Kútfúrás csigás: a technológia jellemzői és eszköz a kézi fúráshoz és telepítéshez

Az ivóvíz kutak csigás fúrása ma a legnépszerűbb fúrási módszer a magánháztartások területén. Kézi földfúróval saját maga is készíthet sekély víztartó réteget. A munka megkönnyítése érdekében gyakran használnak kis méretű, meghajtóval ellátott fúróberendezéseket.

Megmondjuk, miért olyan népszerű ez a módszer. Nézzük meg, miben különbözik a többi fúrási módszertől, és milyen helyzetekben hatékony a használata. A cikk részletesen ismerteti a csigatechnológiát és a fúróberendezések tervezését, valamint a kézi és gépi fúrásnál használt fúrószerszámokat.

A csigás fúrás sajátosságai

A fúrás a földkéregben lévő hengeres feltárás, amely nagy kiterjedése ellenére kis keresztmetszetű. Kezdetét szájnak, oldalfelületét falaknak, az ásatás alját arcnak nevezzük.

Az optimális fúrási módszert a kút funkcionális céljának, a szükséges átmérőnek és mélységnek a figyelembevételével választják ki. Fontos figyelembe venni az áthaladandó kőzetek fizikai és mechanikai tulajdonságait a vízvételi ásás kialakítása során.

A fúrás műszaki és gazdasági megvalósíthatósága adott körülmények között is befolyásolja. Ez a kúttervezés jelentős szakasza, melynek során meghatározzák az alapvető technológiai megoldásokat - a használt berendezések típusát és a fúrási módokat.

A csigás fúrási módszer műszaki és gazdasági megvalósíthatóságát a kút minőségének, tartósságának, építési feltételeinek és költségének figyelembevételével határozzák meg.

A vízbevezető kutak tervezésénél és utólagos fúrásánál kifejezetten a hosszú távú felhasználásra kell koncentrálni. Fontos, hogy a fenéklyuk zóna hosszú ideig stabil áramlási sebességet és állandó vízáteresztő képességet biztosítson.

A kútfúrás folyamata több munkalépésből áll:

1. A kőzet elpusztítása a homlokzaton, vagyis a részecskék elválasztása a masszívumtól.
2. Hulladék talaj szállítása a felszínre.
3. Kút előkészítése az üzemeltetésre a kútfúrás tisztításával, felszerelésével, valamint a vízbevezető akna mosása.

A fúrás hatékonysága közvetlenül függ a természetben rejlő fizikai és mechanikai tulajdonságoktól, nevezetesen: térfogatsűrűségtől, porozitástól, a nem összefüggő talajok vízáteresztő képességétől és az agyagos kohéziós kőzetek állagától.

A 60 mm-től 200 mm-ig terjedő átmérőjű, 80 m-nél nem nagyobb mélységű kutak fúrásához laza és kötött talajban célszerű csigás fúrást alkalmazni (Ⅰ-Ⅲ fúrhatósági kategória). Közepes keménységű kőzetekbe való behatoláshoz (Ⅳ-Ⅵ kategória) nem tanácsos csavarfúrót használni

Ez a módszer nem alkalmas szilárdsággal és a részecskék közötti kristályos kapcsolatokkal jellemezhető kőzetek fúrására. Minél szilárdabban szilárdulnak meg az ásványi szemcsék a kőzetben, annál több munkát fordítanak annak megsemmisítésére.

A módszer előnyei és hátrányai

A csigás fúrási lehetőséget az iparban, mélyépítésben, ill kutak kézi fúrása. Különlegessége a megsemmisült kőzet eltávolítása nem mosófolyadékkal vagy speciális gáz-folyadék keverékekkel, hanem közvetlenül a csiga lövedékének alkatrészeivel.

Létezik függőleges és vízszintes irányított csigafúrás. Az első módszert vízhordó kutak építésekor, valamint cölöpök lyukak kialakítására használják. A másodikat a közművek árok nélküli módszerrel történő lefektetésekor használják.

