Metode bušenja bušotina: tehnološka načela i značajke glavnih metoda

Izgradnja bunara za unos vode uključuje korištenje različitih metoda bušenja. Rahla i vodom zasićena tla uklanjaju se bailerom. Za bušenje kroz formacije gline i stijena koriste se metode bušenja bušotina koje se temelje na rotacijskom i vibracijskom principu.

Rad uključuje mehanizme koji omogućuju razvoj tla različitih vrsta i na različite dubine. Reći ćemo vam kako odabrati optimalnu tehnologiju bušenja koja vam omogućuje brzo i besprijekorno dovršenje iskopa za uređaj za unos vode.

Kako bismo vizualno predstavili informacije koje nudimo, tekst je dopunjen korisnim dijagramima, zbirkama fotografija i video uputama.

Vrste metoda bušenja

Ranije se bušenje vodonosnih bunara uglavnom provodilo za osobne potrebe ručno. Bio je to naporan i dugotrajan proces, tako da se svaki vlasnik parcele ili vikendice nije mogao pohvaliti vlastitim izvorom vodoopskrbe.

Postupno je mehanizirano bušenje zamijenilo ručne metode zbog značajnog olakšavanja i ubrzanja procesa.

Danas se gotovo sve bušotine vodonosnika buše mehaniziranom metodom, koja se temelji na uništavanju tla, dovodeći ga na površinu na jedan od dva načina: suhim, kada se otpadno tlo uklanja iz bušotine pomoću mehanizama, i hidrauličkim, kada ispire se vodom dovedenom pod pritiskom ili gravitacijom.

Postoje tri glavne metode mehaničkog bušenja:

• Rotacijski (tlo se razvija ophodnjom).
• Šok (bušaći projektil udarima uništava tlo).
• Vibrirajući (tlo se razvija visokofrekventnim vibracijama).

Rotacijska metoda smatra se najproduktivnijom, 3-5 puta učinkovitijom od metode udara i 5-10 puta učinkovitijom od metode vibracija. Osim toga, rotacijska metoda je najjeftinija i pristupačna, često se koristi kao glavna metoda ručnog bušenja.

Mehaničke rotacijske metode bušenja bunara zamijenile su neučinkovite ručne metode

Zauzvrat, metoda rotacijskog bušenja, koja se široko koristi za izgradnju bunara, podijeljena je u četiri glavne vrste bušenja:

• jezgra;
• vijak;
• udarno uže;
• rotacijski.

Svaka vrsta rotacijskog bušenja ima svoje karakteristike i izvodi se opremom posebno namijenjenom za tu svrhu. Pogledajmo ove vrste bušenja detaljnije, utvrdimo koje su njihove razlike i koju metodu treba koristiti u svakom konkretnom slučaju.

Specifičnosti jezgrenog bušenja

Jezgreno bušenje je mehanička rotacijska metoda kojom se glinasto ili gusto pjeskovito tlo izvlači u obliku cilindrične jezgre. Svrdlo je metalna cijev debelih stijenki.

Na vrhu jezgrene bušilice nalazi se naprava za pričvršćivanje šipki potrebnih za produženje bušaće kolone. Ispod je kruna, čija se vrsta odabire ovisno o kategoriji tla za bušenje.

Prilikom vožnje metodom jezgre, tlo se uništava krunom u obliku prstena. Unutarnji dio jezgre sačuvan je u neoštećenom obliku. Kako bi se olakšao proces bušenja u tvrdim i polučvrstim ilovačama, glinama i stijenama, tekućina za bušenje dovodi se do dna bušotine.

Tijekom jezgrenog bušenja tlo se ne uništava, već se krunom “izbuši” i zahvati jezgrenom cijevi. Izbušena stijena se izvlači na površinu u obliku jezgre - monolitnog cilindričnog stupca stijene

Mulj sa začelja ponekad se uklanja ispiranjem – ubrizgavanjem velike količine vode u rudarsko okno. Najčešće se ispiranje zamjenjuje puhanjem komprimiranim zrakom koji se dovodi kompresorom unutar cijevi.Ova vrsta bušenja omogućuje vam bušenje bušotina dubine do 1000 metara i promjera od 8 do 20 cm.

Mehaničko jezgro bušenje izvodi se pomoću bušilica kao što su ZIF, UGB, UKB, montiranih na vozila kao što su KAMAZ, KrAZ, skideri itd. U verziji za ručno bušenje Jezgrena cijev se skraćuje i naziva zvono ili staklo. Cijev jezgre je strukturno slična posljednjem, naopako okrenutom kućanskom predmetu.

