Skruboring av brønner: funksjoner ved teknologi og et verktøy for manuell boring og bruk av en installasjon

Skruboring av brønner for drikkevann er den mest populære metoden for boring i dag på territoriet til private husholdninger. Du kan lage en grunn vannførende brønn selv ved hjelp av en håndholdt jordbor. For å gjøre arbeidet enklere, brukes ofte små borerigger med drev.

Vi vil fortelle deg hvorfor denne metoden er så populær. La oss se på hvordan det skiller seg fra andre boremetoder og i hvilke situasjoner det er effektivt å bruke. Artikkelen beskriver i detalj skrueteknologi og design av boreutstyr, samt boreverktøy som brukes ved manuell og mekanisk boring.

Spesifikasjoner for boring med skrue

Et borehull er en sylindrisk utgraving i jordskorpen, som til tross for sin store utstrekning har et lite tverrsnitt. Begynnelsen kalles munnen, sideflaten kalles veggene, og bunnen av utgravningen kalles ansiktet.

Den optimale boremetoden velges under hensyntagen til brønnens funksjonelle formål, nødvendig diameter og dybde. Det er viktig å ta hensyn til de fysiske og mekaniske egenskapene til bergartene som må passeres i prosessen med å danne en vanninntaksgraving.

Den tekniske og økonomiske gjennomførbarheten av boring under spesifikke forhold påvirker også. Dette er et betydelig stadium i brønndesign, der grunnleggende teknologiske løsninger bestemmes - typen utstyr som brukes og boremoduser.

Den tekniske og økonomiske gjennomførbarheten av boremetoden med skrue bestemmes under hensyntagen til kvaliteten på brønnen, dens holdbarhet, konstruksjonsbetingelser og kostnader

Ved prosjektering og etterfølgende boring av vanninntaksbrønner er det nødvendig å fokusere spesielt på langtidsbruk. Evnen til å opprettholde en stabil strømningshastighet og konstant vannpermeabilitet i bunnhullsonen over lang tid er viktig.

Brønnboringsprosessen inkluderer flere arbeidstrinn:

1. Ødeleggelsen av stein i ansiktet, det vil si separasjonen av partikler fra massivet.
2. Transport av avfallsjord til overflaten.
3. Klargjøring av en brønn for drift ved å rense og utstyre brønnhullet, samt vask av vanninntakssjakten.

Effektiviteten til boring avhenger direkte av de fysiske og mekaniske egenskapene som er iboende i naturen, nemlig: massetetthet, porøsitet, vanngjennomtrengelighet for ikke-sammenhengende jordsmonn og konsistensen av leireaktige sammenhengende bergarter.

Det er tilrådelig å bruke skruboring for boring av brønner med en diameter fra 60 mm til 200 mm, med en dybde på ikke mer enn 80 m i løs og sammenhengende jord (Ⅰ-Ⅲ borbarhetskategori). For penetrering i bergarter med middels hardhet (kategori Ⅳ-Ⅵ), er det ikke tilrådelig å bruke en skruebormaskin

Denne metoden er ikke egnet for boring av bergarter preget av soliditet og krystallinsk type forbindelser mellom partikler. Jo fastere mineralkornene er konsolidert i fjellet, desto mer arbeid brukes på ødeleggelsen.

Fordeler og ulemper med metoden

Skruboringsalternativet brukes i industri, anleggsteknikk og manuell boring av brønner. Dens karakteristiske trekk er fjerning av ødelagt stein, ikke med vaskevæske eller spesielle gass-væskeblandinger, men direkte med delene av skrueprosjektilet.

Det er vertikalt og horisontalt rettet skruboring. Den første metoden brukes ved konstruksjon av vannførende brønner, samt for å danne hull for peler. Den andre brukes ved legging av verktøy ved bruk av en grøftefri metode.

Rotasjonsboring i myke bergarter er den raskeste og rimeligste sammenlignet med andre metoder

Denne metoden gir samtidig høy penetrasjonshastighet i ikke-steinete jord til en dybde på 50-80 meter, slik at du umiddelbart kan danne veggene til utgravningen ved å installere en foringsrørstreng.

Et annet pluss er utvinning av avfallsjord til overflaten uten å løfte verktøyet. Og en ting til: Siden boring med skrue ikke krever spylevæske, brukes den med hell i vannløse områder, og brukes også i perioder hvor lave temperaturer dominerer.

I dag brukes boring med skrueenheter:

• For installasjon av individuelle vannbrønner;
• Ved konstruksjon av fundament fra skrue/borede peler;
• For installasjon av gjerder og armert betongstøtter;
• Når du utfører grøftløs installasjon av kommunikasjon;
• For bygging av grunne brønner og groper.

