Als een landhuis niet kan worden aangesloten op de centrale watervoorziening, moet u een autonoom systeem organiseren. De meeste eigenaren geven er de voorkeur aan om het op basis van de put te regelen, bij de ontwikkeling waarvan verschillende methoden worden gebruikt. We zullen het boren van boorputten overwegen - een veelbelovende, maar tot nu toe weinig bekende optie.
In ons artikel worden de fijne kneepjes van de rotortechnologie en de gebruikte gereedschappen in detail beschreven. De voor- en nadelen van deze techniek worden onderzocht en methoden voor de implementatie in de praktijk worden gepresenteerd. Ons advies zal nuttig zijn voor de voorzichtige eigenaren van privépercelen die het werk van boormachines willen volgen.
Definitie van roterend boren
Om te beginnen zullen we analyseren wat roterend boren van putten inhoudt en wat zijn de alternatieven? Boren met vijzel wordt nog steeds erkend als een van de meest gebruikelijke manieren om water te onttrekken.
Schroeftechnologie laat echter geen rotsachtige rotsblokken door. De schroefboor die bij het schroeven wordt gebruikt, kan kalksteen niet vernietigen. Maar het komt vaak voor dat je erin moet boren, omdat de bovenliggende lagen zijn niet stabiel en voldoende voor bedrijfsstroomsnelheid.
Kern- en schroefboortechniek biedt geen mogelijkheid om rotsformaties te passeren. In het geval van het installeren van een put op kalksteen, is het efficiënter en economischer om de roterende boormethode te gebruiken
Daarom begon rotatietechnologie, die voorheen alleen in de mijnbouw werd gebruikt, te worden geïntroduceerd in het kader van de bouw van particuliere waterinlaatfaciliteiten. Het werkelement bevindt zich een beetje in het bodemgat van de put. Met behulp van een beitel worden samenhangende en onsamenhangende gronden vernietigd, wordt rotsachtig gesteente verpletterd.
De opgraving van het vernietigde gesteente wordt uitgevoerd met behulp van vloeistof, die via de werkkolom of ringvormige ruimte naar het gezicht wordt gevoerd. Dit zijn 2 verschillende boormethoden, die elk hieronder in detail zullen worden besproken.
De diameter van de bit is groter dan de diameter van de werkkolom, waardoor:
- de energiekosten voor het gehele boorproces te verlagen (het vermogen wordt hier alleen direct besteed aan draaien met de kracht van de beitel in het vlak, en de wrijvingsverliezen van de werkstreng tegen de boorgatwand worden geminimaliseerd);
- de meeste elementen van de werkstreng tegen beschadiging beschermen, evenals de wanden van de geboorde put tegen vernietiging;
- creëer boorgaten met een indrukwekkende diameter (bijvoorbeeld tot 70 cm) op extreem indrukwekkende diepten.
Op deze manier kunnen watervoerende lagen met een diepte van 300 meter of meer, d.w.z. Boor waterinlaten om water te leveren aan zomerhuisjes en dorpen.
Dus de definitie: roterend boren is zo'n manier om een put te ontwikkelen waarin de kracht op het bit in het vlak wordt overgedragen van de roterende rotator door de werkstreng. Het is samengesteld uit staven - smalle stalen buizen die opeenvolgend met elkaar zijn verbonden door de diepte in de grond te veranderen.
Maar bij het opruimen van de stam van de mijn en het slachten van het slib wordt het onder druk toegevoerde water gebruikt. Dankzij deze beslissing is het niet nodig om de boorkolom te demonteren en te monteren voor kernextractie zoals bij kernboren.
De vloeistof die in de productie wordt geïnjecteerd, lost onmiddellijk twee belangrijke taken op: het maakt de weg vrij voor de boor om verder werk uit te voeren en spoelt de put die nodig is om de waterinlaat voor te bereiden voor gebruik.
Voordelen van Rotary Technology
Wat zijn de voordelen van roterend boren ten opzichte van mogelijke alternatieven? Er zijn er verschillende.
Ten eersteMet behulp van een roterende bit is het mogelijk om putten met een grote diameter te creëren die volledig kunnen voldoen aan de waterbehoeften van meerdere huishoudens tegelijk.
