Dacă o casă de țară nu poate fi conectată la alimentarea cu apă centrală, trebuie să organizați un sistem autonom. Majoritatea proprietarilor preferă să-l amenajeze pe baza puțului, în dezvoltarea cărora se folosesc diverse metode. Vom lua în considerare forajul cu puturi rotative - o opțiune foarte promițătoare, dar până acum puțin cunoscută.
În articolul nostru, sunt descrise în detaliu complexitățile tehnologiei rotorului și instrumentele utilizate. Avantajele și dezavantajele acestei tehnici sunt examinate și sunt prezentate metodele de implementare a acesteia în practică. Sfaturile noastre vor fi utile proprietarilor prudenți ai parcelelor private care doresc să monitorizeze activitatea forajelor.
Definiția rotary drilling
Pentru început, vom analiza despre ce este vorba de forajul rotativ al puțurilor și care sunt alternativele sale? Forajul Auger este încă recunoscut drept unul dintre cele mai comune moduri de a atrage apă.
Cu toate acestea, tehnologia cu șuruburi nu permite să treacă roca de bază stâncoasă. Masina de gaurit folosita la forajul cu surub nu este capabila sa distruga calcarul. Dar se întâmplă adesea că trebuie să forați în ea, deoarece straturile de bază nu sunt stabile și suficiente pentru debitul de funcționare.
Tehnologia de foraj cu miez și șurub nu oferă posibilitatea de a trece formațiuni de rocă. În cazul instalării unui puț pe calcar, este mai eficient și mai eficient să folosiți metoda rotativă de foraj
Prin urmare, tehnologia rotativă, folosită anterior doar în industria minieră, a început să fie introdusă în domeniul de aplicare al construcției instalațiilor private de alimentare cu apă. Elementul său de lucru este puțin localizat în partea de jos a puțului. Folosind o dalta, solurile coezive și incoerente sunt distruse, stratul stâncos este strivit.
Săparea rocii distruse se realizează cu ajutorul lichidului, care este alimentat pe față prin coloana de lucru sau prin spațiul inelar. Este vorba de 2 metode diferite de foraj, fiecare dintre acestea urmând să fie discutate în detaliu mai jos.
Diametrul bitului depășește diametrul coloanei de lucru, ceea ce permite:
- reduce costurile de energie pentru întregul proces de foraj (puterea de aici se cheltuie direct doar la întoarcerea cu forța bitei în față, iar pierderile de frecare ale șirului de lucru împotriva peretelui forajului sunt reduse la minimum);
- protejați majoritatea elementelor șirului de lucru de deteriorare, precum și pereții puțului forat de distrugere;
- creați găuri de diametru impresionante (de exemplu, până la 70 cm) la adâncimi extrem de impresionante.
În acest fel, acviferele cu o adâncime de 300 sau mai mult, adică. Prizele de apă de foraj pentru a furniza apă căsuțelor de vara și satelor.
Deci, definiția: găurirea rotativă este un astfel de mod de a dezvolta un puț în care forța de pe bit în față este transmisă de la rotatorul rotativ prin șirul de lucru. Se asamblează din tije - conducte înguste de oțel care sunt conectate secvențial între ele prin schimbarea adâncimilor în pământ.
Dar pentru a curăța trunchiul minei și a sacrificării din nămol, se folosește apa furnizată sub presiune. Datorită acestei decizii, nu este necesară dezasamblarea și asamblarea șirului de foraj pentru extragerea miezului ca în forajul miezului.
Lichidul injectat în producție rezolvă imediat două sarcini importante: eliberează calea pentru ca burghiul să efectueze lucrări suplimentare și curăță puțul necesar pentru a pregăti aportul de apă pentru funcționare.
Beneficiile tehnologiei rotative
Care sunt avantajele forajului rotativ față de alternativele posibile? Există mai multe dintre ele.
in primul randFolosind un bit rotativ, este posibil să se creeze puțuri cu diametrul mare care să satisfacă pe deplin nevoile de apă ale mai multor gospodării simultan.
Nu este un secret faptul că forajul nu este un proces scump: este nevoie de echipamente specializate, iar buricele cu experiență trebuie să controleze și să gestioneze procesul. La urma urmei, activitățile de foraj sunt autorizate. De aici și prețul ridicat.