Imidlertid er det også ulemper. Det er umulig å bore en brønn med skruer i bergarter med høy hardhet. Ved boring i hard og halvfast leire, leire med lag av kalkstein, kan det oppstå komplikasjoner, og ved boring av abrasive bergarter er det et høyt forbruk av boreutstyr.

I tillegg er det en begrensning på gravedybden.Det er svært vanskelig å konstruere en brønn som er mer enn 80 meter dyp på denne måten.

Vertikal tunnelteknologi

En skrue er et høyfast borerør med en viklet spiral, som fungerer som en vertikal skruetransportør. Under påvirkning av en aksial belastning trenger den arbeidende delen av borkronen inn i fjellet og ødelegger det ved å kutte og løsne. Samtidig mater boreboret avfallsjorden inn på borespiralen.

Prosessen med å rense brønnen er kontinuerlig og parallelt med ødeleggelsen av fjellet. Jorden som er skilt fra overflaten faller ned på en skruskrue som roterer med høy hastighet.

Under påvirkning av sentrifugalkrefter stiger løs jord oppover langs borestrengens blader. Løftingen skjer på grunn av glidning i en spiral, siden friksjonen til jorda på skruen er mindre enn på brønnens vegger.

Dermed blir den ødelagte bergarten levert i knust tilstand fra overflaten til overflaten og kastet ut gjennom brønnhodet. Med enkel transport fyller jorda 30-40 % av det totale volumet av mellomrommet.

Parametrene til boresøylen skal sikre rask løfting av hele jordmassen som er ødelagt av skruen. Men ved boring faller en del av den løsnede jorda tilbake på bunnen. Derfor, når du utfører skruboring, kreves det mer intensiv rengjøring av tønnen, og etter fullføring kreves obligatorisk spyling.

Horisontal retningsboring

Ved installasjon av bruksledninger for ulike funksjonelle formål under hindringer (motorveier, jernbaner, skog), brukes horisontalt rettet skruboring.

I den innledende fasen av arbeidet graves to groper - en start (arbeids) grop og en mottaksgrop.De må være på samme nivå som den utformede brønnen. Etter dette senkes nødvendig utstyr ned i arbeidsgropen og installeres.

For skruboring i horisontal retning brukes store installasjoner med en bevegelig borrotator med økt dreiemoment

Slikt utstyr har et stort mateslag og er utstyrt med et slitesterkt borehode laget av høylegert stål. Den har også en boresporingssonde installert. Ved å motta signaler på monitoren kontrollerer operatøren fremdriften av prosessen og kan justere bevegelsesretningen, samt helningsvinkelen til borehodet.

Når skruen går inn i mottaksgropen, det vil si endepunktet i henhold til prosjektet, fjernes boret. I stedet festes ekspanderen og røret. Etter dette roteres bladene i motsatt retning for å trekke røret inn i den ferdige brønnen. Ved slutten av borearbeidet fjernes skrueinstallasjonen fra startgropen.

Den grøfteløse metoden gjør det mulig å legge rør for kommunikasjon under grunnvannsnivået opp til 80 m. Dessuten utføres alt komplekst arbeid uten arbeidskrevende grøfting, noe som gjør det mulig å minimere gjennomføringstiden og redusere økonomiske kostnader.

Horisontal skrueboring brukes ved legging av trykkrørledninger og installasjon av kommunikasjonssystemer i områder hvor installasjon på annen måte er umulig. Hovedfordel grøftefri installasjon – lønnsomhet. I tillegg er det ikke nødvendig å bruke bentonitt eller andre polymerer for å opprettholde stabiliteten til den ferdige utgravingen.

Funksjoner ved boring i forskjellige bergarter

De grunnleggende teknologiske parametrene for å bore en brønn er aksial belastning og rotasjonshastighet til skruetransportøren. Etter hvert som belastningen øker, øker sikkert penetrasjonshastigheten, noe som kan føre til ulike nødsituasjoner.

Derfor er det viktig å sikre at volumet av stein som separeres per tidsenhet av skruen ikke overstiger transportørens produktivitet. Ellers vil det dannes plugger på svingene.

Hastigheten på boreboringen avhenger direkte av egenskapene til jorda, dybden og diameteren til brønnen, antall omdreininger på søylen, den aksiale belastningen på bunnen og utformingen av verktøyet som brukes til å ødelegge steinen.

