Methoden voor het boren van putten: technologische principes en kenmerken van de belangrijkste methoden

Bij de constructie van een waterinlaatput worden verschillende boormethoden gebruikt. Losse en met water verzadigde gronden worden verwijderd met behulp van een hoosvat. Voor het boren door klei- en rotsformaties worden putboormethoden gebruikt die gebaseerd zijn op het rotatie- en trillingsprincipe.

Het werk omvat mechanismen die de ontwikkeling van bodems van verschillende typen en tot verschillende diepten mogelijk maken. Wij vertellen u hoe u de optimale boortechnologie kiest waarmee u de uitgraving voor het waterinlaatapparaat snel en foutloos kunt voltooien.

Om de informatie die wij aanbieden visueel weer te geven, wordt de tekst aangevuld met handige diagrammen, fotocollecties en video-tutorials.

Soorten boormethoden

Vroeger werd voornamelijk het boren van watervoerende putten voor persoonlijk gebruik uitgevoerd handmatig. Dit was een arbeidsintensief en langdurig proces, dus niet elke eigenaar van een perceel of huisje kon er op bogen dat hij over een eigen watervoorziening beschikte.

Geleidelijk verving gemechaniseerd boren de handmatige methoden vanwege de aanzienlijke vergemakkelijking en versnelling van het proces.

Tegenwoordig worden bijna alle watervoerende lagen geboord met behulp van een gemechaniseerde methode, die is gebaseerd op de vernietiging van grond, waarbij deze op twee manieren aan de oppervlakte wordt geleverd: droog, wanneer afvalgrond met behulp van mechanismen uit de put wordt verwijderd, en hydraulisch, wanneer het wordt uitgewassen met water dat onder druk of zwaartekracht wordt aangevoerd.

Er zijn drie hoofdmethoden voor mechanisch boren:

• Roterend (de grond wordt ontwikkeld door rotatie).
• Schok (het boorprojectiel vernietigt de grond met schokken).
• Trillend (de bodem wordt ontwikkeld door hoogfrequente trillingen).

De rotatiemethode wordt als de meest productieve beschouwd, 3-5 keer efficiënter dan de schokmethode en 5-10 keer efficiënter dan de vibratiemethode. Bovendien is de rotatiemethode het meest goedkoop en toegankelijk; deze wordt vaak gebruikt als de belangrijkste methode voor handmatig boren.

Mechanische rotatiemethoden voor het boren van waterputten hebben de ineffectieve handmatige methoden vervangen

De roterende boormethode, die op grote schaal wordt gebruikt voor de aanleg van waterputten, is op zijn beurt verdeeld in vier hoofdtypen boren:

• kern;
• schroef;
• shock-touw;
• roterend.

Elke vorm van boorboren heeft zijn eigen kenmerken en wordt uitgevoerd met speciaal daarvoor ontworpen apparatuur. Laten we deze soorten boren in meer detail bekijken, bepalen wat hun verschillen zijn en welke methode in elk specifiek geval moet worden gebruikt.

Bijzonderheden kernboren

Kernboren is een mechanische rotatiemethode waarbij klei- of dichte zandgrond wordt gewonnen in de vorm van een cilindrische kern. Een kernboor is een dikwandige metalen buis.

Aan de bovenkant van de kernboor bevindt zich een inrichting voor het bevestigen van stangen die nodig zijn voor het verlengen van de boorkolom. Hieronder staat een kroon, waarvan het type wordt geselecteerd afhankelijk van de categorie te boren grond.

Bij het rijden met de kernmethode wordt de grond vernietigd door een ringvormige kroon. Het binnenste deel van de kern wordt in onbeschadigde vorm bewaard. Om het boorproces in harde en halfvaste leemsoorten, kleisoorten en rotsen te vergemakkelijken, wordt een boorvloeistof aan het bodemgat toegevoerd.

