Kaevude puurimise meetodid: tehnoloogilised põhimõtted ja põhimeetodite omadused

Veevõtukaevu rajamine hõlmab erinevate puurimismeetodite kasutamist. Lahtine ja veega küllastunud pinnas eemaldatakse lindi abil. Savi- ja kivimoodustiste puurimiseks kasutatakse kaevude puurimise meetodeid, mis põhinevad pöörlemis- ja vibratsiooniprintsiibil.

Töö hõlmab mehhanisme, mis võimaldavad arendada erinevat tüüpi ja erineva sügavusega muldasid. Me räägime teile, kuidas valida optimaalne puurimistehnoloogia, mis võimaldab teil kiiresti ja veatult veevõtuseadme kaevetööd lõpule viia.

Meie pakutava teabe visuaalseks esitlemiseks on teksti täiendatud kasulike diagrammide, fotokogude ja videoõpetustega.

Puurimismeetodite tüübid

Varem tegeleti peamiselt isiklikuks tarbeks veekandvate kaevude puurimisega käsitsi. See oli töömahukas ja pikk protsess, nii et mitte iga krundi või suvila omanik ei saanud kiidelda oma veevarustuse allikaga.

Järk-järgult asendas mehhaniseeritud puurimine käsitsi meetodeid protsessi olulise hõlbustamise ja kiirendamise tõttu.

Tänapäeval puuritakse peaaegu kõik põhjaveekihi kaevud mehhaniseeritud meetodil, mis põhineb pinnase hävitamisel, selle pinnale viimisel kahel viisil: kuiv, kui jäätmemuld eemaldatakse kaevust mehhanismide abil, ja hüdrauliline, kui see pestakse välja rõhu või raskusjõu mõjul tarnitava veega.

Mehaanilise puurimise jaoks on kolm peamist meetodit:

• Rotatsiooniline (muld areneb rotatsiooni teel).
• Šokk (puurmürsk hävitab löökidega pinnase).
• Vibreeriv (mulda arendavad kõrgsageduslikud vibratsioonid).

Pöörlemismeetodit peetakse kõige tootlikumaks, 3–5 korda tõhusamaks kui šokimeetodiks ja 5–10 korda tõhusamaks kui vibratsioonimeetodiks. Lisaks on pöörlemismeetod kõige odavam ja ligipääsetavam, seda kasutatakse sageli käsitsi puurimise peamise meetodina.

Veekaevude puurimise mehaanilised pöörlemismeetodid on asendanud ebaefektiivsed käsitsi meetodid

Veekaevude ehitamiseks laialdaselt kasutatav pöörlev puurimismeetod jaguneb omakorda neljaks peamiseks puurimistüübiks:

• tuum;
• kruvi;
• põrutusnöör;
• pöörlev.

Igal pöördpuurimistüübil on oma omadused ja seda tehakse spetsiaalselt selleks otstarbeks loodud seadmetega. Vaatame seda tüüpi puurimist üksikasjalikumalt, tehke kindlaks, millised on nende erinevused ja millist meetodit tuleb igal konkreetsel juhul kasutada.

Südamikpuurimise eripära

Südamikpuurimine on mehaaniline pöörlemismeetod, mille käigus kaevandatakse savine või tihe liivane pinnas silindrilise südamiku kujul. Südamikpuur on paksuseinaline metalltoru.

Südamiktrelli ülaosas on puurnööri pikendamiseks vajalike varraste kinnitamise seade. Allpool on kroon, mille tüüp valitakse sõltuvalt puuritava pinnase kategooriast.

Südamikumeetodil sõites hävitab mulda rõngakujuline kroon. Südamiku sisemine osa on säilinud kahjustamata kujul. Kõvade ja pooltahkete liivsavi, savi ja kivimite puurimise hõlbustamiseks juhitakse alumisse auku puurimisvedelik.

Südamikpuurimisel pinnast ei hävitata, vaid see “puuritakse välja” võraga ja püütakse südamikutoruga kinni. Puuritud kivim ekstraheeritakse pinnale südamikuna - monoliitses silindrilises kivisambas

Näo muda eemaldatakse mõnikord loputamise teel – tootmisšahti suures koguses vett süstides. Kõige sagedamini asendatakse loputus toru sees oleva kompressori poolt tarnitava suruõhuga puhumisega.Seda tüüpi puurimine võimaldab puurida kaevu sügavusega kuni 1000 meetrit ja läbimõõduga 8–20 cm.

