Rotacijsko bušenje bušotine: pregled tehnologije bušenja i potrebne opreme

Ako se seoska kuća ne može spojiti na centralnu vodoopskrbu, morate organizirati autonomni sustav.Većina vlasnika radije ga gradi na temelju bunara, čiji razvoj koristi različite metode. Razmotrit ćemo rotacijsko bušenje bunara - vrlo obećavajuću, ali do sada malo poznatu opciju.

Članak koji smo predložili detaljno opisuje zamršenost rotacijske tehnologije i alate koji se koriste. Analizirane su prednosti i nedostaci ove tehnike te prikazani načini njezine primjene u praksi. Naši savjeti bit će korisni razboritim vlasnicima privatnih parcela koji žele pratiti rad bušilica.

Definicija rotacijskog bušenja

Prvo, pogledajmo što je zapravo rotacijsko bušenje bunara i koje su njegove alternative? Bušenje s pužnicama još uvijek je prepoznato kao jedna od najčešćih metoda izgradnje vodozahvata.

Međutim tehnologija vijaka ne dopušta prolazak kamenite podloge. Vijčana bušilica koja se koristi za bušenje s pužnom bušilicom nije sposobna uništiti kamenac. Ali često se dogodi da ga morate bušiti, jer... gornji slojevi nemaju stabilan i dovoljan protok za eksploataciju.

Tehnologija bušenja s jezgrom i bušenjem ne pruža mogućnost prodiranja u formacije stijena. U slučaju izgradnje bunara na vapnencu, učinkovitije je i ekonomičnije koristiti metodu rotacijskog bušenja

Stoga se rotacijska tehnologija, koja se prije koristila samo u rudarstvu, počela uvoditi u izgradnju privatnih vodozahvatnih objekata. Njegov radni element je malo smješten u bušotinskom dijelu bušotine. Dlijetom se uništavaju kohezivna i nekohezivna tla i usitnjava stijena.

Iskop uništene stijene provodi se pomoću tekućine koja se dovodi na dno kroz radnu kolonu ili prstenasti prostor. Ovo su 2 različite metode bušenja, od kojih će svaka biti detaljno razmotrena u nastavku.

Promjer bita premašuje promjer radnog niza, što omogućuje:

• smanjiti potrošnju energije za cijeli proces bušenja (snaga se troši izravno samo na okretanje bita silom u dnu bušotine, a gubici zbog trenja radnog niza o stijenke bušotine su minimizirani);
• zaštititi većinu elemenata radnog niza od oštećenja, kao i zidove bušene bušotine od uništenja;
• stvoriti bušotine impresivnog promjera (na primjer, do 70 cm) na izuzetno impresivnim dubinama.

Na ovaj način možete formirati vodonosne bunare, dubine od 300 metara ili više, tj. izbušiti radove za unos vode za opskrbu vodom područja dacha i sela.

Dakle, definicija: bušenje rotacijskim principom je metoda razvoja bušotine u kojoj se sila na dlijeto u dnu bušotine prenosi s rotacijske rotator kroz radnu kolonu. Sastavlja se od šipki - uskih čeličnih cijevi koje su uzastopno povezane jedna s drugom duž udubljenja u tlu.

Ali za čišćenje rudarskog okna i čela od mulja koristi se voda koja se dovodi pod pritiskom.Zahvaljujući ovom rješenju, nema potrebe za stalnim rastavljanjem i ponovnim sastavljanjem bušaćeg niza za vađenje jezgre, kao kod jezgrenog bušenja.

Tekućina ubrizgana u iskop odmah rješava dva važna problema: otvara put opremi za bušenje za daljnji rad i proizvodi čišćenje bunarapotrebno za pripremu vodozahvata za rad.

Prednosti rotacijske tehnologije

Koje su prednosti rotacijskog bušenja u odnosu na moguće alternative? Ima ih nekoliko.

PrvoKoristeći rotirajuću bit, možete stvoriti bunare velikog promjera koji mogu u potpunosti zadovoljiti potrebe za vodom nekoliko kućanstava odjednom.

