קידוח באר רוטרי: סקירה של טכנולוגיית הקידוח והציוד הדרוש

אם לא ניתן לחבר בית כפרי לאספקת מים מרכזית, אתה צריך לארגן מערכת אוטונומית.רוב הבעלים מעדיפים לבנות אותו על בסיס באר, שפיתוחה משתמש בשיטות שונות. נסתכל על קידוח באר סיבובית - אפשרות מבטיחה מאוד, אך עד כה מעט ידועה.

המאמר שהצענו מתאר בפירוט את נבכי הטכנולוגיה הסיבובית ואת הכלים בהם נעשה שימוש. היתרונות והחסרונות של טכניקה זו מנותחים, ומוצגות דרכים ליישומו בפועל. העצה שלנו תהיה שימושית לבעלים נבונים של מגרשים פרטיים שרוצים לפקח על עבודתם של קודחים.

הגדרה של קידוח רוטרי

ראשית, בואו נסתכל מה זה בעצם קידוח בארות סיבוביות ומהן האלטרנטיבות שלו? קידוח אוגר עדיין מוכר כאחת השיטות הנפוצות ביותר לבניית צריכת מים.

למרות זאת טכנולוגיית בורג אינו מאפשר מעבר של סלע סלעי. מקדחת הברגים המשמשת בקידוח מקדחה אינה מסוגלת להרוס אבן גיר. אבל לעתים קרובות קורה שאתה צריך לקדוח בו, כי... לשכבות שמעל אין קצב זרימה יציב ומספק לניצול.

טכנולוגיית קידוח הליבה והמקדחה אינה מספקת את ההזדמנות לחדור לתצורות סלע. במקרה של בניית באר על אבן גיר, יעיל וחסכוני יותר להשתמש בשיטת הקידוח הסיבובי

לכן, טכנולוגיה סיבובית, ששימשה בעבר רק בתעשיית הכרייה, החלה להיות מוכנסת לבניית מבני צריכת מים פרטיים. אלמנט העבודה שלו ממוקם קצת בחלק התחתון של הבאר. באמצעות אזמל נהרסות קרקעות מלוכדות ולא מלוכדות ומרסקים את הסלע.

חפירת סלע הרוס מתבצעת באמצעות נוזל שמסופק לקרקעית דרך עמוד עבודה או טַבַּעתִי מֶרחָב. מדובר ב-2 שיטות קידוח שונות, אשר על כל אחת מהן נדון בהרחבה בהמשך.

קוטר הביט חורג מקוטר המיתר הפועל, מה שמאפשר:

• להפחית את צריכת האנרגיה עבור כל תהליך הקידוח (הכוח מושקע ישירות רק על הפיכת הקצה בכוח בחור התחתון, והפסדים עקב חיכוך של מיתר העבודה על קירות הבאר ממוזערים);
• להגן על רוב האלמנטים של מחרוזת העבודה מפני נזק, כמו גם על קירות הבאר הקודחת מפני הרס;
• ליצור בארות בקוטר מרשים (לדוגמה, עד 70 ס"מ) בעומקים מרשימים ביותר.

בדרך זו אתה יכול יוצרים בארות נושאות מים, עומק של 300 מטר או יותר, כלומר. קידוח צריכת מים כדי לספק מים לאזורי הדאצ'ה ולכפרים.

אז, ההגדרה: קידוח באמצעות העיקרון הסיבובי היא שיטה לפיתוח באר בה מועבר הכוח על הדק שבחור התחתון מהסיבובי. מסובב דרך עמודת העבודה. הוא מורכב ממוטות - צינורות פלדה צרים המחוברים זה לזה ברצף לאורך שקע לתוך האדמה.

אבל בפינוי פיר המכרה והפנים מהבוצה, משתמשים במים המסופקים בלחץ.הודות לפתרון זה, אין צורך לפרק ולהרכיב מחדש את מחרוזת הקידוח כדי לחלץ ליבה, כמו בקידוח ליבה.