Mehaaniline südamikpuurimine toimub selliste puurimisseadmetega nagu ZIF, UGB, UKB, mis on paigaldatud sellistele sõidukitele nagu KAMAZ, KrAZ, skidders jne. jaoks mõeldud versioonis käsitsi puurimine Südamiku toru lühendatakse ja seda nimetatakse kellaks või klaasiks. Südamikutoru on ehituselt sarnane viimase, tagurpidi majapidamisesemega.

Südamiku puurimist kasutatakse järgmistel juhtudel:

• maavarade geoloogiline uuring;
• uuringukaevude puurimine;
• mis tahes sügavusega vett kandvate kaevude rajamine, sh filtrita kaevud kividesse.

Seadme jaoks eraveekaevud mõnel juhul kasutatakse südamiku meetodit enne tigu- või pöördpuurimise alustamist, täites samaaegselt uurimis- ja ettevalmistavat rolli.

Erakaevude rajamisel kasutatakse südampuurimist koos löökköispuurimisega. Savikihid juhitakse läbi südamikutoru. Lahtine liiv, kruus ja liivatäitega kivikesed, mis ei jää südamikutorusse, eemaldatakse šahtist zheloniseerimise teel.

Tõhususe poolest jääb tuummeetod mõnevõrra alla veevõtukaevude puurimise tigumeetodile. Tigu puurib kiiremini, kuid see ei võimalda võlli puuritud kivist täielikult vabastada. Neid kasutatakse paarikaupa harva. Ja kui juhtub, siis on esimesed meetrid tiguga kaetud.

Kroonid ei hävita mulda, vaid lõikavad selle ettevaatlikult ümber perimeetri, moodustades "tulbad" - südamikud, mida uurides saate luua saidi hüdroloogilise osa

Kasutatud seadmed ja tööriistad

Südamiku puurimiseks kasutatakse järgmisi tööriistu:

• teemant- või muust karbiidmaterjalist (teras, volfram, pobedit) puurid;
• südamiku toru;
• toru muda eemaldamiseks;
• puurnööri pikendamiseks vajalikud vardad;
• ühendusühendused, torudevahelised adapterid, loputusnuk.

Kivimoodustistes puurimisel kulub puur kiiresti ja see tuleb välja vahetada. Kroonimaterjal on kallis ja talub tohutuid koormusi, kõige levinumad on teemantpuurimise võimalused.

Kõik puurimisprotsessis kasutatavad tööriistad peavad olema joondatud, st. asuma täpselt puurimistelje suhtes.

Südamiku puurimise tehnoloogia

Südamikpuurimise põhijooneks on kivimi läbimine koos selle täieliku säilimisega südamikutorus. Need. Puurimisseadmete töötamisel hävitab kroon pinnase rõngas, mis sügavamale minnes surutakse südamikutorusse ja hoitakse selles oma tiheduse tõttu.

Täidetud toru kaevanduse šahtist eemaldamisel vabastatakse see südamikust kelguga koputades.

Samm-sammuline südamiku puurimisprotsess on järgmine:

• puur on ühendatud südamiku toruga;
• südamikutoru on ühendatud varrastega, mis süvenedes suurenevad;
• ülemine varras on fikseeritud puurimisseadmesse;
• puurmasin pöörab puurnööri ja “kruvib” selle järk-järgult maasse;
• südamiku toru täidetakse järk-järgult südamikuga - selle õõnsusse on kinni jäänud muld;
• pärast 50 - 70 cm puurimist eemaldatakse puurnöör pinnale, vardad ühendatakse ükshaaval lahti, kuni südamiktoru eemaldatakse;
• toru vabastatakse puuritud kivist;
• tühjendatud mürsk lastakse uuesti põhja, pikendades puurnööri varrastega.

Tegevusi tehakse kirjeldatud järjekorras, kuni kaev tungib põhjaveekihti ja tungib 50 cm sügavusele selle all oleva veekindla kivimi sisse.

Kui ülemise põhjaveekihi kinnitamine ei ole kaevamise eesmärk, siis ülemised kihid võivad olla loputusega puur. Sel juhul müüb pump loputuslahuse läbi vooliku torudesse. Seejärel toob lahus kaevandatud pinnase pinnale.

Kui kaevu rajamise eesmärk ei ole põhjaveekiht liivastes setetes, võib puurida kuni kivimoodustisteni jõudmiseni läbi loputamisega

Tugevad plussid ja miinused

Võrreldes mehaanilise puurimise löökköie- ja pöörlemismeetoditega tehakse südamikupuurimine üsna kiiresti, vähendades oluliselt tööaega. Selle peamine puudus on võimetus tõsta lahtist mulda ja veega küllastunud veerisid. See liigub aeglaselt läbi kivi, rahnude läbimiseks on vaja peitlit.

