שיטות קידוח בארות: עקרונות טכנולוגיים ותכונות של השיטות העיקריות

הקמת באר צריכת מים כרוכה בשימוש בשיטות קידוח שונות. קרקעות רופפות ורווי מים מוסרות באמצעות עזר. לקידוח דרך תצורות חימר וסלע, נעשה שימוש בשיטות קידוח בארות המבוססות על עקרון הסיבוב והרעידות.

העבודה כוללת מנגנונים המאפשרים פיתוח קרקעות מסוגים שונים ולעומקים שונים. אנו נספר לכם כיצד לבחור את טכנולוגיית הקידוח האופטימלית המאפשרת לכם להשלים במהירות וללא רבב את החפירה עבור מתקן צריכת המים.

כדי להציג חזותית את המידע שאנו מציעים, הטקסט מתווסף בדיאגרמות שימושיות, אוספי תמונות ומדריכי וידאו.

סוגי שיטות קידוח

בעבר בוצעו בעיקר קידוחים של בארות נושאות מים לשימוש אישי באופן ידני. זה היה תהליך עתיר עבודה וארוך, ולכן לא כל בעל מגרש או קוטג' יכול להתפאר בכך שיש לו מקור אספקת מים משלו.

בהדרגה, הקידוח הממוכן החליף את השיטות הידניות בשל הקלות והאצה משמעותית של התהליך.

כיום, כמעט כל בארות האקוויפר נקדחות בשיטה ממוכנת, המבוססת על הרס אדמה, אספקתה אל פני השטח באחת משתי דרכים: יבשה, כאשר מוציאים אדמה פסולת מהבאר באמצעות מנגנונים, והידראולית, כאשר הוא נשטף עם מים המסופקים תחת לחץ או כוח משיכה.

קיימות שלוש שיטות עיקריות לקידוח מכאני:

• סיבובי (האדמה מפותחת ברוטציה).
• הֶלֶם (קליע הקידוח הורס את האדמה עם פגיעות).
• רוֹטֵט (האדמה מפותחת על ידי רעידות בתדירות גבוהה).

שיטת הסיבוב נחשבת ליעילה ביותר, יעילה פי 3-5 משיטת ההלם ופי 5-10 יותר יעילה משיטת הרטט. בנוסף, שיטת הסיבוב היא הזולה והנגישה ביותר, היא משמשת לרוב כשיטה העיקרית לקידוח ידני.

שיטות סיבוב מכניות של קידוח בארות מים החליפו שיטות ידניות לא יעילות

בתורו, שיטת הקידוח הסיבובי, בשימוש נרחב לבניית בארות מים, מחולקת לארבעה סוגים עיקריים של קידוח:

• הליבה;
• לִדפּוֹק;
• הלם-חבל;
• מַחזוֹרִי.

לכל סוג של קידוח סיבובי מאפיינים משלו והוא מבוצע עם ציוד שתוכנן במיוחד למטרה זו. הבה נסתכל על סוגי קידוח אלה ביתר פירוט, נקבע מה ההבדלים ביניהם ובאיזו שיטה יש להשתמש בכל מקרה ספציפי.

פירוט של קידוח הליבה

קידוח ליבה הוא שיטה סיבובית מכנית שבה מחלצים אדמה חרסיתית או חולית צפופה בצורה של ליבה גלילית. מקדחת ליבה היא צינור מתכת בעל דופן עבה.

בחלק העליון של מקדחת הליבה קיים מכשיר לחיבור מוטות הנחוצים להארכת מיתר המקדחה. להלן כתר, שסוגו נבחר בהתאם לקטגוריית הקרקע לקידוח.

בנהיגה בשיטת הליבה, האדמה נהרסת על ידי כתר בצורת טבעת. החלק הפנימי של הליבה נשמר בצורה לא פגומה. כדי להקל על תהליך הקידוח בחומרים קשים ומוצקים למחצה, חרסיות וסלעים, מסופק נוזל קידוח לחור התחתון.