הנוזל המוזרק לחפירה פותר מיד שתי בעיות חשובות: הוא מפנה את הדרך לאסדת הקידוח לבצע עבודות נוספות ומייצר ניקוי היטבהכרחי כדי להכין את צריכת המים לפעולה.

יתרונות הטכנולוגיה הסיבובית

מהם היתרונות של קידוח סיבובי על פני חלופות אפשריות? יש כמה מהם.

קוֹדֶם כֹּלבאמצעות קצה סיבובי, אתה יכול ליצור בארות בקוטר גדול שיכולות לספק באופן מלא את צורכי המים של מספר משקי בית בו זמנית.

זה לא סוד שקידוח הוא תהליך לא זול: הוא דורש ציוד מיוחד, וקודחים מנוסים חייבים לפקח ולנהל את התהליך. אחרי הכל, הפעילות הקשורה לקידוח בארות היא מורשה. מכאן המחיר הגבוה שלו.

בשל צורתו ועיצובו, הקיט במהלך קידוח סיבובי יכול ליצור בארות בקוטר גדול בהרבה ממקדחי מקדח וצינור ליבה

איחוד מספר משקי בית בבת אחת כדי לממן באר משותפת אחת למגרשים סמוכים הוא מיזם רווחי כלכלית. אבל זה דורש חיוב משמעותי. ברוב המקרים, אקוויפרים של משקעים רבעוניים (חולות) אינם יכולים לספק אותם.

באופן טבעי, עבור פעולה קולקטיבית, עדיף להתקין את צריכת המים על אבן גיר. מי התהום המופקים ממנו מאופיינים בשפע ובטוהר מים גדולים יותר. לנפח המשקעים אין את ההשפעה הקלה ביותר על קצב הזרימה של בארות על אבן גיר. לא ניתן לומר את אותו הדבר על בארות חול.

שנית, לשכנע בעלויות האנרגיה הנמוכות יחסית. אלמנט העבודה בקידוח סיבובי הוא הביט. אבל בניגוד לבורג ו קידוח ליבה, כלי הקידוח אינו יוצר אינטראקציה עם הקירות של החור הקדח

כלומר, רק הביט נמצא במגע ישיר עם הקרקע, שגובהה זניח ביחס לגובה מיתר המקדחה כולו. כתוצאה מכך, שיטה זו ליצירת בארות היא המהירה ביותר - עד 1000 מטרים ליניאריים בחודש!

שְׁלִישִׁי, לקוחות קולקטיביים נמשכים על ידי עומק הקידוח. רק בשיטה הסיבובית ניתן לקדוח באר עמוק לתוך סלעים מטמורפיים ואבניים בסלע, אשר מסדקיהם ניתן לשאוב מים שהרכבם מתאים ביותר לצורכי שתייה.

לרוב, רק מי תהליך מופק מעבודות צריכת מים בעומק של פחות מ-30 מ'. הרכבו מושפע ממאגרים סמוכים, נהרות עמוסי אשפה, משקעים ופשוט נוזלים טכניים שנשפכו על הקרקע. מקדחה וצינור ליבה יעזרו להשיג רק צריכת מים כזו.

כל הסט של ציוד הקידוח מותקן בקלות על פלטפורמת רכב יחידה בשימוש בינוני. זה הופך את תהליך הקידוח הסיבובי למתקדם הרבה יותר מבחינה טכנולוגית, ולכן זול יותר

בנוסף, קידוח סיבובי מאפשר לעבור את העבודות לעומק מלא מבלי לעבור לשיטת קידוח אחרת. כאשר מפתחים באר עם מקדחה, למשל, אם יש צורך לקדוח דרך בולדר, עוברים לשיטת חבל הקשה.

לשם כך, הסר את המקדחה מהקנה וזרוק את האזמל על הפנים עד שהבולדר נשבר. ואז לשחוט סולקה עם פיקדון. הוא משמש גם אם יש צורך להעלות חול רווי מים אל פני השטח, אשר פשוט לא ניתן לשמור בצינור הליבה.

