В зависимости от водоносного пласта, на который планируется бурить, различают такие виды скважин:

• Абиссинский колодец

Несмотря на «говорящее» название, конструкция представляет собой скважину-иглу малого диаметра, пробуренную на глубину 8-12 м. Вода защищена от попадания верховодки и посторонних предметов. Абиссинский колодец не ремонтируют в случае возникновения поломок, просто пробивают новый.

• Скважина на песок

Обычно ее глубина не превышает 15-30 м. Воды хватает на бытовые нужды частного дома, но не всегда достаточно для полива растений, если на участке большой огород. Бывает, для этих целей приходится строить отдельное гидротехническое сооружение. Скважина на песок может прослужить до 15 лет при условии правильного обслуживания и своевременной профилактики. Основная проблема, которая возникает с такими сооружениями, – заиливание.

• Артезианская скважина

Глубина шурфа может достигать 200 м, но обычно составляет 40-80 м. Продуктивность скважины позволяет использовать ее для водоснабжения нескольких домовладений. Высокий дебит, длительный срок эксплуатации (до 50 лет), чистая вода, бесперебойность подачи – все эти преимущества очень привлекательны. Но есть и не меньшие недостатки – дороговизна, трудоемкость строительства, необходимость согласовать и оформить документы. Бурение артезианской скважины лучше заказать в специализированной фирме, т.к. самостоятельно выполнить такую работу очень сложно.

Скважины на песок называют еще фильтровыми, т.к. устанавливаются полипропиленовые или металлические фильтры, артезианские – бесфильтровыми. Чтобы определиться с типом скважины, нужно выяснить глубину залегания водоносного горизонта на конкретном участке. Имеет смысл выяснить у соседей, какие гидротехнические сооружения они используют и с какими проблемами сталкиваются при эксплуатации.

Чаще всего для ручного бурения используют три основных способа:

• шнековый;
• роторный;
• ударно-канатный.

Шнековый метод – дешево и просто ↑

Этот способ применяют для бурения шурфов на мягких и сухих грунтах. Породу вынимают с помощью шнека – специального стержня, вокруг которого обвита металлическая спираль. Шнеки монтируют на самодельные установки, используют для ручного бурения скважин глубиной около 10 м. Они разрезают грунт и выталкивают его на поверхность. При этом нет необходимости в применении воды или растворов для промывки шурфа. Метод имеет некоторые ограничения. Он не подходит для устройства гидротехнических сооружений на плывунах и скальных породах.

Роторное бурение – универсальный способ ↑

Этот метод подходит для строительства глубоких скважин. В качестве рабочего инструмента применяют бурильную трубу с наконечником-долотом и вращающимся валом. Породу вымывают с помощью бурового раствора. Его могут закачивать насосом через бурильную трубу, откуда он выходит уже самотеком, или свободно заливать в скважину, а потом откачивать смесь раствора с породой. Первый способ называют прямой промывкой, а второй – обратной.

Бурение с обратной промывкой считается более эффективным, поскольку лучше вскрывает водоносный горизонт. Но сама технология сложна, требует применения специального оборудования. Самостоятельно собрать установку практически невозможно. Бурение с прямой промывкой проще, дешевле и может использоваться для строительства водяных скважин на участках. К его недостаткам относят такие особенности:

• необходимость приготовления большого количества глинистого раствора;
• существенный расход воды;
• возможность смешивания водоносного слоя и глины.

Ударно-канатный метод – без сложных приспособлений и лишних трат ↑

Ударно-канатный способ бурения появился одним из первых. Он очень трудоемок, работа продвигается довольно медленно, зато не требуются специальные установки и сложные приспособления. Грунт дробится при помощи тяжелого снаряда, который с силой бьет породу. Выемка осуществляется желонкой. Породу поднимают и выбивают из желонки.

Для ударно-канатного бурения не нужна промывка. Этот метод подходит для строительства качественных продуктивных скважин, способных служить несколько десятилетий. При глубоком бурении необходимо изолировать водоносные пласты, находящиеся выше выбранного. Это подразумевает установку дополнительных обсадных колонн и затраты на трубы.

Из специальных приспособлений понадобятся бур, штанги, лебедка, обсадные трубы. Если планируется глубокая скважина, потребуется еще вышка. Если же водоносный пласт находится близко к поверхности, можно обойтись без нее. Штанги можно изготовить самостоятельно из металлических труб, продумав систему фиксации – резьбу или шпонки. Бур крепят к основной штанге. Для изготовления режущих кромок используют листовую сталь толщиной от 3 мм. При работе они будут ввинчиваться в грунт по часовой стрелке и разрезать его, поэтому кромки затачивают.

При сооружении вышки необходимо правильно рассчитать ее высоту, чтобы можно было свободно вынимать бурильную штангу. Когда все необходимые приспособления готовы и ручная установка собрана, нужно выкопать углубление, в которое будет вставлен бур. Глубина ямы – примерно два штыка лопаты. Для работы придется пригласить помощников, поскольку после первых витков вращения бура становится тяжело извлекать его из грунта. Если бур «застрянет», его нужно немного повернуть в направлении, обратном ходу бурения. Тогда вытаскивать станет проще.

Чем глубже уходит в землю бур, тем сложнее управлять процессом. Чтобы упростить бурение, породу пропитывают водой. Освобождать рабочую часть от грунта следует после углубления примерно на полметра. Когда глубина станет такой, что основной штанги перестанет хватать, ее наращивают дополнительным элементом. И так работа продолжается до вхождения в водоносный пласт. Его определяют по мокрой породе. Задача – пройти пласт до водоупора. Тогда скважина будет максимально продуктивной благодаря свободному притоку воды.

После бурения шурфа нужной глубины водоносную жилу промывают с помощью насоса. Если после откачки грязной воды не появляется чистая, следует углубиться еще на 1-2 м. Когда шурф готов, устанавливают фильтр-сетку и обсадную конструкцию. Для этого можно использовать одну или несколько асбестовых, металлических или пластиковых труб, соединенных между собой. Обсадная колонна может со временем подняться вверх. Такое «выдавливание» из земли нормально и не требует мер по заглублению. После обсадки остается только установить насосное оборудование, гидробак, обустроить кессон или приямок.

Страница не найдена — Sandvik Mining and Rock Technology

491 результатов поиска

491 результатов поиска для «%d0%b1%d1%83%d1%80%d0%be%d0%b2%d0%be%d0%b9 %d0%b8%d0%bd%d1%81%d1%82%d1%80%d1%83%d0%bc%d0%b5%d0%bd%d1%82 %d0%b4%d0%bb%d1%8f %d0%b1%d1%83%d1%80%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d1%8f %d1%81 %d0%b2%d1%8b%d0%bd%d0%be%d1%81%d0%bd%d1%8b%d0%bc %d0%bf%d0%b5%d1%80%d1%84%d0%be%d1%80%d0%b0%d1%82%d0%be%d1%80%d0%be%d0%bc» в весь веб-сайт

dd411-specification-sheet-english.pdf

rock-tools-grinding-catalogue-2019-2020.pdf

grinding-equipment-brochure-english.pdf

complete-grinding-brochure-english.pdf

tubex-specification-sheet-english.pdf

rock-tools-top-hammer-catalogue-2018.pdf

top-hammer-drilling-tools-brochure-english.pdf

Бельгия

OT220 Transmission oil Technical specification

Ручное бурение — сельская сеть водоснабжения

Ручные методы бурения используются для обеспечения водой для питья и других хозяйственных нужд по меньшей мере в 36 странах мира. В некоторых местах хорошо зарекомендовали себя ручные методы бурения.

Ручное бурение является частью темы RWSN «Профессиональное бурение скважин на воду».

На этом веб-сайте представлены основные отчеты, видеоролики и ссылки по техническим и более широким аспектам ручного бурения. Вы также можете щелкнуть здесь, чтобы просмотреть все публикации по ручному сверлению, доступные на веб-сайте RWSN (английский фильтр и французский фильтр).

Обзор по всему миру

Опыт конкретной страны

Карты и отчеты о возможностях ручного бурения

Набор инструментов ЮНИСЕФ для повышения квалификации ручного бурения

Набор инструментов предназначен для африканских стран, желающих приступить к профессионализации ручного сверления.Он включает технические примечания и руководства, информационные материалы, картографирование подходящих участков для ручного бурения, тематические исследования, а также руководства по внедрению и обучению. В этом пособии описывается, как наращивать потенциал местного частного сектора для удовлетворения постоянно растущего спроса на безопасную воду в сельских районах.

Обучение

Очень краткое введение в ручное сверление

Ручное сверление также известно как ручное сверление, сверление с помощью человека, и иногда его называют просто недорогим сверлением.Как следует из названия, в технологиях ручного бурения в первую очередь используется человеческая энергия.