Datorită formei și designului său, un burghiu rotativ poate forma puțuri cu un diametru mult mai mare decât burghiele și conducta de miez
Combinarea mai multor gospodării simultan pentru a finanța o fântână comună pentru site-urile adiacente este o acțiune rentabilă. Dar acest lucru necesită un debit semnificativ. În majoritatea cazurilor, acviferele din sedimentele (nisipurile) cuaternare nu le pot furniza.
Desigur, pentru funcționarea colectivă, aportul de apă trebuie pus pe calcar. Apele subterane extrase din acesta se caracterizează printr-o mai mare mobilitate și puritate a apei. Volumul precipitațiilor nu are nici cel mai mic efect asupra fluxului de puțuri către calcar. Ce nu se poate spune despre fântânile de pe nisip.
În al doilea rândconvingeți costurile de energie relativ mici. Elementul de lucru pentru foraj rotativ este un dalta. Dar spre deosebire de forajul cu șnur și miez, instrumentul de foraj nu interacționează cu pereții puțului găurit
Adică, doar un pic a cărui înălțime este neglijabilă în raport cu înălțimea întregului șir de foraj este în contact direct cu solul. Drept urmare, această metodă de formare a puțurilor este cea mai rapidă - până la 1000 de metri liniari pe lună!
În al treilea rând, clienții colectivi sunt atrași de profunzimea forajului. Doar metoda rotativă poate fi folosită pentru a găuri un puț îngropat în roci indigene metamorfice și ignee, din crăpăturile cărora poate fi pompată apa, a cărei compoziție este cea mai potrivită pentru băut.
Cel mai adesea, numai apa industrială este extrasă din prizele cu adâncimea mai mică de 30 m. Compoziția sa este influențată de corpurile de apă din apropiere, râurile acoperite cu gunoi, precipitații și doar fluide tehnice vărsate pe sol. Șurubul și conducta de miez vor ajuta la obținerea unui astfel de admisie.
Întregul ansamblu de echipamente de foraj se montează cu ușurință pe o singură platformă automobilistică medie. Acest lucru face ca procesul de foraj rotativ să fie mult mai avansat din punct de vedere tehnologic și, prin urmare, mai ieftin.
În plus, forajul rotativ vă permite să parcurgeți dezvoltarea până la adâncime maximă, fără a trece la o altă metodă de foraj. Atunci când dezvoltă un puț cu șurub, de exemplu, dacă este necesar să găuriți un bolovan, acestea trec la o tehnică cu șnur.
Pentru aceasta, o cochilie de șurub este îndepărtată din butoi și bitul este aruncat la față până când un bolovan este spart. Apoi, fața este curățată cu o salară. Se utilizează dacă este necesar să se ridice nisip saturat de apă la suprafață, care nu este colțos în conducta de miez.
Practica arată că puțurile găurite prin metoda rotativă au o durată de viață mai lungă. Tehnologic, acest lucru se datorează faptului că, după instalarea șirului de carcasă care formează pereții forajului, anularea este consolidată în continuare.
Păi echipament
Mai întâi, pe suprafața de deasupra sondei este instalată o consolă verticală pentru fixarea în continuare a verigilor verticale ale șirului de lucru. Prima verigă a acestui arbore de foraj este echipată cu un element de lucru - un bit, care poate avea un format diferit, în funcție de categoria de rocă pentru foraj.
Desigur, echipamente mai compacte sunt utilizate pentru găurirea acviferelor, iar formarea unui turn desemnat nu este de obicei necesară
Set de instrument de foraj
La adâncirea primei verigi, lumânarea, următoarea, numită bara, este montată pe ea și așa mai departe. Lungimea fiecărui astfel de bloc de conducte poate varia de la 20 la 50 m. Pentru a simplifica formarea coloanei de lucru, fiecare tijă este echipată cu un fir conic cu blocare.
Drept urmare, se formează un burghiu care constă din:
- bit de lucru;
- bara de plumb;
- coloane de tije obișnuite interconectate prin cuplaje.