Som regel bores plastleirebergarter, løs og middels tett sand uten tvungen aksialbelastning. Skruverktøyet føres inn i bakken under sin egen vekt, samt på grunn av den reaktive kraften som oppstår ved mating av gråberg til munningen av en sylindrisk åpning.

Aksiallaster på opptil 5 kN skapes vanligvis under innledende boring av en brønn, ved boring i hard sandholdig leir, leire, leire, mudderstein og siltstein. Rotasjonsfrekvensen til kolonnen bør ikke overstige 1,7-3,3 s^-1.

Ved høyere frekvenser oppstår vibrasjoner internt, som kan føre til at borestrenglenker løsner. Som et resultat vil boret forbli i bunnen, det er nesten umulig å få det ut, noe som betyr at du må bore et nytt arbeid. Og ved lave frekvenser blir det svært vanskelig å transportere avfallsjord til toppen.

Når steinhardheten øker, øker aksiallastene.Boring i grus og knust jord, frossen leirjord, vannmettet sand, siltstein med kvartsinneslutninger utføres med en aksiallast på 8-10 kN per borkrone og en kolonnerotasjonshastighet på 1,3-2,2 s.^-1.

Småstein og steiner som inneholder steiner bores ikke ved bruk av skruemetoden. Disse avrundede steinfragmentene blir ødelagt med en meisel og hevet til overflaten med en bailer.

Boring i sand med varierende tetthet og metningsgrad med vann-, grus- og pukkavsetninger utføres med høy hastighet og samtidig forsterkes veggene i utgravningen med foringsrørkonstruksjoner.

Boring med en skruskrue gjennom myk-plast og flytende plast leire er ofte komplisert av dannelsen av plugger. Når leirpartikler fester seg til boreverktøyet, stopper utdypingen av brønnen, og transport av gråberg til toppen blir svært vanskelig.

For å unngå dette, reduser borehastigheten til et minimum, gå kolonnen og tilsett vann til brønnen. Også i en slik situasjon hjelper det periodisk å heve boreverktøyet til overflaten og rengjøre det fra vedheftende leirjord.

Auger boreverktøy

Verktøy for skrueboring av brønner i henhold til type design er kjennetegnet ved antall omdreininger og geometrien til skjæredelen. For penetrering i harde og halvfaste sandholdige loams og loams, brukes ofte boreverktøy, hvis kanter er utstyrt med ekstra kuttere.

Oftest, for å drive en vanninntaksgraving for private eiere, brukes kun en startskrue uten tillegg, fordi Sedimentære kohesive og ikke-kohesive bergarter må bores. Ved utdyping forlenges verktøyet ganske enkelt med borestenger.

I dette tilfellet fjernes prosjektilet fra brønnhullet hver 0,5 - 0,7 m for å rydde selve boret og bunnen av den ødelagte steinen. Dette er et mer økonomisk, men også mer arbeidskrevende borealternativ.

For å bore ut steinblokker og småstein som kan finnes i sedimentær jord går de over til sjokk-tau-metoden. Som regel brukes en meisel av verktøystål til dette. Dette boret, pekt på den nederste enden, blir "kastet" med kraft på ansiktet til den "solide barrieren" er ødelagt.

Etter ødeleggelsen av en rullestein eller stein, fjernes fragmentene til overflaten ved hjelp av et glass (kjernerør) eller bailer. Så går de over til skruemetoden igjen. Oftest, for å grave ut en gruve, er det nødvendig å bruke flere boremetoder i kombinasjon.

Ved boring av løs sand og myk leire brukes borebor med blader vendt mot bunnen i en vinkel på 30-60º, og for boring i sammenhengende leirholdige bergarter - 90º.

Strukturelt sett er skruen et rør eller en lang solid stang/stang med viklet spiral

Denne spiralen oppnås ved å vikle et høyfast stålbånd med en diameter på 5-7 mm på en skrudor. Den strekkes på et rør/stang og sveises deretter.

Jo større diameter basisrøret er, desto lavere transportkapasitet har skruen. Imidlertid er diameteren til et langt produkt begrenset av skruens mekaniske styrke, så vel som produksjonsteknologien.

I dag produseres to typer skruer:

• Med et sentralt hull, det vil si hult;
• Vektet - uten hull.

For å minimere slitasje på skruetransportøren ved boring i slipende bergarter, skrus en stålremse på ytterkanten eller et lag metall smeltes til overflaten.

Ved høye skrueborehastigheter er en spesiell adapter med toveis vikling av båndstål festet over prosjektilet. I dette tilfellet faller mesteparten av steinen på skruetransportøren uten sliping.