Het is geen geheim dat boren geen duur proces is: het vereist gespecialiseerde apparatuur en ervaren boormachines moeten het proces controleren en beheren. Booractiviteiten zijn immers vergund. Vandaar de hoge prijs.
Door zijn vorm en ontwerp kan een roterende boorkop putten vormen met een veel grotere diameter dan schroefboren en kernpijp
Het combineren van meerdere huishoudens tegelijk om één gemeenschappelijke put voor aangrenzende sites te financieren, is een kosteneffectieve onderneming. Maar dit vereist een aanzienlijke afschrijving. In de meeste gevallen kunnen watervoerende lagen van quartaire sedimenten (zand) deze niet leveren.
Uiteraard moet voor collectieve werking de watertoevoer op kalksteen worden geplaatst. Het gewonnen grondwater kenmerkt zich door een grotere watermobiliteit en zuiverheid. Het neerslagvolume heeft niet het minste effect op de stroom van putten naar kalksteen. Wat kan niet gezegd worden over de putten op het zand.
ten tweedeovertuig relatief lage energiekosten. Het bewerkingselement voor roterend boren is een beitel. Maar in tegenstelling tot boor- en kernboren, heeft het boorgereedschap geen interactie met de wanden van de geboorde put
Dat wil zeggen, slechts een beetje waarvan de hoogte verwaarloosbaar is ten opzichte van de hoogte van de gehele boorkolom, staat in direct contact met de grond. Hierdoor is deze methode voor het vormen van putten de snelste - tot 1000 strekkende meter per maand!
Ten derdeworden collectieve klanten aangetrokken door de diepte van het boren. Alleen de rotatiemethode kan worden gebruikt om een put te graven die begraven is in inheemse metamorfe en stollingsgesteenten, uit de scheuren waarvan water kan worden gepompt, waarvan de samenstelling het meest geschikt is voor drinkdoeleinden.
Meestal wordt alleen industrieel water gewonnen uit inlaten met een diepte van minder dan 30 m. De samenstelling wordt beïnvloed door nabijgelegen waterlichamen, rivieren bezaaid met afval, neerslag en alleen technische vloeistoffen die op de grond zijn gemorst. De schroef en kernpijp zullen helpen om alleen zo'n opname te krijgen.
De complete set boorapparatuur is eenvoudig te monteren op één middelzwaar automotive platform. Dit maakt het roterende boorproces veel technologisch geavanceerder en daardoor goedkoper.
Bovendien kunt u met roterend boren de ontwikkeling tot volledige diepte doorlopen zonder over te schakelen naar een andere boormethode. Bij het ontwikkelen van een put met een schroef, bijvoorbeeld als het nodig is om een rotsblok te boren, schakelen ze over op een schoktouwtechniek.
Hiervoor wordt een schroefschaal van de loop verwijderd en wordt het bit naar het gezicht gegooid totdat een rotsblok is gebroken. Vervolgens wordt het gezicht schoongemaakt met een beugel. Het wordt gebruikt als het nodig is om waterverzadigd zand naar het oppervlak te brengen, dat niet oubollig is in de kernpijp.
De praktijk leert dat putten die met de rotatiemethode zijn geboord een langere levensduur hebben. Technologisch is dit te wijten aan het feit dat na de installatie van de bekledingskolom die de boorgatwanden vormt, de ring verder wordt versterkt.
Goed uitrusting
Eerst wordt een verticale console op het oppervlak boven de put geïnstalleerd voor verdere bevestiging van de verticale schakels van de werkstreng. De eerste schakel van deze booras is uitgerust met een werkelement - een bit, dat een ander formaat kan hebben, afhankelijk van de categorie rots voor boorbaarheid.
Natuurlijk wordt voor het boren van watervoerende lagen compactere apparatuur gebruikt en is de vorming van een aangewezen toren meestal niet vereist
Boorgereedschapset
Bij het verdiepen van de eerste schakel wordt de kaars, de volgende, de staaf genoemd, erop gemonteerd, enzovoort. De lengte van elk dergelijk buizenblok kan variëren van 20 tot 50 m. Om de vorming van de werkkolom te vereenvoudigen, is elke stang voorzien van een conische schroefdraad met een slot.
Als resultaat wordt een boor gevormd die bestaat uit:
- werkend beetje;
- lead bar;
- kolommen van gewone staven onderling verbonden door koppelingen.
