Brunnsborrningsmetoder: tekniska principer och egenskaper hos huvudmetoderna

Befintliga brunnskategorier

Beroende på syftet med brunnen finns det följande kategorier:

1. Parametrisk — gör det möjligt att definiera en sektion av ett vertikalt lager.
2. Utforskning - ha en liten diameter, bestäm utsikterna för borrning.
3. Utforskning - bestämma potentialen för mineraler.
4. Operationell - kapabel att utvinna mineraler från jordens tarmar.

Brunnar för vattenproduktion är i drift och är indelade i ytterligare typer:

• produktion eller injektion;
• specialiserad på tekniskt vatten och dricksvatten, inklusive absorberande;
• för övervakning och övervakning av reservoartrycket;
• understudier för produktion;
• uppskattas under drift./li>

Var och en av dem har sina egna egenskaper under borrning och under användning.

Borrutrustning och verktyg

Vid borrning av artesiska brunnar används borriggar av proffs. För mindre brunnar är ett konventionellt stativ med vinsch lämpligt. Det kommer att sänka och höja borrverktyget, bestående av en kärna, borrstänger, en kärna för borrning, en borr.

Specialutrustning, utan vilken det är problematiskt att göra en brunn, är ett borrverktyg som hjälper dig att gå djupare ner i marken (skruv), ett stativ och en vinsch. För att borra en brunn med dina egna händer behöver du en metallskruv. En isborr, som används under vinterfiske, kan fungera som skruv. Huvudsaken är att borren ska vara gjord av höghållfast stål. Detta är det billigaste alternativet för att borra en brunn. Förutom stativet behöver du rör med olika diametrar (vattenrör, slangar, hölje), ventiler, caisson, filter, en brunnspump.

Processen att borra en artesisk brunn

borrverktyg

Låt oss nu se vilken borr vilken jord och hur man borrar, se fig. till höger:

Borrverktyg för manuell borrning

1. Borrborr, eller helt enkelt skruvar - för roterande borrning av sammanhängande homogena jordar med normal densitet; helt enkelt - för jorden, lerjord, lätt fuktig sandig lerjord, mjuk lera. Till skillnad från en trädgårdsborr är borrskruven tvåvägs, annars kommer asymmetrin i markmotståndskraften att leda borren åt sidan och den kommer att fastna;
2. Borrglas, eller Schitz borrverktyg - för sammanhängande, men trögflytande, mycket klibbiga jordar där skruven fastnar. Borrning - kabel-slagverk;
3. Skedborr - för lösa och lösa jordar som inte håller i skruvens varv och i glaset. Borrning - slag-roterande eller roterande;
4. Bailer - för rengöring av stammen från sönderfallande jord, silt etc. mycket friflytande eller flytande mjukt halvflytande berg. Borrning - kabel-slagverk;
5. Som man säger, pah-pah-pah över vänster axel, och gud förbjude att du inte behöver en borr för att bryta stenblock. Tvärsnitt - en platta med rundade kanter. Kaliber - höljets innerdiameter minus 3-5 mm. Borrning - slagstång.

Skäreggarna på alla borrar är gjorda av härdat stål. Ritningar av ett hemmagjort borrglas, en analog av en skedborr (skärbladen är inställda av en propeller i en vinkel på 3-10 grader) och ett bailerdiagram visas på nästa. ris. till höger. De yttre diametrarna för alla dessa borrar kan ändras beroende på brunnens kaliber.

Byt vätska till en lättare

Brunnsvätskan byts genom direkt eller omvänd spolning med sänkt slang och ett tätat brunnshuvud. Uppslamningen ersätts med formationsvatten, formationsvatten med färskvatten eller olja och oljan ersätts med olika skumsystem.

Vid byte av formationsvatten med en densitet på 1200 kg/m3 till olja med en densitet på 900 kg/m3 blir det maximala tryckfallet endast (1200-900)/1200 * 100% = 25% av trycket som skapas av formationen vattenpelare. Om denna metod inte lyckas inducera oljeinflöde från reservoaren, används andra utvecklingsmetoder. Vanligtvis är detta svabbning eller kompression.

Artesisk brunn

Schema för en artesisk brunn.

Namnet på denna typ av arbeten kommer från det franska språket - från platsen där den första strömmande brunnen borrades: provinsen Artois. Den stora längden på axeln och de fasta stenarna i jorden som korsas på vägen till akvifären kräver användning av kraftfulla borriggar - skruvmetoden kommer inte att fungera.

