Bušenje bušotina: tehnologija i nijanse rada

Jedna od najproduktivnijih i najekonomičnijih metoda za formiranje rudnika je bušenje jezgre. Koristi se u istraživanju minerala i inženjerskoj geologiji.Osim toga, ovo je najlakši i najbrži način za pristup podzemnim vodama za organiziranje vodoopskrbe.

Iz našeg predloženog članka naučit ćete sve o specifičnostima jezgrenog bušenja, alatima potrebnim za njegovu provedbu i značajkama primjene.

Područje primjene jezgrenog bušenja

Bušenje jezgrom je metoda koja omogućuje određivanje dubine krova i baze slojeva tla s najvećom točnošću, kao i dubinu razine podzemnih voda.

Tehnologija jezgrenog bušenja naširoko se koristi u sljedećim industrijama:

• Opskrba vodom u industrijskoj i privatnoj sferi. Bušenje bunara za privatnu vodoopskrbu, organiziranje vodozahvata za cijela sela ili gradske blokove učinkovito se provodi bušenjem jezgre zbog činjenice da bušilica lako prodire u velike dubine. Alat za jezgru može podići gotovo sve uništene stijene osim vodom zasićenih i rastresitih, nekohezivnih tla (pijesak, šljunak, šljunak);
• Geološka istraživanja u rudarstvu. Kada stijena prolazi, pojavljuje se točkasti učinak na tlo duž polumjera rotacije. Drugim riječima, projektilom koji konstruktivno podsjeća na cijev izbuši se čvrsta masa stijena ne narušavajući njihovu strukturu i stanje.
• Izgradnja. Provođenje geotehničkih istraživanja za proučavanje fizikalnih i mehaničkih svojstava tla i stanja stijena. Core tehnologija omogućuje točnu identifikaciju podzemnih voda i uzimanje uzoraka vode za proučavanje njihove agresivnosti prema betonu.

Tijekom bušenja jezgre izvlači se jezgra - stup zemlje ili susjednih slojeva zemlje. Jezgru karakterizira čvrsta prirodna struktura, što osigurava sveobuhvatnu analizu proučavane stijene. Bušenje s cijevi za jezgru omogućuje vam da s najvećom točnošću odredite dubinu stijene za potrebe proučavanja.

Bušenje jezgre osigurava cjelovitost izvađene jezgre, što doprinosi kvalitetnom proučavanju stijene. Ujedno se provodi najkvalitetnije čišćenje lica od uništenog kamena

Korištenje bušilice u građevinarstvu značajno olakšava i ubrzava procese. Pilot se jednostavno zabija u rupu pripremljenu bušilicom ili se montira gotova armiranobetonska konstrukcija. Bušenje jezgre omogućuje stvaranje cilindričnih rupa u konstrukcijama od opeke i betona.

Tehnologija i oprema rada

Postoje dva poznata načina korištenja bušilice s jezgrom: rad s dovodom tekućine na dno bušotine ili rad na suho, odnosno bez tekućine za bušenje.

Bušenje bez upotrebe bušaće tekućine koristi se ako su nekohezivna tla zasićena prirodnom vlagom u dovoljnoj količini za prodiranje i vađenje. Voda se također ne dovodi u otkopno okno prilikom probijanja kroz fluidno plastične, mekoplastične i vatrostalne ilovače/gline, tvrde i plastične pjeskovite ilovače.

Tekućina se mora koristiti kod bušenja kamenih i polukamenih stijena.U nedostatku vode, u ovom slučaju, produbljivanje se događa mnogo sporije. Osim toga, vjerojatnost preranog kvara bita značajno se povećava, pa se stoga suho bušenje smatra skupljim.

Tehnologija jezgrenog bušenja bušotine s ispiranjem omogućuje ne samo produljenje vijeka trajanja radne opreme, već i najbrži i najmanje radno intenzivan način za oslobađanje lica od uništene stijene

Kod bušenja s tekućinom za bušenje, brzina produbljivanja se značajno povećava. Najčešće se ova metoda koristi pri bušenju bušotina značajne dubine. To omogućuje da se radovi završe u najkraćem mogućem roku uz minimalan rizik od oštećenja krune.