Стоимость скважины, пробуренной вручную, может составлять от 10% до 50% стоимости скважины, пробуренной машиной или вырытой вручную на аналогичную глубину. Ручное буровое оборудование часто можно легко доставить на участки, недоступные для более крупных и традиционных буровых установок. Однако важно отметить, что методы ручного бурения чрезвычайно эффективны в подходящих грунтовых условиях. Они не подходят за пределами своих гидрогеологических ограничений.В случаях, когда пласт слишком твердый или водоносный пласт слишком глубокий, предпочтительным вариантом является обычное бурение.

В отличие от ручного копания, при котором человек должен физически находиться под землей, чтобы вырыть колодец (диаметром не менее одного метра), ручное бурение позволяет операторам оставаться над землей и пробурить скважину узкого диаметра (от 50 до 200 мм). Ручное бурение может обеспечить домохозяйства и общины доступными по цене улучшенными источниками подземных вод как для домашнего, так и для производственного использования.Глубина бурения зависит от технологии и пласта, но может достигать 30 м, а иногда и больше.

Шнек Метод включает проникновение в землю скважиной небольшого диаметра с цилиндрическим или спиральным шнеком для грунта. Этот метод может проникать в определенные пески и илы, а также в некоторые глинистые образования.

Ручной ударный удар и Stonehammer сверление включает подъем и опускание режущего инструмента, подвешенного на конце веревки. Это сухие методы, только с добавлением небольшого количества воды, чтобы удалить грязь (буровой шлам).

В отличие от описанного выше, методы струйной обработки и ила используют значительное количество воды для вымывания грунта. Гидравлическое бурение (также известное как бурение ) и технология EMAS закачивают воду вниз и наружу из нижней части бурильной трубы, чтобы вымыть грунт на поверхность. Самоструйные фильтры для колодцев являются усовершенствованием оригинальной технологии струйной очистки. Использование режущей кромки при струйной обработке позволяет сверлить более компактные материалы.Штатив (или вышка) позволяет технике проникнуть глубже. В методе EMAS используется ударное воздействие в сочетании с возвратно-поступательным вращением бурового долота для разрушения пласта, тогда как струйная очистка предназначена для проникновения в основном песков и илов под действием струи воды.

Sludging и его более поздние модификации ( Baptist , Rota Sludge и Pounder Rig ) — это все методы непрерывного бурения, которые позволяют буровому раствору течь вниз по затрубному пространству (то есть зазору между бурильной трубой и пробуренным материалом). отверстие) и вынесите шлам вверх по бурильной трубе.Баптистский метод, Pounder Rig и Rota sludge пытались проникнуть в более твердые образования с переменным успехом. Pounder Rig уделяет больше внимания бурению вертикальных стволов, тогда как методы Baptist и Rota Sludge делают упор на очень недорогие скважины. Методы Baptist и Rota Sludge можно комбинировать с бурением каменным молотком для проникновения в более твердые породы (например, латерит), тогда как установка Pounder уже предназначена для этого.

Для сравнения различных методов ручного сверления и других методов сверления см .:

• Технологии бурения с участием человека.Обзор технологий бурения с участием человека для строительства неглубоких скважин малого диаметра для бытового и сельскохозяйственного водоснабжения, подготовленный R.C. Картер, Университет Крэнфилда в Силсо, Великобритания,
• Простые методы бурения. Краткое техническое описание простых и недорогих методов бурения, которые могут использоваться в различных ситуациях, подготовлено Б. Элсоном и Р. Шоу, WEDC, Университет Лафборо, Великобритания.

Ручные методы бурения чрезвычайно эффективны в подходящих грунтовых условиях, но не подходят за пределами их гидрогеологических ограничений.

Эти веб-страницы предназначены для обмена дополнительной информацией и обсуждения ручного бурения. Они ни в коем случае не являются исчерпывающими. Расскажите, пожалуйста, о вашем опыте ручного бурения, проектах, о которых вы знаете, или поставщиках оборудования.

Вы новичок в ручном сверлении?

• Если вы хотите узнать о методах ручного бурения, лучше всего начать с Akvopedia: Drilling or digging, а затем взгляните на сборник ручного бурения, чтобы узнать, что уже сделали другие!

4.Скважины малого диаметра

4.1 Пробуренные или забуренные скважины
4.2 Забивные скважины
4.3 Гидравлические скважины
4.4 Гидравлические перкуссия (также метод полого стержня)
4,5 Перкуссия (также канатный инструмент)
4,6 Гидравлический поворотный
4,7 Кожух и экраны
4,8 Способы получения вертикального возвратно-поступательного движения
4.9 Канат
4.10 Разработка скважины и отделка
4.11 Решение проблем

Этот метод выемки грунта состоит из стружки или вырезания материала со дна отверстия путем вращения цилиндрического инструмента с одной или несколькими режущими кромками. Этот процесс очень похож на просверливание отверстия в дереве или металле с помощью шнека или дрели. Выкопанная земля обычно подается вверх и удерживается в корпусе шнека, где она остается до тех пор, пока шнек не будет опорожнен. Шнек вращается, поднимается и опускается с помощью вертикального вала, который проходит вверх от шнека до удобной точки над уровнем земли, откуда его можно вращать.Вращение часто осуществляется силой человека, приложенной к рукоятке, прикрепленной к вертикальному валу. Однако шнек может приводиться в движение другими источниками энергии, такими как энергия животных или двигателя. В этом случае источник питания приводит в движение горизонтальную коронную шестерню. Два выступа, идущие вверх от зубчатого венца, приводят в движение штангу, известную как «келли», которая проходит поперек диаметра кольца. Квадратное сечение вала шнека проходит через квадратное отверстие в центре штанги келли, которое заставляет вал шнека вращаться вместе с штангой келли, обеспечивая ему вертикальную свободу.

Каждый раз, когда шнек заполняется выкопанным материалом, его необходимо вынимать из отверстия для опорожнения. Для этого вал шнека должен быть разделен на секции, которые можно отсоединить и отложить.

Несколько типов земляных шнеков успешно использовались для бурения скважин (Рисунок 3). Цилиндрический ковш-шнек представляет собой цилиндр из листового металла с креплением для вала шнека вверху. Дно имеет винтообразную форму с единственной режущей кромкой.Он может быть шарнирным и защелкивающимся, чтобы его можно было открыть для опорожнения. Двухлопастной шнек состоит из двух цилиндрических лопастей, прикрепленных к валу шнека. Лезвия обрезаются и изгибаются внизу, образуя режущие кромки. Этот тип шнека часто используется для сверления отверстий под столбы.

Рис. 3. Земляные шнеки. (а) цилиндрический ковшовый шнек

Рис. 3. Земляные шнеки. (б) двухлопастной шнек

Рис. 3. Земляные шнеки.(c) винтовой шнек

Рис. 3. Земляные шнеки. (d) трубчатый шнек

Земляной шнек третьего типа (Рисунок 4) имеет спираль винтовой формы. Этот тип шнека обычно имеет две режущие кромки, одна из которых установлена ​​на передней кромке спирали. Продается в промышленных масштабах для бурения ям или для посадки деревьев.

Четвертый тип «шнекового» устройства (рисунки 5 и 6) использовался автором на липких или тяжелых глинистых почвах, где обычные шнеки с режущими кромками не работали должным образом.Он состоит из отрезка трубы или трубы с прорезью, нижний конец которой имеет форму зуба и расширяется. Верхний конец был прикреплен к обычному шнековому валу. Этот шнек попеременно опускается вниз, а затем вращается. Движение вниз заставляет почву подниматься внутрь шнека, где она прилипает, и вращение вырывает эту почву со дна отверстия. На дне отверстия можно оставить небольшое количество воды для смазки.

Большинство типов шнеков хорошо работают на самых разных почвах.Используемый тип может во многом зависеть от того, что можно получить или построить на месте. При выборе или изготовлении шнека следует соблюдать несколько принципов:

— режущие кромки или кромка должны иметь диаметр немного больше, чем корпус шнека над ними, чтобы шнек не тянул по сторонам отверстия

— режущие кромки должны быть расположены под углом таким образом, чтобы только режущая кромка, а не поверхность за ней соприкасалась с поверхностью, через которую необходимо проникнуть; это улучшает проникновение и снижает сопротивление

— по мере увеличения отношения высоты шнека к диаметру прямолинейность отверстия имеет тенденцию к увеличению (т.е.е. высокий шнек малого диаметра имеет тенденцию просверливать более прямое отверстие, чем короткий шнек большого диаметра)

— корпус шнека должен удерживать вынутый материал до тех пор, пока шнек не будет извлечен из отверстия для опорожнения. Мелкодисперсный материал имеет тенденцию вытекать из шнека, если отверстия слишком большие. Когда уровень грунтовых вод достигнут, шнеки обычно не могут удерживать шлам, и углубление колодца должно выполняться одним из других описанных методов. ^\

Рис. 4 Винтовой шнек местного производства, прикрепленный к удлинению трубы

Рис. 5 Цилиндрический «шнек» местного производства, применяемый в липких почвах

Сверление осуществляется забиванием вниз с последующим скручиванием. Зубья шнека должны быть расширены наружу, чтобы обеспечить зазор между шнеком и отверстием. Инструмент меньшего размера предназначен для очистки шнека от уплотненной почвы.