Konstruktionen av arbetet föregås av dokumentationsstadiet. Att borra en artesisk brunn är inte en tillståndspliktig verksamhet, men för att kunna använda vatten från den måste många tillstånd och godkännanden utfärdas, inklusive att få tillstånd för användning av undergrund. Processen är lång och kostsam.

Huvudstadier: samordning av platsen för platsen och brunnen, projektet för geologiska undersökningar, utfärdande av licens för prospektering, borrning, rapportering och sättning av reserver på statens balansräkning.

Artesiska brunnar är indelade i 4 typer:

1. En utveckling med dubbelt hölje - ett perforerat rör är monterat i den nedre delen av kolonnen i akvifären och en pump placeras i den, den andra hälften är installerad på toppen och når kalkstensskiktet. Genom hålen i den nedre länken kommer vatten in i röret och pumpas ut vid mynningen med en pump. Används när reservoartrycket är lågt.
2. En vattenbrunn med övergång är anordnad med en variabel geologisk sektion. 3 höljesrör är monterade - stor diameter i den övre delen, medium - i stenar och sand, små - direkt i det produktiva lagret. Används för bra vattenförsörjning.
3. Brunnen är klassisk - med ett foderrör för normala förhållanden.
4. En pipa med en ledare - från 2 höljen: i de övre och nedre delarna.

Borrteknik är komplex. Konstruktionen av ett artesiskt vattenintag utförs av specialiserade organisationer.

Fördelar

Fördelar med en artesisk brunn.

De främsta fördelarna med en artesisk brunn är avståndet till vattenintaget från ytan och förekomsten av vatten i porös kalksten, exklusive närvaron av mekaniska föroreningar i vätskan. Detta gör att du kan pumpa ut en underjordisk resurs utan att installera en sil i botten.

Som ett resultat uppstår andra fördelar med artesiska brunnar:

• ekologisk renhet av vatten;
• oberoende av klimat- och väderförhållanden;
• oavbruten vattenförsörjning: grundvattenreserver bekräftas av geologiska undersökningar.

Källan förblir outtömlig i ≥50 år. I det här fallet behöver du inte spendera pengar på periodisk filterrengöring: det finns ingen.

Brister

Förknippad med kostnader vid organisering av konstruktion och borrning av djupa bearbetningar. Varaktigheten av perioden från design till att få ett pass för en artesisk brunn är 2 år.

Det kommer inte att vara möjligt att bygga ett vattenintag på ett begränsat område: minimiytan för en borrigg är 6x9 m. Vattnet innehåller mineralformationer som förvärvats under filtrering genom jorden och är hårt.

sandbrunnar

Schematisk av en sandbrunn.

De borras med en skruvmetod - penetration utförs i mjuka stenar: lerjord, sand och småsten. Grävdiameter ≥100 mm.

Det finns två typer av sandbrunnar efter djup:

• upp till 40 m - på det övre lagret med en flödeshastighet på 1 m³;
• 40-90 m - djupa stammar med en vattenflödeshastighet 2 gånger större.

En höljessträng gjord av metall- eller plaströr med ett filter i bottenhålsdelen av brunnen sänks ner i det borrade arbetet. Vattnet lyfts av en dränkbar pump.

Fördelar och nackdelar

Den största fördelen är skruvborrmetoden, som gör att du kan bygga en brunn på 1-2 dagar utan mycket ansträngning. Mekaniseringen av alla operationer säkerställs genom utformningen av borriggen på ett självgående eller mobilt chassi.

Andra fördelar:

• vattenrenhet;
• tillstånd för att bygga ett vattenintag krävs inte;
• livslängd - upp till 30 år.

Nackdelar noteras i brunnar med grunt djup: flödeshastighetens beroende av nederbörd, vattensammansättningens känslighet för ytförorening vid gruvans plats. Ett annat minus har redan identifierats - tendensen till nedslamning av vattenintaget.

Karakteristika för offshore-borrningsproblem

Borriggar till havs står inför ett antal problem som avsevärt kan minska effektiviteten i det utförda arbetet.

De mest grundläggande problemen inkluderar följande:

Borrigganordning

• drift och fällning av en mobil borrigg;
• instabilitet hos lösa stenar i havsbottensektionerna på borrplatsen, deras kraftiga vattning;
• bevarande av miljöns renhet;
• svårigheten att organisera arbetet med sluten vattencirkulation;
• omöjligheten för borraren att se brunnshuvudet nära botten;
• för tidigt fel på utrustning, verktyg i en aggressiv miljö;
• urval av speciella scheman och metoder för borrning, etc.