התרגול מראה שלבארות שנקדחו בשיטה הסיבובית יש חיי שירות ארוכים יותר. מבחינה טכנולוגית, זה מוסבר על ידי העובדה שלאחר התקנת המעטפת המרכיבה את קירות הבאר, הטבעת מתחזקת עוד יותר.

ציוד לבניית באר

ראשית, קונסולה אנכית מותקנת על פני השטח מעל הבאר לחיזוק נוסף של הקישורים האנכיים של מחרוזת העבודה. הקישור הראשון של פיר מקדחה זה מצויד באלמנט עבודה - קצת, שיכול להיות בפורמטים שונים, בהתאם לקטגוריית הקידוח של הסלע.

כמובן, ציוד קומפקטי יותר משמש לקידוח בארות נושאות מים, ויצירת מגדל ייעודי, ככלל, אינה נדרשת

סט כלי קידוח

כאשר מעמיקים את החוליה הראשונה, הנר, מניחים עליה את הבא, הנקרא המוט, וכו'. אורכו של כל גוש צינורות כזה יכול להשתנות בין 20 ל 50 מ' כדי לפשט את היווצרות עמוד העבודה, כל מוט מצויד בחוט חרוטי עם מנעול.

כתוצאה מכך נוצר כלי קידוח המורכב מ:

• קצת עובד;
• מוט הנעה;
• עמודים של מוטות רגילים המחוברים זה לזה על ידי צימודים.

מיתר העבודה מוחזק באמצעות מסתובב, אשר מסובב על ידי רוטור. בהתאם לעומק המתוכנן לקדוח, כמו גם לתכונות הפיזיקליות והמכניות של האדמה, משתמשים במוטות סטנדרטיים או משוקללים ליצירת החוליה המובילה.

מוט ההנעה הוא בדרך כלל צינור משוקלל מכיוון שיש לו משימה טכנולוגית חשובה. דרכו זורמת תמיסת כביסה אל הפנים אל הקצה, שתפקידה לשטוף את הסלע הכתוש. וזה, בתורו, מעלה דרישות לחיבורי צימוד, שתפקידם לאטום את החיבורים בין הקישורים.

אל תשכח שלחץ הנוזל תלוי ישירות בגובה העמוד שנוצר (ולא תלוי בחתך הצינור). יתרה מכך, גם אם משתמשים במים כפתרון שטיפה, אז כל 10 מטר הלחץ יגדל ב-1 אטמוספירה.

לשם השוואה, כדאי לתת דוגמה. לחץ העבודה ברשת הצנרת הביתית בבית הוא 10 אטמוספרות, והצינורות החזקים ביותר מיועדים ללחץ של 20 אטמוספרות.

רק אם המערכות הביתיות נייחות ואינן זזות, מופעל לחץ השווה למשקל מחרוזת הקידוח על מוט ההינע. אבל הוא עדיין חייב להעביר דחף סיבובי וכוח אל הביט.

צימודים הם האלמנטים הקריטיים ביותר של המוט, מכיוון שהם נושאים את המשקל של כל החלק התחתון של המוט הסמוך, כמו גם את העומס מרעידות דינמיות ותנועה סיבובית שמעניק המנוע

הדרישות הבאות מוטלות על צימודים כאלמנטים מבניים של מחרוזת מקדחה:

• חייב להבטיח את אטימות חיבור המוט ולעמוד בלחץ נוזלים של עד 100 אטמוספרות (לפינוי התחתית עם סילון לחץ);
• חייב להיות עמיד בפני שחיקה כדי לא להפוך לבלתי שמיש עקב חיכוך על קירות הבאר;
• חייב להיות מסוגל להעביר מומנט מהחלק העליון של מיתר העבודה לתחתית ובסופו של דבר אל הביט.