Voda pod visokim pritiskom također se dovodi do dna tijekom razvoja bušotine u rastresitim, nekohezivnim tlima, ako uzorkovanje jezgre nije problem. U tom slučaju, lice se jednostavno ispere mlazom vode, oslobađajući rudarsko okno od uništenog tla.

Princip osnovne tehnike

Glavni element kod jezgrenog bušenja je destruktivni rezni dio ugrađen na podnožje jezgrene cijevi. Zovu ga krunom. Za kopanje stijena koriste se posebne krune opremljene dijamantnim rezačima.

Krunice su zamjenjivi rezni elementi koji se pričvršćuju vijcima na donji rub jezgrene cijevi. Moraju se mijenjati nekoliko puta tijekom procesa bušenja.

To je dijamantno svrdlo koje osigurava praktički nesmetan prolaz bušilice do velikih dubina prilikom zabijanja vodozahvatnih radova u vapnenac. Odnosno, pri izradi bušotina ukopanih u stijensku podlogu, u čijim su se pukotinama, kao rezultat stoljetne kondenzacije, formirale rezerve najčišće podzemne vode.

Svrdla se mijenjaju na najjednostavniji način - uklonite istrošeni dio i zavrnite novi svrdlo na jezgru

Stijena se reže nastavkom koji se vrti velikom brzinom. Brzina vrtnje sijačice se može podešavati ovisno o gustoći tla koje se razvija. Kruna "siječe" tlo samo uz rub svojevrsnog cilindra, čiji je središnji dio utisnut u jezgru cijevi.

Za izvlačenje jezgre, svrdlo se podiže na površinu. Tlo zahvaćeno njime se doslovno otpuhuje iz bušilice strujom zraka koja se dovodi u gornji dio cijevi. Proces puhanja se ubrzava lupanjem projektila maljem.

Tijekom procesa jezgrenog bušenja, izbušeni konusni segment stijene se gura u jezgrenu cijev. Da biste ga uklonili, alat za jezgru uklanja se iz cijevi rastavljanjem niza bušaće šipke. Jezgra je ispuhana i izbačena iz cijevi

Kod prolaska kroz čvrste stijene, bušilice za jezgre imaju veću produktivnost od matričnih i valjkastih kruna. To je zbog velike brzine vrtnje svrdla, što smanjuje količinu potrebnog napora za razvijanje.

Osim toga, komadići potpuno uništavaju stijenu, koju će trebati "izvaditi" bailerom ili se mora opskrbljivati ​​vodom pod pritiskom za pranje lica. Zapravo, morat ćete proći kroz isti dio dvaput, ili čak tri puta: prvo ga uništite, a zatim očistite. Osnovna tehnologija omogućuje vam da prođete i očistite lice u jednom potezu.

Alatni strojevi i bušilice

Izbor stroja ili opreme za bušenje određen je namjenom bušotine i njezinim promjerom. Popularnost metode jezgrenog bušenja određuje proizvodnju bušilica i strojeva u cijelom svijetu. Teški traktori, kamioni i terenska vozila prikladni su za bušotine namijenjene istražnom bušenju.

Korištenje teških traktora gusjeničara omogućuje bušenje bušotina u područjima s neprohodnim cestama, površinskim močvarama i nestabilnim terenom

Najčešće se oprema za bušenje postavlja na klasične automobile marki MAZ, KAMAZ i Ural. Međutim, postoje mogućnosti ugradnje lakše opreme, koja se koristi za bušenje vodenih bunara u privatnoj gradnji.

Na ručno rotacijsko bušenje Jezgrena cijev zamijenjena je svojom povijesnom prethodnicom - staklom. Ovaj projektil je skraćena verzija cijevi jezgre sa šiljastim rubom na potplatu. Staklo se ručno ili motornom bušilicom ušrafi u zemlju i sve što je u njemu upakirano izvadi se na površinu.