Nije tajna da bušenje nije jeftin proces: zahtijeva specijaliziranu opremu, a iskusni bušači moraju nadzirati i upravljati procesom. Uostalom, aktivnost povezana s bušenjem bušotina jest licencirani. Otuda i njegova visoka cijena.

Zbog svog oblika i dizajna, svrdlo tijekom rotacijskog bušenja može oblikovati bušotine mnogo većeg promjera od pužnih bušilica i jezgrenih cijevi

Udruživanje nekoliko kućanstava odjednom za financiranje jednog zajedničkog bunara za susjedne parcele ekonomski je isplativo poduzeće. Ali to zahtijeva značajno zaduženje. U većini slučajeva vodonosnici kvartarnih sedimenata (pjeskovi) ih ne mogu osigurati.

Naravno, za zajednički rad, bolje je instalirati dovod vode na vapnenac. Podzemne vode koje se iz njega crpe odlikuju se većom vodovitošću i čistoćom. Količina padalina nema ni najmanjeg utjecaja na protok bunara na vapnencu. Isto se ne može reći za bušotine s pijeskom.

Drugo, uvjeravaju relativno niskim troškovima energije. Radni element kod rotacijskog bušenja je svrdlo. Ali za razliku od vijka i bušenje jezgre, alat za bušenje ne dodiruje zidove izbušene rupe

Odnosno, samo dlijeto je u izravnom kontaktu s tlom, čija je visina zanemariva u odnosu na visinu cijele bušaće kolone. Kao rezultat toga, ova metoda formiranja bunara je najbrža - do 1000 dužnih metara mjesečno!

Treći, kolektivne kupce privlači dubina bušenja. Samo rotacijskom metodom može se izbušiti bušotina duboko u podlogu metamorfnih i magmatskih stijena iz čijih se pukotina može crpiti voda čiji je sastav najpogodniji za piće.

Najčešće se samo tehnološka voda crpi iz vodozahvata dubine manje od 30 m. Na njegov sastav utječu obližnji rezervoari, rijeke prepune smeća, oborine i jednostavno tehničke tekućine prolivene na tlo. Pužnica i jezgrena cijev pomoći će da se dobije samo takav unos vode.

Cjelokupni set opreme za bušenje lako se montira na jednu platformu vozila srednje nosivosti. Time je proces rotacijskog bušenja tehnološki mnogo napredniji, a time i jeftiniji

Osim toga, rotacijsko bušenje omogućuje prolazak kroz radove do pune dubine bez prebacivanja na drugu metodu bušenja. Prilikom razvijanja bušotine s bušilicom, na primjer, ako je potrebno probušiti gromadu, prelazi se na metodu udarnog užeta.

Da biste to učinili, izvadite svrdlo iz bačve i bacite svrdlo prema licu dok se gromada ne slomi. Zatim klanje raščišćeno bailerom. Također se koristi ako je potrebno na površinu podići pijesak zasićen vodom, koji se jednostavno ne može zadržati u jezgri cijevi.

Praksa pokazuje da bušotine izbušene rotacijskom metodom imaju duži vijek trajanja. Tehnološki, to se objašnjava činjenicom da se nakon ugradnje kućišta koje čini zidove bušotine, prsten dodatno ojačava.

Oprema za izgradnju bunara

Najprije se na površini iznad bušotine postavlja vertikalna konzola za daljnje pričvršćivanje okomitih veza radnog niza. Prva karika ove osovine bušilice opremljena je radnim elementom - krunom, koji može biti različitih formata, ovisno o kategoriji bušivosti stijene.

Naravno, za bušenje vodonosnih bušotina koristi se kompaktnija oprema, a formiranje određenog tornja u pravilu nije potrebno

Set alata za bušenje

Kad se prva karika, svijeća, produbi, na nju se stavi sljedeća, koja se zove šipka, i tako dalje. Duljina svakog takvog bloka cijevi može varirati od 20 do 50 m. Kako bi se pojednostavilo formiranje radnog stupca, svaka šipka je opremljena konusnim navojem s bravom.

Kao rezultat, formira se alat za bušenje koji se sastoji od:

• radni bit;
• pogonska šipka;
• stupovi od običnih šipki međusobno spojenih spojnicama.