חשוב ביותר שהצמדים יהיו באיכות הראויה. אם לפחות אחד מהם אינו עומד בעומס וחוט העבודה נקרע, אז יהיה קשה מאוד להרכיב את החלק התחתון שלו עם הביט. מבחינת עלויות הון, לפעמים קל יותר לקדוח באר חדשה בקרבת מקום מאשר להסיר מוט הנעה מנותק.

שימוש במים במהלך הקידוח

הנוזל שמסופק לפנים הוא לרוב מים רגילים. לפעמים, על מנת לייצב קידוח העובר דרך סלעים רופפים ולא קוהרנטיים (חול, אבן כתוש, חצץ וחלוקי נחל), מוזנת לבאר תמיסה עם תוספי קידוח. זה הכרחי, כי מעטפת לא מותקן בשלבים הראשונים של החפירה.

מים נכנסים לחפירה בלחץ בתוך מוט ההנעה (ואז מתרחשת שאיבה דרכה טַבַּעתִי החלל), או על ידי כוח הכבידה למטה טַבַּעתִי מקום, וההסרה כבר מתרחשת דרך עמודת העבודה עם משאבת שאיבה.

אלו הן 2 טכנולוגיות קידוח סיבוביות שונות, שתכונותיהן יידונו להלן.

קידוח סיבובי מאופיין במהירות הפיתוח הגבוהה ביותר של באר מים. במקביל לקידוח, הפיר נשטף והעבודות מוכנות לפעולה עתידית.

עם זאת, לא משנה באיזו שיטה משתמשים, יש לטהר את הנוזל המשמש בקידוח בכל מקום (לשימוש נוסף).

לשם כך, נעשה שימוש בסט הציוד הבא:

• אסם לאחסון בוץ קידוח. (אם אתם מתכננים לקדוח באר רדודה, בתוך כמה עשרות תוכלו לבנות אותה ישירות באדמה, ומים רגילים משמשים כנוזל שטיפה). הרפת משמשת כסוללה לנוזל השטיפה.
• מסננת רוטטת. תמיסת השטיפה המורמת מהבאר נושאת חלקיקים של סלע כתוש שיש להסיר. השיטה היעילה ביותר היא מכנית, באמצעות מסננת רוטטת.
• עוּקָה. לאחר הסרת חלקיקי סלע גדולים, הנוזל נכנס למיכל שיקוע כדי להסיר חלקיקים מרחפים המשקעים. כאשר משתמשים במים כנוזל שטיפה, נבנה לפעמים מיכל בור ישירות באדמה. בנוסף, הוא משמש להפרדת חומרים נוזליים ולהפרדת משקעים. הידרוציקלון.
• משאבת בוץ. זה המבטיח את זרימת תמיסת הכביסה.
• מערכת מרזבים. הם נחוצים לתנועת המים מנקודת היווצרות החפירה למקום טיהורו.

בסך הכל, כדי לפתח באר באמצעות טכנולוגיה סיבובית, יש צורך במנגנונים ובציוד הבאים:

1. מגדל או קונסולה להרכבת מחרוזת מקדחה ממוטות ופירוקו עם סיום הקידוח וכן מערכת נוסעת.
2. מנוע, הבטחת סיבוב של הרוטור.
3. ציוד נוזלי. מנגנונים והתקנים להבטחת זרימת נוזל הכביסה וניקויו (משאבה; מסננת רוטטת; מיכלי שיקוע ו/או הידרוציקלון; אסם אחסון לנוזל כביסה; מערכת צינורות ומרזבים).

עבור קידוח סיבובי של בארות רדודות, כל מערך הציוד הרשום הוא קומפקטי מאוד (לדוגמה, בום הקונסולה מתקפל). זה מבטיח מיקום קל של ציוד הקידוח בכל מקום נוח לפעולות הקידוח ולתפעול הבא.

שתי אפשרויות קידוח סיבובי

בהתאם לשיטת אספקת נוזל הקידוח לתחתית, ישנם 2 סוגים של טכנולוגיית קידוח סיבובית:

1. עם הזנה ישירה;
2. עם הזנה הפוכה.