במהלך קידוח הליבה, האדמה לא נהרסת, אלא "נקדחת החוצה" עם כתר ונלכדת בצינור הליבה. הסלע הנקדח מופק אל פני השטח בצורה של ליבה - עמוד גלילי מונוליטי של סלע

בוצה מהפנים מוסרת לעיתים בשטיפה - על ידי הזרקת כמות גדולה של מים לפיר הייצור. לרוב, השטיפה מוחלפת בנשיפה באוויר דחוס המסופק על ידי מדחס בתוך הצינור.קידוח מסוג זה מאפשר לקדוח בארות בעומק של עד 1000 מטר ובקוטר של 8 עד 20 ס"מ.

קידוח ליבה מכני מתבצע באמצעות אסדות קידוח כגון ZIF, UGB, UKB, המותקנות על כלי רכב כגון KAMAZ, KrAZ, סקידרים וכו'. בגרסה עבור קידוח ידני צינור הליבה מקוצר ונקרא פעמון או זכוכית. צינור הליבה דומה מבחינה מבנית לפריט הביתי האחרון, ההפוך.

קידוח ליבה משמש במקרים הבאים:

• חקר גיאולוגי של משאבי מינרלים;
• קידוח בארות מחקר;
• בניית בארות נושאות מים בכל עומק, לרבות בארות נטולות סינון בסלעים.

עבור מכשיר בארות מים פרטיות במקרים מסוימים, נעשה שימוש בשיטת הליבה לפני התחלת קידוח מקדחה או סיבובי, במקביל לביצוע תפקיד חקירה והכנה.

בבניית בארות פרטיות נעשה שימוש בקידוח ליבה בשילוב עם קידוח חבל הקשה. שכבות החימר מועברות דרך צינור ליבה. חולות רופפים, חצץ וחלוקי נחל עם מילוי חול, שאינם נשארים בצינור הליבה, מוסרים מהפיר על ידי צלוניזציה.

מבחינת יעילות, שיטת הליבה נחותה במקצת משיטת המקדחה של קידוח בארות צריכת מים. מקדח קודח מהר יותר, אך אינו מאפשר לפיר להשתחרר לחלוטין מהסלע הנקדח. הם משמשים לעתים רחוקות בזוגות. ואם זה קורה, אז המטרים הראשונים מכוסים במקדחה.

הכתרים אינם הורסים את האדמה, אלא חותכים אותה בזהירות סביב ההיקף, ויוצרים "עמודים" - ליבות, על ידי לימוד שניתן ליצור קטע הידרולוגי של האתר

ציוד וכלים בשימוש

הכלים הבאים משמשים לקידוח ליבה:

• מקדחים עשויים יהלום או חומר קרביד אחר (פלדה, טונגסטן, pobedit);
• צינור ליבה;
• צינור להסרת בוצה;
• מוטות הנדרשים להארכת מחרוזת המקדחה;
• חיבורי צימוד, מתאמים בין צינורות, בלוטת שטיפה.

בעת קידוח בתצורות סלע, ​​המקדחה נשחקת במהירות ויש להחליפו. חומר הכתר יקר ויכול לעמוד בעומסים עצומים; אפשרויות קידוח יהלומים הן הנפוצות ביותר.

כל הכלים המשמשים במהלך תהליך הקידוח חייבים להיות מיושרים, כלומר. להיות ממוקם בדיוק ביחס לציר הקידוח.

טכנולוגיית קידוח ליבה

המאפיין העיקרי של קידוח הליבה הוא מעבר הסלע עם שימורו המלא בצינור הליבה. הָהֵן. כאשר פועל ציוד קידוח, הכתר הורס את האדמה בטבעת, שככל שהיא מעמיקה היא נדחפת לתוך צינור הליבה ומוחזקת בו בשל צפיפותה.

כאשר מוציאים את הצינור המלא מפיר המכרה, הוא משוחרר מהליבה על ידי הקשה עליו בפטיש.

תהליך קידוח הליבה שלב אחר שלב הוא כדלקמן:

• המקדחה מחוברת לצינור הליבה;
• צינור הליבה מחובר למוטות, הגדלים ככל שהם מעמיקים;
• המוט העליון קבוע באסדת הקידוח;
• מכונת הקידוח מסובבת את מחרוזת הקידוח ו"מבריגה" אותו בהדרגה לתוך האדמה;
• צינור הליבה מתמלא בהדרגה בליבה - אדמה תקועה בחלל שלה;
• לאחר קידוח 50 - 70 ס"מ, מחרוזת המקדחה מוסרת אל פני השטח, המוטות מנותקים בזה אחר זה עד להסרת צינור הליבה;
• הצינור משוחרר מסלע קדוח;
• הקליע המרוקן מורידים שוב לתחתית, ומאריך את מחרוזת הקידוח עם מוטות.