Radni niz se drži pomoću zakretnice, koja se okreće rotorom. Ovisno o tome koliko se duboko planira bušiti, kao i fizikalno-mehaničkim svojstvima tla, za izradu vodeće karike koriste se standardne ili utegnute šipke.

Pogonska šipka je obično utegnuta cijev jer ima važnu tehnološku misiju. Kroz njega u čelo do krune teče otopina za pranje čija je zadaća ispiranje zdrobljene stijene. A to zauzvrat postavlja zahtjeve za spojne spojeve, čiji je zadatak brtvljenje spojeva između veza.

Ne zaboravite da tlak tekućine izravno ovisi o visini stupca koji se formira (i ne ovisi o presjeku cijevi). Štoviše, čak i ako se voda koristi kao otopina za ispiranje, tada će svakih 10 metara tlak porasti za 1 atmosferu.

Za usporedbu, vrijedi dati primjer. Radni tlak u mreži kućanskih cjevovoda u kući je 10 atmosfera, a najjače cijevi su dizajnirane za tlak od 20 atmosfera.

Samo ako su domaći sustavi nepomični i ne pomiču se, tada se na pogonsku šipku primjenjuje pritisak jednak težini bušaćeg niza. Ali još uvijek mora prenositi rotacijski impuls i silu na svrdlo.

Spojke su najkritičniji elementi šipke, jer nose težinu cijelog donjeg dijela susjedne šipke, kao i opterećenje od dinamičkih vibracija i rotacijskog gibanja koje prenosi motor

Na spojke kao strukturne elemente bušaćeg niza postavljaju se sljedeći zahtjevi:

• mora osigurati nepropusnost veze šipke i izdržati tlak tekućine do 100 atmosfera (za čišćenje dna tlačnim mlazom);
• mora biti otporan na habanje kako ne bi postao neupotrebljiv zbog trenja o zidove bunara;
• mora moći prenijeti okretni moment s vrha radne žice na dno i konačno na svrdlo.

Iznimno je važno da su spojnice odgovarajuće kvalitete. Ako barem jedan od njih ne izdrži opterećenje i radni niz je poderan, tada će biti izuzetno teško spojiti njegov donji dio s bitom. Što se tiče kapitalnih troškova, ponekad je lakše izbušiti novu bušotinu u blizini nego ukloniti odvojenu pogonsku šipku.

Upotreba vode tijekom bušenja

Tekućina kojom se nanosi lice najčešće je obična voda. Ponekad, kako bi se stabilizirala bušotina koja prolazi kroz labave, nekoherentne stijene (pijesak, drobljeni kamen, šljunak i naslage šljunka), u bušotinu se dovodi otopina s dodacima za bušenje. Ovo je neophodno jer se kućište ne postavlja u prvim fazama iskopa.

Voda ulazi u iskop ili pod pritiskom unutar pogonske šipke (a zatim se pumpa kroz prstenasti prostor), ili gravitacijom dolje prstenasti prostora, a uklanjanje se već odvija kroz radni stup s pumpom za ispumpavanje.

Ovo su 2 različite tehnologije rotacijskog bušenja, čije će značajke biti razmotrene u nastavku.

Rotacijsko bušenje karakterizira najveća brzina razvoja vodene bušotine. Istodobno s bušenjem, okno se pere i radovi se pripremaju za budući rad.

Međutim, bez obzira koja se metoda koristi, svugdje se tekućina koja se koristi u bušenju treba pročistiti (za daljnju upotrebu).

Za to se koristi sljedeći set opreme:

• Štala za skladištenje bušaće isplake. (Ako planirate bušiti plitku bušotinu, u roku od nekoliko desetaka možete je izgraditi izravno u zemlji, a kao tekućina za ispiranje koristi se obična voda). Ambar djeluje kao baterija za tekućinu za ispiranje.
• Vibrirajuće sito. Otopina za ispiranje podignuta iz bušotine nosi čestice zdrobljenog kamena koje je potrebno ukloniti. Najučinkovitija metoda je mehanička, pomoću vibrirajućeg sita.
• Sump. Nakon što se uklone velike čestice stijena, tekućina ulazi u taložni spremnik kako bi se uklonile suspendirane čestice koje se talože. Kad se voda koristi kao tekućina za ispiranje, spremnik za ispiranje ponekad se također ugrađuje izravno u zemlju. Osim toga, koristi se za odvajanje tekućih tvari i odvajanje sedimenata. hidrociklon.
• Pumpa za blato. To je ono što osigurava cirkulaciju otopine za pranje.
• Sustav oluka. Oni su potrebni za kretanje vode od mjesta formiranja iskopa do mjesta njegovog pročišćavanja.

