Perforació de pous: tecnologia i matisos de treball
Un dels mètodes més productius i econòmics per formar treballs miners és la perforació de nuclis. S'utilitza en l'exploració mineral i la geologia de l'enginyeria.A més, aquesta és la manera més fàcil i ràpida d'accedir a les aigües subterrànies per organitzar el subministrament d'aigua.
Aprendràs tot sobre les especificitats de la perforació de nuclis, les eines necessàries per a la seva implementació i les característiques de l'aplicació a partir del nostre article proposat.
El contingut de l'article:
Àmbit d'aplicació de la perforació de nuclis
La perforació del nucli és un mètode que permet determinar amb la màxima precisió la profunditat del sostre i la base de les capes del sòl, així com el nivell de profunditat de la capa freàtica.
La tecnologia de perforació de nucli s'utilitza àmpliament en les indústries següents:
- Subministrament d'aigua en l'àmbit industrial i privat. La perforació de pous per al subministrament privat d'aigua, l'organització de la presa d'aigua per a pobles sencers o blocs de ciutats es realitza amb eficàcia mitjançant la perforació de nuclis a causa del fet que el trepant penetra fàcilment a grans profunditats. L'eina bàsica és capaç d'aixecar gairebé qualsevol roca destruïda, excepte sòls saturats d'aigua i solts i no cohesionats (sorra, grava, còdols);
- Exploració geològica a la indústria minera. Quan la roca passa, es produeix un efecte puntual al terra al llarg del radi de rotació. En altres paraules, amb un projectil que recorda estructuralment a una canonada, es perfora una massa sòlida de roques sense alterar la seva estructura i estat.
- Construcció. Realització d'investigacions geotècniques per estudiar les propietats físiques i mecàniques dels sòls i l'estat de les roques. La tecnologia bàsica permet identificar amb precisió l'aigua subterrània i prendre mostres d'aigua per estudiar-ne l'agressivitat cap al formigó.
Durant la perforació del nucli, s'extreu un nucli: una columna de sòl o capes de sòl adjacents. El nucli es caracteritza per una sòlida estructura natural, que garanteix una anàlisi exhaustiva de la roca estudiada. La perforació amb una canonada de nucli us permet determinar amb la màxima precisió la profunditat de la roca amb finalitats d'estudi.
L'ús d'una broca de cort en la construcció facilita i accelera notablement els processos. Una pila s'introdueix fàcilment al forat preparat amb un trepant o es munta una estructura de formigó armat preparada. La perforació de nucli us permet crear forats cilíndrics en estructures de maó i formigó.
Tecnologia i equips de treball
Hi ha dos mètodes coneguts per utilitzar una broca de nucli: treballar amb subministrament de líquid al forat inferior o treballar en sec, és a dir, sense fluid de perforació.
La perforació sense l'ús de fluid de perforació s'utilitza si els sòls no cohesionats estan saturats d'humitat natural en quantitats suficients per a la penetració i l'extracció. Tampoc es subministra aigua a l'eix d'excavació quan es condueix a través de margues/argiles de plàstic fluid, plàstic tou i refractàries, margues sorrenques dures i plàstiques.
El líquid s'ha d'utilitzar en perforar roques rocoses i semi-rocoses.En absència d'aigua, en aquest cas, l'aprofundiment es produeix molt més lentament. A més, la probabilitat de fallada prematura de la broca augmenta significativament i, per tant, la perforació en sec es considera més cara.
Quan es perfora amb fluid de perforació, la velocitat d'aprofundiment augmenta significativament. Molt sovint, aquest mètode s'utilitza per perforar pous de profunditat considerable. Això permet que el treball es completi en el menor temps possible amb el mínim risc de dany a la corona.
L'aigua a alta pressió també es subministra al fons durant el desenvolupament d'un pou en sòls solts i no cohesionats, si el mostreig del nucli no és un problema. En aquest cas, la cara es renta simplement amb un raig d'aigua, alliberant el pou de la mina del sòl destruït.