הפעולות מתבצעות לפי הסדר המתואר עד שהבאר חודרת את האקוויפר וחודרת 50 ס"מ לתוך הסלע העמיד למים שבבסיסו.

אם תיקון האקוויפר העליון אינו מטרת החפירה, אז השכבות העליונות יכולות להיות מקדחה עם שטיפה. במקרה זה, המשאבה מוכרת את תמיסת השטיפה דרך צינור לתוך הצינורות. לאחר מכן, הפתרון מעלה את האדמה הממוקשת אל פני השטח.

אם מטרת בניית הבאר אינה אקוויפר במשקעים חוליים, ניתן לבצע קידוח עד הגעה לסלעים באמצעות שטיפה

יתרונות וחסרונות חזקים

בהשוואה לשיטות חבל הקשה וסיבוביות של קידוח מכני, קידוח הליבה מתבצע די מהר, ומצמצם משמעותית את זמן העבודה. החיסרון העיקרי שלו הוא חוסר היכולת להרים קרקעות רופפות וחלוקי נחל רוויים במים. הוא נע באיטיות דרך הסלע, ומצריך אזמל כדי לחדור לסלעים.

היתרונות של קידוח הליבה כוללים:

• פרודוקטיביות גבוהה ויכולת לקדוח בארות בעומק של מעל 100 מ';
• הפחתת עומסים על ציוד קידוח עקב הרס של סלע חרסית, בדומה לחיתוך שלו;
• אפשרות שימוש במתקן קידוח נייד במידות קומפקטיות.

קידוח ליבה הוא אחת השיטות המהירות ביותר לפיתוח פעולת צריכת מים. ניתן לקדוח באמצעותה באר חול ביום עבודה אחד. בפיתוח צריכת מים ידנית ייקח הרבה יותר זמן.

תכונות של קידוח מקדחה

סוג זה של קידוח כיום משמש לרוב בעת בניית בארות נושאות מים במשקי בית פרטיים. תכונה מיוחדת של קידוח מקדחה היא שהסלע שנכרה מוסר לחלוטין מאתר הבאר ללא שימוש בציוד נוסף. השיטה מזכירה הברגה ומאפשרת לקדוח לעומק ובו זמנית להסיר אדמה מיותרת.

הכלי המשמש לקידוח נקרא מקדחה. זהו מוט מתכת עם להבים. בהברגה לתוך האדמה, המקדחה הורסת את הסלע המשתהה על להביו. בשל העיצוב הספציפי של המקדחה, אי אפשר לשחרר לחלוטין את הפנים מהמזבלה. לכן, הוא משמש בעיקר לחדירה של שכבות עליונות.

קידוח עם מקדחה היא שיטה מהירה וזולה שאינה מצריכה ארגון של מאגר לשטיפה

קידוח באמצעות מקדחה אינו דורש מאמץ רב ועלויות כספיות, ולכן היקף היישום של שיטה זו הוא רחב למדי: בארות חיפוש גיאולוגיות, הנחת תקשורת, בניית בארות קדוחות ובחלקן קידוח מים.

כעת הוא משמש באופן פעיל לבניית בארות חבשיות, כדי לא להניע את המחט היטב לתוך אדמה צפופה, אלא להקל מעט על תהליך טבילת הפיר בסלע שנהרס בעבר.

השיטה מתאימה לפיתוח בארות נושאות מים בעומק של עד 30 מ' על קרקעות רכות ורופפות ועד 20 מ' על קרקעות בינוניות. לאחר הקידוח עם מקדחה והתקנת המעטפת, יש לפנות את שקע הבאר מסלע שלא נחלץ באמצעות עזר.

המקדחה ממש לא מתאימה לעבודה באזורים סלעיים! הוא משמש לקידוח חלקי של בארות עד 120 מ', בעוד שיטה זו משולבת עם אחרים: סיבובי, חבל הלם, ליבה.