Ukupno, za razvoj bušotine pomoću rotacijske tehnologije potrebni su sljedeći mehanizmi i oprema:

1. Toranj ili konzola za sastavljanje bušaćeg niza od šipki i rastavljanje po završetku bušenja, kao i pokretni sustav.
2. Motor, osiguravajući rotaciju rotora.
3. Tekuća oprema. Mehanizmi i uređaji za osiguranje cirkulacije tekućine za pranje i njeno čišćenje (pumpa; vibrirajuće sito; taložnice i/ili hidrociklon; skladište za tekućinu za pranje; sustav cijevi i oluka).

Za rotacijsko bušenje plitkih bušotina cijeli navedeni set opreme je vrlo kompaktan (na primjer, konzolna konzola je sklopiva). To osigurava jednostavnost postavljanja opreme za bušenje na bilo koje mjesto pogodno za operacije bušenja i naknadni rad.

Dvije mogućnosti rotacijskog bušenja

Ovisno o načinu dovoda tekućine za bušenje na dno, postoje 2 vrste tehnologije rotacijskog bušenja:

1. s izravnim napajanjem;
2. s obrnutim posmakom.

Treba napomenuti da tekućina koja se isporučuje na lice nije namijenjena samo za pranje i uklanjanje drobljenog kamena. Također hladi bit, koji postaje jako vruć zbog trenja. U slučaju izravne opskrbe tekućinom, crpka stvara svoj višak tlaka.

Voda kroz tehnološke rupe u bušotini ulazi u dno bušotine, “pokupi” zdrobljeni kamen i zatim teče gravitacijom kroz bušotinu (tj. prstenasti prostor u odnosu na vodeću šipku) ulazi u površinu, gdje ulazi u kompleks za čišćenje (vibrirajuće sito, hidrociklon).

Ispiranje može biti izravno ili obrnuto, što će odrediti karakteristike kvalitete korištene opreme, ali načelni dijagram vrijedi za obje vrste tehnologije

Tehnologija obrnutog napajanja podrazumijeva da tekućina za ispiranje gravitacijom teče na dno, spuštajući se kroz bušotinu, ali otopina s usitnjenim materijalom teče natrag na površinu kroz cijev pogonske šipke. U ovom slučaju, blatna pumpa stvara negativni tlak u njemu.

Unatoč prividnoj jednostavnosti obje tehnologije, ovdje postoji mnogo više nijansi nego što se može činiti na prvi pogled. Stoga se čini prikladnim detaljnije se zadržati na svakoj od ovih tehnologija bušenja.

Bušenje s izravnim dovodom tekućine za ispiranje

Ova se tehnologija ponekad naziva i "izravan protok vode". Preporučljivo je koristiti ga u pjeskovitim, šljunčanim, drobljenim kamenim tlima. Također se koristi ako dubina vodonosnika ne prelazi 30 m. Ovdje se tekućini dodaju aditivi koji povećavaju njegovu gustoću i stabilnost debla.

Rotacijsko bušenje karakterizira postupno smanjenje promjera bušotine koja se buši. Drugim riječima, prvo se buši bušotina najvećeg promjera, a zatim ona smjesti se cijevi, a prstenasti prostor između vanjske površine cijevi i stijenke bušotine ispunjava se cementnim mortom kroz tehnološke rupe.

Zatim se bušenje nastavlja s manjim svrdlom. Zatim ponovno kućište, a novi dio ima još manji promjer, itd. Što rjeđe morate biti "ometani" cementiranjem bušotine, veća je produktivnost bušenja, što se u konačnici pretvara u ukupne troškove procesa i bušotine u cjelini.