Рис.6 Цилиндрический шнек с удлинителем трубы и прикрепленной ручкой

Штатив используется для поддержки шнека во время бурения.

Шнеки обычно не пробивают камень. Однако тонкие слои или небольшие куски камня иногда можно измельчить или удалить и удалить с помощью ударного сверла или спирального шнека («рожок тарана»), сделанного из стального стержня по форме, подобной штопору. Если камень можно проткнуть или удалить, растачивание можно продолжить. Если нет, необходимо попробовать другой процесс или новое место.

Необходимость опорожнять шнек каждый раз, когда он наполняется, накладывает некоторые практические ограничения на глубину шнеков.Поскольку секции вала шнека должны отсоединяться каждый раз при опорожнении шнека, время, необходимое для опорожнения, увеличивается с увеличением глубины отверстия. Чтобы свести к минимуму количество муфт, длина вала шнека или «удлинителей» должна быть максимально большой. Часто валы шнека изготавливаются из отрезков водопроводной трубы, длина которых составляет от 6,1 до 6,4 метра (20-21 фут). Удлинители (рисунки 7 и 8) могут быть соединены с помощью розетки, прикрепленной к верхней части каждого из них. Нижняя часть следующего удлинителя вставляется в эту муфту и удерживается там штифтом через гнездо.Обычные резьбовые соединения труб не обеспечивают удовлетворительного крепления, поскольку они изнашиваются при длительной эксплуатации. Требуется подвесная конструкция определенного типа для стабилизации длинных удлинителей и обеспечения их вертикального положения во время операции бурения. Также удобно прислонять удлинители к этой конструкции, когда они отсоединены. Подвесная конструкция для стабилизации и направления удлинителей может состоять из треноги с перемычкой между двумя опорами (рисунки 9 и 10) или из двух вертикальных стоек, установленных в земле с перемычкой между ними.Рукоятка или другое устройство для вращения вала шнека должно быть спроектировано так, чтобы устанавливаться в любой точке вдоль удлинителей, чтобы его можно было поддерживать на подходящей рабочей высоте (Рисунок 11).

Рис. 7 Удлинитель шнека и ручка

Рис. 8 Муфта для удлинителей шнека, сделанная из трубы большего размера и приваренная к верхней части удлинителя.

Следующий удлинитель закрепляется на месте 10-миллиметровым болтом. Во время соединения или разъединения нижняя часть муфты поддерживается зубчатой ​​доской.Короткий стержень вставлен во избежание случайного падения удлинителя в отверстие.

Рис.9 Штатив, используемый для поддержки длинных удлинителей шнека во время бурения

Рис.10 Штатив, используемый для поддержки длинных удлинителей шнека во время бурения

Рис.11 Бурение винтовым шнеком

Рис.12 Нож для расширения отверстия, прикрепленный к верхней части шнека

После того, как было выбрано приблизительное расположение скважины, можно установить верхнюю опору, а точное местоположение определить путем подвешивания отвеса к направляющей верхнего шнека.Затем можно выкопать небольшое стартовое отверстие для шнека. Важно, чтобы шнековый стартер располагался как можно ближе к вертикали.

Самая глубокая рука авроуза, хорошо известная автору, составляет примерно 38 метров (125 футов). Этот колодец был пробурен бригадой рабочих, которым платили по счетчику, и пробурили по очень разумной цене. Однако в других экономических условиях практический предел ручного растачивания может быть меньше. Когда шнек становится слишком медленным, может быть более практичным будет продолжить использование другого метода.

Некоторые земляные шнеки могут быть оснащены лопастями для расширения скважины до желаемого диаметра (Рисунок 12). Бурение разведочной скважины перед бурением скважины большого диаметра также может быть хорошим вложением средств в неопределенных условиях.

Забиваемая скважина состоит из остроконечной перфорированной трубы или трубы с прикрепленным остроконечным скважинным экраном, которая была забита в водоносный горизонт. Труба с остроконечным экраном колодца забивается почти так же, как гвоздь в дерево.Обычно используются специальные трубы с толстыми стенками и специально разработанными муфтами для противодействия движущим силам. При подходящих условиях этот метод позволяет получить готовую скважину за очень короткое время. Хотя диаметр скважины обычно небольшой, а производительность относительно низкая, несколько забитых скважин можно соединить вместе и закачивать с помощью одного насоса. Поскольку забивные скважины строятся быстро, они могут использоваться в качестве временного источника воды, а затем подниматься, когда они больше не нужны. Забивные колодцы могут быть установлены и использованы для обезвоживания котлована во время строительства.В отличие от других методов строительства скважин, материал просто выталкивается в сторону, а не выкапывается в процессе забивки. Это означает, что мало что известно о материале, через который проходит труба скважины. Однако этот тип скважины может использоваться в исследовательских целях для определения статического уровня воды и скорости притока в сравнении с депрессией. Этот процесс не может проникнуть в твердые образования. За исключением непроницаемых пластов, глубина, на которую может быть забита такая скважина, зависит от нарастания трения между трубой скважины и проникаемым материалом и передачи усилия забивателя по длине трубы.Двадцать пять-тридцать метров (80-100 футов), вероятно, будет максимумом. Забивной скважинный наконечник можно использовать для завершения скважины, вырытой до уровня грунтовых вод каким-либо другим способом, например с помощью шнека.

Вождение обычно осуществляется путем попеременного подъема и опускания груза, используемого в качестве водителя (Рисунок 13). Привод направляется либо внутри, либо снаружи трубы, заставляя ее наносить прямой и точный удар. Если отвертка предназначена для удара по верхнему концу трубы, на резьбу навинчивается забивной колпачок, чтобы защитить их.В качестве альтернативы привод может быть сконструирован так, чтобы зажимать сделанный для этой цели зажим с внешней стороны трубы. Также можно использовать длинный тонкий драйвер, который вставляется внутрь трубы и ударяет по плоской поверхности внутри точки экрана скважины. Этот последний метод устраняет сжимающую нагрузку на трубу, обычно вызываемую забивкой, и делает ненужным тяжелую ведущую трубу.

Рис. 13 Приспособления для проходки скважин. (a) направляется снаружи трубы

Рис.13 Приспособления для хорошей езды. (б) направляется внутри трубы

Рис. 13 Устройства для проходки скважин. (c) забивание зажима

Рис. 13 Устройства для забивки скважины. (d) забивание внутри точки

Скважинные экраны для забивки должны иметь достаточную прочность, чтобы противостоять силам, создаваемым водителем, и истиранию материала, через который они проходят. Один из распространенных типов (рис. 14а) состоит из перфорированной приводной трубы с острием.Перфорированный участок трубы обернут слоем латунного экрана желаемой тонкости, а экран защищен от повреждений, обернув его слоем перфорированного латунного листа. Оба слоя припаяны к трубе. Другой тип экрана скважины (рис. 14b) изготавливается путем наматывания трапецеидального стержня по спирали вокруг набора круглых продольных стержней, размещенных по круговой схеме со всеми сварными пересечениями. Преимущество этого типа сита состоит в том, что он имеет высокий процент открытой площади и форму щели, которая не может забиться мелкими частицами песка.

Рис. 14 Точки привода и решетки. (а) перфорированная труба с экраном

Рис. 14 Точки привода и сита. (б) спиральная трапециевидная проволока

Приводная точка может быть изготовлена ​​на месте из трубы (Рисунок 15). Для этого необходимо: (i) сплющить конец трубы до постепенного сужения, аналогичного рабочему концу отвертки или холодного долота; (ii) вырезание V-образного паза от углов плоского конца до точки в середине трубы рядом с тем местом, где начинается конус; (iii) объединение двух результирующих точек в одну точку; (iv) сварка двух сторон острия вместе; и (v) опиливание или шлифовка любых неровностей для получения гладкой поверхности.Если сварочного оборудования нет в наличии, то острие можно паять пайкой или сваривать. Хомут должен быть приварен или приклепан над точкой, чтобы увеличить размер отверстия до диаметра, немного превышающего диаметр используемых трубных муфт. В качестве альтернативы острие можно выковать из прочной стали и приварить или приклепать к концу трубы. В этом случае следует позаботиться о том, чтобы на задней стороне острия был заплечик, который достаточно точно стыковался с концом трубы и чтобы наибольший диаметр острия был больше диаметра трубных муфт для обеспечения зазора.