ציוד וכלים מעורבים

קידוח אוגר מתבצע באמצעות אסדת קידוח, שהמרכיב העיקרי בה הוא כלי קידוח מסוג בורג העשוי ממתכת בעלת חוזק גבוה. מחרוזת המקדחה מורחבת עם מקדים בגודל שווה ככל שהוא מעמיק.

הערכה כוללת לעיתים ביטים להבים, הנחוצים למעבר סלעים רופפים, וכן ביטים בעלי ראשים עגולים או בצורת חרוט, המשמשים לפיתוח סלעים קשים.

אסדת קידוח המבוססת על רכב המצויד במנוע חזק היא האפשרות הטובה ביותר לקידוח במקומות קשים לגישה ומרוחקים

רוב אסדות הקידוח המודרניות מצוידות במכלולים חלולים המצוידים במנעולים הפיכים המונעים מהכלי לנוע בכיוון ההפוך.

במהלך תהליך הקידוח, חלקי החותך של המקדחה מקוררים על ידי האדמה המפותחת, והסלע המפותח עולה בספירלות. זה מאפשר לבצע קידוח ללא עצירה, מה שמפחית משמעותית את עלויות הזמן והאנרגיה של יצירת באר נושאת מים.

טכנולוגיית קידוח אוגר

לאחר השלמת החדירה, שעומקה 1.5 - 2.0 מ', מסירים את המקדחה וה מַעֲטֶפֶת. קוטר באר צריכת המים הנקדח באמצעות מקדחה הוא 50 - 200 מ"מ ותלוי בגודל הכלי בו נעשה שימוש.

קריסת קירות הבאר נמנעת על ידי צינורות מעטפת. זה חשוב במיוחד עבור קרקעות רופפות ולא מלוכדות, ולכן לקודחים יש כלל: בעת קידוח חוליות וחולות, השתמשו במזלפים עם להבים הממוקמים בזווית של 30 - 60 מעלות, ובעת קידוח חול צפוף, בכלים עם להבים בזווית של 90º.

עם נטייה קטנה יותר של הסיבובים של ספירלת המקדחה, יותר מהמזבלה המנותקת נישא אל פני השטח על ידי המקדחה.

קידוח מקדחה אינו מצריך שימוש בנוזל קידוח; הסלע שפותח באמצעות קצה נישא אל פני השטח על להבי הכלי

יתרונות וחסרונות של שימוש במקדחה

שיטת קידוח המקדחה מאפשרת לבנות באר במהירות האפשרית, בתנאי שגודל המקדחה וזווית הנטייה של הביט נבחרו בצורה נכונה.

היתרונות של קידוח מקדחה כוללים:

• האדמה עולה אל פני השטח מיד במהלך תהליך הקידוח;
• מהירות גבוהה של העמקה לתוך הקרקע ללא עצירות טכנולוגיות;
• אין צורך לשטוף את צינור הבאר;
• ניתן להשתמש ביחידת מקדחה קומפקטית או מקדחה ידנית לקידוח בתוך הבית (במרתף);
• אין צורך להרים את החוליה הראשונה למשטח ולפרק/להרכיב את מחרוזת המקדחה כמו בשיטת הליבה.

החיסרון העיקרי של קידוח מקדחה יכול להיחשב כחוסר יכולת לעבוד על קרקעות רופפות וקשות מאוד, אך יחד עם זאת, מקדחה היא כלי אידיאלי לקידוח באדמות חרסית, מעורבת (חרסית וחולית) ורכה.

חיסרון נוסף המגביל את השימוש במקדחה לבניית בארות נושאות מים הוא הצורך להשתמש בשיטת הלם-חבל כדי לנקות את הפיר מסלע שנשפך.

דִמיוֹן מקדחה - סליל בשימוש נרחב בקידוח ידני. הוא הורס את הסלע באותו אופן ותופס אותו בלהביו כדי לחלץ אותו כלפי מעלה.

מאפיינים של קידוח סיבובי

קידוח סיבובי היא שיטה של ​​קידוח סיבובי רטט, בה הרס קרקע מתבצע באמצעות ביט המונע בתחתית הבאר על ידי הרוטור של אסדת הקידוח. הרוטור מסתובב ממנוע מכונית או מנוע חשמלי המותקן בנפרד דרך גל הינע.