Osim toga, prečesto zatvaranje u konačnici dovodi do toga da se efektivni promjer bušotine (promjer koji otvara vodonosnik) jako smanjuje. Dakle, "izravni protok vode" karakterizira činjenica da se bunar s ovom metodom formiranja ne može posaditi do 100 metara.

Glavni tlak tekućine za ispiranje stvara pumpa unutar pogonske šipke i prstenasti Tekućina s elementima zdrobljene stijene ispunjava prostor gravitacijom, bez uništavanja stijenke bušotine viškom tlaka.

Dijagram bušenja s izravnim dovodom tekućine za ispiranje. Dovodi se u lice kroz vodeću štapnu cijev, a gravitacijom se diže na površinu

Međutim, ova metoda bušenja ima i nedostatke. Konkretno, predugo bez kućišta Ovo područje dovodi do unošenja finih čestica gline u vodonosnike, što može značajno smanjiti i usporiti dotok vode u radove iz vodonosnika.

Ove čestice ovdje igraju ulogu osebujnih čepova pora i mikrokanalima u stijeni kroz koju prodire voda.Stoga je postupak zatvaranja izveden tijekom procesa bušenja neophodan za održavanje daljnje produktivnosti bušotine u cjelini.

Bušenje s obrnutim protokom tekućine za ispiranje

Ovom metodom kontrole tekućine najbolje se čiste bačva i dno. Pumpa ovdje ne pritišće tekućinu na dno, već je, naprotiv, usisava natrag, a to dovodi do činjenice da se brzina formiranja bušotine s malo povećava za red veličine, pa čak i nekoliko puta više u usporedbi s izravnim ispiranjem.

Sama bušotina nije podložna onečišćenju glinenim inkluzijama s protokom isporučene tekućine za ispiranje. Uostalom, pumpa usisava sve što se u njoj može nalaziti. Usput, dodatni aditivi ovdje nemaju praktičnog smisla, pa se kao ista tekućina za ispiranje koristi čista voda.

Shema povratnog ispiranja tijekom rotacijskog bušenja. Napajanje gravitacijom teče kroz prsten, a gnojnicu pumpa povlači natrag kroz cijev vodeće šipke

Dakle, rezimirajmo prednosti bušenja obrnutim protokom:

• brzina bušenja se povećava (u usporedbi s izravnim vodotokom) do 15 puta;
• vodonosnik još nije začepljen česticama gline i muljevitim zrncima pijeska iz donjeg dijela otvorenog kraja razine bunara;
• zahvaljujući visokokvalitetnom otvaranju vodonosnika, bunar ne treba dodatno pripremati za rad, možete odmah ugraditi unutarnje kućište s filtrom i započeti pumpanje;
• Kao radni fluid koristi se jednostavna (a time i jeftina) voda.

Međutim, ova metoda ima i značajan nedostatak.Zahtijeva korištenje skupe opreme, što u konačnici dovodi do značajnog povećanja troškova cjelokupnog procesa bušenja u cjelini.

Stoga se bušenje "obrnutog toka vode" provodi samo u slučajevima kada je bunar dizajniran za rad nekoliko kućanstava odjednom. Ali ako je bušotina dizajnirana za individualnu uporabu, tada je mnogo razumnije koristiti tehnologiju rotacijskog bušenja s izravnim protokom vode.

Zaključci i koristan video na tu temu

Video #1. Vizualna demonstracija procesa rotacijskog bušenja korak po korak:

Video #2. Analiza rotacijske tehnologije i principi izgradnje bunara:

Video #3. Kruženje vode tijekom rotacijskog bušenja:

Situacija s prisutnošću i dubinom vodonosnika može jako varirati od mjesta do mjesta (a na nekim mjestima ih uopće nema, kao na otoku Madeira).

Prilikom projektiranja bušotine i odabira optimalne metode rotacijskog bušenja, trebali biste koristiti postojeće karte istraženih vodonosnika. To će vam pomoći da značajno uštedite novac i vrijeme.

Recite nam nešto o svom iskustvu u razvoju bušotina pomoću rotacijske tehnologije. Podijelite tehnološke nijanse koje će biti korisne posjetiteljima web mjesta. Ostavite komentare u blok obrascu ispod, objavite fotografije i postavite pitanja o temi članka.