Бурение скважин под буронабивные сваи: 🔨 этапы бурения, особенности, техника, заказ и стоимость работ в Москве

4.1 Пробуренные или забуренные скважины
4.2 Забивные скважины
4.3 Гидравлические скважины
4.4 Гидравлические ударные (также метод полого стержня)
4,5 Ударные (также метод канатного инструмента)
4,6 Гидравлический поворотный
4,7 Кожух и сита
4,8 Способы получения вертикального возвратно-поступательного движения
4.9 Трос
4.10 Разработка скважин и отделка
4.11 Решение проблем

Этот метод выемки грунта состоит из стружки или вырезания материала со дна отверстия путем вращения цилиндрического инструмента с одной или несколькими режущими кромками. Этот процесс очень похож на просверливание отверстия в дереве или металле с помощью шнека или дрели. Выкопанная земля обычно подается вверх и удерживается в корпусе шнека, где остается до тех пор, пока шнек не будет опорожнен. Шнек вращается, поднимается и опускается с помощью вертикального вала, который проходит вверх от шнека до удобной точки над уровнем земли, откуда его можно вращать.Вращение часто осуществляется силой человека, приложенной к рукоятке, прикрепленной к вертикальному валу. Однако шнек может приводиться в движение другими источниками энергии, такими как энергия животных или двигателя. В этом случае источник питания приводит в движение горизонтальную коронную шестерню. Два выступа, идущие вверх от зубчатого венца, приводят в движение штангу, известную как «келли», которая проходит поперек диаметра кольца. Квадратное сечение вала шнека проходит через квадратное отверстие в центре штанги келли, которое заставляет вал шнека вращаться вместе с штангой келли, обеспечивая ему вертикальную свободу.

Каждый раз, когда шнек заполняется выкопанным материалом, его необходимо вынимать из отверстия для опорожнения. Для этого вал шнека необходимо разделить на секции, которые можно отсоединить и отложить.

Несколько типов земляных шнеков успешно использовались для бурения скважин (Рисунок 3). Цилиндрический ковш-шнек представляет собой цилиндр из листового металла с креплением для вала шнека вверху. Дно имеет винтообразную форму с одной режущей кромкой.Он может быть откидным и защелкивающимся, чтобы его можно было открыть для опорожнения. Двухлопастной шнек состоит из двух цилиндрических лопастей, прикрепленных к валу шнека. Лезвия обрезаются и изгибаются внизу, образуя режущие кромки. Этот тип шнека часто используется для сверления отверстий под столбы.

Рис. 3. Земляные шнеки. (а) цилиндрический ковшовый шнек

Рис. 3. Земляные шнеки. (б) двухлопастной шнек

Рис. 3. Земляные шнеки.(c) винтовой шнек

Рис. 3. Земляные шнеки. (d) трубчатый шнек

Земляной шнек третьего типа (Рисунок 4) имеет спираль винтовой формы. Этот тип шнека обычно имеет две режущие кромки, одна из которых установлена ​​на передней кромке спирали. Он продается в промышленных масштабах для бурения ям или для посадки деревьев.

Четвертый тип «шнекового» устройства (рисунки 5 и 6) использовался автором на липких или тяжелых глинистых почвах, где обычные шнеки с режущими кромками не работали должным образом.Он состоит из отрезка трубки или трубы с прорезью, нижний конец которой имеет форму зуба и расширяется. Верхний конец был прикреплен к обычному валу шнека. Этот шнек попеременно опускается вниз, а затем вращается. Нисходящее движение заставляет почву подниматься вверх внутри шнека, где она прилипает, и вращение отрывает эту почву от дна отверстия. Для смазки на дне отверстия может оставаться небольшое количество воды.

Большинство типов шнеков хорошо работают на самых разных почвах.Используемый тип может во многом зависеть от того, что можно получить или построить на месте. При выборе или изготовлении шнека следует соблюдать несколько принципов:

— режущие кромки или кромка должны обрезать диаметр немного больше, чем корпус шнека над ними, чтобы шнек не тянулся по сторонам отверстия

— режущие кромки должны быть расположены под углом таким образом, чтобы только режущая кромка, а не поверхность за ней соприкасалась с поверхностью, через которую необходимо проникнуть; это улучшает проникновение и снижает сопротивление

— по мере увеличения отношения высоты шнека к диаметру прямолинейность отверстия имеет тенденцию к увеличению (т. е.е. высокий шнек малого диаметра имеет тенденцию просверливать более прямое отверстие, чем короткий шнек большого диаметра)

— корпус шнека должен удерживать вынутый материал до тех пор, пока шнек не будет извлечен из отверстия для опорожнения. Мелкодисперсный материал имеет тенденцию вытекать из шнека, если отверстия слишком большие. Когда уровень грунтовых вод достигнут, шнеки обычно не могут удерживать шлам, и углубление колодца должно выполняться одним из других описанных методов. ^\

Рис. 4 Винтовой шнек местного производства, прикрепленный к удлинению трубы

Рис. 5 Цилиндрический «шнек» местного производства, применяемый в липких почвах

Сверление осуществляется забиванием вниз с последующим скручиванием. Зубья шнека должны быть расширены наружу, чтобы обеспечить зазор между шнеком и отверстием. Инструмент меньшего размера предназначен для очистки шнека от уплотненной почвы.

Рис.6 Цилиндрический шнек с удлинителем трубы и прикрепленной ручкой

Штатив используется для поддержки шнека во время бурения.

Шнеки обычно не пробивают камень. Однако тонкие слои или небольшие куски камня иногда можно измельчить или удалить и удалить с помощью ударной коронки или спирального шнека («рожок тарана»), сделанного из стального стержня по форме, подобной штопору. Если камень можно проткнуть или удалить, растачивание можно продолжить. Если нет, необходимо попробовать другой процесс или новое место.