Benzinski i elektromotori se koriste za mehanizaciju ručnog bušenja plitkih bušotina i formiranja rupa za postavljanje ograda i nosača dalekovoda. Oni prenose rotirajuće pokrete pužnoj cijevi ili jezgrenoj cijevi

Oprema za bušenje i uređenje bunara

Prilikom izvođenja jezgrenog bušenja potrebna vam je oprema koja vam omogućuje rad na dubini, razvoj i vađenje najrazličitijih vrsta stijena. Tijekom rada mora se osigurati periodično podizanje materijala uništenog projektilom na površinu.

Standardni set alata za bušenje

Za kvalitetan rad potrebno je:

• Jezgrene ljuske. Koriste se i za horizontalno bušenje i za vertikalno iskopavanje. Koristeći standardne jezgrene cijevi, moguće je bušiti pod kutom do 45 stupnjeva. Bušilice s tankom stijenkom mogu se koristiti isključivo za horizontalno bušenje bez rova ​​prilikom polaganja komunikacija.
• Krunice. Ovo je alat za razbijanje stijena koji se postavlja na cijev jezgre kako bi se olakšalo izrezivanje jezgri u stijeni. Mjedena svrdla koriste se za bušenje sedimentnih kohezivnih i nekohezivnih tla. Svrdla od tvrdog metala s dijamantnim glodalima proizvode se za bušenje stijena i izradu rupa u betonu, asfaltu i zidovima od opeke.
• Čelične cijevi za kućište. Neophodno za zatvaranje iskopa - formiranje bušotine, koja se izvodi istovremeno s produbljivanjem. Njihov promjer je jednak promjeru bunara. Kućište za unos vode odabire se unaprijed, usredotočujući se na promjer cijevi jezgre i pumpe koja se planira koristiti u bušotini.
• Utegovi. To su uske cijevi upletene zajedno. Koristi se za produženje bušaćeg niza. Pojednostavljeno rečeno, naizmjenično se pričvršćuju na vrh cijevi jezgre kako bi se na nju prenijelo rotacijsko gibanje na dubini većoj od visine projektila. Visina jezgrene cijevi + visina bušaće kolone = dubina iskopa.
• Prevoditelji. Potrebno je osigurati spajanje navojnih spojeva različitih promjera koji se nalaze na bušaćim šipkama, rotatori, brtve za ispiranje i druge komponente.
• Čepovi i brtve za ispiranje. Uz njihovu pomoć moguće je podići uništeno tlo na površinu ako nema potrebe uzimati cijelu jezgru. U ovom slučaju, voda se dovodi na lice, ispirajući uništeno tlo pod pritiskom na dnevnu površinu.
• Dlijeta. Koriste se za produbljivanje rupa na najtežim mjestima za probijanje bušilice. Kada koriste bit, ponekad se prijeđe s rotacijskog bušenja na bušenje s kabelom.

Prikazani alat je standardni set za bušenje pomoću tehnologije jezgre.U nekim slučajevima, ovisno o složenosti razvoja, mogu biti potrebni dodatni alati i oprema.

Prilikom produbljivanja iskopa, stup bušaćih šipki se uzastopno pričvršćuje na vrh jezgrene cijevi. Za izvlačenje jezgre projektila na površinu stupa, šipka iza šipke se odmotava

Značajke dizajna jezgrene cijevi

Značajka dizajna projektil tijekom bušenja jezgre, to je zbog maksimalnog očuvanja cjelovitosti jezgre i sastoji se od prstenastog rasporeda oko slobodnog prolaza. Jedna od najvažnijih karakteristika je koeficijent uzorkovanje jezgre Definira se kao omjer promjera jezgre i vanjskog promjera alata.

Alat za jezgreno bušenje je standardiziran, a razlikuje se uglavnom samo u promjeru. Na temelju strukturnih karakteristika, jezgrene cijevi se dijele na jednostruke i dvostruke. Pojedinačni projektili dizajnirani za rad u normalnim geološkim uvjetima izvrsni su za razvoj bunara.