Südamikupuurimise eelised hõlmavad järgmist:

• kõrge tootlikkus ja võime puurida kaevu sügavusega üle 100 m;
• puurimisseadmete koormuste vähendamine savikivimi hävimise tõttu, mis on võrreldav selle väljaraiumisega;
• kompaktsete mõõtmetega mobiilse puurimisseadme kasutamise võimalus.

Südamiku puurimine on üks kiiremaid meetodeid veehaarde töö arendamiseks. Liivakaevu saab seda kasutades puurida ühe tööpäevaga. Väljatöötamisel käsitsi veevõtt võtab palju rohkem aega.

Tigupuurimise omadused

Seda tüüpi puurimist kasutatakse tänapäeval kõige sagedamini kodumajapidamistes vett kandvate kaevude ehitamisel. Tigupuurimise eripäraks on see, et kaevandatav kivi eemaldatakse kaevu asukohast täielikult ilma lisaseadmeid kasutamata. Meetod sarnaneb sissekeeramisega ja võimaldab puurida sügavuti ja samal ajal eemaldada tarbetut pinnast.

Puurimiseks kasutatavat tööriista nimetatakse teoks. See on teradega metallvarras. Maasse kruvides hävitab tigu selle labadel viibiva kivimi. Tänu tigu spetsiifilisele disainile on võimatu nägu täielikult prügimäest vabastada. Seetõttu kasutatakse seda peamiselt ülemiste kihtide läbitungimiseks.

Tiguga puurimine on kiire ja odav meetod, mis ei nõua loputusvedeliku reservuaari korraldamist

Tigu abil puurimine ei nõua suuri jõupingutusi ja rahalisi kulutusi, seega on selle meetodi rakendusala üsna lai: geoloogilised uuringukaevud, kommunikatsioonide rajamine, puurkaevude rajamine ja osaliselt vee puurimine.

Nüüd kasutatakse seda aktiivselt Abessiinia kaevude ehitamiseks, et mitte suruda nõela täielikult tihedasse pinnasesse, vaid hõlbustada veidi võlli sukeldamist varem hävitatud kivimisse.

Meetod sobib kuni 30 m sügavuste vett kandvate kaevude arendamiseks pehmetel ja lahtistel muldadel ning kuni 20 m sügavustes keskmise tihedusega muldadel. Pärast tiguga puurimist ja korpuse paigaldamist tuleb puurauk kaevandamata kivist vabastada trepiga.

Tigu ei sobi absoluutselt kivistel aladel töötamiseks! Seda kasutatakse kuni 120 m kaevude osaliseks puurimiseks, samas kui seda meetodit kombineeritakse teistega: pöörlev, põrutusköis, südamik.

Kaasatud seadmed ja tööriistad

Tigupuurimisel kasutatakse puurimisseadet, mille põhielemendiks on kõrgtugevast metallist kruvitüüpi puurtööriist. Puurnööri laiendatakse sügavamale jõudes võrdse suurusega tigudega.

Komplektis on mõnikord nii teraotsikuid, mis on vajalikud lahtiste kivide läbimiseks, kui ka ümmarguse või koonusekujulise peaga otsikuid, mida kasutatakse kõvade kivimite arendamiseks.

Võimsa mootoriga sõidukil põhinev puurseade on parim valik puurimiseks raskesti ligipääsetavates ja kaugetes kohtades

Enamik kaasaegseid puurimisseadmeid on varustatud õõnestööriistadega, mis on varustatud pööratavate lukkudega, mis takistavad tööriista liikumist vastassuunas.

Puurimise käigus jahutatakse tigu lõikeosad arenenud pinnasega ja arenenud kivim tõuseb spiraalidena üles. See võimaldab puurimist läbi viia ilma peatumata, vähendades oluliselt vett kandva kaevu loomise aja- ja energiakulusid.

Tigupuurimise tehnoloogia

Pärast läbitungimist, mille sügavus on 1,5–2,0 m, eemaldatakse tigu ja korpus. Tigu abil puuritud veevõtukaevu läbimõõt on 50 - 200 mm ja sõltub kasutatava tööriista suurusest.

Kaevu seinte kokkuvarisemist takistavad manteltorud. See on eriti oluline lahtise, mittesiduva pinnase puhul, seetõttu kehtib puurijatel reegel: liivsavi ja liivsavi puurimisel kasutage 30–60º nurga all olevate labadega tigusid ning tiheda liiva puurimisel nurga all olevaid teradega tööriistu. 90º.

Väiksema tigu spiraali pöörete kaldega kandub tigu pinnale rohkem lahtiühendatud puistangut.