Необходимость опорожнять шнек каждый раз при его заполнении накладывает некоторые практические ограничения на глубину заделываемых отверстий.Поскольку секции вала шнека должны отсоединяться каждый раз при опорожнении шнека, время, необходимое для опорожнения, увеличивается с увеличением глубины отверстия. Чтобы свести к минимуму количество муфт, длина вала шнека или «удлинителей» должна быть максимально большой. Часто валы шнека изготавливаются из отрезков водопроводной трубы, длина которых составляет от 6,1 до 6,4 метра (20-21 фут). Удлинители (рисунки 7 и 8) могут быть соединены с помощью розетки, прикрепленной к верхней части каждого из них. Нижняя часть следующего удлинителя вставляется в эту муфту и удерживается там штифтом через гнездо.Обычные резьбовые соединения труб не обеспечивают удовлетворительного крепления, поскольку они изнашиваются при длительной эксплуатации. Требуется подвесная конструкция какого-либо типа для стабилизации длинных удлинителей и обеспечения их вертикального положения во время операции бурения. Также удобно прислонять удлинители к этой конструкции, когда они отсоединены. Подвесная конструкция для стабилизации и направления удлинителей может состоять из треноги с перемычкой между двумя опорами (рисунки 9 и 10) или из двух вертикальных стоек, установленных в земле с перемычкой между ними.Рукоятка или другое устройство для вращения вала шнека должно быть спроектировано таким образом, чтобы оно могло устанавливаться в любой точке вдоль выступов, чтобы его можно было поддерживать на подходящей рабочей высоте (Рисунок 11).

Рис. 7 Удлинитель шнека и ручка

Рис. 8 Муфта для удлинителей шнека, сделанная из трубы большего размера и приваренная к верхней части удлинителя.

Последующий удлинитель закрепляется на месте 10-миллиметровым болтом. Во время соединения или разъединения нижняя часть муфты поддерживается зубчатой ​​доской.Вставляется стержень небольшой длины для предотвращения случайного падения удлинителя в отверстие.

Рис.9 Штатив, используемый для поддержки длинных удлинителей шнека во время бурения

Рис.10 Штатив, используемый для поддержки длинных удлинителей шнека во время бурения

Рис.11 Бурение винтовым шнеком

Рис.12 Нож для расширения отверстия, прикрепленный к верхней части шнека

После того, как было выбрано приблизительное расположение скважины, можно установить верхнюю опору, а точное местоположение определить путем подвешивания отвеса к направляющей верхнего шнека.Затем можно выкопать небольшое стартовое отверстие для шнека. Важно, чтобы шнековый стартер располагался как можно ближе к вертикали.

Самая глубокая рука augred, хорошо известная автору, составляет примерно 38 метров (125 футов). Этот колодец был пробурен бригадой рабочих, которым платили по счетчику, и пробурили по очень разумной цене. Однако в других экономических условиях практический предел ручного растачивания может быть меньше. Когда шнек становится слишком медленным, может быть более практичным будет продолжить использование другого метода.

Некоторые земляные шнеки могут быть оснащены лопастями для расширения скважины до желаемого диаметра (Рисунок 12). Бурение разведочной скважины перед бурением скважины большого диаметра также может быть хорошим вложением средств при неопределенных условиях.

Забиваемая скважина состоит из остроконечной перфорированной трубы или трубы с прикрепленным остроконечным скважинным экраном, забитой в водоносный горизонт. Труба с остроконечным экраном колодца забивается почти так же, как гвоздь в дерево. Обычно используются специальные трубы с толстыми стенками и специально разработанными муфтами для противодействия движущим силам. При подходящих условиях этот метод позволяет получить готовую скважину за очень короткое время. Хотя диаметр скважины обычно небольшой, а производительность относительно низкая, несколько забитых скважин можно соединить вместе и закачивать с помощью одного насоса. Поскольку забивные скважины строятся быстро, их можно использовать в качестве временного источника воды, а затем поднимать, когда они больше не нужны. Забивные колодцы могут быть установлены и использованы для осушения котлована во время строительства.В отличие от других методов строительства скважин, материал просто выталкивается в сторону, а не выкапывается в процессе забивки. Это означает, что мало что известно о материале, через который проходит труба скважины. Однако этот тип скважины может использоваться в исследовательских целях для определения статического уровня воды и скорости притока в сравнении с депрессией. Этот процесс не может проникнуть в твердые образования. За исключением непроницаемых пластов, глубина, на которую может быть забита такая скважина, зависит от нарастания трения между скважинной трубой и проникаемым материалом и передачи усилия забивателя по длине трубы.Вероятно, максимум двадцать пять — тридцать метров (80-100 футов). Забивной скважинный наконечник можно использовать для завершения скважины, вырытой до уровня грунтовых вод каким-либо другим способом, например, шнеком.

Вождение обычно осуществляется путем попеременного подъема и опускания груза, используемого в качестве водителя (Рисунок 13). Привод направляется либо внутри, либо снаружи трубы, заставляя ее ударять прямо и точно. Если отвертка предназначена для ударов по верхнему концу трубы, на резьбу навинчивается забивной колпачок, чтобы защитить их.В качестве альтернативы привод может быть сконструирован так, чтобы ударять по зажиму, сделанному для этой цели, по внешней стороне трубы. Также можно использовать длинный тонкий драйвер, который вставляется внутрь трубы и ударяется о плоскую поверхность внутри точки экрана скважины. Этот последний метод устраняет сжимающую нагрузку на трубу, обычно вызываемую забивкой, и делает ненужным тяжелую ведущую трубу.

Рис. 13 Приспособления для проходки скважин. (a) направляется снаружи трубы

Рис.13 Приспособления для хорошей езды. (б) направляется внутри трубы

Рис. 13 Устройства для проходки скважин. (c) забивание зажима

Рис. 13 Устройства для забивки скважины. (d) забивание внутри точки

Скважинные экраны для забивки должны иметь достаточную прочность, чтобы противостоять силам, создаваемым водителем, и истиранию материала, через который они проходят. Один из распространенных типов (рис. 14а) состоит из перфорированной ведущей трубы с острием.Перфорированный участок трубы обернут слоем латунного экрана желаемой тонкости, а экран защищен от повреждений, обернув его слоем перфорированного латунного листа. Оба слоя припаяны к трубе. Другой тип экрана скважины (рис. 14b) изготавливается путем наматывания трапециевидного стержня по спирали вокруг набора круглых продольных стержней, размещенных по круговой схеме со всеми сваренными пересечениями. Преимущество этого типа сита состоит в том, что он имеет высокий процент открытой площади и форму щели, которая не может забиться мелкими частицами песка.