Bij het kernboren wordt de grond niet vernietigd, maar met een kroon “uitgeboord” en opgevangen door de kernbuis. Het geboorde gesteente wordt naar het oppervlak geëxtraheerd in de vorm van een kern - een monolithische cilindrische rotskolom

Slib uit het gezicht wordt soms verwijderd door te spoelen - door een grote hoeveelheid water in de productieschacht te injecteren. Meestal wordt het spoelen vervangen door blazen met perslucht die wordt aangevoerd door een compressor in de buis.Met deze manier van boren kunt u putten boren met een diepte tot 1000 meter en een diameter van 8 tot 20 cm.

Mechanisch kernboren wordt uitgevoerd met behulp van boorinstallaties zoals ZIF, UGB, UKB, gemonteerd op voertuigen zoals KAMAZ, KrAZ, skidders, enz. In de versie voor handmatig boren De kernpijp wordt ingekort en een bel of glas genoemd. De kernpijp is structureel vergelijkbaar met het laatste, omgekeerde huishoudelijke artikel.

Kernboren wordt in de volgende gevallen gebruikt:

• geologische verkenning van minerale hulpbronnen;
• het boren van proefputten;
• constructie van watervoerende putten van elke diepte, inclusief filterloze putten in rotsen.

Voor apparaat particuliere waterputten in sommige gevallen wordt de kernmethode gebruikt voordat wordt begonnen met avegaar- of roterend boren, waarbij tegelijkertijd een verkennende en voorbereidende rol wordt vervuld.

Bij de aanleg van particuliere putten wordt kernboren toegepast in combinatie met slagtouwboren. De kleilagen worden door een kernbuis gevoerd. Los zand, grind en kiezelstenen met zandvuller, die niet in de kernbuis achterblijven, worden door zhelonisatie uit de schacht verwijderd.

In termen van efficiëntie is de kernmethode enigszins inferieur aan de avegaarmethode voor het boren van waterinlaatputten. Een boor boort sneller, maar zorgt er niet voor dat de schacht volledig loskomt van het geboorde gesteente. Ze worden zelden in paren gebruikt. En mocht het toch gebeuren, dan worden de eerste meters met een grondboor afgedekt.

De kronen vernietigen de grond niet, maar snijden deze zorgvuldig rond de omtrek en vormen "kolommen" - kernen, door te bestuderen waarmee je een hydrologisch gedeelte van de site kunt creëren

Gebruikte apparatuur en gereedschappen

Voor het kernboren worden de volgende gereedschappen gebruikt:

• boren gemaakt van diamant of ander hardmetaal (staal, wolfraam, pobedit);
• kern pijp;
• pijp voor slibverwijdering;
• stangen die nodig zijn voor het verlengen van de boorkolom;
• koppelingsaansluitingen, adapters tussen leidingen, spoelwartel.

Bij het boren in rotsformaties verslijt de boor snel en moet deze worden vervangen. Het materiaal van de kroon is duur en bestand tegen enorme belastingen; de opties voor diamantboren zijn het meest wijdverspreid.

Alle gereedschappen die tijdens het boorproces worden gebruikt, moeten uitgelijnd zijn, d.w.z. precies ten opzichte van de booras worden geplaatst.

Kernboortechnologie

Het belangrijkste kenmerk van kernboren is de doorgang van gesteente met zijn volledige behoud in de kernbuis. Die. Wanneer boorapparatuur in werking is, vernietigt de kroon de grond in een ring, die, naarmate deze dieper gaat, in de kernbuis wordt geduwd en daarin wordt vastgehouden vanwege zijn eigen dichtheid.

Bij het verwijderen van de gevulde pijp uit de mijnschacht wordt deze losgemaakt van de kern door erop te tikken met een voorhamer.