Menținerea coloanei de lucru se realizează cu pivotări, a căror rotire este realizată de rotor. În funcție de cât de adânc trebuie să forați, precum și de proprietățile fizice și mecanice ale solului, tije standard sau cântărite sunt utilizate pentru a forma veriga principală.
De regulă, bara de antrenare este o conductă ponderată, deoarece i se atribuie o misiune tehnologică importantă. Prin ea, o soluție de înroșire intră cu fața la mușchi, a cărei sarcină este să spele roca zdrobită. Și aceasta, la rândul său, prezintă cerințe pentru îmbinările de cuplare, a căror sarcină este sigilarea îmbinărilor între verigi.
Nu uitați că presiunea fluidului depinde direct de înălțimea coloanei formate (și nu depinde de secțiunea transversală a conductei). Mai mult, chiar dacă apa este folosită ca soluție de spălare, atunci la fiecare 10 metri presiunea va crește cu 1 atmosferă.
Pentru comparație, merită să dai un exemplu. Presiunea de lucru în rețeaua de conducte menajere din casă este de 10 atmosfere, iar cele mai durabile conducte sunt proiectate pentru o presiune de 20 de atmosfere.
Numai dacă sistemele casnice sunt în staționare și nu se mișcă, atunci presiunea este egală cu greutatea șirului de foraj de pe tija de antrenare. Însă ea trebuie să transmită momentului și forței de rotație bițului.
Cuplajele sunt elementele cele mai importante ale tijei, deoarece acestea reprezintă greutatea întregii părți inferioare a tijei adiacente, precum și încărcarea din vibrațiile dinamice și mișcarea de rotație oferită de motor.
Următoarele cerințe sunt impuse cuplajelor ca elemente structurale ale unei sfoară, acestea sunt:
- trebuie să asigure etanșeitatea conexiunii tijelor și să reziste la presiunea fluidului până la 100 de atmosfere (pentru curățarea fundului fluxului de presiune);
- trebuie să fie rezistent la uzură, pentru a nu deveni inutilizabil atunci când frecați de pereții puțului;
- trebuie să fie capabil să transmită cuplul din partea superioară a șirului de lucru în partea de jos și, în sfârșit, către bit.
Este imperativ ca cuplajele să aibă o manopera corespunzătoare. Dacă cel puțin unul dintre ei nu poate rezista la sarcină și șirul de lucru este rupt, va fi extrem de dificil să-i îmbina partea inferioară cu bitul. În ceea ce privește cheltuielile de capital, uneori este mai ușor să găuriți un nou puț în apropiere decât să obțineți o tijă de plumb detașată.
Utilizarea apei în timpul forajului
Lichidul care este furnizat feței este de obicei apă obișnuită. Uneori, pentru a stabiliza trunchiul care trece prin roci incoerente libere (nisip, pietriș, pietriș și depozite de pietricele), o soluție cu aditivi de foraj este introdusă în puț. Acest lucru este necesar, deoarece carcasa nu este plasată în primele stadii de penetrare.
Apa intră în producție, fie sub presiune în interiorul tijei de antrenare (și apoi pompare prin annulus), fie prin gravitație în jos prin anulul, iar îndepărtarea are loc deja prin coloana de lucru cu o pompă de aspirație.
Acestea sunt două tehnologii diferite de foraj rotativ, ale căror caracteristici vor fi discutate mai jos.
Forajul rotativ se caracterizează prin cea mai mare rată de dezvoltare a unui puț de apă. În același timp cu forajul, butoiul este spălat și dezvoltarea este pregătită pentru funcționarea viitoare
Cu toate acestea, orice metodă este utilizată, fluidul folosit la foraj peste tot trebuie curățat (pentru o utilizare ulterioară).
Pentru a face acest lucru, utilizați următoarele echipamente:
- Grădină de depozitare a fluidului de foraj (Dacă intenționați să găuriți un puț superficial - în câteva zeci pot fi aranjate direct în pământ, iar apa obișnuită este folosită ca fluid de spălare). Haana funcționează ca o baterie pentru spălarea lichidului.
- Vibrosieve. Soluția de spălare, ridicată din puț, transportă particule de rocă zdrobită care trebuie îndepărtate. Cea mai eficientă metodă este una mecanică folosind ecrane vibrante.
