קידוח ליבה של בארות: טכנולוגיה וניואנסים של עבודה
אחת השיטות היצרניות והחסכוניות ביותר ליצירת עבודת מכרות היא קידוח הליבה. הוא משמש בחקר מינרלים וגיאולוגיה הנדסית.בנוסף, זוהי הדרך הקלה והמהירה ביותר לקבל גישה למי תהום לצורך ארגון אספקת המים.
תלמד הכל על הפרטים של קידוח הליבה, הכלים הדרושים ליישום שלו ותכונות היישום מהמאמר המוצע שלנו.
תוכן המאמר:
היקף היישום של קידוח הליבה
קידוח ליבה היא שיטה המאפשרת לקבוע בדיוק רב את עומק הגג ובסיס שכבות הקרקע וכן את מפלס העומק של מי התהום.
טכנולוגיית קידוח ליבה נמצאת בשימוש נרחב בתעשיות הבאות:
- אספקת מים בתחומים תעשייתיים ופרטיים. קידוח בארות לאספקת מים פרטית, ארגון צריכת מים לכפרים שלמים או לגושים עירוניים מתבצע למעשה על ידי קידוח ליבה בשל העובדה שהמקדחה חודרת בקלות לעומקים גדולים. כלי הליבה מסוגל להרים כמעט כל סלע שנהרס למעט קרקעות רוויות מים ורופפות ולא מלוכדות (חול, חצץ, חלוקי נחל);
- חקר גיאולוגי בתעשיית הכרייה. כאשר סלע חולף, מתרחשת השפעה נקודתית על הקרקע לאורך רדיוס הסיבוב. במילים אחרות, עם קליע שמזכיר מבחינה מבנית צינור, מקדחים מסה מוצקה של סלעים מבלי להפריע למבנה ולמצב שלהם.
- בְּנִיָה. ביצוע מחקר גיאוטכני לחקר התכונות הפיזיקליות והמכניות של קרקעות ומצב הסלעים. טכנולוגיית ליבה מאפשרת לזהות במדויק את מי התהום ולקחת דגימות מים כדי לחקור את האגרסיביות שלהם כלפי בטון.
במהלך קידוח ליבה מוציאים ליבה - עמודת אדמה או שכבות קרקע סמוכות. הליבה מאופיינת במבנה טבעי מוצק, המבטיח ניתוח מקיף של הסלע הנחקר. קידוח עם צינור ליבה מאפשר לקבוע ברמת הדיוק הגבוהה ביותר את עומק הסלע למטרות לימוד.
השימוש במקדחת ליבה בבנייה מקל ומזרז משמעותית את התהליכים. ערימה מונעת בקלות לתוך החור שהוכנה עם מקדחת ליבה או מותקן מבנה בטון מזוין מוכן. קידוח ליבה מאפשר ליצור חורים גליליים במבני לבנים ובטון.
טכנולוגיה וציוד עבודה
ישנן שתי שיטות ידועות לשימוש במקדח ליבה: עבודה עם אספקת נוזלים לחור התחתון או עבודה יבשה, כלומר ללא נוזל קידוח.
קידוח ללא שימוש בנוזל קידוח משמש אם קרקעות לא מלוכדות רוויות בלחות טבעית בכמות מספקת לחדירה ולחילוץ. כמו כן, לא מסופקים מים לפיר החפירה בעת נסיעה דרך חומרי פלסטיק נוזלי, פלסטיק רך וחומרי עקשן, חוליות קשות ופלסטיק.
יש להשתמש בנוזל בעת קידוח סלעים סלעיים וסלעיים למחצה.בהיעדר מים, במקרה זה, ההעמקה מתרחשת הרבה יותר לאט. בנוסף, ההסתברות לכשל בטרם עת של הביט עולה משמעותית, ולכן הקידוח היבש נחשב ליקר יותר.
בעת קידוח עם נוזל קידוח, קצב ההעמקה עולה משמעותית. לרוב, שיטה זו משמשת בעת קידוח בארות בעומק ניכר. זה מאפשר להשלים את העבודה בזמן הקצר ביותר עם סיכון מינימלי של נזק לכתר.
מים בלחץ גבוה מסופקים גם לקרקעית במהלך פיתוח באר בקרקעות רופפות ולא מלוכדות, אם דגימת הליבה אינה מהווה בעיה. במקרה זה, הפנים פשוט נשטפות עם זרם מים, משחרר את פיר המכרה מהאדמה ההרוסה.
