A kutak magfúrása: technológia és a munka árnyalatai
Az egyik legtermelékenyebb és leggazdaságosabb módszer a bányaüzem kialakítására a magfúrás. Ásványkutatásban és mérnökgeológiában használják.Ezenkívül ez a legegyszerűbb és leggyorsabb módja a talajvízhez való hozzáférésnek a vízellátás megszervezéséhez.
Javasolt cikkünkből mindent megtudhat a magfúrás sajátosságairól, a megvalósításhoz szükséges eszközökről és az alkalmazási jellemzőkről.
A cikk tartalma:
A magfúrás alkalmazási köre
A magfúrás olyan módszer, amellyel a legnagyobb pontossággal lehet meghatározni a talajrétegek tető- és aljzatának mélységét, valamint a talajvízszint mélységi szintjét.
A magfúrási technológiát széles körben használják a következő iparágakban:
- Vízellátás ipari és magánszférában. A saját vízellátáshoz szükséges kutak fúrása, egész falvak vagy várostömbök vízbevételének megszervezése hatékonyan magfúrással valósul meg, mivel a fúró könnyen behatol nagy mélységbe. A magszerszám szinte minden megsemmisült kőzetet képes felemelni, kivéve a vízzel telített és laza, nem összefüggő talajokat (homok, kavics, kavics);
- Geológiai feltárás a bányászatban. Amikor a szikla elhalad, a forgási sugár mentén ponthatás lép fel a talajon. Vagyis egy szerkezetileg csőre emlékeztető lövedékkel szilárd kőzettömeget fúrnak ki anélkül, hogy azok szerkezetét és állapotát megzavarnák.
- Építkezés. Geotechnikai kutatások végzése a talajok fizikai és mechanikai tulajdonságainak, valamint a kőzetek állapotának vizsgálatára. Az alaptechnológia lehetővé teszi a talajvíz pontos azonosítását és vízminta vételét, hogy tanulmányozzák azok betonnal szembeni agresszivitását.
A magfúrás során egy magot vonnak ki - egy talajoszlopot vagy a szomszédos talajrétegeket. A magot szilárd természetes szerkezet jellemzi, amely biztosítja a vizsgált kőzet átfogó elemzését. A magcsővel végzett fúrás lehetővé teszi a legnagyobb pontossággal a kőzet mélységének meghatározását tanulmányi célokra.
A magfúró alkalmazása az építőiparban jelentősen megkönnyíti és felgyorsítja a folyamatokat. A magfúróval előkészített furatba könnyen cölöp verhető, vagy kész vasbeton szerkezetet szerelnek fel. A magfúrás lehetővé teszi hengeres lyukak létrehozását tégla- és betonszerkezetekben.
Munkatechnika és felszerelés
A magfúró használatának két ismert módja van: az alsó furat folyadékellátásával vagy szárazon, azaz fúrófolyadék nélkül történő munkavégzés.
A fúrófolyadék használata nélküli fúrást akkor alkalmazzák, ha a nem kohéziós talajok természetes nedvességgel vannak telítve elegendő mennyiségben a behatoláshoz és az elszíváshoz. Folyékony-műanyag, lágy-műanyag és tűzálló vályogon/agyagon, kemény és műanyag homokos vályogon való áthaladáskor sem jut víz a kotróaknába.
A folyadékot sziklás és félig sziklás kőzetek fúrásához kell használni.Víz hiányában ebben az esetben a mélyülés sokkal lassabban megy végbe. Ezenkívül jelentősen megnő a fúró idő előtti meghibásodásának valószínűsége, ezért a száraz fúrást drágábbnak tekintik.
Fúrófolyadékkal végzett fúrás esetén a mélyítés mértéke jelentősen megnő. Leggyakrabban ezt a módszert jelentős mélységű kutak fúrásakor alkalmazzák. Ez lehetővé teszi a munka a lehető legrövidebb idő alatt történő befejezését a korona sérülésének minimális kockázata mellett.
Laza, nem kohéziós talajú kút fejlesztése során a nagy nyomású vizet is a fenékre juttatják, ha a magmintavétel nem probléma. Ebben az esetben az arcot egyszerűen lemossák egy vízsugárral, megszabadítva a bányatengelyt a megsemmisült talajtól.