Dvostruki alat s nerotirajućom unutarnjom cijevi koristi se samo u geološkim istraživanjima. Potrebno je izdvojiti uzorke stijena koji se lako uništavaju pod utjecajem raznih čimbenika. Omogućuje uzimanje uzorka u prirodnom sastavu, s prirodnim postotkom minerala i otpadnih stijena.

Cijev s jednom jezgrom koristi se za uzorkovanje za geotehnička istraživanja, geološka istraživanja i bušenje rupa za ugradnju nosača dalekovoda.

Sve jezgrene cijevi su dizajnirane za korištenje puhanja, dovod tekućine za bušenje na dno i čišćenje bušotine. Njihov vrh opremljen je tehnološkom rupom kroz koju se ubrizgava voda ili struja zraka.

Specifičnosti reznog dijela projektila

Bilo koja kruna predstavljena je u obliku prstena s navojem na vrhu, potrebnim za pričvršćivanje na cijev jezgre, i rezačima koji se nalaze na donjem kraju. Rezači mogu biti od punog lijeva ili zavareni na ovaj rezni metalni dio.

Sljedeća svrdla se koriste za jezgreno bušenje:

• Karbid – fini sjekutić, rebrasti.
• Dijamant – impregniran i mali dijamant.

Rezni elementi od karbida dizajnirani su za bušenje "mekog" tla. Uz njihovu pomoć buše se sve vrste glinastih stijena bilo koje konzistencije, polukamene stijene, niskovlažni i mokri pijesci guste i srednje gustoće. Za bušenje pješčenjaka i lapora koriste se krune s volfram-kobaltnim glodalicama.

Fini sjekutić bitovi su dizajnirani za bušenje srednje tvrdih stijena malih abrazivnost. Opremljeni su osmerokutnim ili četvrtastim rezačima. Kada su rezači postavljeni na različitim visinama, također se postiže stepenasto lice, čije su prednosti gore navedene.

Korištenjem rebrastih nastavaka poboljšava se cirkulacija tekućine za ispiranje povećanjem promjera bušotine

Rebrasti bitovi su dizajnirani za bušenje tvrdih stijena srednje abrazivnost. Rezači takvih krunica sastoje se od čelika cilindričnog ili prizmatičnog oblika zapovjedništvo s karbidnim umetkom. U isto vrijeme, čak i ako se krunica istroši, njezina izvedba se ne smanjuje.

Krune s dijamantnim glodalima namijenjene su bušenju stjenovitih i polustjenovitih stijena visokih visina abrazivnost.

Kako bi se povećala čvrstoća i poboljšala abrazivna svojstva, industrijski dijamanti se tijekom procesa proizvodnje utiskuju u njegovu lijevanu masu. Nedavno se prirodni kristali često zamjenjuju umjetno uzgojenim.

Broj rebara određen je dizajnom krune i njegovim promjerom - može ih biti od tri do šest. Ubrzanje procesa razaranja stijene može se postići pomicanjem rebara prema gore u odnosu na kraj krune. To osigurava stepenastu donju rupu i olakšava prolaz tekućine za pranje.

Cijevi za kućište bunara

Čelične cijevi s jezgrom i omotačem proizvode se u skladu s GOST 51682-2000. U geološkim istraživanjima i inženjerskoj geologiji koriste se za sprječavanje urušavanja tla na površinu, što nam ne bi omogućilo da shvatimo na kojoj dubini je jedan geološki sloj zamijenjen drugim.

U uređenje vodozahvata zaštitne cijevi čine zidove bušotine. Drugi, proizvodni, niz cijevi uronjen je u kućište sastavljeno od njih. Danas se najčešće sastavlja od plastike. Proizvodna kolona opremljena je filtrom za zadržavanje zrna pijeska i sitnog šljunka tijekom pumpanja.