Dessutom är brunnen fylld med vatten till havsbottennivån. Detta leder till en försvagning av slagenergin. Drift och underströmmar gör det svårt att upprätthålla en strikt vertikalitet av slagverktyget och försvagar dess nedsänkning i det arbetande berget.

Verktyg och fixturer för att borra en brunn

1. Metallskruv. Det vanligaste verktyget för att bygga gruvor. Det appliceras för att arbeta på icke spröda jordar.Borrskruven i fabrikstillverkningen är tvåvägs. Denna design tillåter dig inte att ta verktyget åt sidan och sneda det. Den nedre basen är gjord med dimensioner 45-85 mm, bladets diameter är 258-290 mm.
2. borr. Designad för att arbeta i hårda stenar. Med dess hjälp lossar du berget. Spetsen är tvär och platt. Den kan användas med en stötstång.
3. Tråkig sked. Det används för att gräva brunnar i sandiga jordar, eftersom. sanden håller inte på en konventionell skruv. Den används för slag-roterande eller roterande borrning.
4. Borrglas (Schitz-projektil). Med dess hjälp skapas gruvor i trögflytande, mycket klibbiga jordar, där ett konventionellt roterande verktyg kommer att fastna. Den används vid slagborrning.
5. Öskar. Den används för passage av kvicksand vid stötborrning.
6. Well-nål. Används för att skapa en abessinisk brunn. I denna design är munstycket, staven och höljet en monolitisk struktur som förblir under jord efter att ha nått akvifären.

Ofta används flera typer av verktyg växelvis för att bygga en brunn. Till exempel används en skruv, en fällare och en borrsked för att arbeta på lerjordar. För passage av stenlager - en bailer, en mejsel och höljesrör.

Klassificering av akviferer

Följande huvudtyper av akviferer särskiljs:

1. Verkhovodka. Detta är namnet på vattenbärare som ligger nära jordens yta (2-7 m). Dessa är begränsade volymer av trycklöst vatten omgiven av vattentåliga skikt (t.ex. lera). Vätskan i dem är som regel av nederbörds- och översvämningskaraktär. Karaktären av ackumulering är säsongsbetonad.De främsta fördelarna med sådana källor är: grunt djup, möjligheten att lyfta utan pump, låga kostnader vid borrning av brunnar. Den största nackdelen: dålig vattenkvalitet. Det naturliga filtret har en liten tjocklek och kan inte helt rengöra vätskan. Olika kemiska föreningar kan finnas i det, och därför är vatten avsett för tekniska ändamål. För att dricka kan den endast användas efter ytterligare rengöring och kokning. En annan nackdel är en minskning av flödeshastigheten (upp till ett fullständigt upphörande av vattenförsörjningen) under den varma årstiden, såväl som säsongsbetonad instabilitet.
2. Primer. Den första permanenta akvifären i form av grundvatten ligger på ett djup av 6-22 m. Ett sådant skikt är beläget mellan ogenomträngliga skikt eller begränsas endast av de lägre akvikluderna och kan nå betydande storlekar. Det bildas som ett resultat av läckande sediment och infiltration från vattendrag. Vattenbäraren kan vara av tryck- eller icke-trycktyp. I det första fallet är vattnet under tryck i det. Nivån på grundvattenförekomsten kan genomgå säsongsmässiga förändringar och minska på sommaren. Fördelar: lättillgänglig och lätt att lyfta upp till ytan. Vatten kan säkert användas för alla hushållsbehov, men det måste filtreras och kokas innan det dricks eller lagas./li>
3. Interstratala akviferer. Dessa är vattenavlagringar, igensatta mellan två vattentäta lager. De är placerade på ett djup av 25-75 m och är alltid under tryck (trycktyp). Med en oberoende utgång till ytan skapar interstratala ansamlingar fjädrar. Den största fördelen är vattnets renhet. Du kan dricka det. Nackdelar: djup förekomst, borrsvårigheter, ökade kostnader för brunnskonstruktion.På grund av närvaron av konstant tryck kan vatten stiga självständigt till en viss höjd. Om det inte räcker för att nå ytan, blir det nödvändigt att installera pumputrustning.

Typer av brunnar efter profil

Innan den når mineralet kan gruvan korsa flera lager av jord

Det är viktigt att välja rätt metod för att borra en brunn. Beroende på antalet plan där gruvan kröker sig kan det finnas följande typer av brunnar:

• krökt i ett plan;
• krökt i rymden.