Bušenje jezgre koristi se u sljedećim slučajevima:

• geološka istraživanja mineralnih sirovina;
• bušenje istražnih bušotina;
• izgradnja vodonosnih bunara bilo koje dubine, uključujući bunare bez filtera u stijenama.

Za uređaj privatni bunari za vodu u nekim slučajevima, metoda jezgre se koristi prije početka pužnog ili rotacijskog bušenja, istovremeno obavljajući istražnu i pripremnu ulogu.

U izgradnji privatnih bunara, jezgrovanje se koristi u kombinaciji s udarnim bušenjem. Slojevi gline prolaze kroz jezgrenu cijev. Rahli pijesak, šljunak i šljunak s pješčanim punilom, koji ne ostaju u jezgri cijevi, uklanjaju se iz okna želonizacijom.

Što se tiče učinkovitosti, metoda jezgre je nešto inferiorna u odnosu na metodu bušenja bušotina za unos vode. Pužnica buši brže, ali ne dopušta da se osovina potpuno oslobodi izbušene stijene. Rijetko se koriste u paru. A ako se dogodi, onda se prvih nekoliko metara pokrije svrdlom.

Krošnje ne uništavaju tlo, već ga pažljivo režu po obodu, tvoreći „stupove“ - jezgre, proučavajući koje možete stvoriti hidrološki dio mjesta

Oprema i alati koji se koriste

Za jezgreno bušenje koriste se sljedeći alati:

• svrdla od dijamanta ili drugog karbidnog materijala (čelik, volfram, pobedit);
• jezgrena cijev;
• cijev za uklanjanje mulja;
• šipke potrebne za produženje bušaćeg niza;
• spojni priključci, adapteri između cijevi, uvodnica za ispiranje.

Prilikom bušenja u stijenama, svrdlo se brzo istroši i mora se zamijeniti. Materijal krunice je skup i može izdržati ogromna opterećenja, najrasprostranjenije su mogućnosti dijamantnog bušenja.

Svi alati koji se koriste tijekom procesa bušenja moraju biti poravnati, tj. nalaziti točno u odnosu na os bušenja.

Tehnologija jezgrenog bušenja

Glavna značajka jezgrenog bušenja je prolazak stijene uz njezino potpuno očuvanje u jezgrenoj cijevi. Oni. Tijekom rada opreme za bušenje kruna razara tlo u prstenu, koje se dublje utiskuje u jezgrenu cijev i zadržava u njoj zbog vlastite gustoće.

Prilikom vađenja napunjene cijevi iz rudarskog okna, ona se oslobađa od jezgre lupanjem maljem.

Korak po korak proces bušenja jezgre je sljedeći:

• svrdlo je spojeno na jezgrenu cijev;
• jezgrena cijev povezana je sa šipkama, koje se povećavaju kako se produbljuju;
• gornja šipka je fiksirana u bušilici;
• stroj za bušenje okreće bušilicu i postupno je "uvija" u tlo;
• jezgra cijevi se postupno puni jezgrom - tlom zaglavljenim u njenoj šupljini;
• nakon bušenja 50 - 70 cm, bušaća kolona se uklanja na površinu, šipke se odvajaju jedna po jedna dok se ne ukloni jezgrena cijev;
• cijev se oslobađa od izbušene stijene;
• ispražnjeni projektil ponovno se spušta na dno, produžujući niz bušaćih šipki.

Radnje se provode opisanim redoslijedom dok bušotina ne prodre u vodonosnik i ne prodre 50 cm u temeljnu vodonepropusnu stijenu.

Ako fiksiranje gornjeg vodonosnika nije svrha iskopavanja, tada se gornji slojevi mogu bušilica s ispiranjem. U tom slučaju pumpa ispušta otopinu za ispiranje kroz crijevo u cijevi. Otopina zatim donosi iskopano tlo na površinu.

Ako namjena izgradnje bušotine nije vodonosnik u pjeskovitim sedimentima, bušenje do dosega stijena može se izvesti uz ispiranje

Jake prednosti i nedostaci

U usporedbi s udarnim užetom i rotacijskim metodama mehaničkog bušenja, bušenje jezgri se izvodi prilično brzo, čime se značajno skraćuje vrijeme rada. Njegov glavni nedostatak je nemogućnost podizanja rastresite zemlje i kamenčića zasićenih vodom. Polako se kreće kroz stijenu, zahtijevajući dlijeto da probije stijene.