יש לציין כי הנוזל המסופק לפנים מיועד לא רק לשטיפה ופינוי סלע כתוש. זה גם מקרר את החלק, שהופך חם מאוד מחיכוך. במקרה של אספקת נוזלים ישירה, המשאבה יוצרת את הלחץ העודף שלה.

מים חודרים לחור התחתון דרך החורים הטכנולוגיים בקצה, "קולטים" את הסלע הכתוש ואז זורמים בכוח הכבידה דרך הבאר (כלומר, דרך טַבַּעתִי חלל ביחס למוט המוביל) נכנס למשטח, שם הוא נכנס למכלול הניקוי (מסננת רוטטת, הידרוציקלון).

שטיפה יכולה להיות ישירה או הפוכה, מה שיקבע את מאפייני האיכות של הציוד המשמש, אך הדיאגרמה העקרונית תקפה לשני סוגי הטכנולוגיה

טכנולוגיית ההזנה ההפוכה מרמזת כי נוזל השטיפה זורם לתחתית על ידי כוח הכבידה, יורד דרך הבאר, אך התמיסה עם חומר מרוסק זורם בחזרה אל פני השטח דרך צינור מוט ההנעה. במקרה זה, משאבת הבוץ יוצרת בה לחץ שלילי.

למרות הפשטות לכאורה של שתי הטכנולוגיות, יש כאן הרבה יותר ניואנסים ממה שנראה במבט ראשון. לפיכך, נראה כי ראוי להתעכב על כל אחת מטכנולוגיות הקידוח הללו ביתר פירוט.

קידוח עם אספקה ​​ישירה של נוזל שטיפה

טכנולוגיה זו נקראת לפעמים גם "זרימת מים ישירה". רצוי להשתמש בו בקרקעות חוליות, חצץ, אבן כתוש. הוא משמש גם אם עומק האקוויפר אינו עולה על 30 מ'. זה כאן שמוסיפים לנוזל תוספים, המגדילים את צפיפותו ויציבותו של תא המטען.

קידוח סיבובי מאופיין בהפחתה הדרגתית בקוטר הבאר הנקדח. במילים אחרות, הבאר בקוטר הגדול ביותר קודחת תחילה, ואז היא מתיישב צינור, והמרווח הטבעתי בין המשטח החיצוני של הצינור לקיר הבאר מלא בטיט מלט דרך חורים טכנולוגיים.

ואז הקידוח נמשך עם מעט קטן יותר. ואז שוב מעטפת, ולחלק החדש יש קוטר קטן עוד יותר וכו'. ככל שתצטרכו "להסיח את דעתכם" בתדירות נמוכה יותר על ידי מלט באר, כך תגדל תפוקת הקידוח, מה שמתורגם בסופו של דבר לעלות הכוללת של התהליך ושל הבאר כולה.

בנוסף, מעטפת תכופה מדי מובילה בסופו של דבר לכך שהקוטר האפקטיבי של הבאר (הקוטר הפותח את האקוויפר) מצטמצם מאוד. אז, "זרימת מים ישירה" מאופיינת בעובדה שלא ניתן לשתול את הבאר בשיטה זו של היווצרותו עד 100 מטרים.

הלחץ העיקרי של נוזל השטיפה נוצר על ידי המשאבה בתוך מוט ההינע, ו טַבַּעתִי הנוזל עם אלמנטים של סלע כתוש ממלא את החלל על ידי כוח הכבידה, מבלי להרוס את דופן הבאר בלחץ עודף.

דיאגרמת קידוח עם אספקה ​​ישירה של נוזל שטיפה. הוא מוזן לפנים דרך צינור המוט המוביל, והוא עולה אל פני השטח על ידי כוח הכבידה

עם זאת, לשיטת קידוח זו יש גם חסרונות. במיוחד, ארוך מדי ללא כיסוי אזור זה מוביל להחדרת חלקיקי חרסית עדינים אל האקוויפרים, אשר יכולים להפחית ולהאט משמעותית את זרימת המים לעבודות מהאקוויפר.