Рис. 14 Точки привода и экраны. (а) перфорированная труба с экраном

Рис. 14 Точки привода и экраны. (б) спиральная трапециевидная проволока

Привод может быть изготовлен на месте из трубы (Рисунок 15). Для этого необходимо: (i) сплющить конец трубы до постепенного сужения, подобного рабочему концу отвертки или холодного долота; (ii) вырезание V-образного паза от углов плоского конца до точки в середине трубы рядом с тем местом, где начинается сужение; (iii) объединение двух результирующих точек в одну точку; (iv) сварка двух сторон острия вместе; и (v) опиливание или шлифовка любых неровностей для получения гладкой поверхности. Если сварочного оборудования нет в наличии, то острие можно паять пайкой или сваривать. Манжета должна быть приварена или заклепана над точкой, чтобы увеличить размер отверстия до диаметра, немного превышающего диаметр используемых трубных муфт. В качестве альтернативы наконечник может быть выкован из прочной стали и приварен или приклепан к концу трубы. В этом случае следует позаботиться о том, чтобы на задней части острия был заплечик, который достаточно точно стыковался с концом трубы и чтобы наибольший диаметр острия был больше диаметра трубных муфт для обеспечения зазора.

Рис. 15 Узел привода изготовлен из трубы. (a) точка формирования на конце трубы

Рис. 15 Приводная точка изготовлена ​​из трубы. (b) альтернативные перфорации и точки

Перфорации могут быть выполнены путем просверливания отверстий желаемого размера сита или путем выполнения серии коротких диагональных разрезов ножовкой (Рисунок 15b). В любом случае в трубе должна быть сохранена достаточная прочность для обеспечения возможности забивки. Лучше всего этого можно добиться в случае пропилов, оставив несколько продольных полос неперфорированными.Если большие перфорации сделаны и покрыты экраном из желаемой сетки, припаянной вокруг трубы, экран должен быть защищен от разреза или снятия изоляции путем: (i) обертывания и пайки листового металла с крупными отверстиями вокруг него и (ii) наличия внешний диаметр больше внешнего диаметра экрана либо на острие, либо на манжете, прикрепленной к трубе под экраном.

При попытке забивки с использованием обычных труб и муфт, вероятно, произойдет срезание или снятие трубной резьбы или разрыв трубы на резьбе.Следует отметить, что резьба на трубе стандартного веса прорезает более половины толщины стенки, что значительно снижает прочность трубы, в которой она нарезана. Приводная труба и муфты, помимо того, что они тяжелее стандартной трубы, сконструированы так, что концы труб стыкуются внутри муфты. Это приводит к тому, что большая часть движущей силы передается концами трубы, а не резьбой. Кроме того, муфты часто бывают длиннее обычных муфт с отверстием на каждом конце, которое проходит через нерезьбовые части трубы, чтобы придать поперечное усиление более слабым резьбовым концам.

Если приводная труба и муфты недоступны, можно использовать несколько методов для повышения прочности обычной трубы. Эти могут позволить использовать обычные трубы для забиваемых скважин при соблюдении осторожности:

i. Если имеется подходящая точка скважины, забивка может производиться внутри точки скважины, а не в верхней части трубы.

ii. Если забивание необходимо производить вблизи верха трубы, это следует делать на зажиме вокруг внешней стороны трубы, а не на конце самой трубы.

iii. Снизить нагрузку на нити можно одним из следующих способов:

— продвижение резьбонарезного штампа вдоль труб так, чтобы концы труб могли стыковаться вместе в центре муфты;

— установка короткой манжеты внутри муфты для стыковки обоих концов трубы;

— приварка хомутов к внешней стороне трубы, которые упираются в концы муфты.

В этом методе используется высокоскоростной поток воды для выемки ямы и выноса извлеченного материала из ямы.Поэтому для этого требуется какой-либо тип насоса, моторный или ручной, разумной мощности, а также подача воды. Можно разделить воду и выкопанный материал в отстойнике или резервуаре и повторно использовать воду, тем самым минимизируя необходимое количество. Поскольку этот метод зависит от эрозионного действия воды, очевидно, что чрезвычайно твердые материалы не проникают. Однако полутвердые материалы могут проникать через сочетание гидравлических и ударных воздействий.Для этого нужно поднимать и опускать долото для струйной обработки с зубилом. Крупные материалы, такие как гравий, требуют большей скорости воды, чтобы вывести их из скважины по вертикали, чем более мелкие материалы. Однако очень мелкие, твердые уплотненные материалы, такие как глины, требуют высокой скорости воды для их вытеснения. Рекомендуется давление воды 3 кг / см ² (40 фунтов на квадратный дюйм) для песка и 7-11 кг / см ² (11-150 фунтов на квадратный дюйм) для глины или гравия. В хороших условиях бурение идет очень быстро.

Используются две основные схемы:

(1) Вода закачивается по струйной трубе или трубе, которая используется внутри временного или постоянного кожуха (рис. 16а). Выкапывание материала потоком воды позволяет обсадной колонне опускаться, а извлеченный материал выносится вверх из скважины через кольцевое пространство между струйной трубой и обсадной колонной. Вращение кожуха и режущие зубья на его нижней кромке увеличивают скорость спуска. Если обсадная колонна затонула во время операции по гидролизу, последняя обсадная колонна с прикрепленным экраном опускается во временную обсадную колонну, которая затем вынимается из скважины.В качестве альтернативы, постоянная обсадная колонна может быть затоплена во время операции струйной обработки. В этом случае экран скважины опускается внутрь обсадной колонны, а затем обсадная колонна поднимается на достаточное расстояние, чтобы открыть экран скважины для водоносного горизонта.

(2) Промывка может выполняться путем откачки воды через саму обсадную колонну, при этом вынутый материал поднимается вверх через кольцевое пространство вокруг внешней стороны обсадной колонны (Рисунок 16b). Если струйная обработка прерывается до того, как обсадная колонна будет погружена на полную желаемую глубину, так что взвешенный материал осядет вокруг нее, могут возникнуть трудности при повторном запуске процесса струйной обработки.Когда используется обсадная колонна с открытым концом, скважинный экран впоследствии опускается, а обсадная колонна немного поднимается, чтобы открыть скважинный экран. В качестве альтернативы можно использовать колонну обсадных труб со специальной точкой самовоздушивания на конце экрана скважины. Струйное отверстие в конце экрана колодца закрывается обратным клапаном, который удерживается на своем седле либо за счет плавучести, либо за счет пружины, когда он не удерживается в открытом состоянии давлением струи воды. В некоторых случаях меньшая колонна труб проходит через внутреннюю часть обсадной колонны и экрана и ввинчивается в верхнюю часть точки впрыскивания. Труба используется для передачи струи воды от насоса к точке без утечки через экран. После операции впрыскивания эту трубку откручивают и снимают.