A magtechnika elve
A magfúrás fő eleme a magcső aljára szerelt roncsoló vágórész. Koronának hívják. A sziklák ásásához speciális gyémántvágó koronákat használnak.
Ez a gyémántfúró biztosítja a fúró gyakorlatilag akadálytalan átjutását nagy mélységekbe, amikor a vízbevezető munkákat mészkőbe hajtják. Vagyis olyan alapkőzetbe temetett kutak kialakításánál, amelyek repedéseiben évszázados páralecsapódás következtében a legtisztább felszín alatti víz készletei keletkeztek.
A sziklát nagy sebességgel forgó bit segítségével vágják. A vetőgép forgási sebessége a kialakítandó talaj sűrűségétől függően állítható. A korona csak egyfajta henger széle mentén „vágja” a talajt, amelynek középső részét a magcsőbe nyomják.
A mag eltávolításához a fúrószárat a felszínre emelik. Az általa felfogott talajt szó szerint kifújja a magfúróból a cső felső részébe szállított levegőáram. A fújási folyamatot felgyorsítja a lövedék kalapáccsal való ütögetése.
Ha kemény sziklákon haladnak át, a magfúrók nagyobb termelékenységgel rendelkeznek, mint a mátrix- és görgős bitek. Ez a fúró nagy forgási sebességének köszönhető, ami csökkenti a szükséges fejlesztési erőfeszítést.
Ezen túlmenően a bitek teljesen tönkreteszik a sziklát, amelyet ki kell „kikanalazni” egy csappal, vagy nyomás alatt kell vizet adni az arc lemosásához. Valójában kétszer, de akár háromszor is át kell mennie ugyanazon a szakaszon: először megsemmisítse, majd törölje. Az alapvető technológia lehetővé teszi, hogy egy mozdulattal végigjárja és letisztítsa az arcot.
Szerszámgépek és fúróberendezések
A gép vagy fúróberendezés kiválasztását a kút rendeltetése és átmérője határozza meg. A magfúrási módszer népszerűsége meghatározza a fúróberendezések és -gépek gyártását az egész világon. A nagy teherbírású traktorok, teherautók és terepjárók alkalmasak kutatófúrásra szánt fúrótornyokhoz.
Leggyakrabban a fúróberendezéseket a MAZ, KAMAZ és Ural márkájú klasszikus autókra szerelik fel. Vannak azonban beépítési lehetőségek a könnyebb berendezésekhez, amelyeket magánépítésben vízkutak fúrására használnak.
Nál nél kézi forgófúrás A magcsövet történelmi elődje, az üveg váltja fel. Ez a lövedék egy magcső rövidített változata, amelynek a talpa hegyes éle van. Az üveget kézzel vagy motoros fúróval a talajba csavarják, és mindent, ami bele van csomagolva, a felszínre kerül.
Berendezések fúráshoz és kutak elrendezéséhez
A magfúrás végrehajtása során olyan berendezésekre van szükség, amelyek lehetővé teszik a mélységben végzett munkát, a legkülönfélébb típusú kőzetek fejlesztését és kitermelését. A munkavégzés során biztosítani kell a lövedék által megsemmisült anyag időszakos felszínre emelését.
Szabványos fúrószerszámkészlet
A minőségi munka elvégzéséhez szüksége van:
- Maghéjak. Vízszintes fúráshoz és függőleges ásáshoz egyaránt használhatók. A szabványos magcsövek használatával akár 45 fokos szögben is fúrható. A vékonyfalú magfúrók kizárólag vízszintes, árok nélküli fúráshoz használhatók kommunikáció fektetésekor.
- Koronák. Ez egy kőtörő szerszám, amely egy magcsőre van felszerelve, hogy megkönnyítse a magok kivágását a kőzetben. A sárgaréz fúrófejeket üledékes kohéziós és nem kohéziós talajok fúrására használják. A gyémánt maróval ellátott keményfém fúrófejeket sziklák fúrásához és lyukak kialakításához betonban, aszfaltban és téglafalakban gyártják.
- Acél burkolatú csövek. A feltárás burkolásához szükséges - kútfúrás kialakítása, annak mélyítésével egyidejűleg. Átmérőjük megegyezik a kút átmérőjével. A vízbevezetés burkolatát előre kiválasztják, a magcső átmérőjére és a kútba tervezett szivattyúra összpontosítva.