Najčešće su obložne cijevi s niplnim priključcima. U ovom slučaju cijevi imaju unutarnji navoj na jednoj strani i vanjski navoj na suprotnoj strani. Otkopno okno se sastavlja od navojnih cijevi izuzetno jednostavno i brzo.

I jezgrena i obložna cijev opremljene su navojima, vanjskim na jednom kraju i unutarnjim na drugom. To omogućuje brzo i jednostavno sastavljanje kućišta. Veličine navoja su unificirane - bilo koja zaštitna cijev može poslužiti kao jezgrena cijev, samo zavrnite krunu i vrh na nju

Postoje cijevi za kućište dizajnirane za zavarene spojeve. Ne koriste se u privatnom sektoru zbog procesa montaže stupova koji zahtijeva rad.

I kućište i jezgrene cijevi izrađene su od čelika razreda 45 s grupom čvrstoće "K".Kako bi se povećala otpornost na trošenje površine, krajevi cijevi su kaljeni. Ovisno o korištenoj opremi za bušenje i promjeru potopna pumpa u izgradnji privatnih vodozahvatnih objekata koriste se cijevi promjera od 100 do 200 mm.

Faze jezgrenog bušenja

Prije početka rada potrebno je proučiti katastarski plan i pripremiti radnu površinu. Potrebno je osigurati nesmetan pristup mjestu bušenja kako za samo bušaće postrojenje tako i za stroj s tekućinom za ispiranje.

Sljedeći korak je iskopati rupu s volumenom od najmanje 2 kubična metra - to će izbjeći potrebu za korištenjem dodatnog spremnika. Jama je namijenjena odvodnji podzemnih voda i korištene tekućine za ispiranje. Da biste postavili glavni dio debla, potrebno je bušiti tlo.

Zatim se odabrano svrdlo spaja na cijev za bušenje i odabire zaštitne cijevi, koji će se povećavati kako se produbljuju. Instalacija mora biti sigurno osigurana, nakon čega se pokreće bušilica.

Core tehnologija s ispiranjem čeone vode omogućuje oslobađanje rudarskog okna od uništene stijene na najjednostavniji i najbrži način

Kako se bušilica s jezgrom produbljuje i puni, povremeno se podiže na površinu i čisti od zemlje koju je alat zahvatio tijekom bušenja. Nakon toga se bušilica, oslobođena od jezgre, može ponovno uroniti u rupu bušotine za nastavak bušenja.

Za podizanje do vrha rastavlja se niz bušaćih cijevi koji se sastoji od alata za jezgru i šipki. To jest, oni sekvencijalno odvajaju šipku za šipkom sve dok se cijev jezgre ne izvadi iz bačve.

Najbolja opcija za razvoj bušotine za privatne vlasnike smatra se bušenje jezgre, popraćeno ispiranjem. U tom slučaju nije potrebno uzimati uzorke. Glavna stvar je brzo formirati bačvu i očistiti je od mulja. priprema radova za nadolazeću upotrebu.

Za pranje možete koristiti bilo koju vodu, sasvim je prikladna voda iz obližnjeg ribnjaka ili rijeke. Bušenje se također može izvesti na suho ako se bušotina razvija za pijesak. Obično je u ovom slučaju nekoliko kanti vode kao tekućine za bušenje dovoljno samo za hlađenje projektila na dnu.

Koristeći tehnologiju jezgri, buše se rupe u betonskim i armiranobetonskim konstrukcijama, temeljima i zidovima od opeke.

Kod rada u labavom pijesku niske vlažnosti, preporuča se dodati tekuće staklo ili glinenu masu u radnu otopinu kako bi se ojačali zidovi rupe. U svakom slučaju, kada bušilica prolazi kroz horizont s nestabilnom strukturom, bilo bi opravdano ojačati stijenke bušotine zaštitnim cijevima.