- Rezervor de sedimentare. După îndepărtarea particulelor mari de rocă, lichidul intră în bazin pentru a scăpa de particulele suspendate care precipită. Atunci când utilizați apa ca lichid de spălare, uneori este construit și un bazin direct în pământ. În plus, un hidrociclon este utilizat pentru a separa substanțele lichide și pentru a separa nămolul.
- Pompa de noroi. El este cel care asigură circulația soluției de spălare.
- Sistem de jgheaburi. Acestea sunt necesare pentru deplasarea apei de la punctul de formare a minei până la locul de purificare a acesteia.
În total, sunt necesare următoarele mecanisme și echipamente pentru a dezvolta un puț folosind tehnologia rotativă:
- Turn sau consolă pentru asamblarea șirului de foraj din tije și demontarea acesteia la sfârșitul forajului, precum și un sistem de strângere.
- Motorasigurând rotirea unui rotor.
- Echipament fluid. Mecanisme și dispozitive pentru circulația lichidului de spălare și curățarea acestuia (pompă; ecran vibrator; gropi și / sau hidrociclon; hambar pentru depozitarea lichidului de spălare; sistem de conducte și jgheaburi).
Pentru forarea rotativă a puțurilor superficiale, întregul set de echipamente listat este foarte compact (de exemplu, brațul consolei se pliază). Acest lucru face ușor așezarea echipamentelor de foraj în orice loc convenabil pentru operațiunile de foraj și operațiunile ulterioare.
Două opțiuni de foraj rotativ
În funcție de metoda de furnizare a lichidului de spălare pe față, există 2 tipuri de tehnologie de foraj rotativ:
- feed direct;
- cu avans invers.
Trebuie menționat că lichidul furnizat pe față este destinat nu numai pentru spălarea și îndepărtarea rocilor zdrobite. De asemenea, răcește puțin, care este foarte fierbinte de la frecare. În cazul alimentării directe a fluidului, pompa își creează suprapresiunea.
Apa intră pe față prin orificiile tehnologice din bit, „ridică” roca zdrobită și apoi curge prin gravitație prin sondă (adică prin anulul în raport cu tija conducătoare) spre suprafață, unde intră în complexul de curățare (ecran vibrator, hidrociclon).
Fluxarea poate fi directă sau inversă, de care vor depinde caracteristicile calitative ale echipamentului folosit, dar diagrama de circuit este valabilă pentru ambele tipuri de tehnologie
Tehnologia de alimentare inversă implică faptul că fluidul de spălare curge spre fund prin gravitație, coborând prin sondă, dar înapoi la suprafață soluția cu material strivit curge prin conducta tijei de plumb. În acest caz, pompa de nămol creează presiune negativă.
În ciuda simplității aparente a ambelor tehnologii, există multe mai multe nuanțe decât ar putea părea la prima vedere. Prin urmare, pare oportun să ne bazăm mai detaliat pe fiecare din aceste tehnologii de foraj.
Găurire directă
Această tehnologie este uneori numită „curs direct de apă”. Este indicat să îl folosiți în soluri nisipoase, pietrișe, pietrișe. De asemenea, este utilizat dacă adâncimea acviferului nu depășește 30 m. Aici se adaugă aditivi la fluid care măresc densitatea și stabilitatea trunchiului.
Forajul rotativ se caracterizează printr-o scădere treptată a diametrului puțului care a fost forat. Cu alte cuvinte, în primul rând, puțul cu diametrul cel mai mare este găurit, apoi este acoperit de țeavă, iar spațiul inelar dintre suprafața exterioară a conductei și peretele puțului este umplut cu mortar de ciment prin găurile tehnologice.
Perforarea ulterioară continuă cu o dalta mai mică. Apoi din nou carcasa, iar noua secțiune are un diametru și mai mic etc. Cu cât este mai puțin frecvent să fii „distras” prin cimentarea puțului, cu atât productivitatea de foraj este mai mare, ceea ce în final se traduce în costul total al procesului și al puțului în ansamblu.