Det beror på axelns krökning. I detta avseende kan krökningen i planet ha följande sorter:

• en jämn pelare, som slutar i en sluttning i botten;
• S - formad böj;
• J - figurativ design.

Dessa böjar bildas som ett resultat av olika täthet av jordlager. I sin tur kan krökningen i rymden visa sig i mer komplexa geometriska former vid borrning av olje- och gaskällor. Vattenschakt är för det mesta raka, böjar kan användas för att kringgå stenar.

Vilken teknik används oftast

Allt beror på brunnens designdjup och jordens sammansättning på platsen. Baserat på prospekteringsdata väljs den mest optimala metoden. Du måste också förstå hur man hittar vatten till en brunn.

För borrning av artesiska brunnar används en roterande metod. Denna metod är den mest motiverade ekonomiskt, ekologiskt och ger brunnar av olika djup och diametrar i lösa jordar med berginneslutningar.

Dess kärna är som följer:

• I änden av rotorn, som drivs av en förbränningsmotor, finns en speciell borr. Han krossar rasen.
• Brunnen förses med tryckvatten. Det eroderar jorden.
• Vidare töms vattnet uppåt genom rotorns ihåliga kanal. Denna teknik kallas även "borrning med spolning"
• Efter att ha installerat ett höljesrör med stor diameter fortsätter arbetet med en mindre borr.
• Efter avslutat borrarbete är det nödvändigt att producera den så kallade. "avfall" av brunnen. Detta är nödvändigt på grund av det faktum att vatten-lera-lösningen täpper till porerna genom vilka artesiskt vatten kommer att strömma in i brunnen.

Brunnen ger dig möjlighet att ha vattenförsörjning på din plats för att vattna dina växter i öppna polykarbonatväxthus, information om detta hittar du här.

Roterande borrning är den vanligaste.

Fördelar jämfört med andra metoder:

Efterord

Borrmästarna som en gång behärskade Tyumen och Urengoy lever fortfarande. Det fanns ingen geofysisk utrustning som bygger en 3D-bild av vad som finns i jorden på en datorskärm, och det fanns inga helt robotiserade borriggar då, men de såg redan genom jorden med sin intuition, erfarenhet och var på "dig" med alla andar i tarmarna. Och de dåvarande ministrarna och medlemmarna av politbyrån, som hade mer arrogans än de gamla testamentets bojarer och specifika prinsar, tilltalade dessa ess som "ni" med namn och patronym och skakade respektfullt hand med dem.

Så någon av de gamla bisonborrarna har misslyckade brunnar på sitt konto, som de inte är blyga för - sådant är arbetet. Vad ska man då säga till nybörjare som agerar självständigt? Bli inte avskräckt av misslyckanden, om det första hålet är tomt, eller kollapsar, eller om borren fastnar. Inte utan det i borrbranschen.Men irritation och besvikelse kommer omedelbart att avta under ett kraftfullt tryck, som de säger nu, positivt, så snart din brunn ger vatten.

***

2012-2020 Question-Remont.ru

Visa allt material med en tagg:

Gå till avsnitt:

Varför är en brunn bättre än en brunn?

Tidigare löstes problem på bara ett sätt - en brunn grävdes, vatten bars in i huset i hinkar. Senare började de använda de enklaste dränkbara pumparna, de gick ner i brunnar och pumpade vatten i stora behållare, och från dem matades det in i huset med gravitationen. Men denna teknik har många nackdelar.

Brunnen har betydande fördelar jämfört med brunnen

1. På vintern var behållarna tvungna att isolera mycket effektivt, och även sådana åtgärder garanterade inte vattensäkerheten.
2. Lätt tryck tillät inte användning av tvättmaskiner och andra hushållsapparater som använder tryckvatten.
3. Brunnen innehåller vatten från grunda lager. Den uppfyller inte de befintliga kraven för SanPiN i många avseenden. Särskilt idag när den ekologiska situationen har försämrats avsevärt.
4. Under översvämningar föll kraftig snösmältning, kraftiga regn, smutsigt vatten från jordens yta ner i brunnen, vilket gjorde det omöjligt att använda det under en lång tid, inte bara för matlagning utan också för hushållsbehov. Jag var tvungen att helt pumpa ut vattnet flera gånger och desinficera det.
5. Smuts kommer in i brunnen, den silar upp, den måste rengöras med jämna mellanrum. Detta är fysiskt mycket svårt arbete, bara proffs kan göra det.