Het kernboorproces verloopt stapsgewijs als volgt:

• de boor is verbonden met de kernbuis;
• de kernbuis is verbonden met staven, die groter worden naarmate ze dieper worden;
• de bovenste staaf wordt vastgezet in de boorinstallatie;
• de boormachine draait de boorstreng en "schroeft" deze geleidelijk in de grond;
• de kernbuis wordt geleidelijk gevuld met kerngrond die vastzit in de holte;
• na het boren van 50 - 70 cm wordt de boorkolom naar de oppervlakte verwijderd, worden de staven één voor één losgemaakt totdat de kernbuis wordt verwijderd;
• de pijp wordt bevrijd van geboord gesteente;
• het geleegde projectiel wordt opnieuw naar de bodem neergelaten, waardoor de boorkolom met stangen wordt verlengd.

De acties worden in de beschreven volgorde uitgevoerd totdat de put de watervoerende laag binnendringt en 50 cm in de onderliggende waterdichte rots dringt.

Als het fixeren van de bovenste watervoerende laag niet het doel van de uitgraving is, dan kunnen de bovenste lagen dat wel zijn boren met spoelen. In dit geval verkoopt de pomp de spoeloplossing via een slang in de leidingen. De oplossing brengt vervolgens de uitgegraven grond naar de oppervlakte.

Als het doel van de putconstructie niet het aanleggen van een watervoerende laag in zandige sedimenten is, kan er worden geboord tot het bereiken van rotsformaties met spoeling.

Sterke voordelen en nadelen

Vergeleken met de slagtouw- en roterende methoden van mechanisch boren, wordt kernboren vrij snel uitgevoerd, waardoor de werktijd aanzienlijk wordt verkort. Het grootste nadeel is het onvermogen om losse grond en kiezelstenen die verzadigd zijn met water op te tillen. Het beweegt langzaam door rotsen, waardoor een beitel nodig is om door rotsblokken te dringen.

De voordelen van kernboren zijn onder meer:

• hoge productiviteit en de mogelijkheid om putten te boren met een diepte van meer dan 100 m;
• vermindering van de belasting van boorapparatuur als gevolg van de vernietiging van kleigesteente, vergelijkbaar met het uithakken ervan;
• mogelijkheid om een ​​mobiele boorinstallatie met compacte afmetingen te gebruiken.

Kernboren is een van de snelste methoden voor het ontwikkelen van waterinlaatwerking. Hiermee kan in één werkdag een zandput worden geboord. In ontwikkeling handmatige waterinname zal veel meer tijd vergen.

Kenmerken van vijzelboren

Dit type boren wordt tegenwoordig het vaakst gebruikt bij de aanleg van watervoerende putten in particuliere huishoudens. Een speciaal kenmerk van avegaarboren is dat het gesteente dat wordt gewonnen volledig van de boorlocatie wordt verwijderd zonder het gebruik van extra apparatuur. De methode lijkt op inschroeven en maakt het mogelijk om diep te boren en tegelijkertijd onnodige grond te verwijderen.

Het gereedschap dat voor het boren wordt gebruikt, wordt een boor genoemd. Het is een metalen staaf met messen. De boor wordt in de grond geschroefd en vernietigt het gesteente dat op de bladen blijft hangen. Door het specifieke ontwerp van de vijzel is het onmogelijk om de kop volledig los te maken van de stortplaats. Daarom wordt het voornamelijk gebruikt voor penetratie van de bovenste lagen.

Boren met een boor is een snelle en goedkope methode waarvoor geen reservoir voor spoelvloeistof nodig is

Boren met een boor vereist niet veel moeite en financiële kosten, dus het toepassingsgebied van deze methode is vrij breed: geologische exploratieputten, het leggen van communicatie, het bouwen van geboorde putten en gedeeltelijk water boren.

Het wordt nu actief gebruikt voor het bouwen van Abessijnse putten, om de naald niet volledig in dichte grond te drijven, maar om het proces van het onderdompelen van de schacht in eerder vernietigd gesteente enigszins te vergemakkelijken.

De methode is geschikt voor het ontwikkelen van watervoerende putten tot 30 m diep op zachte en losse gronden en tot 20 m op middeldichte gronden. Na het boren met een avegaar en het installeren van de behuizing, moet het boorgat met een hoos vrijgemaakt worden van niet-geëxtraheerd gesteente.