Prednosti jezgrenog bušenja uključuju:

• visoka produktivnost i mogućnost bušenja bušotina dubine preko 100 m;
• smanjenje opterećenja opreme za bušenje zbog uništavanja glinene stijene, usporedivo s njenim izrezivanjem;
• mogućnost korištenja pokretne bušilice kompaktnih dimenzija.

Bušenje jezgrom jedna je od najbržih metoda za razvoj vodozahvatnih radova. Bušotina za pijesak može se izbušiti pomoću njega u jednom radnom danu. U razvoju ručni unos vode trebat će mnogo više vremena.

Značajke pužnog bušenja

Ova vrsta bušenja danas se najčešće koristi pri izgradnji vodonosnih bunara u privatnim kućanstvima. Posebna značajka pužnog bušenja je da se stijena koja se minira potpuno uklanja s mjesta bušotine bez upotrebe dodatne opreme. Metoda nalikuje uvrtanju i omogućuje bušenje do dubine i istovremeno uklanjanje nepotrebne zemlje.

Alat koji se koristi za bušenje naziva se svrdlo. To je metalna šipka s oštricama. Uvrtajući se u tlo, svrdlo uništava stijenu koja se zadržava na njegovim oštricama. Zbog specifičnog dizajna svrdla, nemoguće je u potpunosti osloboditi lice od deponije. Stoga se uglavnom koristi za prodiranje gornjih slojeva.

Bušenje s svrdlom je brza i jeftina metoda koja ne zahtijeva organizaciju spremnika za tekućinu za ispiranje

Bušenje pomoću svrdla ne zahtijeva puno truda i financijskih troškova, tako da je opseg primjene ove metode prilično širok: geološke istražne bušotine, polaganje komunikacija, izgradnja bušotina i djelomično bušenje vode.

Sada se aktivno koristi za izgradnju abesinskih bunara, kako se igla ne bi potpuno zabila u gusto tlo, već kako bi se malo olakšao proces uranjanja osovine u prethodno uništenu stijenu.

Metoda je prikladna za izradu vodonosnih bunara dubine do 30 m na mekim i rastresitim tlima i do 20 m na srednje gustim tlima. Nakon bušenja bušilicom i ugradnje zaštitne cijevi, bušotina se mora očistiti od neizvađene stijene s bailerom.

Svrdlo apsolutno nije prikladno za rad u kamenitim područjima! Koristi se za djelomično bušenje bušotina do 120 m, dok se ova metoda kombinira s ostalima: rotacijsko, udarno uže, jezgro.

Uključena oprema i alati

Bušenje s pužnom bušilicom izvodi se pomoću bušilice, čiji je glavni element vijčani alat za bušenje izrađen od metala visoke čvrstoće. Niz za bušenje se proširuje pužnicama jednake veličine kako ide dublje.

Set ponekad uključuje svrdla s oštricama, koja su neophodna za prolaz labavog kamenja, kao i svrdla s okruglim ili stožastim glavama, koja se koriste za razvoj tvrdih stijena.

Bušilica temeljena na vozilu opremljenom snažnim motorom najbolja je opcija za bušenje na teško dostupnim i udaljenim mjestima

Većina modernih bušilica opremljena je šupljim sklopovima opremljenim reverzibilnim bravama koje sprječavaju kretanje alata u suprotnom smjeru.

Tijekom procesa bušenja, rezni dijelovi svrdla se hlade razvijenim tlom, a razvijena stijena se uzdiže u spiralama. To omogućuje izvođenje bušenja bez zaustavljanja, značajno smanjujući vrijeme i troškove energije za stvaranje vodonosne bušotine.

Tehnologija pužnog bušenja

Nakon završetka proboja dubine 1,5 - 2,0 m, svrdlo se uklanja i kućište. Promjer vodozahvatne bušotine izbušene svrdlom je 50 - 200 mm i ovisi o veličini alata koji se koristi.

Urušavanje stijenki bušotine spriječeno je zaštitnim cijevima. Ovo je posebno važno za rastresita, nekohezivna tla, pa bušači imaju pravilo: pri bušenju pjeskovite ilovače koristiti svrdla s oštricama postavljenim pod kutom od 30 - 60º, a kod bušenja gustog pijeska alate s oštricama pod kutom od 90º.

S manjim nagibom zavoja spirale pužnice, više odspojene deponije iznosi na površinu pužnica.

Pužno bušenje ne zahtijeva upotrebu tekućine za bušenje; stijena razvijena pomoću svrdla nosi se na površinu na oštricama alata

Za i protiv korištenja svrdla

Metoda bušenja pužnom bušilicom omogućuje vam da izgradite bušotinu što je brže moguće, pod uvjetom da su veličina svrdla i kut nagiba svrdla ispravno odabrani.