Подвесной шкив или подъемник облегчают работу с обсадными колоннами и трубой для струйной обработки. В некоторых случаях может быть желательно забивать обсадную колонну с интервалами, описанными в других разделах.

Рис. 16 Промывка скважины. (а) с использованием струйной трубки

Рис. 16 Промывка скважины.(б) впрыскивание в обсадную колонну

В этом методе скважина поддерживается водой, а выемка грунта осуществляется комбинацией механического и гидравлического воздействия (Рисунок 17). К нижней части колонны бурильных труб крепится долото с режущей кромкой с зубилом. Полое долото имеет входные отверстия на небольшом расстоянии над его режущей кромкой. Во время бурения бурильная труба попеременно поднимается и опускается. Давление из-за удара режущего долота в забой скважины и инерция воды вызывают попадание смеси воды и шлама во входные отверстия режущего долота.Это вызывает переполнение уже заполненной бурильной трубы. Обратный клапан в долоте предотвращает вытекание смеси воды и бурового шлама из отверстий при подъеме буровой штанги. Шлам можно осаждать из воды в бассейне или бочке после того, как смесь вытечет из бурильной трубы, а затем воду можно использовать повторно. Гидравлическое ударное воздействие ограничивается бурением относительно мелких материалов, поскольку крупные материалы не поднимаются на поверхность через бурильную трубу. Этот метод использовался на глубинах более 900 метров (3000 футов) на аллювиальных участках, где не встречались ни твердые образования, ни грубые материалы.

Вариант этого метода традиционно использовался в различных частях Азии. В традиционном методе обратный клапан заменяется рукой одного из бурильщиков, который закрывает верхнюю часть трубы при ходе вверх и убирает руку при ходе вниз, чтобы допустить перелив. При традиционном методе полая буровая штанга, а также обсадная колонна могут быть выполнены из бамбука (Рисунок 18).

Рис.17 Гидравлическое ударное воздействие

Рис.18 Бамбуковый экран диаметром 4 дюйма — бамбуковые полоски прикреплены к металлическим кольцам, а затем намотаны кокосовой нитью

Этот метод состоит из многократного подъема и опускания долота с зубилом для отрыва и измельчения материала со дна скважины. В яме остается небольшое количество воды, так что выкопанный материал будет смешан с ней, образуя суспензию. Периодически ударное долото снимается и желонка опускается для удаления шлама, содержащего вынутый материал.Желонка или выгрузной ковш состоит из трубы с обратным клапаном внизу и скобы для прикрепления троса или веревки вверху. После того, как его несколько раз поднимали и опускали, чтобы заполнить жидким навозом, его поднимают на поверхность для опорожнения. Зачистка повторяется до тех пор, пока отверстие не будет должным образом очищено, после чего бурение возобновляется; Затем чередуются бурение и спуск. Если скважина нестабильна, обсадную колонну опускают, и забивка обсадной колонны чередуется с двумя другими процессами.В случае рыхлого гранулированного материала, такого как песок, одного лишь сброса может быть достаточно для удаления материала со дна скважины и возможности затопления обсадной колонны. Для этой цели используется тяжелая желонка с режущей кромкой на ее нижнем конце, известная как «грязевая шалава».

Ударный метод универсален, он позволяет проникать во все типы материалов. Однако в очень твердом камне прогресс идет медленно. Хотя этот метод часто применяется к большому моторизованному оборудованию, смонтированному на грузовиках, его можно успешно уменьшить и использовать с рабочей силой или небольшими двигателями (рисунки 19 и 20).Его можно использовать в сочетании с другими методами, когда встречаются такие условия, как твердые или рыхлые материалы, которые делают его более подходящим.

Рис.19 Балковочный колодец с желонкой диаметром 6 см

Рис. 20 Колодец с рабочей силой. Для подъема желонки со дна колодца используется ручная лебедка.

Рис.21 Ударная дрель, изготовленная на месте (вес около 80 кг)

Рис.22 Желонка с обратным клапаном из тяжелой резины местного производства

Оборудование для ударного бурения может быть изготовлено на месте (рисунки 21 и 22). Тяжелая пластинчатая рессора большого грузовика или автобуса является хорошей режущей кромкой для ударной коронки (рис. 23). Его не следует нагревать во время изготовления, если нет навыков повторной закалки. Листовую рессору можно разрезать до острия (угол 90–120 °) с помощью ножовки из быстрорежущей стали. Режущую кромку из пружинной стали можно вставить в конец тонкого куска мягкой стали длиной 2–3 метра (6–10 футов), например, балки «1», двух кусков швеллера вплотную друг к другу или куска труба сплющена с одного конца, чтобы плотно прилегать к пружинной стали.Пружинную сталь следует приварить или приклепать. Если это возможно, верхний конец пружины стальной детали должны бодаться против надреза в опорной панели. Это необходимо для уменьшения воздействия нагрузки на сварку или заклепки во время использования. Все переходы между элементом из пружинной стали и опорным стержнем должны быть скошены, чтобы не было острых углов, которые можно было бы зацепить на стороне отверстия ни при движении вверх, ни при движении вниз. Передний край должен быть шире, чем самая широкая размера опорной панели, так что там будет зазор вокруг бара в просверленное отверстие.Вес долота можно увеличить, добавив материал, например, прикрепив плоские стальные стержни к стенке балки или канала или заполнив трубу бетоном, возможно, используя в качестве заполнителя куски чугуна. Начальный вес 50-60 кг (110-130 фунтов) может быть подходящим для колодца диаметром 10 см (4 дюйма).

Рис. 23 Ударные долота, изготовленные на месте

Рис. 24 Желонка, изготовленная на месте

Желонка может быть изготовлена ​​из куска стальной трубы или трубки (Рис. 24).Кольцо для седла обратного клапана может быть изготовлено из плоской заготовки, чтобы оно надежно входило в нижний конец трубы, где оно удерживается на месте сваркой, заклепками или болтами. Клапан состоит из диска из тяжелой резины, усиленного куском плоского металла и прикрепленного к седлу клапана с одной стороны.