Voor werkzaamheden in rotsachtige gebieden is de boor absoluut niet geschikt! Het wordt gebruikt voor het gedeeltelijk boren van putten tot 120 m, terwijl deze methode wordt gecombineerd met andere: roterend, schokkabel, kern.

Betrokken apparatuur en gereedschappen

Het boren met een vijzel wordt uitgevoerd met behulp van een boorinstallatie, waarvan het belangrijkste element een boorgereedschap van het schroeftype is, gemaakt van hoogwaardig metaal. De boorkolom wordt uitgebreid met boren van gelijke grootte naarmate deze dieper gaat.

De set bevat soms mesbits, die nodig zijn voor de doorgang van losse rotsen, maar ook bits met ronde of kegelvormige koppen, die worden gebruikt voor de ontwikkeling van harde rotsen.

Voor het boren op moeilijk bereikbare en afgelegen plaatsen is een boorinstallatie op basis van een voertuig uitgerust met een krachtige motor de beste optie

De meeste moderne booreilanden zijn uitgerust met holle constructies die zijn uitgerust met omkeerbare vergrendelingen die voorkomen dat het gereedschap in de tegenovergestelde richting beweegt.

Tijdens het boorproces worden de snijdelen van de boor gekoeld door de ontwikkelde grond, en het ontwikkelde gesteente stijgt spiraalsgewijs omhoog. Hierdoor kan er worden geboord zonder te stoppen, waardoor de tijd- en energiekosten voor het creëren van een watervoerende put aanzienlijk worden verminderd.

Auger-boortechnologie

Na voltooiing van de penetratie, waarvan de diepte 1,5 - 2,0 m bedraagt, wordt de boor verwijderd en wordt de behuizing. De diameter van de met een boor geboorde waterinlaatput bedraagt ​​50 - 200 mm en is afhankelijk van de grootte van het gebruikte gereedschap.

Door mantelbuizen wordt het instorten van de putwanden voorkomen. Dit is vooral belangrijk voor losse, niet-samenhangende gronden, dus boormachines hebben een regel: gebruik bij het boren van zandleem en leem grondboren met bladen die in een hoek van 30 - 60 graden zijn geplaatst, en bij het boren van dicht zand gereedschappen met bladen onder een hoek. van 90º.

Bij een kleinere helling van de windingen van de vijzelspiraal wordt een groter deel van de losgekoppelde stortplaats door de vijzel naar de oppervlakte gebracht.

Bij het boren met een avegaar is geen boorvloeistof nodig; het met behulp van een boor ontwikkelde gesteente wordt via de bladen van het gereedschap naar de oppervlakte gedragen

Voor- en nadelen van het gebruik van een vijzel

Met de boormethode kunt u zo snel mogelijk een put bouwen, op voorwaarde dat de grootte van de boor en de hellingshoek van de boor correct zijn gekozen.

De voordelen van avegaarboren zijn onder meer:

• de grond komt tijdens het boorproces direct naar de oppervlakte;
• hoge snelheid van verdieping in de grond zonder technologische stops;
• het is niet nodig om de boorput door te spoelen;
• Voor het boren in huis (in de kelder) kan een compacte boorunit of een handboor worden gebruikt;
• het is niet nodig om de eerste schakel naar het oppervlak te tillen en de boorkolom te demonteren/monteren zoals bij de kernmethode.

Het grootste nadeel van avegaarboren kan worden beschouwd als het onvermogen om op losse en zeer harde gronden te werken, maar tegelijkertijd is een avegaar een ideaal hulpmiddel voor het boren in leemachtige, gemengde (klei- en zandleem) en zachte kleigronden.

Een ander nadeel dat het gebruik van een vijzel voor het bouwen van watervoerende putten beperkt, is de noodzaak om de schokkabelmethode te gebruiken om de schacht van gestort gesteente schoon te maken.

Gelijkenis vijzel - spoel Veel gebruikt bij handmatig boren. Hij vernietigt de rots op dezelfde manier en grijpt hem met zijn messen om hem naar boven te trekken.