El principi de la tècnica bàsica
L'element principal de la perforació del nucli és una peça de tall destructiva instal·lada a la base del tub del nucli. En diuen corona. Per excavar roques, s'utilitzen corones especials equipades amb talladors de diamants.
És la broca de diamant que garanteix el pas pràcticament sense obstacles del trepant a grans profunditats quan condueix els treballs d'entrada d'aigua a la pedra calcària. És a dir, quan es desenvolupen pous enterrats a la roca base, a les esquerdes dels quals, com a conseqüència de la condensació centenària, es van formar reserves d'aigua subterrània més pura.
La roca es talla fent servir una mica de rotació a altes velocitats. La velocitat de rotació del trepant es pot ajustar en funció de la densitat del sòl que es desenvolupi. La corona "talla" el sòl només al llarg de la vora d'una mena de cilindre, la part central del qual es pressiona a la canonada central.
Per extreure el nucli, la broca s'eleva a la superfície. El sòl capturat per ell és literalment expulsat de la broca de nucli per un corrent d'aire subministrat a la part superior de la canonada. El procés de bufat s'accelera tocant el projectil amb un martell.
Quan passen per roques dures, les broques de nucli tenen una productivitat més gran que les broques de matriu i corró. Això es deu a l'alta velocitat de rotació del trepant, que redueix l'esforç de desenvolupament requerit.
A més, els trossos destrueixen completament la roca, que s'haurà de "retirar" amb un escàndol o s'ha de subministrar aigua amb pressió per rentar la cara. De fet, hauràs de passar per la mateixa secció dues vegades, o fins i tot tres vegades: primer destrueix-la i després esborra-la. La tecnologia bàsica us permet passar i netejar la cara d'una vegada.
Màquines-eina i equips de perforació
L'elecció de la màquina o la plataforma de perforació està determinada per la finalitat del pou i el seu diàmetre. La popularitat del mètode de perforació del nucli determina la producció de màquines i equips de perforació a tot el món. Els tractors, camions i vehicles tot terreny pesats són adequats per a plataformes destinades a la perforació d'exploració.
Molt sovint, els equips de perforació es munten en cotxes clàssics de les marques MAZ, KAMAZ i Ural. No obstant això, hi ha opcions d'instal·lació per a equips més lleugers, que s'utilitzen per perforar pous d'aigua a la construcció privada.
A les perforació rotativa manual La canonada central es substitueix pel seu predecessor històric: el vidre. Aquest projectil és una versió escurçada d'un tub central amb una vora punxeguda a la sola. El vidre s'enrosca a terra manualment o amb un trepant de motor i tot el que hi ha envasat s'elimina a la superfície.
Equips per a perforació i arranjament de pous
A l'hora d'implementar la perforació de nucli, necessiteu equips que us permetin treballar en profunditat, desenvolupar i extreure una gran varietat de tipus de roques. Durant el treball, s'ha de garantir l'aixecament periòdic del material destruït pel projectil a la superfície.
Conjunt estàndard d'eines de perforació
Per realitzar un treball de qualitat necessiteu:
- Petxines de nucli. S'utilitzen tant per a la perforació horitzontal com per a l'excavació vertical. Amb tubs de nucli estàndard, és possible perforar amb un angle de fins a 45 graus. Les broques de nucli de parets primes es poden utilitzar exclusivament per a la perforació horitzontal sense rases quan es col·loquen comunicacions.
- Corones. Es tracta d'una eina per trencar roques que s'ajusta a un tub de nucli per facilitar el tall de nuclis a la roca. Les broques de llautó s'utilitzen per perforar sòls sedimentaris cohesius i no cohesius. Les broques de carbur amb talladors de diamant es produeixen per perforar roques i formar forats en parets de formigó, asfalt i maó.
- Tubs de carcassa d'acer. Necessària per a l'envasament de l'excavació - formant un pou, realitzat simultàniament amb la seva aprofundiment. El seu diàmetre és igual al diàmetre del pou. La carcassa per a la presa d'aigua es selecciona per endavant, centrant-se en el diàmetre de la canonada central i la bomba que es preveu utilitzar al pou.