Рис. 15 Узел привода изготовлен из трубы. (а) точка формирования на конце трубы

Рис. 15 Приводная точка изготовлена ​​из трубы. (b) альтернативные перфорации и точки

Перфорация может быть сделана просверливанием отверстий желаемого размера экрана или выполнением серии коротких диагональных разрезов ножовкой (Рисунок 15b). В любом случае в трубе должна быть сохранена достаточная прочность для обеспечения возможности забивки. Лучше всего этого можно добиться в случае пропилов, оставив несколько продольных полос неперфорированными.Если большие перфорации сделаны и покрыты экраном из желаемой сетки, припаянной вокруг трубы, экран должен быть защищен от прорезания или снятия изоляции путем: (i) обертывания и пайки листового металла с крупными отверстиями вокруг него и (ii) наличия внешний диаметр больше внешнего диаметра экрана либо на острие, либо на манжете, прикрепленной к трубе под экраном.

При попытке забивки с использованием обычной трубы и муфт, вероятно, произойдет срезание или снятие резьбы трубы или разрыв трубы на резьбе.Следует отметить, что резьба на трубе стандартного веса прорезает более половины толщины стенки, что значительно снижает прочность трубы, в которой она нарезана. Приводная труба и муфты, помимо того, что они тяжелее стандартной трубы, сконструированы так, что концы трубы стыкуются внутри муфты. Это приводит к тому, что большая часть движущей силы передается концами трубы, а не резьбой. Кроме того, муфты часто бывают длиннее обычных муфт с отверстием на каждом конце, которое выходит за нерезьбовые части трубы, чтобы придать поперечное усиление более слабым резьбовым концам.

Если приводная труба и муфты недоступны, можно использовать несколько методов для повышения прочности обычной трубы. Эти могут позволить использовать обычные трубы для забиваемых скважин при соблюдении осторожности:

и. Если имеется подходящая точка скважины, забивка может производиться внутри точки скважины, а не в верхней части трубы.

ii. Если забивание необходимо производить вблизи верха трубы, это следует делать на зажиме вокруг внешней стороны трубы, а не на конце самой трубы.

iii. Нагрузку на резьбу можно уменьшить одним из следующих способов:

— продвижение резьбонарезного штампа вдоль труб так, чтобы концы труб могли стыковаться вместе в центре муфты;

— установка короткой манжеты внутри муфты для стыковки обоих концов трубы;

— приварка хомутов к внешней стороне трубы, которые упираются в концы муфты.

В этом методе используется высокоскоростной поток воды для выкапывания ямы и выноса извлеченного материала из ямы.Поэтому для этого требуется насос определенного типа, с моторным или ручным приводом, разумной мощности, а также подача воды. Можно разделить воду и выкопанный материал в отстойнике или резервуаре и повторно использовать воду, тем самым минимизируя необходимое количество. Поскольку этот метод зависит от эрозионного действия воды, очевидно, что чрезвычайно твердые материалы не проникают. Однако полутвердые материалы могут подвергаться воздействию сочетания гидравлических и ударных воздействий.Для этого нужно поднимать и опускать долото для струйной обработки с зубилом. Грубые материалы, такие как гравий, требуют большей скорости воды, чтобы вывести их из скважины по вертикали, чем более мелкие материалы. Однако очень мелкие, твердые уплотненные материалы, такие как глины, требуют высокой скорости воды для их вытеснения. Рекомендуется давление воды 3 кг / см ² (40 фунтов на квадратный дюйм) для песка и 7-11 кг / см ² (11-150 фунтов на квадратный дюйм) для глины или гравия. В хороших условиях бурение идет очень быстро.

Используются две основные схемы:

(1) Вода закачивается по струйной трубе или трубе, которая используется внутри временного или постоянного кожуха (Рисунок 16a). Выкапывание материала потоком воды позволяет обсадной колонне опускаться, а извлеченный материал выносится вверх из скважины через кольцевое пространство между струйной трубой и обсадной колонной. Вращение кожуха и режущие зубья на его нижней кромке увеличивают скорость спуска. Если обсадная колонна затонула во время операции по гидролизу, последняя обсадная колонна с прикрепленным экраном опускается внутрь временной обсадной колонны, которая затем извлекается из скважины домкратом.В качестве альтернативы, постоянная обсадная колонна может быть затоплена во время операции струйной обработки. В этом случае экран скважины опускается внутрь обсадной колонны, а затем обсадная колонна поднимается на достаточное расстояние, чтобы открыть экран скважины для водоносного горизонта.

(2) Промывка может быть выполнена путем откачки воды вниз через саму обсадную колонну, при этом вынутый материал поднимается вверх через кольцевое пространство вокруг внешней стороны обсадной колонны (Рисунок 16b). Если струйная обработка прерывается до того, как обсадная колонна будет погружена на полную желаемую глубину, так что взвешенный материал осядет вокруг нее, могут возникнуть трудности при повторном запуске процесса струйной обработки.Когда используется обсадная труба с открытым концом, скважинный экран впоследствии опускается, а обсадная колонна немного поднимается, чтобы открыть скважинный экран. В качестве альтернативы можно использовать колонну обсадных труб со специальной точкой самовоздушивания на конце экрана скважины. Струйное отверстие на конце экрана колодца закрывается обратным клапаном, который удерживается на своем седле либо за счет плавучести, либо за счет пружины, когда он не удерживается в открытом состоянии давлением струи воды. В некоторых случаях меньшая колонна труб проходит через внутреннюю часть обсадной колонны и экрана и ввинчивается в верхнюю часть точки впрыскивания.Труба используется для передачи струи воды от насоса к точке без утечки через экран. После операции впрыскивания эту трубку откручивают и снимают.

Подвесной шкив или подъемник облегчают работу с обсадными колоннами и трубой для струйной обработки. В некоторых случаях может быть желательно забивать обсадную колонну с интервалами, описанными в других разделах.

Рис. 16 Промывка скважины. (а) с использованием струйной трубки

Рис. 16 Промывка скважины.(б) впрыскивание в обсадную колонну

В этом методе яма поддерживается водой, а выемка грунта осуществляется комбинацией механического и гидравлического воздействия (Рисунок 17). К нижней части колонны бурильных труб крепится долото с режущей кромкой. Полое долото имеет входные отверстия на небольшом расстоянии над его режущей кромкой. Во время бурения бурильная труба попеременно поднимается и опускается. Давление из-за удара режущего долота в забой скважины и инерция воды вызывают попадание смеси воды и шлама во входные отверстия режущего долота.Это вызывает переполнение уже заполненной бурильной трубы. Обратный клапан в долоте предотвращает вытекание смеси воды и бурового шлама из отверстий при подъеме бурильной штанги. Шлам можно осаждать из воды в бассейне или бочке после того, как смесь вытечет из бурильной трубы, а затем воду можно использовать повторно. Гидравлический удар ограничивается бурением относительно мелких материалов, поскольку крупные материалы не поднимаются на поверхность через бурильную трубу. Этот метод использовался на глубинах более 900 метров (3000 футов) в аллювиальных областях, где не встречались ни твердые образования, ни грубые материалы.

Вариант этого метода традиционно использовался в различных частях Азии. В традиционном методе обратный клапан заменяется рукой одного из бурильщиков, который закрывает верхнюю часть трубы при ходе вверх и убирает руку при ходе вниз, чтобы допустить перелив. При традиционном методе полая буровая штанга, а также обсадная труба могут быть изготовлены из бамбука (Рисунок 18).

Рис.17 Гидравлический удар

Рис.18 Бамбуковый экран диаметром 4 дюйма — бамбуковые полоски прикреплены к металлическим кольцам, а затем намотаны кокосовой нитью

Этот метод состоит из многократного подъема и опускания долота с зубилом для отрыва и измельчения материала со дна скважины. В яме остается небольшое количество воды, так что выкопанный материал смешивается с ней и образует суспензию. Периодически ударное долото снимается и желонка опускается для удаления шлама, содержащего вынутый материал.Желонка или выгрузной ковш состоит из трубы с обратным клапаном внизу и скобы для крепления троса или веревки вверху. Когда его несколько раз поднимали и опускали для наполнения жидким навозом, он поднимается на поверхность для опорожнения. Откачивание повторяется до тех пор, пока отверстие не будет должным образом очищено, после чего бурение возобновляется; Затем чередуются бурение и разгрузка. Если скважина нестабильна, обсадная колонна опускается, и забивка обсадной колонны чередуется с двумя другими процессами.В случае рыхлого гранулированного материала, такого как песок, одного сброса может быть достаточно, чтобы удалить материал со дна скважины и позволить опустить обсадную колонну. Для этой цели используется тяжелая желонка с режущей кромкой на ее нижнем конце, известная как «грязевая шалава».