Tigupuurimisel ei ole vaja kasutada puurimisvedelikku, otsaku abil arendatud kivim kantakse pinnale tööriista teradel

Tigu kasutamise plussid ja miinused

Tigupuurimise meetod võimaldab kaevu rajada võimalikult kiiresti, eeldusel, et teo suurus ja otsaku kaldenurk on õigesti valitud.

Tigupuurimise eelised on järgmised:

• pinnas tõuseb puurimise käigus koheselt pinnale;
• maapinnale süvenemise suur kiirus ilma tehnoloogiliste peatusteta;
• puurkaevu pole vaja loputada;
• maja sees (keldris) saab puurida kompaktse tigu või manuaaltiguga;
• ei ole vaja esimest linki pinnale tõsta ja puurnööri lahti võtta/kokku panna nagu südamiku meetodil.

Tigupuurimise peamiseks miinuseks võib pidada suutmatust töötada lahtisel ja väga kõval pinnasel, kuid samas on tigu ideaalne tööriist savise, segase (savi ja liivsavi) ja pehme savipinnase puurimiseks.

Veel üks puudus, mis piirab tigu kasutamist vett kandvate kaevude rajamisel, on vajadus kasutada lööktrossi meetodit võlli puhastamiseks kaadavast kivist.

Sarnasus tigu - mähis Laialdaselt kasutatav käsitsi puurimisel. See hävitab kivi samamoodi ja haarab sellest oma teradega, et seda ülespoole tõmmata.

Pöördpuurimise omadused

Pöördpuurimine on pöörleva vibratsiooniga puurimise meetod, mille käigus pinnase hävitamiseks kasutatakse puurimisseadme rootori poolt kaevu põhjas liikuvat bitti. Rootor pöörleb auto mootorist või eraldi paigaldatud elektrimootorist veovõlli kaudu.

Arenenud pinnas pestakse kaevušahtist välja otse- või pöördloputusel. Pesulahust saab tarnida kas raskusjõu või pumbajaama abil.

Enamik arteesiakaevu puuritakse pöörleva puurimise meetodil: rootori abil pöörleva puuri abil, millele järgneb kaevu loputamine ja korpuse torude kinnitamine.

Pöördpuurimist kasutatakse kivise ja poolkivise pinnase arendamiseks kuni 150 m sügavuste puurkaevude rajamisel Õigesti valitud otsaku ja kaalutud puurtorudega pöörlev puurseade tuleb kivimoodustistega hästi toime.

Puurimiseksperdid soovitavad seda puurimismeetodit kasutada järgmistel tingimustel:

1. Leiukoha hüdrogeoloogiline läbilõige on üsna hästi uuritud. On teada, et kivid tuleb puurida. Põhjaveekihi vööndi esinemise tase aluspõhja kivimites on teada.
2. Põhjaveel on arteesiakaevudele iseloomulik rõhk
3. Kaevu läbipesuks on katkematu tehnilise vee tarne võimalus.

Lõunapoolsetes piirkondades saab pöördpuurimist teha aastaringselt, kuid põhjapoolses kliimas on selle meetodi kasutamine puurimisvedeliku külmumise võimaluse tõttu piiratud.

Kasutatud seadmed ja tööriistad

Vesikandvate kaevude pöörlev puurimine toimub raami või võretorni abil, millel asuvad tõsteseadmed ja muud puurimisseadme elemendid. Tõmbur võimaldab puurnööre kaevu tõsta ja langetada.

Pöörlevat tüüpi puurimisseade sisaldab:

• raam või võre torn;
• ajami mootor;
• rootor ja puurnöör;
• pumpamisseadmed ja loputusvedeliku puhastussüsteem;
• tõsteseadmed, survevoolik, pöörd, tihendid jne.

Iseliikuvad platvormid kasutavad mootorina sõiduki sisepõlemismootorit, mille baasil asub puurimiskompleks. Sel juhul reguleerib mootori võimsus puurimistööriista kiirust.

Pöörleva puurimisseadme energiaallikaks võib olla statsionaarne või mobiilne elektrimootor, auto sisepõlemismootor või generaatorid.

Rootor edastab käiguseadme abil pöörlemise veotorule, mis omakorda edastab selle peamisele puurimistööriistale - bitile.Meisel võib olla erineva kujuga ja valmistatud ülitugevatest materjalidest: komposiitmaterjalidest, teemantkattega terasest jne.

Iga pinnase tüübi jaoks valitakse spetsiaalne otsiku suurus ja kuju, mis tagab kõrge efektiivsuse ja läbitungimiskiiruse.