Prednosti pužnog bušenja uključuju:

• tlo se diže na površinu odmah tijekom procesa bušenja;
• velika brzina produbljivanja u tlo bez tehnoloških zaustavljanja;
• nema potrebe za ispiranjem bušotine;
• za bušenje unutar kuće (u podrumu) može se koristiti kompaktna pužna jedinica ili ručni svrdlo;
• nema potrebe dizati prvu kariku na površinu i rastavljati/sastavljati bušaću kolonu kao kod metode jezgre.

Glavnim nedostatkom pužnog bušenja može se smatrati nemogućnost rada na rahlim i vrlo tvrdim tlima, ali u isto vrijeme svrdlo je idealan alat za bušenje u ilovastim, mješovitim (glina i pjeskovita ilovača) i mekim glinenim tlima.

Drugi nedostatak koji ograničava upotrebu svrdla za izgradnju vodonosnih bunara je potreba za korištenjem metode udarnog užeta za čišćenje okna od nabacanog kamenja.

Sličnost svrdlo – zavojnica Široko se koristi u ručnom bušenju. Na isti način uništava stijenu i grabi je svojim oštricama da je izvuče prema gore.

Karakteristike rotacijskog bušenja

Rotacijsko bušenje je metoda rotacijsko-vibracijskog bušenja, pri kojoj se uništavanje tla vrši pomoću dlijeta koje se na dnu bušotine pokreće rotorom bušaćeg postrojenja. Rotor se okreće iz motora automobila ili zasebno ugrađenog elektromotora preko pogonske osovine.

Razvijeno tlo ispire se iz okna bunara izravnim ili obrnutim ispiranjem. Otopina za pranje može se dovoditi gravitacijom ili crpnom stanicom.

Većina arteških bušotina izbušena je metodom rotacijskog bušenja: korištenjem bušilice koju rotira rotor, nakon čega slijedi ispiranje bušotine i pričvršćivanje zaštitnih cijevi.

Rotacijsko bušenje koristi se za razvijanje stjenovitih i polukamenih tla pri izgradnji dubokih bušotina do 150 m. Rotacijska bušilica s pravilno odabranim dlijetom i utegnutim bušaćim cijevima dobro se nosi s formacijama stijena.

Stručnjaci za bušenje preporučuju korištenje ove metode bušenja pod sljedećim uvjetima:

1. Hidrogeološki presjek lokaliteta dosta je dobro istražen. Zna se da će se stijene morati bušiti. Poznata je razina zastupljenosti vodonosne zone u stijenskoj podlozi.
2. Podzemna voda ima tlak karakterističan za arteške bunare
3. Postoji mogućnost nesmetane isporuke tehničke vode za ispiranje bunara.

U južnim regijama rotacijsko bušenje može se provoditi tijekom cijele godine, ali u sjevernoj klimi upotreba ove metode je ograničena zbog mogućnosti smrzavanja tekućine za bušenje.

Oprema i alati koji se koriste

Rotacijsko bušenje vodonosnih bušotina izvodi se pomoću okvira ili rešetkastog tornja na kojem se nalazi oprema za podizanje i drugi elementi bušilice. Derrick omogućuje podizanje i spuštanje bušaćih kolona u bušotinu.

Rotacijski uređaj za bušenje uključuje:

• okvir ili rešetkasti toranj;
• pogonski motor;
• rotor i bušaći niz;
• crpna oprema i sustav za pročišćavanje tekućine za ispiranje;
• oprema za dizanje, tlačni cjevovod, zakretni uređaj, brtve itd.

Samohodne platforme koriste motor s unutarnjim izgaranjem vozila kao motor, na temelju kojeg se nalazi kompleks za bušenje. U ovom slučaju snaga motora regulira brzinu alata za bušenje.

Izvor energije za rotacijsku bušilicu može biti stacionarni ili mobilni elektromotor, automobilski motor s unutarnjim izgaranjem ili generatori.

Rotor pomoću zupčanika prenosi rotaciju na pogonsku cijev, a ona je prenosi na glavni alat za bušenje - krunu.Dlijeto može imati različite oblike i izrađeno je od materijala visoke čvrstoće: kompozita, čelika s dijamantnim premazom itd.

Za svaku vrstu tla odabire se posebna veličina i oblik svrdla, čime se osigurava visoka učinkovitost i brzina prodiranja.