În plus, carcasa prea frecventă duce la faptul că diametrul efectiv al puțului (diametrul care deschide acviferul) este mult redus. Deci „cursul direct de apă” se caracterizează prin faptul că puțul cu această metodă de formare a acestuia nu poate fi acoperit până la 100 de metri.
Presiunea principală a fluidului de spălare este creată de pompa din interiorul tijei de plumb, iar anulul umplut cu elemente de rocă zdrobită prin gravitate umple anulul, fără a distruge peretele forajului cu exces de presiune.
Schemă de foraj cu alimentare directă a lichidului de spălare. Supunerea ei la față se realizează prin țeava tijei conducătoare și se ridică la suprafață prin gravitație
Cu toate acestea, această metodă de foraj are dezavantajele sale. În special, o zonă deschisă prea lungă duce la faptul că particulele de argilă dispersate fin intră în acvifere, ceea ce poate reduce semnificativ și poate încetini fluxul de apă în ieșirea din acvifer.
Aceste particule joacă aici rolul de dopuri particulare de pori și microcanale în roca prin care se scurge apa. Prin urmare, procedura de înveliș efectuată în timpul procesului de foraj este necesară pentru a menține productivitatea viitoare a puțului în ansamblu.
Perforarea inversă a spălării
Cu această metodă de control al fluxului de fluid, butoiul și fundul sunt curățate cel mai bine. Pompa de aici nu stoarce lichidul în fund, ci dimpotrivă, îl aspiră înapoi, iar acest lucru duce la faptul că viteza de formare a puțului cu o dalta crește cu un ordin de mărime și de multe ori mai mult în comparație cu spălarea directă.
Fântâna în sine nu este contaminată de incluziuni de argilă cu un flux de lichid de spălare curgător. La urma urmei, pompa aspiră tot ce poate fi conținut în ea. Apropo, nu mai există niciun sens practic în aditivi suplimentari, astfel încât apa pură este utilizată ca același lichid de spălare.
Schema de spălare de spălare pentru foraj rotativ. Alimentarea se face prin gravitație prin anul, iar nămolul este tras de pompă prin conducta tijei de antrenare
Deci, pentru a rezuma avantajele forajului cu un flux invers:
- viteza de foraj crește (comparativ cu cursul direct de apă) de până la 15 ori;
- acviferiul nu este înfundat cu particule de argilă și granule argiloase de nisip de la nivelurile inferioare, încă neîncărcate ale puțului;
- datorită deschiderii de înaltă calitate a acviferului, nu este nevoie să fie pregătit suplimentar pentru funcționare, puteți instala imediat o carcasă internă cu un filtru și puteți începe să pompați cu o pompă;
- apa simplă (și, prin urmare, ieftină) este utilizată ca fluid de lucru.
Cu toate acestea, această metodă are un dezavantaj semnificativ. Necesită implicarea echipamentelor scumpe, ceea ce duce la o creștere semnificativă a costurilor întregului proces de foraj în ansamblu.
Prin urmare, forajul cu un „curs de apă invers” se realizează numai în acele cazuri când puțul este proiectat pentru funcționarea de mai multe gospodării simultan. Dar, în cazul în care puțul este proiectat pentru funcționare individuală, este mult mai rezonabil să folosiți tehnologia de găurire rotativă cu un curent de apă direct.
Video # 1. Demonstrarea vizuală a procesului de foraj rotativ în pași:
Video # 2.Analiza tehnologiei rotative și a principiilor de aranjare a puțurilor:
Video # 3. Circulația apei în timpul forajului rotativ:
Situația cu prezența și profunzimea acviferelor poate varia foarte mult de la un loc la altul (dar undeva nu există deloc, ca pe insula Madeira).
La proiectarea unui puț și la alegerea metodei optime de foraj rotativ, trebuie utilizate hărți existente cu acvifere dovedite. Acest lucru vă va economisi timp și bani semnificative.
Povestiți-ne despre experiența dvs. în dezvoltarea unui puț folosind tehnologia rotativă. Partajează nuanțele tehnologice care sunt utile vizitatorilor site-ului. Vă rugăm să lăsați comentarii în formularul de mai jos, postați o fotografie și puneți întrebări despre subiectul articolului.