Het vasthouden van de werkkolom wordt uitgevoerd met wartels, waarvan de rotatie wordt uitgevoerd door de rotor. Afhankelijk van hoe diep het moet boren, en ook welke fysische en mechanische eigenschappen van de grond, worden standaard of verzwaarde staven gebruikt om de leidende schakel te vormen.
De drijfstang is in de regel een verzwaarde buis, omdat deze een belangrijke technologische missie heeft. Hierdoor komt een spoeloplossing in het gezicht van het bit, wiens taak het is om de gebroken steen uit te spoelen. En dit stelt op zijn beurt eisen aan koppelingsverbindingen, die tot taak hebben verbindingen tussen schakels af te dichten.
Vergeet niet dat de vloeistofdruk direct afhangt van de hoogte van de gevormde kolom (en niet van de doorsnede van de buis). Bovendien, zelfs als water als wasoplossing wordt gebruikt, zal de druk om de 10 meter met 1 atmosfeer toenemen.
Ter vergelijking is het de moeite waard om een voorbeeld te geven. De werkdruk in het huishoudelijke leidingnetwerk in huis is 10 atmosfeer en de meest duurzame buizen zijn ontworpen voor een druk van 20 atmosfeer.
Alleen als huishoudelijke systemen stationair zijn en niet bewegen, dan is de druk gelijk aan het gewicht van de boorkolom op de aandrijfstang. Maar ze moet nog steeds het rotatiemoment en de kracht op het bit overbrengen.
Koppelingen zijn de belangrijkste elementen van de stang, omdat zij het gewicht van het gehele onderste deel van de aangrenzende stang voor hun rekening nemen, evenals de belasting van dynamische trillingen en roterende bewegingen die door de motor worden veroorzaakt
De volgende eisen worden gesteld aan koppelingen als structurele elementen van een boorkolom, ze zijn:
- moet de strakheid van de verbinding van de staven verzekeren en bestand zijn tegen vloeistofdruk tot 100 atmosfeer (voor het vrijmaken van de onderkant van de drukstroom);
- moet bestand zijn tegen slijtage om niet onbruikbaar te worden bij het wrijven tegen de wanden van de put;
- moet koppel van de bovenkant van de werkkolom naar de onderkant en tenslotte naar het bit kunnen overbrengen.
Het is absoluut noodzakelijk dat de koppelingen de juiste afwerking hebben. Als ten minste een van hen de belasting niet kan weerstaan en de werkstreng is verbroken, zal het uiterst moeilijk zijn om het onderste deel samen met het bit te krijgen. In termen van kapitaaluitgaven is het soms gemakkelijker om een nieuwe put in de buurt te boren dan om een losgemaakte loden staaf te krijgen.
Watergebruik tijdens boren
De vloeistof die naar het gezicht wordt gevoerd, is meestal gewoon water. Soms wordt, om de stam te stabiliseren die door losse onsamenhangende rotsen gaat (zand, grind, grind en kiezelafzettingen), een oplossing met booradditieven in de put gevoerd. Dit is nodig omdat de behuizing niet in de eerste penetratiefasen wordt geplaatst.
Water komt de productie binnen ofwel onder druk in de aandrijfstang (en dan naar buiten pompend door de ring), of door zwaartekracht door de ring, en verwijdering vindt al plaats door de werkkolom met een zuigpomp.
Dit zijn 2 verschillende roterende boortechnologieën, waarvan de kenmerken hieronder zullen worden besproken.
Roterend boren wordt gekenmerkt door de hoogste ontwikkelingssnelheid van een waterput. Tegelijk met het boren wordt de loop gespoeld en wordt de ontwikkeling voorbereid op de komende operatie
Welke methode ook wordt gebruikt, de vloeistof die overal wordt geboord, moet worden gereinigd (voor verder gebruik).
Gebruik hiervoor de volgende apparatuur:
- Opslagschuur boorvloeistof. (Als u van plan bent een ondiepe put te boren - binnen enkele tientallen kan direct in de grond worden aangebracht, en gewoon water wordt gebruikt als spoelvloeistof). De schuur fungeert als accu voor spoelvloeistof.