Ударный метод универсален, он позволяет проникать во все типы материалов. Однако в очень твердом камне прогресс идет медленно. Хотя этот метод часто используется с большим моторизованным оборудованием, смонтированным на грузовиках, его можно успешно уменьшить и использовать с рабочей силой или небольшими двигателями (рисунки 19 и 20).Его можно использовать в сочетании с другими методами, когда встречаются такие условия, как твердые или рыхлые материалы, которые делают его более подходящим.

Рис.19 Балковочный колодец с желонкой диаметром 6 см

Рис. 20 Колодец с рабочей силой. Для подъема желонки со дна колодца используется ручная лебедка.

Рис.21 Ударная дрель, ковка на месте (вес около 80 кг)

Фиг.22 Желонка с обратным клапаном из тяжелой резины местного производства

Оборудование для ударного бурения может быть изготовлено на месте (рисунки 21 и 22). Тяжелая листовая рессора большого грузовика или автобуса является хорошей режущей кромкой для ударной коронки (рис. 23). Его нельзя нагревать во время изготовления, если нет навыков повторной закалки. Листовую рессору можно разрезать до острия (угол 90–120 °) с помощью ножовки из быстрорежущей стали. Режущую кромку из пружинной стали можно вставить в конец тонкого куска мягкой стали длиной 2-3 метра (6-10 футов), такого как балка «1», два куска швеллера, расположенные вплотную друг к другу, или кусок труба сплющена с одного конца, чтобы плотно прилегать к пружинной стали.Пружинную сталь следует приварить или приклепать. Если возможно, верхний конец детали из пружинной стали должен упираться в прорезь в опорной балке. Это необходимо для уменьшения воздействия нагрузки на сварку или заклепки во время использования. Все переходы между элементом из пружинной стали и опорной балкой должны быть скошены, чтобы не было острых углов, которые можно было бы зацепить на стороне отверстия при движении вверх или вниз. Режущая кромка должна быть шире, чем самый широкий размер опорной планки, чтобы в просверленном отверстии вокруг нее оставался зазор.Вес долота может быть увеличен путем добавления материала, например, путем прикрепления плоских железных стержней к стенке балки или канала или заполнения трубы бетоном, возможно, с использованием битых кусков чугуна в качестве заполнителя. Начальный вес 50-60 кг (110-130 фунтов) может быть подходящим для колодца диаметром 10 см (4 дюйма).

Рис. 23 Ударные долота, изготовленные на месте

Рис. 24 Желонка, изготовленная на месте

Желонка может быть изготовлена ​​из куска стальной трубы или трубки (Рис. 24).Кольцо для седла обратного клапана может быть изготовлено из плоской заготовки, чтобы надежно войти в нижний конец трубы, где оно удерживается на месте с помощью сварки, заклепок или болтов. Клапан состоит из диска из тяжелой резины, усиленного куском плоского металла и прикрепленного к седлу клапана одним краем.

И желонка, и ударное долото должны иметь довольно большую скобу или петлю, закрепленную на верхнем конце для крепления веревки или кабеля. Большой размер облегчает «ловлю рыбы» или извлечение инструмента в случае, если веревка или трос порвутся или отсоединятся.

В этом методе используется буровое долото на дне ствола вращающейся бурильной трубы. Шлам удаляют, закачивая воду или смесь воды и различных глин через буровую штангу. Этот «шлам» увлекает шлам и уносит их вверх через кольцевое пространство между бурильной трубой и стенкой скважины. Когда они достигают уровня земли, черенки могут быть размещены в небольшом пруду, а «грязь» рециркулируется. Если используется обратный путь потока («буровой раствор» закачивается на поверхность через полую бурильную трубу), система называется реверсивно-роторной.Система обратного вращения позволяет выносить на поверхность более крупные частицы выбуренной породы, поскольку скорость восходящего потока внутри трубы больше, чем скорость потока через кольцевое пространство, из-за меньшего поперечного сечения потока внутри трубы.

Вторая функция бурового раствора — уплотнение и стабилизация стенок скважины для предотвращения обрушения и чрезмерной потери циркулирующей жидкости. Однако такое уплотнение стенок может значительно уменьшить или предотвратить приток воды в скважину, если не будут приняты надлежащие меры для «разработки» скважины.

Обычно используются два типа буровых долот: (i) «рыбий хвост» с двумя неподвижными лопастями для использования в мягких материалах и (ii) вращающееся долото с тремя или более зубчатыми роликами, которые катятся по твердому материалу, чтобы раздавить и измельчить его.

Гидравлическое вращательное бурение обычно выполняется с помощью крупногабаритного оборудования с приводом от двигателя. Этот метод используется почти исключительно при бурении нефтяных скважин, а также обычно используется при бурении водяных скважин, когда скважины глубокие и необходимо вскрыть большое количество твердых пород.

Есть как минимум два исключения из крупномасштабного оборудования, обычно используемого для этого метода. Первая представляет собой систему, основанную на небольшом переносном двигателе с вертикальным валом и воздушным охлаждением. Редукторный редуктор, интегрированный с двигателем, имеет выходной вал, который вращается со скоростью примерно 60 об / мин. Бурильная труба с номинальным размером 1¼ дюйма крепится непосредственно к этому валу. Тройник в верхней части бурильной трубы позволяет закачивать воду через нее и возвращаться на поверхность через кольцевое пространство вокруг нее.Бита «рыбий хвост» используется для проникновения в мягкие материалы. Для твердых материалов используется корончатое сверло. Это трубчатое сверло из твердого абразивного материала, которое прорезает кольцевую канавку и оставляет цилиндр из неразрезанного материала внутри сверла. Этот неразрезанный цилиндр можно извлечь из отверстия, заклинив мелкую свинцовую дробь между сердечником и внутренней частью корончатого сверла и вынув ее из отверстия вместе со сверлом. В качестве альтернативы для удаления можно использовать экстрактор стержня с пальцами из пружинной стали для захвата стержня.Второй небольшой двигатель обычно необходим для привода насоса для циркуляции воды.

Вторая система, используемая в Бангладеш, полностью ручная и основана на системе обратного вращения. Колонна бурильных труб с долотом на дне вращается в скважине вручную. Ручной всасывающий насос, прикрепленный к верхней части бурильной трубы с помощью вертлюга, используется для подъема воды и шлама. Подача воды в затрубное пространство вокруг буровой штанги осуществляется ручным насосом, прикрепленным к двум временным забиваемым скважинам.

Сила животных также использовалась для привода роторного бурового оборудования.

Обсадная труба выполняет две основные функции: (i) поддерживать стороны ствола скважины от обрушения; и (ii) исключить загрязненные поверхностные воды. Экран, который позволяет воде попадать в скважину, предотвращая попадание материалов водоносного горизонта, может быть перфорированной секцией на нижнем конце обсадной колонны или может быть отдельной конструкцией, прикрепленной к обсадной колонне.

В зависимости от используемого метода бурения и проникаемых материалов обсадная труба может быть затоплена как неотъемлемая часть операции бурения, как в случае струйной промывки; он может быть установлен после того, как отверстие будет завершено; или он может быть помещен в какую-то промежуточную точку, например, когда уровень грунтовых вод достигнут, и стороны отверстия рухнут, если не поддерживаться.

Для обсадных труб скважин успешно использовался ряд различных материалов. К ним относятся трубы из кованого железа или трубы, трубы, прокатанные из листового металла, трубы из пластика, например поливинилхлорида (ПВХ) или стеклопластика (GRP), асбестоцементные трубы, бетонная плитка, глиняная плитка, бамбуковые / кокосовые оболочки бамбуковые полоски, прикрепленные к стальным обручам и обернутые шнуром из кокосовой шелухи и мешковиной), бамбуковые стебли большого диаметра с удаленными узловыми мембранами и расщепленные стволы пальм.Тип используемой оболочки будет определяться (i) доступными на месте материалами; (ii) какие навыки доступны на местном уровне; (iii) относительная стоимость рабочей силы и материалов; (iv) используемый метод бурения; (v) характер геологической формации; и (vi) минимально допустимый срок службы скважины.

Особенно примечательным примером недорогой оболочки местного производства является оболочка из бамбука и кокосового волокна, разработанная в Индии (рис. 25, 26, 27 и 28). Этот кожух состоит из продольных полос раздетого бамбука, приклепанных к обручам, разнесенным примерно на 25 сантиметров.Затем сборку оборачивают по окружности веревкой из кокосового волокна (волокна кокосовой шелухи) до тех пор, пока не будет покрыта вся длина. На тех участках обсадной колонны, которые проникают в водоносный горизонт, кокосовый трос служит фильтром или экраном. На остальной части оболочки кокосовый трос может быть покрыт мешковиной, покрытой асфальтом. Секции кожуха стыкуются между собой и прикрепляются несколькими продольными стальными стяжками, приклепанными к концевым кольцам соответствующих секций.