- súlyzók. Ezek keskeny csövek, amelyek egymáshoz vannak csavarva. A fúrósor meghosszabbítására szolgál. Egyszerűen fogalmazva, felváltva csavarozzák a magcső tetejére, így a forgómozgást a lövedék magasságánál nagyobb mélységben továbbítják rá. Magcső magassága + fúrósor magassága = ásási mélység.
- Fordítók. Különböző átmérőjű menetes csatlakozások csatlakoztatásának biztosításához szükséges, amelyek a fúrórudakon vannak, forgatók, öblítő tömítések és egyéb alkatrészek.
- Öblítődugók és tömítések. Segítségükkel lehetséges a megsemmisült talaj felszínre emelése, ha nem kell egy egész magot venni. Ebben az esetben vizet juttatnak az arcba, nyomás alatt lemosva az elpusztult talajt a nappali felületre.
- Vésők. A lyuk mélyítésére szolgálnak a legnehezebb helyeken, ahol a magfúró behatolhat. Egy bit használatakor néha átváltanak a forgófúrásról a kábel-ütvefúrásra.
A bemutatott szerszám egy standard készlet az alaptechnológiával végzett fúráshoz.Egyes esetekben a fejlesztés összetettségétől függően további eszközökre és berendezésekre lehet szükség.
A magcső kialakításának jellemzői
Tervezési funkció lövedék a magfúrás során a mag épségének maximális megőrzésének köszönhető, és egy szabad járat körül gyűrű alakú elrendezésből áll. Az egyik legfontosabb jellemző az együttható magmintavétel Ez a mag átmérőjének és a szerszám külső átmérőjének aránya.
A magfúró szerszám szabványos, csak az átmérőben tér el egymástól. A szerkezeti jellemzők alapján a magcsöveket egy- és kétágyasra osztják. A normál geológiai körülmények között történő működésre tervezett egyedi lövedékek kiválóan alkalmasak vízkutak fejlesztésére.
A nem forgó belső csővel ellátott kettős szerszámot csak geológiai feltárásban alkalmazzák. Olyan kőzetminták kinyerésére van szükség, amelyek különféle tényezők hatására könnyen elpusztulnak. Lehetővé teszi, hogy természetes összetételében, természetes százalékban ásványi anyagokkal és hulladékkővel vegyen mintát.
Minden magcsövet fújásra, fúrófolyadék fenékre juttatására és a kút tisztítására tervezték. A tetejük egy technológiai lyukkal van felszerelve, amelyen keresztül vizet vagy levegőáramot fecskendeznek be.
A lövedék vágórészének sajátosságai
Bármely koronát gyűrű formájában mutatják be, tetején menettel, amely szükséges a magcsőhöz csavarozáshoz, és az alsó végén található vágókés. A vágószerszámok lehetnek tömör öntvények vagy hegeszthetők ehhez a vágó fémrészhez.
A magfúráshoz a következő biteket használják:
- karbid – finom metszőfog, bordázott.
- Gyémánt – impregnált és kis gyémánt.
A keményfém vágóelemeket „lágy” talajok fúrására tervezték. Segítségükkel minden típusú, bármilyen konzisztenciájú agyagos kőzetet, félig sziklás kőzeteket, alacsony nedvességtartalmú és nedves, sűrű és közepes sűrűségű homokot fúrnak. A homokkövek és márgák átfúrásához volfrám-kobaltvágó koronákat használnak.
Finom metszőfog A biteket közepes keménységű, kisméretű kőzetek fúrására tervezték koptatóképesség. Nyolcszögletű vagy négyzet alakú marókkal vannak felszerelve. Ha a marókat különböző magasságban helyezzük el, akkor egy lépcsős felület is elérhető, amelynek előnyeit fentebb vázoltuk.
Bordázott a biteket közepes kemény kőzetek fúrására tervezték koptatóképesség. Az ilyen koronák marói hengeres vagy prizmás acélból állnak központ keményfém betéttel. Ugyanakkor, még ha a korona elhasználódik is, teljesítménye nem csökken.
A gyémántvágó koronákat magas sziklás és félsziklás sziklák fúrására tervezték koptatóképesség.
