžimo galvutės pasvirimo kampą.

Kai sraigtas patenka į priėmimo duobę, tai yra į galutinį tašką pagal projektą, grąžtas pašalinamas. Vietoj to plėstuvas ir vamzdis yra pritvirtinti. Po to ašmenys pasukami priešinga kryptimi, kad vamzdis būtų įtrauktas į gatavą šulinį. Baigus gręžimo darbus, sraigto instaliacija nuimama iš pradinės duobės.

Betranšėjinis metodas leidžia tiesti komunikacijų vamzdžius žemiau gruntinio vandens lygio iki 80 m ilgio, be to, visi kompleksiniai darbai atliekami be daug pastangų reikalaujančio tranšėjos kasimo, kas leidžia sutrumpinti darbų atlikimo laiką ir sumažinti finansines išlaidas.

Horizontalus sraigtinis gręžimas naudojamas tiesiant slėginius vamzdynus ir įrengiant ryšių sistemas tose vietose, kur neįmanoma įrengti kitais būdais. Pagrindinis privalumas įrengimas be tranšėjos – pelningumas. Be to, norint išlaikyti baigtos iškasos stabilumą, nereikia naudoti bentonito ar kitų polimerų.

Gręžimo įvairiose uolienose ypatybės

Pagrindiniai gręžinio gręžimo technologiniai parametrai yra ašinė apkrova ir sraigtinio konvejerio sukimosi greitis. Didėjant apkrovai, įsiskverbimo greitis tikrai didėja, o tai gali sukelti įvairių avarinių situacijų.

Todėl būtina užtikrinti, kad sraigto per laiko vienetą atskiriamas uolienų tūris neviršytų konvejerio našumo. Priešingu atveju posūkiuose susidarys kamščiai.

Sraigto gręžimo greitis tiesiogiai priklauso nuo dirvožemio savybių, gręžinio gylio ir skersmens, kolonėlės apsisukimų skaičiaus, ašinės apkrovos dugnui ir įrankio, naudojamo uolienai sunaikinti, konstrukcijos.

Paprastai plastikinės molio uolienos, birus ir vidutinio tankio smėlis gręžiami be priverstinės ašinės apkrovos. Sraigtinis įrankis įkišamas į žemę pagal savo svorį, taip pat dėl ​​reaktyviosios jėgos, kuri atsiranda tiekiant atliekas į cilindrinės angos angą.

Ašinės apkrovos iki 5 kN dažniausiai susidaro pirminio gręžinio gręžimo metu, gręžiant kietą priesmėlį, priemolį, molį, dumblą ir aleuritą. Kolonėlės sukimosi dažnis neturi viršyti 1,7-3,3 s^-1.

Esant aukštesniems dažniams, viduje atsiranda vibracija, dėl kurios gręžimo stygos gali atsilaisvinti. Dėl to grąžtas liks apačioje, jo beveik neįmanoma ištraukti, vadinasi, teks gręžti naują darbinį. O žemu dažniu nuvežti atliekas į viršų tampa labai sunku.

Didėjant uolienų kietumui, didėja ašinės apkrovos.Gręžimas žvyro ir smėlynuose susmulkintuose dirvožemiuose, įšalusiuose priemoliuose, vandens prisotintuose smėliuose, aleurite su kvarciniais intarpais atliekamas su ašine apkrova 8-10 kN vienam bitui ir stulpelio sukimosi greičiu 1,3-2,2 s^-1.

Akmenukai ir uolos, kuriose yra riedulių, nėra gręžiami sraigtiniu metodu. Šios suapvalintos uolienų skeveldros sunaikinamos kaltu ir iškeliamos į paviršių stulpeliu.

Gręžimas įvairaus tankio ir prisotinimo laipsnio smėlyje su vandeniu, žvyru ir skaldos nuosėdomis atliekamas dideliu greičiu ir tuo pačiu metu iškasos sienos sutvirtintos korpuso konstrukcijomis.

Gręžimas sraigtu per minkšto plastiko ir skysto plastiko molius dažnai apsunkinamas dėl kamščių susidarymo. Molio dalelėms prilipus prie sraigto įrankio, šulinio gilinimas sustoja, o atliekų transportavimas į viršų tampa labai sunkus.

Norėdami to išvengti, sumažinkite gręžimo greitį iki minimumo, vaikščiokite kolona ir įpilkite vandens į šulinį. Taip pat tokioje situacijoje padeda periodiškas gręžimo įrankio pakėlimas į paviršių ir jo valymas nuo prilipusio priemolio.