Kenmerken van roterend boren

Roterend boren is een methode van roterend trillen, waarbij bodemvernietiging wordt uitgevoerd met behulp van een boorkop die op de bodem van de put wordt aangedreven door de rotor van de boorinstallatie. De rotor roteert vanuit een automotor of een afzonderlijk geïnstalleerde elektromotor via een aandrijfas.

De ontwikkelde grond wordt via directe of omgekeerde spoeling uit de putschacht gespoeld. De wasoplossing kan door zwaartekracht of door een pompstation worden aangevoerd.

De meeste artesische putten worden geboord met behulp van de roterende boormethode: met behulp van een boor die door een rotor wordt rondgedraaid, gevolgd door het spoelen van de put en het bevestigen van behuizingspijpen.

Roterend boren wordt gebruikt om rotsachtige en semi-rotsachtige gronden te ontwikkelen bij het bouwen van diepe putten tot 150 m. Een roterende boorinstallatie met een goed geselecteerd boorstuk en verzwaarde boorpijpen kan goed overweg met rotsformaties.

Boorexperts adviseren deze boormethode te gebruiken onder de volgende voorwaarden:

1. Het hydrogeologische gedeelte van de site is vrij goed bestudeerd. Het is bekend dat er in rotsen geboord zal moeten worden. Het niveau van voorkomen van de aquiferzone in gesteente is bekend.
2. Grondwater heeft een drukkarakteristiek van artesische putten
3. Er bestaat de mogelijkheid tot ononderbroken levering van technisch water voor het doorspoelen van de put.

In de zuidelijke regio's kan het hele jaar door roterend worden geboord, maar in het noordelijke klimaat is de toepassing van deze methode beperkt vanwege de mogelijkheid van bevriezing van de boorvloeistof.

Gebruikte apparatuur en gereedschappen

Roterend boren van watervoerende putten wordt uitgevoerd met behulp van een frame- of tralietoren waarop hijsapparatuur en andere elementen van de boorinstallatie zijn geplaatst. De boortoren maakt het mogelijk om boorkolommen in de put omhoog en omlaag te brengen.

De boorinstallatie van het roterende type omvat:

• frame- of roostertoren;
• rij motor;
• rotor en boorkolom;
• pompapparatuur en spoelvloeistofzuiveringssysteem;
• hijsapparatuur, drukleiding, wartel, afdichtingen, etc.

Zelfrijdende booreilanden gebruiken de verbrandingsmotor van een voertuig als motor, op basis waarvan het boorcomplex zich bevindt. In dit geval regelt het motorvermogen de snelheid van het boorgereedschap.

De energiebron voor een roterende boorinstallatie kan een stationaire of mobiele elektromotor, de verbrandingsmotor van een auto of generatoren zijn.

De rotor brengt met behulp van een tandwielmechanisme de rotatie over op de aandrijfpijp, die deze op zijn beurt overbrengt naar het hoofdboorgereedschap: de boor.De beitel kan verschillende vormen hebben en is gemaakt van materialen met een hoge sterkte: composieten, gediamanteerd staal, enz.

Voor elke grondsoort wordt een speciale maat en vorm van de boor gekozen, waardoor een hoge efficiëntie en penetratiesnelheid wordt gegarandeerd.

Het unieke karakter van rotortechnologie

Roterend boren van waterputten wordt in drie fasen uitgevoerd:

1. Vernietiging van gesteente met behulp van een beitel.
2. Het verwijderen van vernietigd gesteente naar het oppervlak door een stroom geïnjecteerd water.
3. Versterking van de wanden van de put met mantelbuizen.

Verwijdering van vernietigde grond wordt uitgevoerd door omgekeerd of direct wassen. De keuze voor de spoelmethode is afhankelijk van specifieke omstandigheden: putdiepte, bodemtype, beschikbaarheid van de benodigde hoeveelheid spoelwater.