A bordák számát a korona kialakítása és átmérője határozza meg - három és hat között lehet. A kőzetpusztulási folyamat felgyorsítása úgy érhető el, hogy a bordákat a korona végéhez képest felfelé toljuk. Ez lépcsős alsó lyukat biztosít, és megkönnyíti a mosófolyadék áthaladását.
Kútburkolat csövek
Mind a mag-, mind a burkolatú acélcsöveket a GOST 51682-2000 szerint gyártják. A geológiai feltárásban és a mérnökgeológiában a talaj felszínre omlásának megakadályozására használják, ami nem engedné megérteni, milyen mélységben váltja fel az egyik földtani réteget a másik.
BAN BEN vízvételi munkák elrendezése burkolat csövek alkotják a kút falait. A belőlük összeállított burkolatba egy másik, gyártási, csőszálat merítenek. Manapság leggyakrabban műanyagból szerelik össze. A gyártóoszlop szűrővel van felszerelve, amely visszatartja a homokszemeket és a finom kavicsot a szivattyúzás során.
A legelterjedtebbek a csőcsatlakozású burkolatcsövek. Ebben az esetben a csövek egyik oldalán belső menettel, az ellenkező oldalon pedig külső menettel rendelkeznek. A kotróakna menetes csövekből rendkívül egyszerűen és gyorsan összeállítható.
Vannak hegesztett kötésekhez tervezett burkolatcsövek. A magánszektorban nem használják őket a munkaigényes oszlop-összeállítási folyamat miatt.
Mind a burkolat, mind a magcsövek 45-ös osztályú acélból készülnek, „K” szilárdsági csoporttal.A felületi kopással szembeni ellenállás növelése érdekében a csövek végeit keményítik. Az alkalmazott fúróberendezéstől és az átmérőtől függően búvárszivattyú saját vízbevételi üzemek építésénél 100-200 mm átmérőjű csöveket használnak.
Magfúrási szakaszok
A munka megkezdése előtt tanulmányoznia kell a kataszteri tervet és elő kell készítenie a munkafelületet. Gondoskodni kell magának a fúróberendezésnek és az öblítőfolyadékkal ellátott gépnek a fúrási helyhez való akadálytalan hozzáféréséről.
A következő lépés egy legalább 2 köbméter térfogatú lyuk ásása - ezzel elkerülhető, hogy további tartályt kelljen használni. A gödör talajvíz és használt öblítőfolyadék elvezetésére szolgál. A törzs fő részének felszereléséhez szükséges a talaj lyukasztása.
Ezután a kiválasztott bitet csatlakoztatjuk a fúrómagcsőhöz, és kiválasztjuk burkolat csövek, amelyek elmélyülésükkel növekedni fognak. A telepítést biztonságosan rögzíteni kell, majd elindítani a fúróberendezést.
Ahogy a magfúró mélyül és megtelik, időszakonként felemelkedik a felszínre, és megtisztítja a fúrás során a szerszám által felfogott talajtól. Ezután a fúrót a magtól megszabadítva ismét be lehet meríteni a kút lyukába a fúrás folytatásához.
A csúcsra való emeléshez szétszereljük a fúrócső-füzért, amely egy magszerszámból és rudakból áll. Azaz egymás után választják el a rudat a rúd után, amíg a magcsövet eltávolítják a hordóból.
A magántulajdonosok számára a kút kialakításának legjobb módja a magfúrás, amelyet öblítés kísér. Ebben az esetben nem kell mintát venni. A lényeg az, hogy gyorsan kialakítsuk a hordót, és megtisztítsuk az iszaptól. munkák előkészítése a következő használatra.
Mosáshoz bármilyen vizet használhat, a közeli tóból vagy folyóból származó víz megfelelő. A fúrás szárazon is elvégezhető, ha homok kutat fejlesztenek. Általában ebben az esetben néhány vödör víz fúrófolyadékként elegendő ahhoz, hogy lehűtse a lövedéket az alján.
Laza, alacsony nedvességtartalmú homokban történő munkavégzéskor ajánlatos folyékony üveg- vagy agyagmasszát adni a munkaoldathoz, hogy megerősítse a furat falát. Mindenesetre, ha egy fúró egy instabil szerkezetű horizonton halad át, indokolt lenne a kút falait burkolatcsövekkel megerősíteni.