העיקרון של טכניקת הליבה
האלמנט העיקרי בקידוח הליבה הוא חלק חיתוך הרסני המותקן על בסיס צינור הליבה. הם קוראים לזה כתר. לחפירת סלעים משתמשים בכתרים מיוחדים המצוידים בחותכי יהלומים.
קצה היהלום הוא זה שמבטיח מעבר כמעט ללא הפרעה של המקדחה לעומקים גדולים בעת העברת צריכת מים לאבן גיר. כלומר, בעת פיתוח בארות קבורות בסלע, שבסדקים שלהן, כתוצאה מעיבוי בן מאות שנים, נוצרו עתודות של המים התת-קרקעיים הטהורים ביותר.
הסלע נחתך באמצעות מעט מסתובב במהירויות גבוהות. ניתן להתאים את מהירות הסיבוב של המקדחה בהתאם לצפיפות הקרקע המפותחת. הכתר "חותך" את האדמה רק לאורך קצהו של מעין גליל, שחלקו המרכזי נלחץ לתוך צינור הליבה.
כדי לחלץ את הליבה, הקדח מורם אל פני השטח. האדמה הנלכדת על ידו ממש מפוצצת מתוך מקדחת הליבה על ידי זרם אוויר המסופק לחלק העליון של הצינור. תהליך הנשיפה מואץ על ידי הקשה על הקליע עם פטיש.
כאשר עוברים דרך סלעים קשים, למקדחי הליבה יש פרודוקטיביות גבוהה יותר מאשר סיבי מטריצה ורולר. זאת בשל מהירות הסיבוב הגבוהה של המקדחה, אשר מפחיתה את כמות מאמצי הפיתוח הנדרשים.
בנוסף, הפיסות הורסים לחלוטין את הסלע, אותו יהיה צורך "לגרוף" עם עזר או לספק מים בלחץ כדי לשטוף את הפנים. למעשה, תצטרך לעבור את אותו קטע פעמיים, או אפילו שלוש פעמים: קודם כל להשמיד אותו, ואז לנקות אותו. טכנולוגיית הליבה מאפשרת לך לעבור ולנקות את הפנים במכה אחת.
מכונות ואסדות קידוח
בחירת המכונה או אסדת הקידוח נקבעת לפי מטרת הבאר וקוטרה. הפופולריות של שיטת קידוח הליבה קובעת את הייצור של אסדות ומכונות קידוח בכל רחבי העולם. טרקטורים כבדים, משאיות ורכבי שטח מתאימים לאסדות המיועדות לקידוחי חיפושים.
לרוב, ציוד קידוח מותקן על מכוניות קלאסיות של המותגים MAZ, KAMAZ ו-Ural. עם זאת, ישנן אפשרויות התקנה לציוד קל יותר, המשמש לקידוח בארות מים בבנייה פרטית.
בְּ קידוח סיבובי ידני את צינור הליבה מחליף קודמו ההיסטורי - הזכוכית. קליע זה הוא גרסה מקוצרת של צינור ליבה עם קצה מחודד על הסוליה. הזכוכית מוברגת לאדמה באופן ידני או באמצעות מקדחה מנוע וכל מה שנארז לתוכה מוסר אל פני השטח.
ציוד לקידוח וסידור בארות
בעת יישום קידוח ליבה יש צורך בציוד המאפשר לעבוד בעומק, לפתח ולחלץ מגוון רחב של סוגי סלעים. במהלך העבודה יש להקפיד על הרמה תקופתית של החומר שנהרס על ידי הקליע אל פני השטח.
סט סטנדרטי של כלי קידוח
כדי לבצע עבודה איכותית אתה צריך:
- קונכיות ליבה. הם משמשים הן לקידוח אופקי והן לחפירה אנכית. באמצעות צינורות ליבה סטנדרטיים ניתן לקדוח בזווית של עד 45 מעלות. מקדחי ליבה דקים יכולים לשמש אך ורק לקידוח אופקי ללא תעלה בעת הנחת תקשורת.
- כתרים. זהו כלי לשבירת סלעים המותאם לצינור ליבה כדי להקל על חיתוך ליבות בסלע. פיסות פליז משמשות לקידוח קרקעות מלוכדות ולא מלוכדות. סיבי קרביד עם חותכי יהלומים מיוצרים לקידוח סלעים ויצירת חורים בבטון, אספלט ולבנים.
- צינורות מעטפת פלדה. הכרחי עבור מעטפת החפירה - יצירת קידוח, המתבצע במקביל להעמקתו. הקוטר שלהם שווה לקוטר הבאר. מעטפת צריכת המים נבחרה מראש תוך התמקדות בקוטר צינור הליבה והמשאבה המתוכננת לשמש בבאר.