האדמה המפותחת נשטפת מתוך פיר הבאר באמצעות שטיפה ישירה או הפוכה. ניתן לספק את תמיסת הכביסה על ידי כוח הכבידה או על ידי תחנת שאיבה.

רוב בארות הארטזיות נקדחות בשיטת הקידוח הסיבובי: שימוש במקדחה מסובבת על ידי רוטור, ולאחר מכן שטיפת הבאר וחיבור צינורות מעטפת.

קידוח סיבובי משמש לפיתוח קרקע סלעית וחצי סלעית בעת בניית בארות עמוקות עד 150 מ' אסדת קידוח סיבובית עם קצה שנבחר כהלכה וצינורות קידוח משוקללים מתמודדת היטב עם תצורות סלע.

מומחי קידוח ממליצים להשתמש בשיטת קידוח זו בכפוף לתנאים הבאים:

1. הקטע ההידרוגיאולוגי של האתר נחקר היטב. ידוע שיהיה צורך לקדוח סלעים. ידועה רמת ההתרחשות של אזור האקוויפר בסלע האם.
2. למי תהום יש לחץ המאפיין בארות ארטזיות
3. קיימת אפשרות לאספקה ​​רציפה של מים טכניים לשטיפת הבאר.

באזורי הדרום ניתן לבצע קידוח סיבובי בכל ימות השנה, אך באקלים הצפוני השימוש בשיטה זו מוגבל עקב אפשרות הקפאת נוזל הקידוח.

ציוד וכלים בשימוש

קידוח סיבובי של בארות נושאות מים מתבצע באמצעות מסגרת או מגדל סריג שעליו ממוקמים ציוד הרמה ואלמנטים אחרים של אסדת הקידוח. הדריק מאפשר להעלות ולהוריד מיתרי קידוח לתוך הבאר.

אסדת הקידוח הסיבובית כוללת:

• מגדל מסגרת או סריג;
• מנוע כונן;
• רוטור ומחרוזת מקדחה;
• ציוד שאיבה ומערכת לטיהור נוזל שטיפה;
• ציוד הרמה, קו לחץ, מסתובב, אטמים וכו'.

אסדות הנעה עצמית משתמשות במנוע הבעירה הפנימית של רכב כמנוע, שעל בסיסו ממוקם מתחם הקידוח. במקרה זה, כוח המנוע מווסת את מהירות כלי הקידוח.

מקור האנרגיה לאסדת קידוח סיבובית יכול להיות מנוע חשמלי נייח או נייד, מנוע בעירה פנימית של מכונית או גנרטורים.

הרוטור, באמצעות התקן גלגלי שיניים, מעביר סיבוב לצינור ההנעה, אשר בתורו מעביר אותו לכלי הקידוח הראשי - הביט.האזמל יכול לקבל צורות שונות והוא עשוי מחומרים בעלי חוזק גבוה: מרוכבים, פלדה מצופה יהלום וכו'.

עבור כל סוג אדמה, נבחר גודל וצורה מיוחדים של הביס, ובכך מבטיחים יעילות גבוהה ומהירות חדירה.

הייחודיות של טכנולוגיית הרוטור

קידוח סיבובי של בארות מים מתבצע בשלושה שלבים:

1. הרס סלע באמצעות אזמל.
2. סילוק הסלע הרוס אל פני השטח על ידי זרם מים מוזרק.
3. חיזוק קירות הבאר עם צינורות מעטפת.

הסרת האדמה ההרוסה מתבצעת בכביסה הפוכה או ישירה. בחירת שיטת השטיפה תלויה בתנאים ספציפיים: עומק הבאר, סוג הקרקע, זמינות הנפח הנדרש של מי שטיפה.

ככלל, חוות פרטיות משתמשות בטכנולוגיית קידוח במחזור ישיר, הכוללת את השלבים הבאים:

• נהיגת פיס בקוטר גדול לתוך האדמה;
• סיבוב של הביט בהשפעת הרוטור;
• התקנת צינורות מקדחה והתקנת צינורות משוקללים בינם לבין הביט;
• פינוי אדמה פסולת על ידי לחץ נוזלי באמצעות משאבה;
• התקנה של צינור מעטפת למניעת נפילת אדמה בתוך הבאר;
• קידוח עם קוטר קצת יותר קטן וחוזר על כל המחזור.