Sraigtinis gręžimo įrankis

Šulinių gręžimo sraigtiniai įrankiai pagal konstrukcijos tipą išsiskiria apsisukimų skaičiumi ir pjovimo dalies geometrija. Įsiskverbti į kietą ir pusiau kietą priesmėlį ir priemolį dažnai naudojami gręžimo įrankiai, kurių kraštuose yra įrengtos papildomos frezos.

Dažniausiai privatiems savininkams važinėjant vandens paėmimo kasine, naudojamas tik vienas paleidimo sraigtas be jokių priedų, nes Reikės gręžti nuosėdines vientisas ir nerišlias uolienas. Gilinant įrankis tiesiog prailginamas gręžimo strypais.

Šiuo atveju sviedinys iš gręžinio išimamas kas 0,5 - 0,7 m, siekiant išvalyti patį grąžtą ir sunaikintos uolienos dugną. Tai ekonomiškesnis, bet ir daug darbo reikalaujantis gręžimo variantas.

Norėdami išgręžti riedulius ir akmenukus, kurių galima rasti nuosėdiniuose dirvožemiuose, jie pereina prie smūginio lyno metodo. Paprastai tam naudojamas kaltas, pagamintas iš įrankių plieno. Šis grąžtas, nukreiptas į apatinį galą, yra jėga „mėtomas“ ant veido, kol sunaikinamas „tvirtas barjeras“.

Sunaikinus akmenuką ar riedulį, skeveldros pašalinamos į paviršių stiklu (šerdies vamzdžiu) arba užstatas. Tada jie vėl pereina prie varžto metodo. Dažniausiai, norint kasti kasyklą, reikia derinti kelis gręžimo būdus.

Gręžiant purų smėlį ir minkštą priemolį, naudojami sraigtiniai grąžtai, kurių ašmenys į dugną pasukti 30-60° kampu, o rišamose molingose ​​uolienose - 90° kampu.

Struktūriškai sraigtas yra vamzdis arba ilgas vientisas strypas / strypas su suvyniota spirale

Ši spiralė gaunama ant sraigto įtvaro suvyniojus 5-7 mm skersmens didelio stiprio plieno juostą. Jis ištempiamas ant vamzdžio / strypo ir tada suvirinamas.

Kuo didesnis pagrindinio vamzdžio skersmuo, tuo mažesnė sraigto transportavimo galia. Tačiau ilgo gaminio skersmenį riboja varžto mechaninis stiprumas, taip pat jo gamybos technologija.

Šiandien gaminami dviejų tipų varžtai:

• Su centrine skyle, tai yra tuščiavidurė;
• Sveriamas – be skylės.

Siekiant kuo labiau sumažinti sraigtinio konvejerio susidėvėjimą gręžiant abrazyvinėse uolienose, ant išorinio krašto prisukama plieno juosta arba prie paviršiaus prilydomas metalo sluoksnis.

Esant dideliam sraigto gręžimo greičiui, virš sviedinio tvirtinamas specialus adapteris su dvipuse juostinio plieno apvija. Tokiu atveju didžioji uolienų dalis be šlifavimo nukrenta ant sraigtinio konvejerio.

Vamzdžio gale su suvyniota spirale jungiamieji elementai turi būti suvirinti. Sraigtinės jungtys yra dviejų tipų: be sriegio ir srieginės. Pirmuoju atveju varžtai sujungiami sukabinimo užraktais ir laikomi metaliniais kaiščiais su spaustukais, antruoju atveju – prisukant.

Srieginių sraigtų sujungimas į grąžtą leidžia mechanizuoti jų prijungimą ir atjungimą atliekant išjungimo operacijas ir tiekiant skystį į veidą. Tačiau yra ir nemenkas trūkumas – tokiu atveju nėra galimybės varžtus sukti atgal. Todėl jungtys be sriegių tapo plačiau paplitusios.

Į specialius gręžimo įrenginius dažniausiai įeina įvairaus skersmens sraigtų rinkinys.

Veiksmingiausi yra sraigtai su centrine anga, per kurią oras arba vanduo tiekiamas į veidą. Tai leidžia sumažinti uolienų trintį ant sraigtinio konvejerio paviršiaus

Tuščiaviduriai sraigtai su srieginio tipo jungtimi naudojami gręžiant su pūtimu, vandens siurbimui įkalant cilindrines angas žemės plutoje, užtaisui įrengti geofiziniuose šuliniuose, betonui pumpuoti į skyles poliams. Jie taip pat gali būti naudojami kaip korpusas.