A lágy kőzetekben a forgófúrás a leggyorsabb és legolcsóbb más módszerekhez képest

Ez a módszer egyidejűleg nagy sebességű behatolást biztosít nem sziklás talajban 50-80 méter mélységig, lehetővé téve, hogy azonnal kialakítsa az ásatási falakat egy burkolószál felszerelésével.

További plusz a hulladék talaj kivonása a felszínre a szerszám felemelése nélkül. És még valami: mivel a csigás fúráshoz nincs szükség öblítőfolyadékra, sikeresen alkalmazzák vízmentes területeken, és olyan időszakokban is használják, amikor az alacsony hőmérséklet dominál.

Ma a fúrócsiga egységekkel fúrást alkalmaznak:

• Egyedi vízkutak beépítéséhez;
• Csavaros/fúrt cölöpökből történő alapozáskor;
• Kerítések és vasbeton támasztékok felszereléséhez;
• A kommunikáció árok nélküli telepítése során;
• Sekély kutak és gödrök építéséhez.

Vannak azonban hátrányai is. Lehetetlen kutat fúrni nagy keménységű kőzetekben csigákkal. Kemény és félszilárd vályogok, mészkőrétegű agyagok fúrásakor komplikációk léphetnek fel, koptató kőzetek fúrásakor pedig nagy a fúróberendezés fogyasztása.

Ezen túlmenően a feltárás mélysége korlátozott.Nagyon nehéz így 80 méternél mélyebb kutat építeni.

Függőleges alagútépítési technológia

A csiga egy nagy szilárdságú, tekercselt spirállal rendelkező fúrócső, amely függőleges csiga szállítószalagként szolgál. Axiális terhelés hatására a fúrószár munkarésze behatol a kőzetbe és vágással, lazítással tönkreteszi azt. Ezzel egyidejűleg a csigafúró a hulladéktalajt a csigaspirálra táplálja.

A kút tisztításának folyamata folyamatos és párhuzamos a kőzet pusztulásával. A homlokról leválasztott talaj egy nagy sebességgel forgó csigara esik.

A centrifugális erők hatására a meglazult talaj felfelé emelkedik a fúrószál pengéi mentén. Az emelés spirális csúszás miatt következik be, mivel a talaj súrlódása a csigán kisebb, mint a kút falán.

Így a megsemmisült kőzet zúzott állapotban a homlokzattól a felszín felé kerül, és a kútfejen keresztül kidobásra kerül. Könnyű szállítással a talaj kitölti a köztes tér teljes térfogatának 30-40%-át.

A csigaoszlop paramétereinek biztosítaniuk kell a csiga által elpusztított teljes talajtömeg gyors felemelését. Fúráskor azonban a fellazult talaj egy része visszahullik az aljára. Ezért a csigafúrás végrehajtásakor a hordó intenzívebb tisztítása, a befejezés után pedig kötelező öblítés szükséges.

Vízszintes irányított csigás fúrás

Különböző funkcionális célú közművek akadályok (autópálya, vasút, erdő) alá történő létesítésekor vízszintes irányított csigás fúrást alkalmaznak.

A munka kezdeti szakaszában két gödröt ásnak - egy kezdő (munka) gödröt és egy fogadó gödröt.A tervezett kúttal azonos szinten kell lenniük. Ezt követően a szükséges felszerelést leengedik a munkagödörbe és felszerelik.

Vízszintes irányú csigás fúráshoz nagy méretű berendezéseket használnak mozgatható fúróforgóval, megnövelt nyomatékkal

Az ilyen berendezések nagy előtolási lökettel rendelkeznek, és kopásálló, erősen ötvözött acélból készült fúrófejjel vannak felszerelve. Fúráskövető szondával is rendelkezik. A kezelő a monitoron jelek vételével szabályozza a folyamat előrehaladását, és beállíthatja a mozgás irányát, valamint a fúrófej dőlésszögét.

Amikor a csiga belép a fogadógödörbe, vagyis a projekt szerinti végpontba, a fúró eltávolításra kerül. Ehelyett a bővítő és a cső rögzítve van. Ezt követően a késeket az ellenkező irányba forgatják, hogy a csövet a kész kútba húzzák. A fúrási munka végén a csiga beszerelését eltávolítják a kezdőgödörből.