Rootoritehnoloogia ainulaadsus

Veekaevude pöörlev puurimine toimub kolmes etapis:

1. Kivimi hävitamine peitli abil.
2. Hävitatud kivimi eemaldamine pinnale süstitud veejoaga.
3. Kaevu seinte tugevdamine manteltorudega.

Hävinud pinnase eemaldamine toimub pöörd- või otsepesuga. Loputusmeetodi valik sõltub konkreetsetest tingimustest: kaevu sügavus, pinnase tüüp, vajaliku koguse loputusvee olemasolu.

Reeglina kasutavad erafarmid otsese tsirkulatsiooniga puurimistehnoloogiat, mis hõlmab järgmisi samme:

• suure läbimõõduga otsiku maasse löömine;
• otsaku pöörlemine rootori mõjul;
• puurtorude paigaldamine ning kaalutorude paigaldamine nende ja otsaku vahele;
• jääkpinnase eemaldamine vedeliku survega pumba abil;
• manteltoru paigaldamine, et vältida pinnase langemist kaevu sisse;
• puurides veidi väiksema läbimõõduga ja korrates kogu tsüklit.

Tagasipesu käigus eemaldatakse puurnööri torude kaudu kaevust pinnas ning loputusvedelik valatakse kaevu seinte ja torude vahele.

Vesi voolab gravitatsioonijõul eelnevalt ettevalmistatud reservuaari, kus see puhastatakse pinnasest ja mudast ning naaseb puurtorusse, et saada uus osa aherainest.

Mõnel juhul ei kasutata pöördpuurimisel otsest või vastupidist loputamist, vaid puhutakse kompressori abil tekitatud rõhu all oleva õhuga.

Pöördpuurimise eelised ja puudused

Pöördmeetodi peamiseks eeliseks on võimalus puurida sügavaid kaevusid veevõtuga purustatud lubjakivis.

Lisaks on sellel puurimismeetodil järgmised eelised:

• põhjaveekihi avanemise kõrge kvaliteet aluskivimites;
• võimalus ehitada suure läbimõõduga kaevu kuni 200 cm;
• suur puurimiskiirus, madal energiatarve.

Pöördpuurimise oluline puudus on vajadus korraldada kaevu loputus.

Millise puurimismeetodi peaksin valima?

Veekandvate kaevude ehitamisel kasutatakse laialdaselt kõiki vaadeldud mehaanilise puurimise meetodeid.

Kokkuvõtteks võime öelda, et:

1. Plastilises savipinnases läbitungimiseks on soovitav kasutada südamikpuurimist.Südamikmeetod sobib enamiku veevõtu töökohtade ehitamiseks, vajadusel kasutatakse seda koos põrutusköismeetodiga.
2. Tigupuurimine on ulatuselt sarnane südamikumeetodiga. See erineb sellest puurkaevu puhastamise ebakvaliteetsuse poolest ja nõuab enne kasutamist kohustuslikku kaevu kasutamist või pikaajalist kaevu loputamist.
3. Pöördpuurimine on parim võimalus kaevude puurimiseks kivises pinnases.

Konkreetse puurimismeetodi abil kaevu väljatöötamise maksumus sõltub suuresti kasutatavast seadmest, samuti puuritud kivimite puurimiskategooriatest.

Õigesti valitud kaevu puurimisviis ei aita mitte ainult vähendada puurimisele kuluvat aega, vaid võimaldab ka tulevikus veeallikat probleemideta kasutada

Kuidas puurimisseadet oma kätega teha, saate lugeda teisest populaarne artikkel meie sait.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Video nr 1. Klassikalise südamikupuurimise põhimõtte demonstreerimine südamiku väljatõmbamisega veesurve abil:

Video nr 2. Teoga kaevu puurimise omadused:

Video nr 3. Kaevu südamiku puurimine koos põhja loputamisega ja topeltkorpuse paigaldus, mille välimine osa on terastorudest, sisemine osa polümeerist:

Vesikandva kaevu puurimine on töömahukas protsess. Valitud puurimismeetodi õigsusest ei sõltu mitte ainult autonoomse veeallika seadistamise kiirus, vaid ka rahalised kulud.

Esimene asi, millele peaksite puurimismeetodi valimisel tähelepanu pöörama, on pinnase tüüp ja põhjaveekihi sügavus. Nende parameetrite põhjal saate valida parima võimaluse, mis võimaldab puurida kaevu kiiresti ja odavalt.

Kas soovite jagada oma saidil kaevu puurimise ajalugu või kasulikku teavet artikli teema kohta? Palun jätke kommentaarid allolevasse plokki. Siin saate esitada küsimuse või juhtida tähelepanu vastuolulistele punktidele tekstis.