In de regel gebruiken particuliere boerderijen boortechnologie met directe circulatie, die de volgende stappen omvat:

• een boor met een grote diameter in de grond drijven;
• rotatie van de bit onder invloed van de rotor;
• installatie van boorpijpen en installatie van verzwaarde pijpen tussen deze en de boor;
• verwijdering van afvalgrond door vloeistofdruk met behulp van een pomp;
• installatie van een mantelbuis om te voorkomen dat grond in de put valt;
• boren met een iets kleinere diameter en de hele cyclus herhalen.

Tijdens het terugspoelen wordt grond uit de put verwijderd via de pijpen van de boorkolom, en wordt de spoelvloeistof tussen de wanden van de put en de pijpen gegoten.

Water stroomt door de zwaartekracht in een vooraf voorbereid reservoir, waar het wordt gereinigd van grond en slib, en keert terug naar de boorkolom voor een nieuw deel afvalgesteente.

In sommige gevallen wordt bij het uitvoeren van roterend boren geen gebruik gemaakt van direct of omgekeerd spoelen, maar van blazen met lucht onder druk gecreëerd met behulp van een compressor

Voor- en nadelen van roterend boren

Het belangrijkste voordeel van de roterende methode is de mogelijkheid om diepe putten te boren met waterinlaat in gebroken kalksteen.

Daarnaast heeft deze boormethode de volgende voordelen:

• hoge kwaliteit van opening van watervoerende laag in gesteente;
• de mogelijkheid om een ​​put met een grote diameter tot 200 cm te bouwen;
• hoge boorsnelheid, laag energieverbruik.

Een belangrijk nadeel van roterend boren is de noodzaak om het spoelen van de put te organiseren.

Welke boormethode moet ik kiezen?

Alle overwogen methoden van mechanisch boren worden op grote schaal gebruikt voor de aanleg van watervoerende putten.

Samenvattend kunnen we zeggen dat:

1. Voor het doordringen in plastische kleigronden is het raadzaam om kernboringen toe te passen.De kernmethode is geschikt voor het construeren van de meeste waterinlaatwerken; indien nodig wordt deze gebruikt in combinatie met de shock-rope-methode.
2. Augerboren is qua omvang vergelijkbaar met de kernmethode. Het verschilt ervan door de slechte kwaliteit van het schoonmaken van het boorgat en vereist het verplichte gebruik van een hoos of het langdurig spoelen van de put vóór gebruik.
3. Roterend boren is de beste optie voor het boren van putten in rotsachtige bodems.

De kosten voor het ontwikkelen van een put met behulp van een bepaalde boormethode hangen grotendeels af van de apparatuur die wordt gebruikt, evenals van de boorbaarheidscategorieën van de geboorde rotsen.

De correct gekozen methode voor het boren van een put zal niet alleen de tijd die aan het boren wordt besteed, helpen verminderen, maar u ook in staat stellen de waterbron in de toekomst zonder problemen te bedienen

Hoe u met uw eigen handen een booreiland kunt maken, kunt u in een ander lezen populair artikel onze site.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video #1. Demonstratie van het principe van klassiek kernboren met kernextractie door middel van waterdruk:

Video #2. Kenmerken van het boren van een put met een boor:

Video #3. Kernboren van een put met doorspoelen van de bodem en installatie van dubbele behuizing, waarvan het buitenste deel is gemaakt van stalen buizen, het binnenste deel is gemaakt van polymeer:

Het boren van een watervoerende put is een arbeidsintensief proces. Niet alleen de snelheid van het opzetten van een autonome waterbron, maar ook de financiële kosten zijn afhankelijk van de juistheid van de gekozen boormethode.

Het eerste waar u op moet letten bij het kiezen van een boormethode is het type grond en de diepte van de watervoerende laag. Op basis van deze parameters kunt u de beste optie kiezen waarmee u snel en goedkoop een put kunt boren.

Wilt u de geschiedenis van het boren van een put op uw eigen site delen of nuttige informatie over het onderwerp van het artikel? Laat opmerkingen achter in het onderstaande blok. Hier kunt u een vraag stellen of controversiële punten in de tekst aanwijzen.