Az árok nélküli módszer lehetővé teszi akár 80 m hosszú talajvízszint alatti kommunikációs csövek lefektetését, továbbá minden összetett munka munkaigényes árokásás nélkül történik, ami lehetővé teszi a kivitelezési idő minimalizálását és a pénzügyi költségek csökkentését.

A vízszintes csigás fúrást nyomóvezetékek fektetésekor és kommunikációs rendszerek telepítésekor alkalmazzák olyan területeken, ahol más módon nem lehet beépíteni. Fő előnye árok nélküli beépítés - jövedelmezőség. Ezenkívül nincs szükség bentonit vagy más polimerek használatára a kész feltárás stabilitásának fenntartásához.

A különböző kőzetekben történő fúrás jellemzői

A kútfúrás alapvető technológiai paraméterei az axiális terhelés és a szállítócsiga forgási sebessége. A terhelés növekedésével minden bizonnyal nő a behatolás sebessége, ami különféle vészhelyzetekhez vezethet.

Ezért feltétlenül ügyelni kell arra, hogy a csiga által egységnyi idő alatt leválasztott kőzet térfogata ne haladja meg a szállítószalag termelékenységét. Ellenkező esetben dugók keletkeznek a kanyarokban.

A csigafúrás sebessége közvetlenül függ a talaj tulajdonságaitól, a kút mélységétől és átmérőjétől, az oszlop fordulatszámától, a fenék tengelyirányú terhelésétől és a kőzet megsemmisítésére használt szerszám kialakításától.

A műanyag agyagos kőzeteket, laza és közepes sűrűségű homokot általában kényszerített axiális terhelés nélkül fúrják. A csigaszerszám saját súlya alatt, valamint a hulladékkő hengeres nyílás torkolatába történő betáplálása során fellépő reaktív erő hatására kerül a talajba.

Általában 5 kN-ig terjedő axiális terhelés keletkezik a kút kezdeti fúrásakor, kemény homokos vályog, vályog, agyag, sárkövek és aleurolit fúrásakor. Az oszlop forgási frekvenciája nem haladhatja meg az 1,7-3,3 másodpercet^-1.

Magasabb frekvenciákon belső rezgések lépnek fel, ami a fúrófüzér láncszemeinek meglazulását okozhatja. Ennek eredményeként a fúró alul marad, szinte lehetetlen kiszedni, ami azt jelenti, hogy fúrjon egy új munkadarabot. Alacsony frekvencián pedig nagyon nehézkessé válik a hulladék talaj szállítása a tetejére.

A kőzet keménységének növekedésével az axiális terhelések nőnek.Kavicsos és zúzott talajban, fagyott vályogban, vízzel telített homokban, kvarczárványos aleurolitban a fúrás bitenként 8-10 kN axiális terheléssel és 1,3-2,2 s oszlopforgási sebességgel történik.^-1.

Sziklatömböt tartalmazó kavicsok és sziklák fúrása nem történik csigás módszerrel. Ezeket a lekerekített sziklatöredékeket vésővel megsemmisítik, és a felszínre emelik.

Változó sűrűségű és telítettségi fokú homok fúrása vízzel, kavicsokkal és zúzottkő lerakódásokkal nagy sebességgel történik, és ezzel egyidejűleg a feltárás falait burkolati szerkezetekkel erősítik meg.

A fúrócsiga lágy-műanyag és folyékony-műanyag agyagok átfúrását gyakran bonyolítja a dugók kialakulása. Amikor az agyagrészecskék a csigaszerszámhoz tapadnak, a kút mélyülése leáll, és a meddő kőzet feljutása a tetejére nagyon megnehezül.

Ennek elkerülése érdekében csökkentse a fúrási sebességet a lehető legkisebbre, járja az oszlopot, és adjon hozzá vizet a kúthoz. Ilyen helyzetben is segít a fúrószerszám időszakos felszínre emelése és a letapadt vályogtól való megtisztítása.