- Barres. Són tubs estrets retorçats junts. S'utilitza per estendre la corda de perforació. En poques paraules, es cargolen alternativament a la part superior del tub central de manera que el moviment de rotació es pugui transmetre a una profunditat superior a l'alçada del projectil. Alçada de la canonada del nucli + alçada de la sarda de perforació = profunditat d'excavació.
- Traductors. Necessària per garantir la unió de connexions roscades de diferents diàmetres que estan presents a les barres de perforació, rotadors, segells de rentat i altres components.
- Endolls i segells. Amb la seva ajuda, és possible aixecar el sòl destruït a la superfície si no cal agafar un nucli sencer. En aquest cas, es subministra aigua a la cara, rentant el sòl destruït a pressió sobre la superfície del dia.
- Cisells. S'utilitzen per aprofundir el forat en els llocs més difícils perquè penetri un trepant. Quan s'utilitzen una mica, de vegades canvien de la perforació rotativa a la perforació de percussió per cable.
L'eina presentada és un conjunt estàndard per a la perforació amb tecnologia de nucli.En alguns casos, depenent de la complexitat del desenvolupament, es poden requerir eines i equipaments addicionals.
Característiques del disseny de la canonada central
Característica de disseny projectil durant la perforació del nucli, es deu a la màxima preservació de la integritat del nucli i consisteix en una disposició en forma d'anell al voltant d'un pas lliure. Una de les característiques més importants és el coeficient mostreig central Es defineix com la relació entre el diàmetre del nucli i el diàmetre exterior de l'eina.
L'eina de perforació del nucli està estandarditzada, que es diferencien principalment només pel diàmetre. Segons les característiques estructurals, les canonades centrals es classifiquen en simples i dobles. Els projectils individuals dissenyats per funcionar en condicions geològiques normals són excel·lents per desenvolupar pous d'aigua.
Una eina doble amb un tub interior no giratori només s'utilitza en exploració geològica. Es necessita extreure mostres de roca que es destrueixen fàcilment sota la influència de diversos factors. Permet prendre una mostra en la seva composició natural, amb un percentatge natural de minerals i roques residuals.
Totes les canonades centrals estan dissenyades per a l'ús de bufat, subministrament de fluid de perforació al fons i neteja del pou. La seva part superior està equipada amb un forat tecnològic per on s'injecta aigua o un corrent d'aire.
Especificacions de la part de tall del projectil
Qualsevol corona es presenta en forma d'anell amb un fil a la part superior, necessari per cargolar-se a una canonada central i talladors situats a l'extrem inferior. Els talladors poden ser de fosa sòlida o soldats a aquesta peça metàl·lica de tall.
Les broques següents s'utilitzen per a la perforació del nucli:
- Carbur - incisiu fi, costellat.
- Diamant – impregnat i petit diamant.
Els elements de tall de carbur estan dissenyats per perforar sòls "tous". Amb la seva ajuda es foren tot tipus de roques argiloses de qualsevol consistència, roques semi-rocoses, amb poca humitat i sorres humides de densitat i densitat mitjana. Per perforar gresos i margues s'utilitzen corones amb talladors de tungstè-cobalt.
Incisiu fi Les broques estan dissenyades per perforar roques de duresa mitjana de petites abrasivitat. Estan equipades amb talladors octogonals o quadrats. Quan els talladors es col·loquen a diferents altures, també s'aconsegueix una cara esglaonada, els avantatges de la qual s'han descrit anteriorment.
Acanalat Les broques estan dissenyades per perforar roques dures de mitjana abrasivitat. Els talladors d'aquestes corones consisteixen en acer cilíndric o prismàtic seu amb insert de carbur. Al mateix temps, fins i tot si la corona es desgasta, el seu rendiment no disminueix.
Les corones amb talladors de diamant estan dissenyades per perforar roques rocoses i semi-rocoses d'alta abrasivitat.