חלקיקים אלה כאן ממלאים את התפקיד של פקקים מוזרים של נקבוביות ו מיקרו ערוצים בסלע שדרכו מחלחלים מים.לכן, הליך המעטפת המבוצע במהלך תהליך הקידוח נחוץ כדי לשמור על הפרודוקטיביות הנוספת של הבאר כולה.

קידוח עם זרימה הפוכה של נוזל שטיפה

בשיטה זו של בקרת נוזלים, הקנה והתחתית מנקים בצורה הטובה ביותר. המשאבה כאן לא לוחצת את הנוזל לתחתית, אלא להיפך, שואבת אותו בחזרה, וזה מוביל לעובדה שמהירות היווצרותה של באר עם קצת עולה בסדר גודל ואפילו פי כמה. בהשוואה לשטיפה ישירה.

הבאר עצמה אינה נתונה לזיהום על ידי תכלילי חימר עם זרימת נוזל השטיפה המסופק. אחרי הכל, המשאבה שואבת את כל מה שעלול להכיל בה. אגב, אין כאן הגיון מעשי בתוספים נוספים, ולכן משתמשים במים נקיים כאותו נוזל שטיפה.

תכנית של שטיפה לאחור במהלך קידוח סיבובי. ההזנה זורמת על ידי כוח הכבידה דרך הטבעת, והסלרי נמשך לאחור על ידי משאבה דרך צינור המוט המוביל

אז בואו נסכם את היתרונות של קידוח זרימה הפוכה:

• מהירות הקידוח עולה (בהשוואה לאפיק מים ישיר) עד פי 15;
• האקוויפר אינו סתום בחלקיקי חימר וגרגרי חול מלוחים מהתחתית, ובכל זאת פתוח רמות באר;
• הודות לפתיחה האיכותית של האקוויפר, אין צורך להכין את הבאר בנוסף לפעולה, אתה יכול מיד להתקין את המעטפת הפנימית עם מסנן ולהתחיל לשאוב;
• מים פשוטים (ולכן זולים) משמשים כנוזל עבודה.

עם זאת, לשיטה זו יש גם חסרון משמעותי.זה מצריך שימוש בציוד יקר, מה שמוביל בסופו של דבר לעלייה משמעותית בעלות של כל תהליך הקידוח בכללותו.

לכן, קידוח "זרימת מים הפוכה" מתבצע רק במקרים בהם הבאר מיועדת לפעולה על ידי מספר משקי בית בו זמנית. אבל אם הבאר מיועדת לשימוש פרטני, אז זה הרבה יותר סביר להשתמש בטכנולוגיית קידוח סיבובית עם זרימת מים ישירה.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

סרטון מס' 1. הדגמה ויזואלית של תהליך הקידוח הסיבובי צעד אחר צעד:

סרטון מס' 2. ניתוח של טכנולוגיה סיבובית ועקרונות של בניית באר:

סרטון מס' 3. זרימת מים במהלך קידוח סיבובי:

המצב עם נוכחות ועומק של אקוויפרים יכול להשתנות מאוד ממקום למקום (ובמקומות מסוימים אין כאלה בכלל, כמו באי מדיירה).

בעת תכנון באר ובחירת שיטת הקידוח הסיבובי האופטימלי, יש להשתמש במפות קיימות של אקוויפרים שנחקרו. זה יעזור לך לחסוך כסף וזמן משמעותיים.

ספר לנו על הניסיון שלך בפיתוח בארות באמצעות טכנולוגיה סיבובית. שתף ניואנסים טכנולוגיים שיהיו שימושיים למבקרים באתר. אנא השאר הערות בטופס הבלוק למטה, פרסם תמונות ושאל שאלות על נושא המאמר.