Az eljárás technológiai jellemzői
A mélyítési folyamat során lehetőség van a fúró forgási sebességének beállítására. Meg kell jegyezni, hogy a fúró kis sebességgel könnyen leküzdheti az üledékes kőzetrétegeket. De az alapkőzet áthaladásakor a forgási sebesség növelésére van szükség. A magfúrási módszerrel különféle összetételű és bármilyen keménységű rétegekbe lehet behatolni.
Figyelembe kell venni azt a tényt, hogy a fúróberendezést előkészített, kiegyenlített vízszintes helyen kell elhelyezni. A behatolási szög állítható, ha a kialakítandó kút átmérője nem haladja meg az 1 métert. Az ásatás függőlegességét ezután a burkolat tartja fenn.
A burkolócsövek újrahasznosíthatók, ha közvetlenül a feltárás után eltávolítják őket az ásatásból. A magcső egy újrafelhasználható lövedék, ami nem mondható el a koronákról. Az üledékes horizontban történő fúráshoz legalább kettő, vagy akár több is szükséges. Mészköves kút építésénél lehetetlen pontosan megjósolni az elhasználódott koronák számát.
A fúróberendezés felszerelhető nagy teherbírású járművekre vagy lánctalpas járművekre különleges felszerelés nehéz terepviszonyok között végzett munka esetén. A magmódszeres vízkutak fúrásakor könnyebb mobil berendezések is használhatók.
A magmódszer előnyei és hátrányai
A korona sugara mentén végzett ponthatásnak köszönhetően a pontos vágás és a tömör mag felszínére hozatala biztosított. A technológia sziklák fúrására alkalmas ig XII kategóriákban, merőlegesen és szögben is dolgozhat.
A magmódszer egyik legfontosabb mutatója a nagy termelékenység és a fúrási sebesség.
Ezen kívül a következő előnyök emelhetők ki:
- Öblítőfolyadék vagy technológiai víz alkalmazása esetén a fúrási térfogat 85%;
- Az aktív emulziók bevitele a munkaoldatba lehetővé teszi a kútfalak eredeti állapotának megőrzését;
- Az axiális terhelések csökkenése miatt, amely abból fakad, hogy a kőzet nem romlik folyamatosan, az energiaköltségek csökkenése érhető el.
- A módszer lehetővé teszi, hogy bármilyen kővel dolgozzon, beleértve a bazaltot és a gránitot.
- Előregyártott mobil gép használata esetén nehezen hozzáférhető helyeken is lehet munkát végezni.
A magfúrásnak az előnyei mellett hátrányai is vannak:
- Töredezett kőzetekben végzett munka során gyakran előfordul a mag elakadása, ami ahhoz vezet, hogy el kell távolítani a csövet annak kiütéséhez.
- A kemény sziklákon való áthaladáskor a fúró gyorsan eltompul a túlmelegedés és a ragadás miatt. Ennek elkerülése érdekében hűtőfolyadékot kell használni és csökkenteni kell az áramlási sebességet. Ennek eredményeként a fúrási sebesség csökken.
- A fúrás kis keresztmetszete (200 mm-ig) nem teszi lehetővé a nagy teljesítményű fúrások használatát merülő szivattyúk.
Vízkutak kialakításánál, ha a képződmény megnyitásakor agyagos oldatot használnak, nagy a valószínűsége a vízadó réteg feliszapolódásának.
Következtetések és hasznos videó a témában
Videó 1. A kút fúrásának kezdeti szakasza a magmódszerrel:
2. videó. Kút magfúrása gránitkőzetben:
A kút magfúrásának megkezdését gazdaságossági számításnak kell megelőznie. A berendezésekre vonatkozó biztonsági előírásoknak és üzemeltetési szabályoknak való megfelelés minimálisra csökkenti a berendezés meghibásodásának kockázatát, ezáltal biztosítva a magas működési hatékonyságot, a fúrási sebességet és a gazdaságos költségek csökkenését.
Szeretné megosztani az oszloptechnológia csak Ön által ismert fortélyait? Van hasznos információja a cikk témájával kapcsolatban? Kérjük, írja meg megjegyzéseit az alábbi blokk űrlapon, tegyen fel kérdéseket és tegyen közzé fényképeket a cikk témájában.