El nombre de costelles està determinat pel disseny de la corona i el seu diàmetre: pot ser de tres a sis. L'acceleració del procés de destrucció de la roca es pot aconseguir desplaçant les costelles cap amunt en relació a l'extrem de la corona. Això garanteix un forat inferior esglaonat i facilita el pas del líquid de rentat.
Tubs de tub de pou
Les canonades d'acer tant del nucli com de la carcassa es produeixen d'acord amb GOST 51682-2000. En l'exploració geològica i la geologia de l'enginyeria, s'utilitzen per evitar l'enfonsament del sòl a la cara, cosa que no ens permetria entendre a quina profunditat se substitueix una capa geològica per una altra.
EN ordenació de les obres de captació d'aigua els tubs de revestiment formen les parets del pou. Una altra corda de tubs, de producció, es submergeix a la carcassa muntada a partir d'ells. Avui en dia es fa més sovint a partir de plàstic. La columna de producció està equipada amb un filtre per retenir grans de sorra i grava fina durant el bombeig.
Els més habituals són els tubs de carcassa amb connexions de mugrons. En aquest cas, les canonades tenen una rosca interna a un costat i una rosca externa al costat oposat. L'eix d'excavació es munta a partir de canonades roscades de manera extremadament senzilla i ràpida.
Hi ha tubs de carcassa dissenyats per a juntes soldades. No s'utilitzen en el sector privat a causa del procés de muntatge de columnes que requereix molta mà d'obra.
Tant la carcassa com les canonades del nucli estan fetes d'acer de grau 45 amb el grup de resistència "K".Per augmentar la resistència al desgast de la superfície, els extrems de les canonades s'endureixen. Segons l'equip de perforació utilitzat i el diàmetre bomba submergible en la construcció d'obres privades de captació d'aigua, s'utilitzen canonades amb un diàmetre de 100 a 200 mm.
Etapes de perforació de nuclis
Abans de començar a treballar, cal estudiar el pla cadastral i preparar la superfície de treball. Cal garantir l'accés lliure al lloc de perforació tant per a la pròpia plataforma de perforació com per a la màquina amb el fluid de rentat.
El següent pas és cavar un forat amb un volum d'almenys 2 metres cúbics; això evitarà la necessitat d'utilitzar un dipòsit addicional. La fossa està dissenyada per drenar l'aigua subterrània i el líquid de rentat utilitzat. Per instal·lar la part principal del tronc, cal punxar el sòl.
A continuació, la broca seleccionada es connecta a la canonada del nucli de perforació i es selecciona tubs de carcassa, que augmentarà a mesura que s'aprofundeixin. La instal·lació s'ha de fixar de manera segura, després de la qual cosa s'inicia la plataforma de perforació.
A mesura que la broca de nucli s'aprofundeix i s'omple, s'aixeca periòdicament a la superfície i s'elimina del sòl capturat per l'eina durant la perforació. Després d'això, el trepant, alliberat del nucli, es pot tornar a submergir al forat del pou per continuar perforant.
Per aixecar-lo cap a la part superior, es desmunta la corda del tub de perforació, que consta d'una eina bàsica i varetes. És a dir, separen seqüencialment la vareta després de la vareta fins que s'elimina la canonada del nucli del canó.
Es considera que la millor opció per desenvolupar un pou per a propietaris privats és la perforació de nuclis, acompanyada de rentat. En aquest cas, no cal prendre mostres. El més important és formar ràpidament el barril i netejar-lo de fangs. preparació de treballs per al proper ús.
Per rentar, podeu utilitzar qualsevol aigua; l'aigua d'un estany o riu proper és molt adequada. La perforació també es pot fer en sec si s'està desenvolupant un pou per a la sorra. Normalment, en aquest cas, un parell de galledes d'aigua com a fluid de perforació són suficients per refredar el projectil a la part inferior.
Quan es treballa amb sorra solta i amb poca humitat, es recomana afegir vidre líquid o massa d'argila a la solució de treball per reforçar les parets del forat. En qualsevol cas, quan un trepant travessa un horitzó amb una estructura inestable, estaria justificat reforçar les parets del pou amb tubs de revestiment.