Срок службы этих бамбуковых / кокосовых оболочек составляет два или три года.По истечении этого времени необходимо пробурить новую скважину и выровнять ее новой обсадной колонной. Использование оболочек из бамбука / кокосового волокна — отличный пример изобретательности и местного труда, а также навыков, используемых для экономии скудного капитала и иностранной валюты.

В Египте стволы финиковых деревьев разрезают на отрезки длиной в один или два метра, очищают снаружи, раскалывают и выдалбливают. Во время ручного ударного бурения с желобом и долотом для недоработки две половины вставляются в скважину и забиваются на глубину от 100 до 200 метров.

Там, где легко доступен оцинкованный лист, кожухи можно изготавливать путем скатывания полос в трубы с продольным швом (рис. 29 и 30). В одном случае листы оцинкованной стали размером 1 м х 2 м были разделены по длине на три равные полосы. Один изгиб на 90 ° был выполнен по одному краю, а изгиб на 90 ° плюс изгиб на 180 ° по другому краю. Они были «свернуты» с помощью 2-х метрового деревянного V-образного блока, на который был уложен листовой металл, при этом прикладывалась нисходящая сила к трубе диаметром 2 дюйма, помещенной поверх него.Перемещая листовой металл из стороны в сторону через V-образный блок, можно получить достаточно круглый контур. Загнутые ранее края были скреплены и загнуты в шов. Для завершения закругления обсадной колонны кусок 2-дюймовой трубы опирался на блоки около ее концов и использовался в качестве опоры. Кожух надевали на трубу, и для окончательной формовки использовали молоток из дерева или другого относительно мягкого материала.

Рис.25 Оболочка из кокосового волокна. Разделенные бамбуковые полоски расположены вокруг стальных колец, а сборка обернута кокосовым шнуром.

Рис. 26 Оболочка из кокосового волокна. Обертка из кокосового волокна служит экраном на нижнем конце обсадной колонны.

Рис. 27 Оболочка из кокосового волокна. Обшивка, находящаяся над водоносным горизонтом, залита асфальтом и мешковиной.

Рис. 28 Опускание кокосовой обсадной трубы в пробуренную скважину.

Рис. 29 Изготовление кожуха из листового металла. а) кромки, зажатые между уголками и загнутые молотком

Рис.29 Изготовление кожуха из листового металла. (б) прокатная полоса с трубой и деревянным V-образным блоком

Рис. 29 Изготовление кожуха из листового металла. (c) соединение кромок вместе для образования шва.

Рис. 29 Изготовление кожуха из листового металла. (d) обжимной шов и скругление кожуха с трубной опорой и молотком

Рис.30 Изготовление кожуха из оцинкованного листового металла

Кожух из листового металла обычно соединяется путем продевания одного конца внутрь другого и последующей пайки соединения.Короткие продольные полосы листового металла, нахлестанные поперек стыка и припаянные к обеим частям корпуса, могут использоваться для дальнейшего укрепления стыка, и это целесообразная практика. Концы можно подогнать друг к другу путем выборочной сборки, легкого обжатия одного конца или намеренного создания слегка сужающегося корпуса путем изменения ширины шва от конца к концу.

В методе «California Stovepipe» используются два кожуха из легкого листового металла, один плотно прилегающий к другому.Соединения на внутреннем кожухе находятся посередине секций внешнего кожуха и наоборот. Два слоя собираются и свариваются точечной сваркой вместе по мере того, как они погружаются, создавая таким образом многослойный кожух, который является относительно жестким и устойчивым к короблению.

Асбестоцементная грунтовая труба и бетонная или глиняная черепица часто изготавливаются с раструбными и гладкими соединениями, чтобы один конец свободно скользил в прилегающий конец на короткое расстояние. При использовании такой трубы или плитки в качестве кожуха раструбы направлены вниз, чтобы свести к минимуму попадание рыхлого материала через неплотный стык в колодец.Длина может быть опущена в колодец по отдельности с помощью набора крючков, прикрепленных к веревке. Крючки и шнур входят в кожух и держатся за нижний конец кожуха до тех пор, пока он не встанет на место и крючки не освободятся, потянув за второй шнур. Как вариант, если шнур обсадной колонны не слишком большой. тяжелые, соединения могут быть соединены вместе, так как они собираются над колодцем, а обсадная труба опускается с верхнего конца. Этот метод будет ограничен относительно неглубокими скважинами из-за веса обсадной колонны.

Плитки из глины, бетона и асбестоцемента относительно хрупки и могут сломаться, если внутри них будут выполнены такие операции, как ударное бурение или сброс. Если такие операции требуются для погружения обсадной колонны в водоносный горизонт, необходимо, чтобы самая нижняя часть обсадной колонны была из более прочного материала, такого как стальные трубы или трубы.

Трубки из поливинилхлорида (ПВХ) — это пластик, который чаще всего используется в качестве кожуха. Обычно он намного дешевле стали, легкий, легко режется, перфорируется и вставляется.Секции соединяются путем окрашивания концов растворителем для их смягчения, а затем их вставки в муфту, где они плавятся по мере испарения растворителя.

Перфорация обсадной колонны для использования ее в качестве экрана скважины может быть выполнена путем бурения или продольной резки ножовкой, как описано в разделе, посвященном точкам скважин.

Для облегчения погружения обсадной колонны в процессе бурения был использован ряд методов:

и. Вождение: эта техника обсуждалась ранее в связи с точками опускания скважин.Обычно его можно использовать только с тяжелым корпусом из кованого железа с использованием специальных приводных муфт, которые позволяют концам корпуса стыковаться друг с другом, тем самым защищая резьбу от деформации. Как указывалось ранее, движение осуществляется путем подъема и опускания груза, который направляется либо внутри, либо снаружи кожуха и ударяется либо о специальный приводной колпачок, навинченный на конец кожуха, либо зажим вокруг внешней стороны. трубы.

ii. Домкрат: этот метод (рис. 31а и 32) использует деревянные анкеры, заложенные рядом с колодцем, и домкраты для поддержания направленного вниз усилия на обсадную колонну во время продолжения бурения.

iii. Грузы (рис. 31b и 32), такие как мешки с землей или бочки с водой, могут быть сложены на опоре, зажатой вокруг трубы. В качестве альтернативы, платформа, на которой стойка бурильщиков может быть прикреплена к обсадной колонне (Рисунки 31c и 33).

iv. Утяжелители (Рис. 31 d) на рычаге, прикладывающем усилие к корпусу.

Рис. 31 Проходящая обсадная труба. (а) с помощью домкратов

Рис. 31 Проходящая обсадная труба. (б) взвешивание мешками с грунтом

Рис.31 Проходящая обсадная труба. (c) с использованием веса буровой бригады на платформе

Рис. 31 Проходка обсадной колонны. (d) с помощью рычага и мешков с грунтом

Рис. 32 Проходящая обсадная труба. Используются два метода: (a) Рабочие возле обсадной колонны затягивают гайки на больших винтах, прикрепленных к деревянным анкерам под землей и к верхней части обсадной колонны. (b) Обратите внимание на большие веса бетона, зажатые вокруг обсадной колонны прямо под верхним концом. Второй набор грузов расположен прямо над поверхностью земли.

Рис. 33 Проходной кожух. Вес бурильщиков используется для опускания обсадной колонны. Рабочие на земле вращают обсадную колонну в процессе бурения.

Ряд операций по бурению скважин требует подъема и опускания. К ним относятся ударное бурение, опускание свай, гидроудар и забивка обсадной колонны. В крупномасштабных ударных установках такое движение достигается за счет троса, один неподвижный конец которого проходит через шкив на конце поворотного рычага, совершающего возвратно-поступательное движение кривошипом и шатуном.Ближайший аналог этому в оборудовании с механическим приводом, Рисунки 34, , , 3, 5 и 36, состоит из веревки или кабеля, выходящего вертикально из колодца, проходящего через шкив, а затем идущего параллельно земле примерно на высоте плеча. и, наконец, привязан к дереву или столбу. Для получения возвратно-поступательного движения экипаж из 4-6 человек выстраивается в линию лицом к веревке и поочередно тянет и отпускает веревку в унисон.

Другое успешно используемое устройство состоит из рычага, поворачиваемого по горизонтальной оси, рис. 37, с буровыми инструментами, прикрепленными к более короткому концу, и бригады из нескольких человек, совершающих возвратно-поступательное движение к более длинному концу.При желании к более длинному концу можно добавить грузы для частичного уравновешивания бурового инструмента.