Как желонка, так и ударное долото должны иметь довольно большую скобу или петлю, закрепленную на верхнем конце для крепления веревки или кабеля. Большой размер облегчает «ловлю рыбы» или извлечение инструмента в случае, если веревка или трос порвутся или отсоединятся.

В этом методе используется буровое долото на дне ствола вращающейся бурильной трубы. Шлам удаляют, закачивая воду или смесь воды и различных глин через бурильную колонну. Этот «шлам» увлекает шлам и уносит их вверх через кольцевое пространство между бурильной трубой и стенкой скважины. Когда они достигают уровня земли, черенки могут быть размещены в небольшом пруду, а «грязь» рециркулируется. Если используется обратный путь потока («буровой раствор» закачивается на поверхность через полую бурильную трубу), система называется реверсивно-роторной.Система обратного вращения позволяет выносить на поверхность более крупные частицы выбуренной породы, поскольку скорость восходящего потока внутри трубы больше, чем через кольцевое пространство, из-за меньшего поперечного сечения потока внутри трубы.

Вторая функция бурового раствора — уплотнение и стабилизация стенок ствола скважины для предотвращения обрушения и чрезмерной потери циркулирующей жидкости. Однако такое уплотнение стенок может значительно уменьшить или предотвратить приток воды в скважину, если не будут приняты надлежащие меры для «разработки» скважины.

Обычно используются два типа буровых долот: (i) «рыбий хвост» с двумя неподвижными лезвиями для использования в мягких материалах и (ii) вращающееся долото с тремя или более зубчатыми роликами, которые катятся по твердому материалу, чтобы раздавить и измельчить его.

Гидравлическое вращательное бурение обычно выполняется с помощью крупногабаритного оборудования с приводом от двигателя. Этот метод используется почти исключительно при бурении нефтяных скважин, а также обычно используется при бурении водяных скважин, когда скважины глубокие и необходимо вскрыть большое количество твердых пород.

Есть как минимум два исключения из крупномасштабного оборудования, обычно используемого для этого метода. Первая представляет собой систему, основанную на небольшом переносном двигателе с вертикальным валом и воздушным охлаждением. Редукторный редуктор, встроенный в двигатель, имеет выходной вал, который вращается со скоростью примерно 60 об / мин. Бурильная труба номинальным диаметром 1¼ дюйма крепится непосредственно к этому валу. Тройник в верхней части бурильной трубы позволяет закачивать воду через нее и возвращаться на поверхность через кольцевое пространство вокруг нее.Бита «рыбий хвост» используется для проникновения в мягкие материалы. Для твердых материалов используется корончатое сверло. Это трубчатое сверло из твердого абразивного материала, которое прорезает кольцевую канавку и оставляет цилиндр из неразрезанного материала внутри сверла. Этот неразрезанный цилиндр можно извлечь из отверстия, заклинив мелкую свинцовую дробь между сердечником и внутренней частью корончатого сверла и удалив ее из отверстия вместе со сверлом. В качестве альтернативы для удаления может использоваться экстрактор стержня с пальцами из пружинной стали для захвата стержня.Второй небольшой двигатель обычно необходим для привода насоса для циркуляции воды.

Вторая система, используемая в Бангладеш, полностью ручная и основана на системе обратного вращения. Колонна бурильных труб с долотом на дне вращается в скважине вручную. Ручной всасывающий насос, прикрепленный к верхней части бурильной трубы с помощью вертлюга, используется для подъема воды и шлама. В затрубное пространство вокруг буровой штанги вода подается ручным насосом, прикрепленным к двум временным забиваемым скважинам.

Сила животных также использовалась для привода роторного бурового оборудования.

Обсадная труба выполняет две основные функции: (i) поддерживать стороны ствола скважины от обрушения; и (ii) исключить загрязненные поверхностные воды. Экран, который позволяет воде попадать в скважину, предотвращая попадание материалов водоносного горизонта, может быть перфорированной секцией на нижнем конце обсадной колонны или может быть отдельной конструкцией, прикрепленной к обсадной колонне.

В зависимости от используемого метода бурения и проникаемых материалов обсадная колонна может быть затоплена как неотъемлемая часть операции бурения, как в случае струйной обработки; он может быть установлен после завершения отверстия; или он может быть размещен в какой-то промежуточной точке, например, когда уровень грунтовых вод достигнут, и стороны отверстия рухнут, если не поддерживаться.

Для обсадных труб скважин успешно использовался ряд различных материалов. К ним относятся трубы из кованого железа или трубы, трубы, прокатанные из листового металла, трубы из пластика, такого как поливинилхлорид (ПВХ) или стеклопластик (GRP), асбестоцементные трубы, бетонная плитка, глиняная черепица, бамбуковые / кокосовые оболочки (сделанные из бамбуковые полоски, прикрепленные к стальным обручам и обернутые шнуром из кокосовой шелухи и мешковиной), бамбуковые стебли большого диаметра с удаленными узловыми мембранами и разделенные стволы пальм. Тип используемой оболочки будет определяться (i) доступными на месте материалами; (ii) какие навыки доступны на местном уровне; (iii) относительная стоимость рабочей силы и материалов; (iv) используемый метод бурения; (v) характер геологической формации; и (vi) минимально допустимый срок службы скважины.

Особенно примечательным примером недорогой оболочки местного производства является оболочка из бамбука и кокосового волокна, разработанная в Индии (рис. 25, 26, 27 и 28). Этот кожух состоит из продольных полосок бамбука, приклепанных к обручам, разнесенным друг от друга примерно на 25 сантиметров.Затем сборку оборачивают по окружности веревкой из кокосовой шелухи, пока не будет покрыта вся длина. На тех участках обсадной колонны, которые проникают в водоносный горизонт, кокосовый трос служит фильтром или экраном. На оставшейся части оболочки кокосовый трос может быть покрыт мешковиной, покрытой асфальтом. Секции кожуха стыкуются между собой и прикрепляются несколькими продольными стальными стяжками, приклепанными к концевым кольцам соответствующих секций.