- משקולות. מדובר בצינורות צרים המפותלים יחד. משמש להארכת מחרוזת המקדחה. במילים פשוטות, הם מוברגים לסירוגין לחלק העליון של צינור הליבה כך שניתן להעביר אליו תנועה סיבובית בעומק הגדול מגובה הקליע. גובה צינור הליבה + גובה מחרוזת הקידוח = עומק החפירה.
- מתרגמים. הכרחי כדי להבטיח את ההצטרפות של חיבורי הברגה בקטרים שונים הקיימים על מוטות מקדחה, מסובבים, אטמי שטיפה ורכיבים אחרים.
- שטיפה אטמים ואטמים. בעזרתם אפשר להרים אדמה שנהרסה אל פני השטח אם אין צורך לקחת ליבה שלמה. במקרה זה, מים מסופקים לפנים, שוטפים את האדמה ההרוסה בלחץ על פני היום.
- אזמלים. הם משמשים להעמקת החור במקומות הקשים ביותר לחדירת מקדחת ליבה. כאשר משתמשים בביט, לפעמים הם עוברים מקידוח סיבובי לקידוח כבלים.
הכלי המוצג הוא סט סטנדרטי לקידוח באמצעות טכנולוגיית ליבה.במקרים מסוימים, בהתאם למורכבות הפיתוח, ייתכן שיידרשו כלים וציוד נוספים.
תכונות של עיצוב צינור הליבה
תכונת עיצוב קֶלַע במהלך קידוח הליבה, זה נובע משימור מקסימלי של שלמות הליבה ומורכב מסידור בצורת טבעת סביב מעבר חופשי. אחד המאפיינים החשובים ביותר הוא המקדם דגימת ליבה הוא מוגדר כיחס בין קוטר הליבה לקוטר החיצוני של הכלי.
כלי קידוח הליבה הוא סטנדרטי, שונה בעיקר רק בקוטר. בהתבסס על מאפיינים מבניים, צינורות הליבה מסווגים ליחיד וכפול. קליעים בודדים שנועדו לפעול בתנאים גיאולוגיים רגילים מצוינים לפיתוח בארות מים.
כלי כפול עם צינור פנימי שאינו מסתובב משמש רק בחקירה גיאולוגית. יש צורך לחלץ דגימות סלעים שנהרסות בקלות בהשפעת מגוון גורמים. היא מאפשרת לקחת דגימה בהרכבה הטבעי, עם אחוז טבעי של מינרלים ופסולת.
כל צינורות הליבה מיועדים לשימוש בנשיפה, אספקת נוזל קידוח לתחתית וניקוי הבאר. החלק העליון שלהם מצויד בחור טכנולוגי שדרכו מוזרקים מים או זרם אוויר.
פירוט של החלק החותך של הקליע
כל כתר מוצג בצורה של טבעת עם חוט למעלה, הכרחי להברגה לצינור ליבה, וחותכים הממוקמים בקצה התחתון. חותכים יכולים להיות יצוק מוצק או מרותך לחלק מתכת חיתוך זה.
הביטים הבאים משמשים לקידוח ליבה:
- קרביד - חותכת עדינה, מצולע.
- יהלום – ספוג ו יהלום קטן.
אלמנטים לחיתוך קרביד מיועדים לקידוח קרקעות "רכות". בעזרתם קודחים כל סוגי הסלעים החרסיים בכל עקביות, סלעים סלעיים למחצה, לחות נמוכה וחולות רטובים בצפיפות צפופה ובינונית. כדי לקדוח דרך אבני חול וחוואר, משתמשים בכתרים עם חותכי טונגסטן-קובלט.
חותכת עדינה ביטים מיועדים לקידוח סלעים בינוניים-קשים של קטנים שחיקה. הם מצוידים בחותכים מתומנים או מרובעים. כאשר החותכים ממוקמים בגבהים שונים, מושגת גם פנים מדורגים, שיתרונותיו הובאו לעיל.
מְצוּלָע ביטים מיועדים לקידוח סלעים קשים בינוניים שחיקה. החותכים של כתרים כאלה מורכבים מפלדה גלילית או מנסרת מַטֶה עם תוספת קרביד. יחד עם זאת, גם אם הכתר נשחק, ביצועיו אינם יורדים.
כתרים עם חותכי יהלומים מיועדים לקידוח סלעים סלעיים וסלעיים למחצה בגובה רב שחיקה.