Csiga fúrószerszám

A kutak csigás fúrására szolgáló szerszámokat a kialakítás típusa szerint a fordulatok száma és a vágórész geometriája különbözteti meg. A kemény és félszilárd homokos vályogokba és vályogokba való behatoláshoz gyakran használnak fúrószerszámokat, amelyek élei további marókkal vannak felszerelve.

Leggyakrabban a magántulajdonosok vízbevezető földmunkáinak vezetéséhez csak egy indítócsigát használnak kiegészítések nélkül, mert Az üledékes kohéziós és nem kohéziós kőzeteket fúrni kell. Mélyítéskor a szerszám egyszerűen meghosszabbodik fúrórudakkal.

Ebben az esetben a lövedéket 0,5-0,7 m-enként eltávolítják a fúrásból, hogy megtisztítsák magát a fúrót és a megsemmisült kőzet alját. Ez egy gazdaságosabb, de egyben munkaigényesebb fúrási lehetőség is.

Az üledékes talajban található sziklák és kavicsok kifúrásához a lökéskötél módszerre váltanak. Ehhez általában szerszámacélból készült vésőt használnak. Ezt az alsó végére hegyezett fúrót erőteljesen „dobják” az arcra, amíg a „szilárd gát” meg nem semmisül.

A kavics vagy szikladarab elpusztítása után a töredékeket üveg (magcső) ill. óvadék. Aztán ismét áttérnek a csavaros módszerre. Leggyakrabban egy bánya feltárásához több fúrási módszert kell kombinálni.

Laza homok és puha vályog fúrásakor a csigafúrókat 30-60º-os szögben az alja felé fordítják, az összefüggő agyagos kőzetek fúrásához pedig - 90º-os szögben.

Szerkezetileg a csiga egy cső vagy egy hosszú tömör rúd/rúd tekercselt spirállal

Ezt a spirált úgy kapják, hogy egy 5-7 mm átmérőjű nagyszilárdságú acélszalagot csavartüskére tekernek. Csőre/rúdra feszítik, majd hegesztik.

Minél nagyobb az alapcső átmérője, annál kisebb a csiga szállítóképessége. Egy hosszú termék átmérőjét azonban korlátozza a csavar mechanikai szilárdsága, valamint a gyártási technológiája.

Ma kétféle csavart gyártanak:

• Központi lyukkal, azaz üreges;
• Súlyozott - lyuk nélkül.

A csiszolósziklákban végzett fúrás során a szállítócsiga kopásának minimalizálása érdekében egy acélcsíkot csavarnak a külső élre, vagy egy fémréteget olvasztottak a felületre.

Nagy csigafúrási sebességeknél a lövedék fölé egy speciális adapter van rögzítve, kétirányú szalagacél tekercseléssel. Ebben az esetben a kőzet nagy része köszörülés nélkül esik a szállítócsigásra.

A feltekert spirállal ellátott cső végén a csatlakozó elemeket hegeszteni kell. Kétféle csavarkötés létezik: menet nélküli és menetes. Az első esetben a csavarokat tengelykapcsoló reteszekkel kötik össze és fémcsapokkal rögzítik bilincsekkel, a második esetben csavarozással.

A csigák menetes csatlakozása egy fúrófüzérbe lehetővé teszi azok be- és leválasztásának gépesítését a kioldási műveletek végrehajtása során, valamint a folyadék homlokoldali ellátása során. De van egy jelentős hátránya is - ebben az esetben nincs lehetőség a csavarok fordított forgatására. Ezért a menet nélküli kapcsolatok egyre elterjedtek.

A speciális fúróberendezések általában különböző átmérőjű csigákat tartalmaznak.

A leghatékonyabbak a központi furattal ellátott csigák, amelyeken keresztül levegőt vagy vizet juttatnak az arcba. Ez lehetővé teszi a kőzet súrlódásának csökkentését a szállítócsiga felületén

A menetes csatlakozású üreges csigákat fúvással történő fúráshoz, vízszivattyúzáshoz a földkéregben hengeres nyílások kihúzásakor, geofizikai kutakba töltet beépítéséhez, cölöplyukakba beton szivattyúzásához használják. Tokként is használhatók.