Срок службы этих бамбуковых / кокосовых оболочек составляет два или три года.По истечении этого времени необходимо пробурить новую скважину и выровнять ее новой обсадной колонной. Использование оболочек из бамбука / кокосового волокна — отличный пример изобретательности и местного труда, а также навыков, используемых для экономии скудного капитала и иностранной валюты.

В Египте стволы финикового дерева разрезают на отрезки длиной один или два метра, очищают снаружи, раскалывают и выдалбливают. Во время ручного ударного бурения с желобом и долотом для недоработки две половины вставляются в скважину и забиваются на глубину от 100 до 200 метров.

Там, где легко доступен оцинкованный лист, кожухи можно изготавливать, скатывая полосы в трубы с продольным швом (рисунки 29 и 30). В одном случае листы оцинкованной стали размером 1 м х 2 м были разделены по длине на три равные полосы. Один изгиб на 90 ° был выполнен вдоль одного края, а изгиб на 90 ° плюс изгиб на 180 ° — вдоль другого края. Они были «свернуты» с помощью 2-х метрового деревянного V-образного блока, на который был уложен листовой металл, в то время как сила, направленная вниз, была приложена к трубе диаметром 2 дюйма, помещенной поверх него.Перемещая листовой металл из стороны в сторону через V-образный блок, можно получить достаточно круглый контур. Загнутые ранее края были соединены крючком и загнуты в шов. Чтобы выполнить окончательное закругление обсадной колонны, кусок 2-дюймовой трубы опирался на блоки около ее концов и использовался в качестве опоры. Кожух надевали на трубу, и для окончательного формования использовали молоток из дерева или другого относительно мягкого материала.

Рис.25 Оболочка из кокосового волокна. Разделенные бамбуковые полоски расположены вокруг стальных колец, а сборка обернута кокосовым шнуром.

Рис. 26 Оболочка из кокосового волокна. Кокосовая обертка служит экраном на нижнем конце обсадной колонны.

Рис. 27 Кокосовая оболочка. Обшивка, расположенная над водоносным горизонтом, залита асфальтом и мешковиной.

Рис. 28 Опускание кокосовой обсадной трубы в пробуренную скважину.

Рис. 29 Изготовление кожуха из листового металла. а) кромки, зажатые между уголками и загнутые молотком

Рис.29 Изготовление кожуха из листового металла. (б) прокатная полоса с трубой и деревянным V-образным блоком

Рис. 29 Изготовление кожуха из листового металла. (c) соединение кромок вместе для образования шва.

Рис. 29 Изготовление кожуха из листового металла. (d) обжимной шов и скругление кожуха с трубной опорой и молотком

Рис.30 Изготовление кожуха из оцинкованного листового металла

Кожух из листового металла обычно соединяется путем продевания одного конца внутрь другого и последующей пайки соединения. Короткие продольные полосы листового металла, наложенные поперек стыка и припаянные к обеим частям кожуха, могут использоваться для дальнейшего укрепления стыка и представляют собой стоящую практику. Концы можно подогнать друг к другу путем выборочной сборки, легкого обжима одного конца или намеренного создания слегка сужающегося конуса путем изменения ширины шва от конца к концу.

В методе «California Stovepipe» используются два кожуха из легкого листового металла, один плотно прилегающий к другому.Соединения на внутреннем кожухе находятся посередине секций внешнего кожуха и наоборот. Два слоя собираются и свариваются точечной сваркой вместе по мере того, как они погружаются, создавая таким образом ламинированный кожух, который является относительно жестким и устойчивым к короблению.

Асбестоцементные грунтовые трубы и бетонная или глиняная черепица часто изготавливаются с раструбными и гладкими соединениями, чтобы один конец свободно входил в прилегающий конец на короткое расстояние. При использовании такой трубы или плитки в качестве кожуха раструбы направлены вниз, чтобы свести к минимуму попадание рыхлого материала через неплотный стык в колодец.Длина может быть опущена в колодец по отдельности с помощью набора крючков, прикрепленных к веревке. Крючки и шнур входят в кожух и держатся за нижний конец кожуха до тех пор, пока он не встанет на место, а крючки не освободятся, потянув за второй шнур. Как вариант, если шнур обсадной колонны не слишком большой. тяжелые, соединения могут быть соединены вместе, так как они собираются над колодцем, а обсадная труба опускается с верхнего конца. Этот метод будет ограничен относительно мелкими скважинами из-за веса обсадной колонны.

Плитка из глины, бетона и асбестоцемента относительно хрупкая и может сломаться, если внутри нее будут выполнены такие операции, как ударное бурение или сброс. Если такие операции требуются для погружения обсадной колонны в водоносный горизонт, необходимо, чтобы самая нижняя часть обсадной трубы была из более прочного материала, такого как стальные трубы или трубы.

Поливинилхлоридные (ПВХ) трубки или трубы — это пластик, который чаще всего используется в качестве кожуха. Обычно он намного дешевле стали, легкий, легко режется, перфорируется и вставляется.Секции соединяются путем окрашивания концов растворителем для их смягчения, а затем вставления их в муфту, где они плавятся по мере испарения растворителя.

Перфорация обсадной колонны, позволяющая использовать ее в качестве экрана для скважины, может быть выполнена путем бурения или продольной резки ножовкой, как описано в разделе, посвященном точкам скважин.

Для помощи в опускании обсадной колонны в процессе бурения был использован ряд методов:

i. Вождение: этот метод обсуждался ранее в связи с точками опускания скважин.Обычно он может использоваться только с тяжелым корпусом из кованого железа с использованием специальных приводных муфт, которые позволяют концам корпуса стыковаться друг с другом, тем самым защищая резьбу от деформации. Как указывалось ранее, движение осуществляется путем подъема и опускания груза, который направляется либо внутри, либо снаружи кожуха и ударяется либо о специальный приводной колпачок, навинченный на конец кожуха, либо на зажим вокруг внешней стороны. трубы.

ii. Поддомкрачивание: этот метод (рис. 31а и 32) использует деревянные анкеры, заложенные рядом с колодцем, и домкраты для поддержания направленного вниз усилия на обсадную колонну во время продолжения бурения.

iii. Грузы (рис. 31b и 32), такие как мешки с землей или бочки с водой, могут быть сложены на опоре, зажатой вокруг трубы. В качестве альтернативы, платформа, на которой стойка бурильщиков может быть прикреплена к обсадной колонне (Рисунки 31c и 33).

iv. Утяжелители (Рис. 31 d) на рычаге, прикладывающем силу к кожуху.