Característiques tecnològiques del procés
Durant el procés d'aprofundiment, és possible ajustar la velocitat de rotació del trepant. Cal tenir en compte que el trepant pot superar fàcilment capes de roques sedimentàries a baixes velocitats. Però quan es passa la roca base, es requereix un augment de la velocitat de rotació. Amb el mètode de perforació del nucli, és possible penetrar capes de diverses composicions i qualsevol duresa.
Cal tenir en compte el fet que la plataforma de perforació s'ha d'ubicar en un lloc horitzontal preparat i anivellat. L'angle de penetració es pot ajustar si el diàmetre del pou que s'està desenvolupant no supera 1 metre. Aleshores, la verticalitat de l'excavació es manté per la carcassa.
Les canonades de carcassa es poden reutilitzar si es retiren de l'excavació immediatament després de l'excavació. Un tub central és un projectil reutilitzable, cosa que no es pot dir de corones. Per a la perforació a l'horitzó sedimentari, es requereixen almenys dos, o fins i tot més. Quan es construeix un pou sobre pedra calcària, és impossible predir amb precisió el nombre de corones gastades.
La plataforma de perforació es pot muntar en vehicles de vehicles de gran capacitat o en vehicles de oruga equips especials en cas de treball en condicions de terreny difícils. Es poden utilitzar equips mòbils més lleugers quan es foren pous d'aigua mitjançant el mètode del nucli.
Avantatges i desavantatges del mètode bàsic
Gràcies a l'acció puntual de la corona al llarg del seu radi, s'assegura un tall precís i la sortida a la superfície d'un nucli sòlid. La tecnologia és aplicable per perforar roques fins a XII categories, podeu treballar tant perpendicularment com en angle.
Un dels indicadors més importants del mètode bàsic és l'alta productivitat i la velocitat de perforació.
A més d'això, es poden destacar els següents avantatges:
- El volum de perforació en el cas d'utilitzar fluid de rentat o aigua de procés és del 85%;
- La introducció d'emulsions actives a la solució de treball permet mantenir les parets del pou en el seu estat original;
- A causa de la reducció de les càrregues axials pel fet que la roca no es destrueix de manera continuada, s'aconsegueix una reducció de costos energètics.
- El mètode permet treballar amb qualsevol roca, inclòs el basalt i el granit.
- Quan s'utilitza una màquina mòbil prefabricada, és possible realitzar treballs en llocs de difícil accés.
Juntament amb els seus avantatges, la perforació de nucli també té els seus desavantatges:
- Quan es treballa en roques fracturades, sovint es produeix un encallament del nucli, la qual cosa comporta la necessitat de treure la canonada per eliminar-la.
- Quan passa per roques dures, la broca s'avorreix ràpidament a causa del sobreescalfament i l'enganxament. Per evitar-ho, cal utilitzar refrigerant i reduir el cabal. Com a resultat, la velocitat de perforació disminueix.
- La petita secció transversal (fins a 200 mm) de perforació no permet l'ús de potents submergible bombes.
Quan es desenvolupen pous d'aigua, si s'utilitza una solució d'argila en obrir la formació, hi ha una alta probabilitat d'envasament de l'aqüífer.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Vídeo 1. L'etapa inicial de perforació d'un pou mitjançant el mètode del nucli:
Vídeo 2. Perforació d'un pou en roca granítica:
L'inici de la perforació del nucli d'un pou ha d'anar precedit d'un càlcul econòmic. El compliment de les normes de seguretat i les normes de funcionament dels equips minimitza el risc de fallada de l'equip, garantint així una alta eficiència operativa, velocitat de perforació i costos econòmics reduïts.
T'agradaria compartir les complexitats de la tecnologia de columnes que només tu coneixes? Tens informació útil sobre el tema de l'article? Si us plau, escriviu comentaris al formulari de bloc següent, feu preguntes i publiqueu fotos sobre el tema de l'article.