Folyamatos homlokfelületű fúrásnál a központi csatornát egy kötélen lévő fúrószerszámmal blokkolják.

A fúróberendezések áttekintése

Csigafúráshoz mindkettőt használják kézi szerszámokés gépesített telepítések. A legegyszerűbb kivitel egy kézi földfúró.Egy csavar alakú pengével ellátott rúdból/csőből és egy mereven rögzített T alakú fogantyúból áll.

Ez a fajta fúrószerszám dugóhúzóként van a talajba csavarva. Az ásatási folyamat során rudakkal bővítik. A kézi földfúrók összecsukhatóak, hogy személygépjárművekben a lehető legkényelmesebbek legyenek. Ez lehetővé teszi a csiga fúrósor hosszának megváltoztatását is.

Kéziszerszámokkal legfeljebb 2 méter mély, legfeljebb 20 centiméter átmérőjű lyukakat készíthet. Léteznek benzines vagy elektromos meghajtású motoros fúrógépek is. Kialakításukban van egy szállítócsiga, azaz egy csiga, és egy motor hajtóművel. A motor tengelyének forgása biztosítja a csiga mozgását.

Hajtott szerszám használatával és fúrórudak meghosszabbításával akár 25 méter mély kutak fúrása is lehetséges. Legfeljebb 30 centiméter átmérőjű utcai világítóoszlopok beépítésére, kerítésoszlopok, alapok vizsgálatára szolgáló gödrök, talajalapok beépítésére szolgál.

A vízkutak fúrását a magánháztartások területén és a nagy átmérőjű lyukak kialakítását a cölöpalapozáshoz hordozható kis méretű gépekkel vagy mobil berendezéseken lévő fúrótornyokkal végezzük.

A mobil egységek kis gépek elektromos vagy benzinmotorral. Segítségükkel gyorsan fúrhat jó nyári rezidenciának készítsen elő nagyszámú lyukat a támasztékokhoz különféle funkcionális célokra.

Az ilyen fúróberendezéseket gyakran pótkocsi formájában készítik személygépkocsikhoz, hogy megkönnyítsék a munkaterületre való szállítást.

A polgári és ipari építkezésben a nagy mélységű és átmérőjű munkák kialakításához speciális csigaberendezéseket használnak, amelyek mobil berendezésekre - teherautókra, traktorokra - vannak rögzítve.

Nagyfeszültségű vezetékek és közvilágítási oszlopok támasztékainak szerelésekor, stadionok, sporttelepek, ipari létesítmények és repülőterek kerítéstartóinak felszerelésekor használják. Ezen túlmenően a mobil berendezéseken lévő csigás fúróberendezések segítségével gödrökhöz lemezcölöpös kerítést építenek és csavarcölöpöket szerelnek fel.

Hasznos videó a témában

20 m mély vízkút csigás fúrása magánháztartás területén:

Ez a videó bemutatja a kút vízszintes csigás fúrásának technológiáját az autópálya alatti kommunikáció lefektetéséhez:

Cölöpök szerelése folyamatos nagy átmérőjű, központi csatornával ellátott csiga segítségével. A munka elvégzéséhez Bauer BG-30 fúróberendezést és nagy teljesítményű, helyhez kötött Liebherr betonszivattyút használnak:

A csigás módszer nagy arányú kútfúrást tesz lehetővé. A kút fejlesztése és a hulladéktalaj ellátása a műhely homlokzatától a torkolatig egyidejűleg és folyamatosan történik, amivel mind a fúrók idejét és fáradságát, mind a projektbe fektetett pénzeszközöket megtakarítjuk. Ezért népszerű a csigás fúrási módszer.

Kérjük, hagyjon megjegyzéseket az alábbi blokk űrlapon. Mondja el, használt-e valaha kézi fúrót, vagy fúrt-e kis fúróberendezésen csigával. Ossza meg azokat a technológiai finomságokat, amelyek hasznosak lehetnek a webhely látogatói számára.