- Vibrosieve. De spoeloplossing, opgetild uit de put, bevat deeltjes van gemalen gesteente die moeten worden verwijderd. De meest effectieve manier is een mechanische manier met behulp van trillende schermen.
- Sedimentatie tank. Na het verwijderen van grote rotsdeeltjes komt de vloeistof in de put om de neergeslagen zwevende deeltjes te verwijderen. Bij gebruik van water als wasvloeistof wordt soms ook een opvangbak direct in de grond ingebouwd. Daarnaast wordt een hydrocycloon gebruikt om vloeibare stoffen en slib te scheiden.
- Modderpomp. Hij zorgt voor de circulatie van de wasoplossing.
- Gootsysteem. Ze zijn nodig voor het verplaatsen van water van het punt van vorming van de mijn naar de plaats van zuivering.
In totaal zijn de volgende mechanismen en apparatuur nodig om een put te ontwikkelen met rotatietechnologie:
- Toren of console voor het monteren van de boorkolom van de staven en het demonteren aan het einde van het boren, evenals een takelsysteem.
- Motorzorgen voor rotatie van een rotor.
- Vloeibare apparatuur. Mechanismen en apparaten voor het circuleren en reinigen van de wasvloeistof (pomp; trilzeef; opvangbakken en / of hydrocycloon; schuur voor opslag van de wasvloeistof; leiding- en gootsysteem).
Voor het roterend boren van ondiepe putten is de gehele vermelde set van uitrusting zeer compact (de console-arm is bijvoorbeeld inklapbaar). Dit maakt het gemakkelijk om boorapparatuur op elke plaats te plaatsen die handig is voor boorwerkzaamheden en daaropvolgende bewerkingen.
Twee opties voor roterend boren
Afhankelijk van de methode voor het toevoeren van spoelvloeistof aan het gezicht, zijn er 2 soorten roterende boortechnologie:
- directe voeding;
- met omgekeerde invoer.
Opgemerkt moet worden dat de aan het gezicht toegevoerde vloeistof niet alleen bedoeld is voor het spoelen en verwijderen van steenslag. Het koelt ook het bit af, dat erg heet is door wrijving. Bij directe vloeistoftoevoer creëert de pomp zijn overdruk.
Water komt het gezicht binnen via de technologische gaten in het bit, "pikt" het gebroken steen op en stroomt dan door de zwaartekracht door de put (dat wil zeggen door de ring ten opzichte van de voorste staaf) naar het oppervlak, waar het het reinigingscomplex binnengaat (trilscherm, hydrocycloon).
Spoelen kan direct of omgekeerd zijn, waarvan de kwalitatieve kenmerken van de gebruikte apparatuur afhangen, maar het schakelschema is geldig voor beide soorten technologie
De omgekeerde toevoertechnologie houdt in dat de spoelvloeistof door zwaartekracht naar de bodem stroomt en door de put afdaalt, maar terug naar de oppervlakte stroomt de oplossing met gebroken materiaal door de loden staafpijp. De modderpomp creëert in dit geval onderdruk.
Ondanks de schijnbare eenvoud van beide technologieën, zijn er veel meer nuances dan het op het eerste gezicht lijkt. Daarom lijkt het gepast om in meer detail op elk van deze boortechnologieën stil te staan.
Direct spoelen boren
Deze technologie wordt soms "directe waterloop" genoemd. Het is raadzaam om het te gebruiken op zand-, grind-, grindgrond. Het wordt ook gebruikt als de diepte van de watervoerende laag niet groter is dan 30 m. Hier worden additieven aan de vloeistof toegevoegd die de dichtheid en stamstabiliteit verhogen.
Roterend boren wordt gekenmerkt door een geleidelijke afname van de diameter van de boorput. Met andere woorden, eerst wordt de put met de grootste diameter geboord, vervolgens wordt deze door de buis omhuld en wordt de ringvormige ruimte tussen het buitenoppervlak van de buis en de wand van de put via de technologische gaten gevuld met cementmortel.
Verder boren gaat verder met een kleinere beitel. Dan weer omkasting, en de nieuwe sectie heeft een nog kleinere diameter, etc. Hoe minder vaak u moet worden "afgeleid" door de put te cementeren, hoe groter de boorproductiviteit, wat zich uiteindelijk vertaalt in de totale kosten van het proces en de put als geheel.