Jedinstvenost tehnologije rotora

Rotacijsko bušenje bušotina za vodu provodi se u tri faze:

1. Uništavanje stijene dlijetom.
2. Uklanjanje uništene stijene na površinu strujom ubrizgane vode.
3. Ojačanje zidova bušotine zaštitnim cijevima.

Uklanjanje uništene zemlje vrši se obrnutim ili izravnim pranjem. Izbor metode ispiranja ovisi o specifičnim uvjetima: dubini bunara, vrsti tla, dostupnosti potrebne količine vode za ispiranje.

Privatna gospodarstva u pravilu koriste tehnologiju izravnog cirkulacijskog bušenja, koja uključuje sljedeće korake:

• zabijanje svrdla velikog promjera u zemlju;
• rotacija bita pod utjecajem rotora;
• ugradnja bušaćih cijevi i ugradnja opterećenih cijevi između njih i krune;
• uklanjanje otpadnog tla pritiskom tekućine pomoću pumpe;
• ugradnja cijevi za kućište kako bi se spriječilo padanje tla unutar bušotine;
• bušenje svrdlom manjeg promjera i ponavljanje cijelog ciklusa.

Tijekom povratnog ispiranja, zemlja se uklanja iz bušotine kroz cijevi bušaće kolone, a tekućina za ispiranje se ulijeva između stijenki bušotine i cijevi.

Voda teče gravitacijom u unaprijed pripremljeni rezervoar, gdje se čisti od zemlje i mulja, te se vraća u bušaću kolonu po novu porciju jalovine.

U nekim slučajevima, pri izvođenju rotacijskog bušenja, ne koristi se izravno ili obrnuto ispiranje, već puhanje zrakom pod pritiskom stvorenim pomoću kompresora

Prednosti i nedostaci rotacijskog bušenja

Glavna prednost rotacijske metode je mogućnost bušenja dubokih bušotina s unosom vode u razlomljenom vapnencu.

Osim toga, ova metoda bušenja ima sljedeće prednosti:

• visoka kvaliteta otvaranja vodonosnika u podlozi;
• mogućnost izgradnje bunara velikog promjera do 200 cm;
• velika brzina bušenja, niska potrošnja energije.

Značajan nedostatak rotacijskog bušenja je potreba organiziranja ispiranja bušotine.

Koju metodu bušenja trebam odabrati?

Sve razmatrane metode mehaničkog bušenja naširoko se koriste za izgradnju vodonosnih bunara.

Ukratko, možemo reći sljedeće:

1. Preporučljivo je koristiti bušenje jezgre za prodiranje u plastična glinena tla.Metoda jezgre prikladna je za izgradnju većine vodozahvatnih objekata; ako je potrebno, koristi se zajedno s metodom udarnog užeta.
2. Pužno bušenje slično je po opsegu metodi jezgre. Razlikuje se od njega u lošoj kvaliteti čišćenja bušotine i zahtijeva obaveznu upotrebu bailara ili dugotrajno ispiranje bušotine prije rada.
3. Rotacijsko bušenje je najbolja opcija za bušenje bušotina u kamenitim tlima.

Trošak izrade bušotine određenom metodom bušenja uvelike ovisi o tome koja se oprema koristi, kao io kategorijama bušivosti izbušenih stijena.

Ispravno odabrana metoda bušenja bunara pomoći će ne samo smanjiti vrijeme provedeno na bušenju, već će vam također omogućiti da u budućnosti bez problema upravljate izvorom vode

O tome kako napraviti bušilicu vlastitim rukama možete pročitati u drugom popularan članak naše stranice.

Zaključci i koristan video na tu temu

Video #1. Demonstracija principa klasičnog bušenja jezgri s vađenjem jezgre pomoću pritiska vode:

Video #2. Značajke bušenja bušotine pomoću svrdla:

Video #3. Bušenje bušotine s ispiranjem dna i ugradnjom dvostrukog kućišta, čiji je vanjski dio izrađen od čeličnih cijevi, a unutarnji dio od polimera:

Bušenje vodonosnog bunara je radno intenzivan proces. Ne samo brzina postavljanja autonomnog izvora vode, već i financijski troškovi ovise o ispravnosti odabrane metode bušenja.

Prvo na što treba obratiti pozornost pri odabiru metode bušenja je vrsta tla i dubina vodonosnika. Na temelju ovih parametara možete odabrati najbolju opciju koja će vam omogućiti brzo i jeftino bušenje bušotine.

Želite li podijeliti povijest bušenja bušotine na vlastitom mjestu ili korisne informacije o temi članka? Ostavite komentare u bloku ispod. Ovdje možete postaviti pitanje ili ukazati na sporne točke u tekstu.