Рис. 34 Натягивание закрепленного горизонтального каната для получения возвратно-поступательного движения

Рис. 35 Ударное бурение. Подъем и опускание можно получить, потянув веревку вниз и отпустив. (А)

Рис. 35 Ударное сверление. Подъем и опускание можно получить, потянув веревку вниз и отпустив. (В)

Фиг.36 Шкив на треноге, используемый для возвратно-поступательного движения при ударном бурении и подъеме

Рис. 37 Использование рычага для получения возвратно-поступательного движения

Существует ряд вариантов пружинной балки или системы пружинных стоек, рис. 38, 39 и 40. На рис. 38 канат для сверления прикреплен к концу. горизонтальной деревянной консольной балки, чем-то напоминающей трамплин. Жесткость балки можно отрегулировать либо путем изменения количества лепестков в пружине, либо путем изменения положения опоры, ближайшей к концу балки, к которой прикреплены инструменты.В зависимости от жесткости балки, упругости троса или другого материала, прикрепляющего инструменты к балке, массы инструментов и природы проникаемых материалов, система будет иметь некоторую собственную частоту. То есть, если балку изогнуть, а затем отпустить, система будет колебаться с постоянным числом циклов в минуту с непрерывно уменьшающейся длиной хода, пока движение не будет полностью затухать за счет трения в системе. Если при каждом ходе вниз прикладывается тяга вниз, систему можно заставить бесконечно колебаться с минимальными затратами работы.На практике рабочая бригада стоит вокруг троса, прикрепленного к пружинной балке, и через определенные интервалы прикладывает направленную вниз силу, чтобы система оставалась в колебательном состоянии. Как вариант, к балке можно прикрепить отдельную веревку для каждой. Каждый рабочий помещает ступню в петлю или стремени и обеспечивает необходимое движение ногой и ступней. Этот метод иногда называют «выбиванием колодца». По мере изменения массы инструмента, глубины отверстия и материала, в который проходит проникновение, изменяется собственная частота системы.Это можно компенсировать, регулируя жесткость балки, изменяя количество створок или длину без опоры. Большая масса инструмента уменьшит количество колебаний в минуту, а большая жесткость балки увеличит их.

Чуть менее сложный, но широко используемый в Северной Америке в первой половине XIX века пружинный столб (рис. 39). Его делают из дерева длиной 8–10 м с диаметром, сужающимся примерно от 20 см на одном конце до 10 см на другом.Большой конец прикрепляется к земле, возможно, путем наложения на него камней или бревен. Он поддерживается точкой опоры примерно на одной трети длины от нижнего конца. Верхний конец может быть на высоте 2,5-3,0 м. К верхнему концу можно было прикрепить стропу для качания шеста.

Как в случае пружинной балки, так и в случае пружинной стойки, верхний шкив необходим для вытягивания инструментов из отверстия и для сброса. Этот шкив обычно поддерживается на отдельной конструкции, такой как штатив.

На рис. 40 показано устройство для бурения скважин в Китае, в котором для получения колебательного движения используется большой лук. Этот общий тип устройства насчитывает как минимум 2 600 лет, и приписывают его бурение до глубины 1 000 м. Такие колодцы использовались для добычи рассола, из которого производилась соль во внутренних районах Китая. Линия сверления сделана из секций расщепленного бамбука, которые сращиваются вместе путем вырезания блокирующих пазов, где концы перекрываются, и связывания стыка вместе сталью или пенькой.Хороший бамбук имеет примерно такую ​​же прочность на разрыв на единицу веса, что и низкоуглеродистая сталь. Однако очевидно, что он не такой гибкий, как веревка или трос, поэтому показанная катушка большого диаметра используется для наматывания бамбуковой буровой лески. Ниже приведены некоторые размеры устройства, изображенного на Рис. 39:

Вращающийся барабан или «катушка», приводимый в действие любым удобным источником энергии, часто используется при бурении скважин (Рисунок 41).Если веревка свободно намотана вокруг вращающегося барабана, она останется неподвижной, пока барабан вращается. Однако, когда один конец веревки натянут туго, трение заставит веревку двигаться вместе с поверхностью барабана, и комбинацию веревки и барабана можно использовать в качестве брашпиля. Поочередно натягивая веревку и позволяя ей ослабнуть, можно поднимать и опускать груз, например ударную коронку, набор гидравлических ударных инструментов или ковш для разгрузки. Постоянно удерживая конец троса в натянутом состоянии, когда он подается с барабана, систему также можно использовать для извлечения инструментов из колодца.

Рис. 38 Пружина для получения возвратно-поступательного движения

Рис. 39 Пружина для получения возвратно-поступательного движения.

Рис. 40 Традиционное китайское буровое оборудование. (а) буровая установка с носовой частью для получения возвратно-поступательного движения и барабаном для бамбукового бурового каната.

Рис. 40 Традиционное китайское буровое оборудование. (b) соединение в разрезной бамбуковой буровой линии

Рис.40 Традиционное китайское буровое оборудование. (c) буровые инструменты

Рис. 41 Вращающийся барабан или «катушка» для получения возвратно-поступательного движения или для использования в качестве лебедки

Буровые системы, такие как шнековые, струйные и гидравлические ударные, используют колонну труб или насосно-компрессорных труб для соединения реальных буровых инструментов с подводом мощности на уровне земли или выше него. Каждый раз, когда инструменты должны быть поднесены к поверхности земли, необходимо по очереди отсоединять отрезки трубы и откладывать их в сторону.Возврат инструментов на дно отверстия требует обратной процедуры. По мере того, как отверстие становится глубже, этот процесс занимает больше времени и, таким образом, замедляется. Раннее ударное бурение выполнялось жесткими бурильными штангами, сделанными из деревянных или стальных секций, соединенных вместе. Их также приходилось соединять и отсоединять каждый раз, когда инструменты вставлялись в отверстие или вынимались из него. С другой стороны, в современном ударном бурении и спуске инструменты обычно гибко подключаются к подводимой мощности с помощью троса или кабеля.Это означает, что инструменты могут быть быстро удалены из скважины или возвращены в скважину, просто потянув вверх или выпустив веревку без какого-либо отсоединения или соединения.

Как манильный канат диаметром 25-40 мм (1–1½ дюйма), так и стальной канат или кабель диаметром примерно 10 мм (3/8 дюйма) успешно использовались в операциях самопомощи при бурении скважин. Чтобы продлить срок службы троса или каната, следует использовать шкив максимально возможного диаметра. Канаты местного производства с короткими или грубыми волокнами, такими как кокосовое волокно (волокно кокосовой шелухи), могут быть ненадежными и недолговечными и вызывать задержки и убытки, намного превышающие деньги, сэкономленные на их использовании..

Ранее упоминалось о буровых линиях из колотого бамбука, которые успешно применялись в Азии более 25 веков.

Термин «разработка скважины» относится к процессу удаления более мелких частиц из водоносного горизонта непосредственно вокруг экрана скважины, чтобы сделать водоносный горизонт более проницаемым и, таким образом, снизить сопротивление потоку воды в скважину. Это означает, что при заданной скорости откачки депрессия в скважине и, следовательно, высота откачки будут уменьшены.Для разработки скважины важно, чтобы отверстия в экране скважины были выбраны подходящего размера. Это требует сбора материала, взятого из водоносного горизонта в процессе бурения. Одно практическое правило гласит, что отверстия должны быть такого размера, чтобы через них проходили 2/3 мельчайших частиц водоносного горизонта.

Разработка достигается за счет попеременного перетекания воды в скважину и из нее. Во время притока некоторые мелкие частицы будут уноситься в скважину через сито, но другие мелкие частицы будут соединяться между частицами, слишком большими для прохождения через сито.Изменение направления потока приведет к вытеснению таких частиц и предоставит им возможность пройти через экран в течение следующего периода притока. Мелкодисперсный материал, поступающий в колодец, в конечном итоге удаляется с водой. Удаление мелкого материала во время разработки, помимо увеличения производительности скважины, предохраняет насос, который позже устанавливается, от истирания.

Колодец — это, наверное, самый простой способ разработки. Каждый раз, когда желонка поднимается и опускается, вода поднимается в колодец и из него.Мелкодисперсный материал, попадающий в колодец, задерживается внутри желонки и удаляется из колодца. Количество мелкого материала в желонке показывает, насколько далеко продвинулся процесс развития. Особый тип желонки, известный как песочный насос, имеет внутри поршень. Этот поршень прикреплен к желонному желону таким образом, что он перемещается вверх внутри желонного желоба при переходе от провисания к натянутому. Движение этого поршня оказывает сильное воздействие на колодец и помогает втягивать песок в желонку.

Расширительный блок, который действует как поршень или плунжер внутри обсадной колонны, может быть прикреплен к колонне труб и перемещаться вверх и вниз с целью разработки. Гидравлический блок может состоять из двух или более деревянных дисков, скрепленных между собой резиной, которая контактирует с внутренней частью корпуса.

Скважины также можно разрабатывать путем откачки воды с высокой скоростью для создания большой депрессии. Перекачивание внезапно прекращается, и большое количество накопившейся воды стекает в скважину, чтобы повернуть поток через водоносный горизонт вокруг фильтра.Сжатый воздух также может использоваться для нагнетания скважины во время разработки.