Bovendien leidt een te frequente omhulling ertoe dat de effectieve diameter van de put (de diameter die de watervoerende laag opent) sterk wordt verkleind. Dus "directe waterloop" wordt gekenmerkt door het feit dat de put met deze methode van zijn vorming niet tot 100 meter kan worden bekist.
De hoofddruk van de spoelvloeistof wordt gecreëerd door de pomp in de leidstang, en de ring gevuld met elementen van steenslag door zwaartekracht vult de ringvormige ruimte zonder de boorgatwand met overmatige druk te vernietigen.
Boorschema met directe spoelvloeistoftoevoer. Het wordt in het gezicht gevoerd door de pijp van de voorste staaf en stijgt door zwaartekracht naar de oppervlakte
Deze manier van boren heeft echter nadelen. Met name een te lang open gebied leidt ertoe dat fijn gedispergeerde kleideeltjes de watervoerende lagen binnendringen, wat de waterstroom naar de afvoer van de watervoerende laag aanzienlijk kan verminderen en vertragen.
Deze deeltjes spelen hier de rol van bijzondere poriënproppen en microkanalen in de rots waardoor water sijpelt. Daarom is de casingprocedure die tijdens het boorproces wordt uitgevoerd, noodzakelijk om de toekomstige productiviteit van de put als geheel te behouden.
Omgekeerd boren
Met deze methode om de vloeistofstroom te regelen, worden de loop en de bodem het beste schoongemaakt. De pomp duwt hier de vloeistof niet in de bodem, maar zuigt het integendeel terug, en dit leidt ertoe dat de vormingssnelheid van de put met een beitel met een orde van grootte toeneemt en vele malen meer in vergelijking met direct spoelen.
De put zelf is niet verontreinigd door insluitingen van klei met een stroom stromende wasvloeistof. De pomp zuigt immers alles op wat erin kan zitten. Overigens is er geen zin meer in aanvullende toevoegingen, daarom wordt zuiver water als dezelfde wasvloeistof gebruikt.
Terugspoelschema voor roterend boren. De toevoer gebeurt door zwaartekracht door de ring, en terug wordt het slib door de pomp door de buis van de aandrijfstang getrokken
Dus, om de voordelen van boren met een omgekeerde stroom samen te vatten:
- de boorsnelheid neemt tot 15 keer toe (vergeleken met directe waterloop);
- de watervoerende laag is niet verstopt met kleideeltjes en siltige zandkorrels van lagere, nog niet omhulde niveaus van de put;
- door de hoogwaardige opening van de watervoerende laag hoeft de put niet extra voorbereid te zijn voor gebruik, u kunt onmiddellijk een interne behuizing met een filter installeren en beginnen met wegpompen met een pomp;
- eenvoudig (en dus goedkoop) water wordt gebruikt als werkvloeistof.
Deze methode heeft echter een aanzienlijk nadeel. Het vereist de inzet van dure apparatuur, wat uiteindelijk leidt tot een aanzienlijke verhoging van de kosten van het gehele boorproces als geheel.
Daarom wordt er alleen geboord met een "omgekeerde waterloop" in die gevallen waarin de put is ontworpen voor gebruik door meerdere huishoudens tegelijk. Maar in het geval dat de put is ontworpen voor individuele bediening, is het veel redelijker om roterende boortechnologie te gebruiken met een directe waterstroom.
Video # 1. Visuele demonstratie van het roterende boorproces in stappen:
Video # 2.Analyse van rotatietechnologie en principes van boorschikking:
Video # 3. Watercirculatie tijdens roterend boren:
De situatie met de aanwezigheid en diepte van watervoerende lagen kan enorm verschillen van plaats tot plaats (maar ergens zijn er helemaal geen, zoals op het eiland Madeira).
Bij het ontwerpen van een put en het kiezen van de optimale methode van roterend boren, moeten bestaande kaarten met bewezen watervoerende lagen worden gebruikt. Dit bespaart u veel tijd en geld.
Vertel ons over uw ervaringen met het ontwikkelen van een put met rotatietechnologie. Deel de technologische nuances die nuttig zijn voor sitebezoekers. Laat opmerkingen achter in het onderstaande blokformulier, plaats een foto en stel vragen over het onderwerp van het artikel.