מספר הצלעות נקבע על פי עיצוב הכתר והקוטר שלו - יכול להיות בין שלוש לשש. האצה של תהליך הרס הסלעים יכולה להיות מושגת על ידי הזזת הצלעות כלפי מעלה ביחס לקצה הכתר. זה מבטיח חור תחתון מדורג ומקל על מעבר נוזל הכביסה.
היטב צינורות מעטפת
שני צינורות הליבה והמעטפת מיוצרים בהתאם ל-GOST 51682-2000. במחקר גיאולוגי ובגיאולוגיה הנדסית, הם משמשים למניעת קריסת אדמה על פני השטח, מה שלא יאפשר לנו להבין באיזה עומק שכבה גיאולוגית אחת מוחלפת באחרת.
IN סידור פעולות צריכת המים צינורות מעטפת יוצרים את קירות הבאר. חוט צינור נוסף, ייצור, טובל בתוך המעטפת שהורכב מהם. כיום הוא מורכב לרוב מפלסטיק. עמוד הייצור מצויד בפילטר לשמירה על גרגרי חול וחצץ דק במהלך השאיבה.
הנפוצים ביותר הם צינורות מעטפת עם חיבורי פטמה. במקרה זה, לצינורות יש הברגה פנימית בצד אחד והברגה חיצונית בצד הנגדי. פיר החפירה מורכב מצינורות הברגה בצורה פשוטה ומהירה במיוחד.
ישנם צינורות מעטפת המיועדים לחיבורים מרותכים. הם אינם נמצאים בשימוש במגזר הפרטי עקב תהליך הרכבת העמודות עתיר העבודה.
גם מעטפת וגם צינורות הליבה עשויים פלדה דרגה 45 עם קבוצת חוזק "K".כדי להגביר את ההתנגדות לבלאי פני השטח, קצוות הצינורות מוקשים. תלוי בציוד הקידוח בו נעשה שימוש ובקוטר משאבה טבולה בבניית מערכות צריכת מים פרטיות, נעשה שימוש בצינורות בקוטר של 100 עד 200 מ"מ.
שלבי קידוח ליבה
לפני תחילת העבודה, אתה צריך ללמוד את התוכנית הקדסטרלית ולהכין את משטח העבודה. יש צורך להבטיח גישה ללא הפרעה לאתר הקידוח הן עבור מתקן הקידוח עצמו והן עבור המכונה עם נוזל השטיפה.
השלב הבא הוא חפירת בור בנפח של לפחות 2 מ"ק - זה ימנע את הצורך להשתמש במיכל נוסף. הבור מיועד לניקוז מי תהום ונוזל שטיפה משומש. כדי להתקין את החלק העיקרי של תא המטען, יש צורך לנקב את האדמה.
לאחר מכן, הביט שנבחר מחובר לצינור ליבת המקדחה ונבחר צינורות מעטפת, שיגדלו ככל שיעמיקו. ההתקנה צריכה להיות מאובטחת, ולאחר מכן מתחילים את אסדת הקידוח.
ככל שמקדח הליבה מעמיק ומתמלא, הוא מורם מעת לעת אל פני השטח ומנקה מאדמה שנלכדה על ידי הכלי במהלך הקידוח. לאחר מכן ניתן לטבול את המקדחה, משוחררת מהליבה, שוב בחור של הבאר כדי להמשיך בקידוח.
כדי להרים למעלה, מחרוזת צינור הקידוח, המורכבת מכלי ליבה ומוטות, מפורקת. כלומר, הם מפרידים ברצף את המוט אחרי המוט עד להוצאת צינור הליבה מהקנה.
האפשרות הטובה ביותר לפיתוח באר לבעלים פרטיים נחשבת לקידוח ליבה, מלווה בשטיפה. במקרה זה, אין צורך לקחת דגימות. העיקר ליצור במהירות את החבית ולנקות אותה מבוצה. הכנת עבודות לשימוש הקרוב.
לכביסה, אתה יכול להשתמש בכל מים; מים מבריכה או נהר סמוכים מתאימים למדי. ניתן לבצע קידוח יבש גם אם מפתחים באר לחול. בדרך כלל במקרה זה, מספיקים כמה דליים של מים כנוזל קידוח רק כדי לקרר את הקליע בתחתית.
בעבודה בחול רופף ודל לחות, מומלץ להוסיף לתמיסת העבודה זכוכית נוזלית או חימר לחיזוק דפנות החור. בכל מקרה, כאשר מקדחה עוברת באופק עם מבנה לא יציב, יהיה זה מוצדק לחזק את קירות הבאר בצינורות מעטפת.