Рис. 31 Проходящая обсадная труба. (а) с помощью домкратов

Рис. 31 Проходящая обсадная труба. (б) взвешивание мешками с грунтом

Рис.31 Проходной кожух. (c) с использованием веса буровой бригады на платформе

Рис. 31 Проходка обсадной колонны. (d) с помощью рычага и мешков с грунтом.

Рис. 32 Проходящая обсадная труба. Используются два метода: (a) Рабочие возле обсадной колонны затягивают гайки на больших винтах, прикрепленных к деревянным анкерам под землей и к верхней части обсадной колонны. (b) Обратите внимание на большие веса бетона, зажатые вокруг обсадной трубы непосредственно под верхним концом. Второй набор грузов расположен прямо над поверхностью земли.

Рис. 33 Обшивка. Вес бурильщиков используется для опускания обсадной колонны. Рабочие на земле вращают обсадную колонну в процессе бурения.

Ряд операций по бурению скважин требует подъема и опускания. К ним относятся ударное бурение, опускание скобы, гидравлический удар и забивка обсадной колонны. В крупномасштабных ударных установках такое движение достигается за счет троса, один неподвижный конец которого проходит по шкиву на конце поворотной руки, совершающей возвратно-поступательное движение кривошипом и шатуном. Ближайший аналог этому в оборудовании с механическим приводом, рисунки 34, , , 3, 5 и 36, состоит из троса или кабеля, выходящего вертикально из колодца, проходящего через шкив, а затем идущего параллельно земле примерно на высоте плеча, и, наконец, привязан к дереву или столбу. Для получения возвратно-поступательного движения бригада из 4-6 человек выстраивается в линию лицом к веревке и поочередно тянет и отпускает веревку в унисон.

Другое успешно используемое устройство состоит из рычага, поворачиваемого по горизонтальной оси, рис. 37, с буровыми инструментами, прикрепленными к более короткому концу, и бригады из нескольких человек, совершающих возвратно-поступательное движение к более длинному концу.При желании к более длинному концу можно добавить грузы для частичного уравновешивания бурового инструмента.

Рис. 34 Натягивание за закрепленный горизонтальный канат для получения возвратно-поступательного движения

Рис. 35 Ударное бурение. Подъем и опускание можно получить, потянув веревку вниз и отпустив. (А)

Рис. 35 Ударное сверление. Подъем и опускание можно получить, потянув веревку вниз и отпустив. (В)

Рис.36 Шкив, установленный на треноге, используется для возвратно-поступательного движения при ударном бурении и подъеме

Рис. 37 Использование рычага для возвратно-поступательного движения

Существует ряд вариантов пружинной балки или системы пружинных стержней, рис. 38, 39 и 40. На рис. 38 канат для сверления прикреплен к концу горизонтальной деревянной консольной балки, чем-то напоминающей трамплин. Жесткость балки можно отрегулировать либо путем изменения количества лепестков в пружине, либо путем изменения положения опоры, ближайшей к концу балки, к которой прикреплены инструменты.В зависимости от жесткости балки, упругости троса или другого материала, прикрепляющего инструменты к балке, массы инструментов и природы проникаемых материалов, система будет иметь некоторую собственную частоту. То есть, если балку согнуть, а затем отпустить, система будет колебаться с постоянным числом циклов в минуту с непрерывно уменьшающейся длиной хода, пока движение не будет полностью затухать за счет трения в системе. Если при каждом ходе вниз прикладывается тяга вниз, систему можно заставить бесконечно колебаться с минимальными затратами работы.На практике рабочая бригада стоит вокруг троса, прикрепленного к пружинной балке, и через определенные интервалы прикладывает направленную вниз силу для поддержания колебаний системы. Как вариант, к балке можно прикрепить отдельную веревку для каждой. Каждый рабочий помещает ступню в петлю или стремени и обеспечивает необходимое движение ногой и ступней. Этот метод иногда называют «выбиванием колодца». По мере изменения массы инструмента, глубины отверстия и материала, в который проходит проникновение, изменяется собственная частота системы.Это можно компенсировать, регулируя жесткость балки, изменяя количество створок или длину без опоры. Большая масса инструмента уменьшает количество колебаний в минуту, а большая жесткость балки увеличивает их.

Чуть менее сложный, но широко используемый в Северной Америке в первой половине XIX века пружинный столб (рис. 39). Он изготовлен из дерева длиной 8-10 м с диаметром, сужающимся примерно от 20 см на одном конце до 10 см на другом.Большой конец прикрепляется к земле, возможно, путем наложения на него камней или бревен. Он поддерживается точкой опоры примерно на одной трети длины от нижнего конца. Верхний торец может быть на высоте 2,5-3,0 м. К верхнему концу можно было прикрепить стропу для качания шеста.

Как в случае пружинной балки, так и в случае пружинной стойки, верхний шкив необходим для вытягивания инструментов из отверстия и для сброса. Этот шкив обычно поддерживается на отдельной конструкции, такой как штатив.

На рис. 40 показано устройство для бурения скважин в Китае, в котором для получения колебательного движения используется большой лук. Этот общий тип устройства насчитывает как минимум 2 600 лет, и приписывают его бурение до глубины 1 000 м. Такие колодцы использовались для добычи рассола, из которого производилась соль во внутренних районах Китая. Линия сверления сделана из секций расщепленного бамбука, которые сращиваются вместе, вырезая блокирующие выемки, в которых концы перекрываются, и связывают стык вместе сталью или пенькой.Хороший бамбук имеет примерно такую ​​же прочность на разрыв на единицу веса, что и низкоуглеродистая сталь. Однако очевидно, что он не такой гибкий, как трос или трос, поэтому показанная катушка большого диаметра используется для наматывания бамбуковой буровой лески. Ниже приведены некоторые размеры устройства, изображенного на Рис. 39:

Вращающийся барабан или «катушка», приводимый в действие любым удобным источником энергии, часто используется при бурении скважин (Рисунок 41). Если веревка свободно намотана вокруг вращающегося барабана, она останется неподвижной, пока барабан вращается. Однако, когда один конец веревки натянут туго, трение заставит веревку двигаться вместе с поверхностью барабана, и комбинацию веревки и барабана можно использовать как брашпиль. Поочередно натягивая веревку и позволяя ей ослабнуть, можно поднимать и опускать груз, например ударную коронку, набор гидравлических ударных инструментов или ковш для разгрузки. Постоянно удерживая конец троса в натянутом состоянии во время подачи с барабана, систему можно также использовать для извлечения инструментов из колодца.