De största nackdelarna med brunnen beror på dess grunda djup.

Idag finns det ett bra sätt att lösa alla problem - att borra en brunn, och ju större dess djup är, desto bättre är kvaliteten på vattnet.

Tillverkning av borrverktyg

Som tidigare nämnts kan borrverktyg göras på egen hand, lånas av vänner eller köpas kommersiellt.

Ibland kan en borrigg hyras. Målet med självborrning är dock oftast att hålla kostnaderna så låga som möjligt. Det enklaste sättet att borra billigt är att göra verktyg av skrotmaterial.

Diagrammet visar arrangemanget av olika borrverktyg. Med hjälp av en mejsel kan särskilt hård jord lossas, och sedan tas den bort med en borr, bailer eller annan anordning.

Alternativ #1 - Spiral och skedborr

Manuell borrning kan göras med en spiral- eller skedborr. För tillverkning av en spiralmodell tas en tjock spetsig stång, till vilken knivar svetsas. De kan tillverkas av en stålskiva halverad. Skivans kant slipas och sedan svetsas knivarna till basen på ett avstånd av cirka 200 mm från dess kant.

En gör-det-själv borr för skruvborrning kan ha olika utföranden. Dess obligatoriska element är knivar med spetsiga kanter och en mejsel installerad i botten.

Knivar bör placeras i en vinkel mot horisontalplanet. En vinkel på cirka 20 grader anses vara optimal. Båda knivarna är placerade mittemot varandra. Naturligtvis bör diametern på borren inte överstiga diametern på höljet. Vanligtvis är en skiva med en diameter på ca 100 mm lämplig. Knivarna på den färdiga borren bör slipas skarpt, detta kommer att underlätta och påskynda borrningen.

En annan version av spiralborren kan tillverkas av en stång och en remsa av verktygsstål.Bandets bredd kan variera mellan 100-150 mm.

Stål ska värmas upp och rullas till en spiral, härdas och sedan svetsas till basen. I det här fallet bör avståndet mellan spiralens varv vara lika med bredden på remsan från vilken den är gjord. Kanten på spiralen är försiktigt slipad. Det är värt att notera att det inte är lätt att göra en sådan borr hemma.

En spiralskruv för borrning kan göras av ett rör och en stålremsa, men det är inte alltid lätt att rulla bandet till en spiral, svetsa och härda verktyget hemma

För att göra en skedborr behöver du en metallcylinder. Vid egentillverkning är det lättast att använda ett rör med lämplig diameter, till exempel ett 108 mm stålrör.

Produktens längd ska vara cirka 70 cm, det kommer att vara svårt att arbeta med en längre enhet. I detta fall bör en lång och smal slits göras, vertikal eller spiral.

En hemmagjord skedborr är lättast att göra av en rörbit med lämplig diameter. Den nedre kanten är vikt och slipad, och ett hål görs längs kroppen för rengöring av borren

Två skedformade knivar är monterade i den nedre delen av kroppen, vars skäregg är vässad. Som ett resultat förstörs jorden av både horisontella och vertikala kanter på borren.

Det lossnade berget kommer in i borrhålet. Därefter tas den ut och rengörs genom springan. Förutom knivar svetsas en borr längs anordningens axel i den nedre delen av borren. Diametern på hålet som görs av en sådan borr kommer att vara något större än själva enheten.

Alternativ # 2 - bailer och glas

För att göra en bailer är det också enklast att ta ett metallrör med lämplig diameter.Rörets väggtjocklek kan nå 10 mm, och längden är vanligtvis 2-3 meter. Detta gör verktyget tillräckligt tungt så att det effektivt lossas när det träffar marken.

En sko med en kronbladsventil är fäst på botten av bailern. Ventilen ser ut som en rund platta som tätt stänger den nedre delen av röret och pressas av en tillräckligt kraftig fjäder.

En för tät fjäder behövs dock inte här, annars kommer jorden helt enkelt inte att falla in i bailern. När bailern dras ut kommer ventilen att pressas inte bara av fjädern utan också av jorden som samlas inuti.

Bailerns nedre kant är slipad inåt. Ibland svetsas vassa armeringsstycken eller vässade bitar av triangulär metall i kanten.

Ett skyddsnät är tillverkat av en tjock tråd ovanpå och ett handtag är svetsat till vilket en metallkabel är fäst. Ett glas görs också på liknande sätt, här behövs bara en ventil, och en slits bör göras i kroppen för att rengöra enheten.