Ved enden av røret med en viklet spiral må koblingselementene sveises. Det finnes to typer skrueforbindelser: gjengeløs og gjenget. I det første tilfellet er skruene forbundet med koplingslåser og holdt av metallstifter med klemmer; i det andre tilfellet ved skruing.

Gjenget tilkobling av skruer i en borestreng gjør det mulig å mekanisere tilkoblingen og frakoblingen når de utfører utløseroperasjoner og når væske tilføres overflaten. Men det er også en betydelig ulempe - i dette tilfellet er det ingen mulighet for omvendt rotasjon av skruene. Derfor har trådløse forbindelser blitt mer utbredt.

Spesielle borerigger inkluderer vanligvis et sett med skruer med forskjellige diametre.

De mest effektive er skruer med et sentralt hull som luft eller vann tilføres ansiktet gjennom. Dette gjør det mulig å redusere friksjonen til fjellet på overflaten av skruetransportøren

Huleskruer med gjenget type forbindelse brukes ved boring med blåsing, til pumping av vann ved driving av sylindriske åpninger i jordskorpen, for installasjon av ladning i geofysiske brønner, for pumping av betong i hull for peler. De kan også brukes som hylster.

Ved boring med en kontinuerlig flate blokkeres den sentrale kanalen med et boreverktøy på et tau.

Oversikt over borerigger

Til skruboring bruker de begge deler hånd verktøy, og mekaniserte installasjoner. Den enkleste utformingen er en håndholdt jordbor.Den består av en stang/rør med et skrueformet blad og et stivt fast T-formet håndtak.

Denne typen boreverktøy er skrudd ned i bakken som en korketrekker. Under graveprosessen utvides den med stenger. Håndholdte jordbor er gjort sammenleggbare for å gjøre dem så praktiske som mulig for transport i personbiler. Dette lar deg også endre lengden på borestrengen.

Ved hjelp av håndverktøy kan du lage hull opptil 2 meter dype med en diameter på ikke mer enn 20 centimeter. Det finnes også motorøvelser med bensin eller elektrisk drift. Designet deres inkluderer en skruetransportør, det vil si en skrue, og en motor med girkasse. Rotasjonen av motorakselen sørger for bevegelse av skruen.

Med bruk av et drevet verktøy og tilstedeværelse av borestenger for forlengelse, er det mulig å bore brønner opp til 25 meter dype. Med en diameter på opptil 30 centimeter brukes den til å installere lysstolper på gaten, for å installere gjerdestolper, groper for inspeksjon av fundamenter og jordfundamenter.

Boring av vannbrønner på territoriet til private husholdninger og dannelse av hull med stor diameter for et pelfundament utføres ved bruk av bærbare små maskiner eller borerigger på mobilt utstyr

Mobile enheter er små maskiner med elektrisk eller bensinmotor. Med deres hjelp kan du raskt bore vel for en sommerbolig klargjør et stort antall hull for støtter for ulike funksjonelle formål.

Ofte lages slike borerigger i form av en tilhenger for personbiler for å lette transporten til arbeidsstedet.

I sivil og industriell konstruksjon, for å danne arbeid med stor dybde og diameter, brukes spesialskrueutstyr, festet på mobilt utstyr - lastebiler, traktorer.

Den brukes når du installerer støtter for høyspentledninger og gatelysstolper, når du installerer gjerdestøtter for stadioner, idrettsanlegg, industrianlegg og flyplasser. I tillegg bygger de spuntgjerde for groper og monterer skrupeler ved å bruke skruborerigger på mobilt utstyr.

Nyttig video om emnet

Boreboring av en vannbrønn 20 m dyp på territoriet til en privat husholdning:

Denne videoen viser teknologien for horisontal boring av en brønn for å legge kommunikasjon under en motorvei:

Installasjon av peler ved hjelp av en kontinuerlig skrue med stor diameter med en sentral kanal. For å utføre arbeidet brukes en Bauer BG-30 borerigg og en høyytelses stasjonær Liebherr betongpumpe:

Skruemetoden gir høye brønnboringshastigheter. Utviklingen av brønnen og tilførselen av avfallsjord fra overflaten til munningen av anlegget skjer samtidig og kontinuerlig, noe som sparer både tid og krefter til borerne, og midlene som er investert i prosjektet. Derfor er boreboremetoden populær.

Legg igjen kommentarer i blokkskjemaet nedenfor. Fortell oss om du noen gang har brukt en håndskrue eller boret på en liten borerigg med en boreskrue. Del teknologiske finesser som kan være nyttige for besøkende på nettstedet.