מאפיינים טכנולוגיים של התהליך
במהלך תהליך ההעמקה, ניתן להתאים את מהירות הסיבוב של המקדחה. יש לציין שהמקדחה יכולה להתגבר בקלות על שכבות של סלעי משקע במהירויות נמוכות. אבל כשחולפים על פני הסלע, נדרשת עלייה במהירות הסיבוב. בשיטת קידוח הליבה ניתן לחדור לשכבות בהרכבים שונים ובכל קשיות.
יש צורך לקחת בחשבון את העובדה כי אסדת הקידוח חייבת להיות ממוקמת באתר אופקי מוכן ומפולס. ניתן להתאים את זווית החדירה אם קוטר הבאר המפותחת אינו עולה על 1 מטר. לאחר מכן, האנכיות של החפירה נשמרת על ידי המעטפת.
ניתן לעשות שימוש חוזר בצינורות מעטפת אם הם מוסרים מהחפירה מיד לאחר החפירה. צינור ליבה הוא קליע לשימוש חוזר, שלא ניתן לומר על כתרים. לקידוח באופק המשקע, נדרשים לפחות שניים, או אפילו יותר. כאשר בונים באר על אבן גיר, אי אפשר לחזות במדויק את מספר הכתרים השחוקים.
ניתן להרכיב את אסדת הקידוח על רכבים בעלי קיבולת גבוהה או על רכבי מסילה ציוד מיוחד במקרה של עבודה בתנאי שטח קשים. ניתן להשתמש בציוד נייד קל יותר בעת קידוח בארות מים בשיטת הליבה.
יתרונות וחסרונות של שיטת הליבה
הודות לפעולה הנקודתית של הכתר לאורך הרדיוס שלו, מובטחת חיתוך והבאה מדויקת לפני השטח של ליבה מוצקה. הטכנולוגיה ישימה לקידוח סלעים עד XII קטגוריות, אתה יכול לעבוד גם בניצב וגם בזווית.
אחד האינדיקטורים החשובים ביותר של שיטת הליבה הוא פרודוקטיביות גבוהה ומהירות קידוח.
בנוסף לכך, ניתן להדגיש את היתרונות הבאים:
- נפח הקידוח במקרה של שימוש בנוזל שטיפה או במי תהליך הוא 85%;
- הכנסת תחליבים אקטיביים לתמיסת העבודה מאפשרת לשמור על קירות הבאר במצבם המקורי;
- עקב הפחתת העומסים הציריים בשל העובדה שהסלע אינו נהרס באופן רציף, מושגת הוזלה בעלויות האנרגיה.
- השיטה מאפשרת לעבוד עם כל סלעים, כולל בזלת וגרניט.
- בשימוש במכונה ניידת טרומית, ניתן לבצע עבודות במקומות שקשה להגיע אליהם.
לצד היתרונות שלו, לקידוח הליבה יש גם חסרונות:
- כאשר עובדים בסלעים שבורים, לעתים קרובות מתרחשת חסימת הליבה, מה שמוביל לצורך להסיר את הצינור כדי לדפוק אותו.
- כאשר עוברים דרך סלעים קשים, החתיכה הופכת במהירות עמומה עקב התחממות יתר והידבקות. כדי למנוע זאת, יש צורך להשתמש בנוזל קירור ולהפחית את קצב הזרימה. כתוצאה מכך, מהירות הקידוח יורדת.
- החתך הקטן (עד 200 מ"מ) של הקידוח אינו מאפשר שימוש בעוצמה צוללת משאבות.
בעת פיתוח בארות מים, אם משתמשים בתמיסת חימר בעת פתיחת התצורה, קיימת סבירות גבוהה לסחופת האקוויפר.
מסקנות וסרטון שימושי בנושא
סרטון 1. השלב הראשוני של קידוח באר בשיטת הליבה:
סרטון 2. קידוח ליבה של באר בסלע גרניט:
יש להקדים את תחילת קידוח ליבה של באר בחישוב כלכלי. עמידה בתקני בטיחות וכללי תפעול של ציוד ממזערת את הסיכון לכשל בציוד, ובכך מבטיחה יעילות תפעולית גבוהה, מהירות קידוח ועלויות כלכליות מופחתות.
האם תרצה לחלוק את המורכבויות של טכנולוגיית העמודים המוכרת רק לך? האם יש לך מידע שימושי על נושא המאמר? אנא כתוב הערות בטופס הבלוק למטה, שאל שאלות ופרסם תמונות על נושא המאמר.