Tehnološke značajke procesa

Tijekom procesa produbljivanja moguće je podešavati brzinu vrtnje svrdla. Treba napomenuti da bušilica može lako prevladati slojeve sedimentnih stijena pri malim brzinama. Ali pri prolasku temeljne stijene potrebno je povećanje brzine rotacije. Metodom jezgrenog bušenja moguće je probijati slojeve različitog sastava i bilo koje tvrdoće.

Potrebno je uzeti u obzir činjenicu da se bušilica mora nalaziti na pripremljenom, izravnatom vodoravnom mjestu. Kut prodiranja može se podesiti ako promjer bušotine koja se razvija ne prelazi 1 metar. Vertikalnost iskopa tada se održava pomoću kućišta.

Zaštitne cijevi mogu se ponovno upotrijebiti ako se izvade iz iskopa odmah nakon iskopa. Jezgrena cijev je projektil za višekratnu upotrebu, što se ne može reći o krunama. Za bušenje u sedimentnom horizontu potrebna su najmanje dva, pa čak i više. Kod izgradnje bunara na vapnencu nemoguće je točno predvidjeti broj dotrajalih krunica.

Da biste produžili vijek trajanja dijamantnog svrdla nakon ugradnje ili zamjene, dno bušotine mora se obraditi dlijetom. Ova mjera će značajno povećati stopu prodora

Bušilica se može montirati na vozila velike nosivosti ili na vozila gusjeničara posebna oprema u slučaju rada u teškim terenskim uvjetima. Pri bušenju bušotina metodom jezgre može se koristiti lakša mobilna oprema.

Prednosti i nedostaci metode jezgre

Zahvaljujući točkastom djelovanju krune duž njezina radijusa, osigurano je precizno rezanje i iznošenje na površinu čvrste jezgre. Tehnologija je primjenjiva za bušenje stijena do XII kategorije, možete raditi i okomito i pod kutom.

Jedan od najvažnijih pokazatelja metode jezgre je visoka produktivnost i brzina bušenja.

Osim toga, mogu se istaknuti sljedeće prednosti:

• Volumen bušenja u slučaju korištenja tekućine za ispiranje ili tehnološke vode je 85%;
• Uvođenje aktivnih emulzija u radnu otopinu omogućuje održavanje stijenki bušotine u izvornom stanju;
• Smanjenjem aksijalnih opterećenja zbog činjenice da se stijena ne razara kontinuirano, postiže se smanjenje troškova energije.
• Metoda vam omogućuje rad s bilo kojim stijenama, uključujući bazalt i granit.
• Pri korištenju montažnog mobilnog stroja moguće je obavljati radove na teško dostupnim mjestima.

Uz svoje prednosti, bušenje jezgrom ima i svoje nedostatke:

• Pri radu u slomljenim stijenama često dolazi do zaglavljivanja jezgre, što dovodi do potrebe uklanjanja cijevi kako bi se izbila.
• Pri prolasku kroz tvrde stijene, svrdlo se brzo otupi zbog pregrijavanja i lijepljenja. Kako bi se to izbjeglo, potrebno je koristiti rashladno sredstvo i smanjiti protok. Kao rezultat toga, brzina bušenja se smanjuje.
• Mali poprečni presjek (do 200 mm) bušenja ne dopušta korištenje moćnih potopljeni pumpe.

Pri razvoju bušotina za vodu, ako se pri otvaranju formacije koristi otopina gline, postoji velika vjerojatnost zamuljivanja vodonosnika.

Zaključci i koristan video na tu temu

Video 1. Početna faza bušenja bušotine metodom jezgre:

Video 2. Bušenje bušotine u granitnoj stijeni:

Početku bušenja bušotine mora prethoditi ekonomski proračun. Usklađenost sa sigurnosnim standardima i radnim pravilima za opremu smanjuje rizik od kvara opreme, čime se osigurava visoka radna učinkovitost, brzina bušenja i smanjeni ekonomski troškovi.

Želite li podijeliti zamršenost samo vama poznate tehnologije stupova? Imate li korisne informacije o temi članka? Napišite komentare u blok obrazac ispod, postavite pitanja i objavite fotografije na temu članka.