במהלך השטיפה האחורית מוציאים אדמה מהבאר דרך צינורות מחרוזת הקידוח, ונוזל השטיפה נשפך בין דפנות הבאר והצינורות.

מים זורמים על ידי כוח המשיכה לתוך מאגר שהוכן מראש, שם הם מנוקים מאדמה ובוצה, וחוזרים אל מחרוזת הקידוח עבור חלק חדש של פסולת אבן.

במקרים מסוימים, בעת ביצוע קידוח סיבובי, לא משתמשים בשטיפה ישירה או הפוכה, אלא נשיפה עם אוויר בלחץ שנוצר באמצעות מדחס

יתרונות וחסרונות של קידוח סיבובי

היתרון העיקרי של השיטה הסיבובית הוא היכולת לקדוח בארות עמוקות עם צריכת מים באבן גיר שבור.

בנוסף, לשיטת קידוח זו יש את היתרונות הבאים:

• איכות גבוהה של פתיחת אקוויפר בסלע;
• אפשרות בניית באר בקוטר גדול עד 200 ס"מ;
• מהירות קידוח גבוהה, צריכת אנרגיה נמוכה.

חסרון משמעותי של קידוח סיבובי הוא הצורך לארגן שטיפת באר.

באיזו שיטת קידוח עלי לבחור?

כל השיטות הנחשבות של קידוח מכני נמצאות בשימוש נרחב לבניית בארות נושאות מים.

לסיכום, אנו יכולים לומר כי:

1. רצוי להשתמש בקידוח ליבה לחדירה בקרקעות חרסית מפלסטיק.שיטת הליבה מתאימה לבניית רוב פעולות צריכת המים; במידת הצורך היא משמשת יחד עם שיטת הלם-חבל.
2. קידוח אוגר דומה בהיקפו לשיטת הליבה. הוא נבדל ממנו באיכות ירודה של ניקוי הקידוח ודורש שימוש חובה בביילר או שטיפה ארוכת טווח של הבאר לפני ההפעלה.
3. קידוח רוטרי הוא האפשרות הטובה ביותר לקידוח בארות בקרקעות סלעיות.

העלות של פיתוח באר בשיטת קידוח מסוימת תלויה במידה רבה באיזה ציוד נעשה שימוש, כמו גם בקטגוריות הקידוח של הסלעים הקודחים.

השיטה שנבחרה נכון לקידוח באר תעזור לא רק להפחית את הזמן המושקע בקידוח, אלא גם תאפשר לך להפעיל את מקור המים ללא בעיות בעתיד

אתה יכול לקרוא על איך לעשות אסדת קידוח במו ידיך באחר מאמר פופולרי האתר שלנו.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

סרטון מס' 1. הדגמה של העיקרון של קידוח ליבה קלאסי עם מיצוי ליבה באמצעות לחץ מים:

סרטון מס' 2. תכונות של קידוח באר עם מקדחה:

סרטון מס' 3. קידוח ליבה של באר עם שטיפה של התחתית והתקנת מעטפת כפולה שחלקה החיצוני עשוי מצינורות פלדה, החלק הפנימי עשוי פולימר:

קידוח באר נושאת מים הוא תהליך עתיר עבודה. לא רק מהירות הקמת מקור מים אוטונומי, אלא גם העלויות הכספיות תלויות בנכונות שיטת הקידוח שנבחרה.

הדבר הראשון שכדאי לשים לב אליו בבחירת שיטת קידוח הוא סוג הקרקע ועומק האקוויפר. בהתבסס על פרמטרים אלה, אתה יכול לבחור את האפשרות הטובה ביותר שתאפשר לך לקדוח באר במהירות ובזול.

האם תרצה לחלוק את ההיסטוריה של קידוח באר באתר שלך או מידע שימושי על נושא המאמר? נא להשאיר הערות בבלוק למטה. כאן תוכלו לשאול שאלה או להצביע על נקודות שנויות במחלוקת בטקסט.