Если водоносный горизонт состоит из мелких частиц без значительного изменения размера, может оказаться невозможным адекватное увеличение проницаемости вокруг экрана с помощью методов разработки, описанных выше. В этом случае производительность скважины может быть увеличена за счет гравийной набивки, то есть путем введения материала вокруг экрана, который имеет размер частиц больше, чем в водоносном горизонте. Использование гравийной набивки позволяет использовать большие отверстия грохота и, следовательно, дает больший процент площади притока.Он также окружает экран слоем материала с более высокой проницаемостью, чем сам водоносный горизонт.

Один из способов введения гравия — сначала опустить временную обсадную колонну, диаметр которой больше диаметра последней обсадной колонны и грохота. Конечная обсадная колонна и экран опускаются внутрь временной обсадной колонны и удерживаются концентрическими направляющими, в то время как гравий вводится в кольцевое пространство между обсадными колоннами. Затем временную обсадную колонну можно вытащить из отверстия. Другой метод — просверлить отверстие несколько больше, чем обсадная колонна, до уровня грунтовых вод.Затем обсадная колонна опускается, и кольцевое пространство между обсадной колонной и скважиной заполняется гравием. По мере погружения обсадной трубы в водоносный горизонт часть гравия опускается вместе с обсадной колонной. Во время разработки больше гравия опускается, чтобы занять объем, оставленный песком, проходящим через фильтр в скважину. Гравий также может быть введен вокруг сита через несколько небольших отверстий, просверленных для этой цели вокруг a. маленький круг, концентрический с колодцем.

Размер и градация используемого гравия должны быть такими, чтобы очень небольшая часть материала окружающего водоносного горизонта могла попасть в пустоты между частицами гравия.Если это произойдет, проницаемость гравийной набивки может значительно снизиться. Размер проема грохота выбирается как можно большим, чтобы не допустить попадания материала гравийной набивки в скважину.

После разработки скважины обычно желательно заполнить и закрыть кольцевое пространство между внешней стороной обсадной колонны и стволом. Эта операция, известная как заливка цементным раствором, проводится для предотвращения попадания грязной поверхностной воды непосредственно в скважину и для обеспечения прочной поддержки верхнего конца обсадной колонны.Смесь портландцемента и воды, смешанная до довольно жидкой консистенции, является наиболее часто используемым материалом для затирки швов. Суспензия глины и воды иногда также используется на больших глубинах, где изменения влажности не вызывают усадки и набухания глины.

В тех случаях, когда использование насосного оборудования для укладки раствора нецелесообразно, его необходимо заливать на место под действием силы тяжести. Кольцевое пространство между обсадной колонной и отверстием должно быть не менее 5 см (2 дюйма). Также можно использовать длинный тонкий стержень, чтобы раствор затекал во все пустоты.Раствор должен выходить от поверхности на глубину не менее 6 м (20 футов), чтобы обеспечить надлежащее санитарное уплотнение между обсадной колонной и просверленным отверстием.

Никакие усилия не обходятся без проблем, но те, которые встречаются при бурении скважин малого диаметра, могут показаться более трудными, поскольку они обычно возникают в местах, где их нельзя увидеть. Следовательно, для диагностики и преодоления проблем необходимо развивать высокую степень «чувства», дедукции, рассуждений и изобретательности. У бурильщиков есть два основных правила в отношении проблем:

(1) Предотвращайте проблемы до их возникновения , ​​а не пытайтесь исправить их после того, как они возникнут.Это требует особой внимательности к звукам, ощущениям, физическому состоянию инструментов и обрезков и постоянных попыток предвидеть, что может пойти не так.

(2) Пытаясь решить проблему, не предпринимает быстрых или необдуманных действий , ​​которые могли бы сделать проблему более трудной или невозможной для решения.

При бурении скважин, особенно с трудоемкими системами, возникают как минимум три типа проблем:

а. Мелкие инструменты, падающие в отверстие. Любой инструмент, достаточно маленький, чтобы поместиться в отверстие и регулярно используемый вокруг отверстия, рано или поздно упадет в него. Чтобы предотвратить это, все такие инструменты должны быть привязаны к какому-нибудь неподвижному объекту прочным шнуром. Длинные тонкие предметы, такие как удлинители шнека, которые регулярно соединяются и отсоединяются, должны иметь предохранительное устройство, такое как кусок стержня, пропущенный через них, чтобы они не соскользнули в отверстие при случайном падении. «Рыболовные» приемы удаления предметов из ямы будут рассмотрены позже.

г. Инструменты застряли в отверстии. Хотя некоторые случаи застревания инструментов, вероятно, неизбежны, правильная конструкция и техническое обслуживание могут минимизировать количество таких случаев. Режущие кромки инструментов должны быть сделаны и обслуживаться так, чтобы они прорезали отверстие достаточно большого размера, чтобы оставался зазор вокруг остальной части оборудования. Инструменты должны быть сконструированы с достаточно плавными переходами в поперечном сечении, чтобы не было острых выступов, которые могли бы зацепиться из-за неровностей в отверстии или над которыми могли заклиниваться извлеченные частицы.Когда инструменты все же заклинивают в отверстии, обычно необходимо использовать какое-нибудь усиливающее устройство, такое как цепная таль или автомобильные домкраты, чтобы вытащить их. Поскольку сила, необходимая для высвобождения инструмента, часто может быть значительной (даже если между инструментом и обсадной колонной заклинивается лишь небольшой кусочек гравия), оборудование должно быть сконструировано таким образом, чтобы выдерживать тягу в несколько тонн. Если есть опасения, что веревка, трос или струна трубы порвутся во время сильного натяжения, обычно можно зацепиться непосредственно за застрявший инструмент с помощью правильно сконструированного крюка на конце другой более прочной веревки, троса или струны трубы.Затем вытягивание может продолжаться на последнем или на обоих насадках. При проектировании следует учитывать необходимость закрепления на верхних частях инструментов. Например, желонки и ударные долота должны изготавливаться с большими, удобными для зацепления дугами.

Промышленные ударные инструменты включают в себя набор «банок». Это тяжелая, плотно прилегающая пара звеньев, встроенная в буровую систему. Поскольку звенья могут скользить друг в друге, часть буровой штанги над ясами может быть поднята на небольшое расстояние, прежде чем буровое долото выйдет из забоя скважины.Это небольшое относительное движение и масса верхней буровой штанги и лески можно использовать для поднятия застрявшего бурового долота вверх, чтобы освободить его. Удар ясов вызывает большую силу, чем обычно можно получить при постоянном натяжении. Если сверло застряло над дном отверстия, ясы также можно использовать для движения вниз. Предшественником ясов были два-три звена тяжелой цепи, соединяющие верхнюю и нижнюю часть буровой колонны. Они, однако, сильно страдают как при движении вверх, так и при движении вниз и являются относительно недолговечными.

г. Инструменты, которые отслаиваются в отверстии. Возникновение этой проблемы можно свести к минимуму, постоянно проверяя состояние инструментов и креплений. Однако, когда необходимо удалить из скважины оторвавшийся или упавший инструмент, этот процесс называется «ловлей рыбы». Часто для выполнения этой задачи необходимо изготавливать специальные инструменты. Это может потребовать как значительной изобретательности, так и большого количества проб и ошибок. Оттискной блок может быть ценным при разработке рыболовных инструментов.Это неглубокий цилиндрический контейнер диаметром, который точно подходит к отверстию, с открытым дном и верхом, который можно прикрепить к колонне труб или желонке. Емкость заполнена веществом, таким как мыло, воск или жир, достаточно твердым, чтобы держать форму, но достаточно мягким, чтобы оставить отпечаток. Его осторожно опускают на объект, на который нужно ловить рыбу, так что отпечаток, оставленный на блоке, дает информацию о форме, местоположении и ориентации объекта, что полезно при выборе инструментов и стратегии, которые будут использоваться при ловле рыбы.Оттискной блок можно сделать из толстого деревянного диска с полоской листового металла, прибитой гвоздями по внешнему краю. Деревянный брусок можно забить гвоздями, чтобы закрепить слепочный материал.

Некоторые часто используемые рыболовные инструменты показаны на рисунке 42. Другие инструменты должны быть разработаны для решения данной проблемы.

Рис. 42 Рыболовные инструменты. (a) для извлечения отрезков трубы

Рис. 42 Рыболовные инструменты. (б) цилиндр из листового металла с зубьями, которые сгибаются вместе, чтобы закрыть дно для захвата мелких предметов

Рис.42 Рыболовные инструменты. (c) копье для извлечения оборванной веревки или кабеля с защелкой для захвата долот или желобов

Рис. 42 Рыболовные инструменты. (г) крючок с направляющей для крепления дополнительной лески к прихваченному инструменту

drillyourownwell.com