Gręžiant ištisiniu paviršiumi, centrinis kanalas blokuojamas gręžimo įrankiu ant virvės.

Gręžimo įrenginių apžvalga

Sraigtiniam gręžimui jie naudoja abu Rankiniai įrankiai, ir mechanizuoti įrenginiai. Paprasčiausias dizainas yra rankinis žemės grąžtas.Jį sudaro strypas/vamzdis su varžto formos ašmenimis ir tvirtai pritvirtinta T formos rankena.

Šio tipo gręžimo įrankis yra įsukamas į žemę kaip kamščiatraukis. Kasimo proceso metu jis išplečiamas strypais. Rankiniai žemės grąžtai yra sulankstomi, kad juos būtų kuo patogiau gabenti keleivinėse transporto priemonėse. Tai taip pat leidžia keisti sraigto gręžimo stygos ilgį.

Naudodami rankinius įrankius galite padaryti iki 2 metrų gylio skyles, kurių skersmuo ne didesnis kaip 20 centimetrų. Taip pat yra variklinių grąžtų su benzinu arba elektrine pavara. Jų konstrukcijoje yra sraigtinis konvejeris, tai yra sraigtas, ir variklis su pavarų dėže. Variklio veleno sukimasis užtikrina sraigto judėjimą.

Naudojant varomąjį įrankį ir gręžimo strypus prailginimui, galima gręžti iki 25 metrų gylio šulinius. Iki 30 centimetrų skersmens naudojamas įrengiant apšvietimo stulpus gatvėje, įrengiant tvoros stulpus, duobes pamatams apžiūrėti, grunto pamatams.

Vandens gręžinių gręžimas privačių namų ūkių teritorijoje ir didelio skersmens skylių poliniam pamatui formavimas atliekamas naudojant nešiojamas mažo dydžio mašinas arba gręžimo įrenginius ant mobilios įrangos

Mobilūs įrenginiai yra mažos mašinos su elektriniu arba benzininiu varikliu. Su jų pagalba galite greitai gręžti tinka vasaros rezidencijai paruoškite daugybę skylių įvairių funkcinių tikslų atramoms.

Dažnai tokie gręžimo įrenginiai yra gaminami lengviesiems automobiliams skirtos priekabos pavidalu, kad būtų lengviau transportuoti į darbo vietą.

Civilinėje ir pramoninėje statyboje didelio gylio ir skersmens apdirbimams formuoti naudojama speciali sraigtinė įranga, tvirtinama ant mobilios įrangos – sunkvežimių, traktorių.

Naudojamas įrengiant atramas aukštos įtampos elektros linijoms ir gatvių apšvietimo stulpams, įrengiant stadionų, sporto kompleksų, pramonės objektų, aerodromų tvorų atramas. Be to, naudodami sraigtinius gręžimo įrenginius ant mobilios įrangos, jie stato lakštines polių tvoras duobėms ir montuoja sraigtinius polius.

Naudingas vaizdo įrašas šia tema

20 m gylio vandens gręžinio gręžimas privataus ūkio teritorijoje:

Šiame vaizdo įraše parodyta gręžinio, skirto komunikacijoms po greitkeliu, horizontalaus sraigtinio gręžimo technologija:

Polių montavimas naudojant ištisinį didelio skersmens sraigtą su centriniu kanalu. Darbams atlikti naudojamas Bauer BG-30 gręžimo įrenginys ir didelio našumo stacionarus Liebherr betono siurblys:

Sraigtinis metodas užtikrina aukštą gręžinių gręžimo greitį. Gręžinio kūrimas ir atliekų grunto tiekimas nuo gręžinio priekinės dalies iki žiočių vyksta vienu metu ir nenutrūkstamai, o tai taupo tiek gręžėjų laiką ir pastangas, tiek į projektą investuotas lėšas. Todėl populiarus sraigtinis gręžimo būdas.

Palikite komentarus žemiau esančioje bloko formoje. Pasakykite mums, ar kada nors naudojote rankinį sraigtą arba gręžėte mažą gręžimo įrenginį naudodami sraigtą. Pasidalykite technologinėmis subtilybėmis, kurios gali būti naudingos svetainės lankytojams.