Рис. 38 Пружина для получения возвратно-поступательного движения

Рис. 39 Пружина для получения возвратно-поступательного движения.

Рис. 40 Традиционное китайское буровое оборудование. (а) буровая установка с носовой частью для получения возвратно-поступательного движения и барабаном для бамбукового бурового каната.

Рис. 40 Традиционное китайское буровое оборудование. (b) соединение бамбукового бамбукового троса

Рис.40 Традиционное китайское буровое оборудование. (c) буровые инструменты

Рис. 41 Вращающийся барабан или «катушка» для получения возвратно-поступательного движения или для использования в качестве лебедки

Буровые системы, такие как шнековые, струйные и гидравлические ударные, используют колонну труб или насосно-компрессорных труб для соединения реальных буровых инструментов с подводом мощности на уровне земли или выше. Каждый раз, когда инструменты необходимо поднести к поверхности земли, необходимо по очереди отсоединять отрезки трубы и откладывать их в сторону.Чтобы вернуть инструменты на дно отверстия, необходимо изменить эту процедуру в обратном порядке. По мере того, как отверстие становится глубже, этот процесс занимает больше времени и, следовательно, замедляется. Раннее ударное бурение выполнялось жесткими бурильными штангами, сделанными из деревянных или стальных секций, соединенных вместе. Их также приходилось соединять и расцеплять каждый раз, когда инструменты вставлялись в отверстие или вынимались из него. С другой стороны, в современном ударном бурении и рывке инструменты обычно гибко подключаются к подводимой мощности с помощью веревки или кабеля.Это означает, что инструменты могут быть быстро удалены из скважины или возвращены в скважину, просто потянув вверх или выпустив веревку без какого-либо отсоединения или соединения.

Как манильный канат диаметром 25-40 мм (1–1½ дюйма), так и стальной канат или кабель диаметром примерно 10 мм (3/8 дюйма) успешно использовались в операциях самопомощи при бурении скважин. Чтобы продлить срок службы троса или каната, следует использовать шкив максимально возможного диаметра. Веревки местного производства с короткими или грубыми волокнами, такими как кокосовое волокно (волокно кокосовой шелухи), могут быть ненадежными и недолговечными и вызывать задержки и потери, намного превышающие деньги, сэкономленные на их использовании. .

Ранее упоминались буровые канаты из расколотого бамбука, успешно применяемые в Азии более 25 веков.

Термин «разработка скважины» относится к процессу удаления более мелких частиц из водоносного горизонта непосредственно вокруг экрана скважины, чтобы сделать водоносный горизонт более проницаемым и, таким образом, снизить сопротивление потоку воды в скважину. Это означает, что при заданной скорости откачки депрессия в скважине и, следовательно, высота откачки будут уменьшены.Для разработки скважины важно, чтобы отверстия в экране скважины были выбраны подходящего размера. Это требует сбора материала, взятого из водоносного горизонта в процессе бурения. Одно практическое правило гласит, что отверстия должны быть такого размера, чтобы через них проходили 2/3 мельчайших частиц водоносного горизонта.

Разработка достигается за счет попеременного перетекания воды в скважину и из нее. Во время притока некоторые мелкие частицы будут уноситься в скважину через сито, но другие мелкие частицы будут соединяться между частицами, слишком большими для прохождения через сито. Изменение направления потока приведет к вытеснению таких частиц и предоставит им возможность пройти через экран в течение следующего периода притока. Мелкодисперсный материал, поступающий в колодец, в конечном итоге удаляется с водой. Удаление мелкодисперсного материала во время разработки, помимо увеличения производительности скважины, предохраняет насос, который позже устанавливается, от истирания.

Колодец, наверное, самый простой способ разработки. Каждый раз, когда желонка поднимается и опускается, вода поднимается в колодец и выходит из него.Мелкодисперсный материал, попадающий в колодец, улавливается внутри желонки и удаляется из колодца. Количество мелкого материала в желонке показывает, насколько далеко продвинулся процесс развития. Особый тип желонки, известный как песочный насос, имеет внутри поршень. Этот поршень прикреплен к желону таким образом, что он перемещается вверх внутри желонки при переходе от провисания к натянутому. Движение этого поршня оказывает сильное воздействие на колодец и помогает втягивать песок в желонку.

Гидравлический блок, который действует как поршень или плунжер внутри обсадной колонны, можно прикрепить к колонне труб и заставить перемещаться вверх и вниз с целью развития. Пульсирующий блок может состоять из двух или более деревянных дисков, скрепленных между собой резиной, которая контактирует с внутренней частью корпуса.

Скважины также можно разрабатывать путем откачки воды с высокой скоростью для создания большой депрессии. Перекачивание внезапно прекращается, и большое количество накопившейся воды стекает в скважину, чтобы повернуть поток через водоносный горизонт вокруг экрана.Сжатый воздух также может использоваться для нагнетания скважины во время разработки.

Если водоносный горизонт состоит из мелких частиц без значительных вариаций размера, может оказаться невозможным адекватное увеличение проницаемости вокруг экрана с помощью описанных выше методов разработки. В этом случае производительность скважины может быть увеличена за счет гравийной набивки, то есть путем введения материала вокруг экрана, размер частиц которого больше, чем в водоносном горизонте. Использование гравийной набивки позволяет использовать большие отверстия в фильтре и, следовательно, дает больший процент площади притока.Он также окружает экран слоем материала с более высокой проницаемостью, чем сам водоносный горизонт.

Одним из способов введения гравия является сначала опускание временной обсадной колонны, диаметр которой больше диаметра последней обсадной колонны и фильтра. Конечная обсадная колонна и экран опускаются внутрь временной обсадной колонны и удерживаются концентрическими направляющими, в то время как гравий вводится в кольцевое пространство между обсадными колоннами. Затем временную обсадную колонну можно вытащить из отверстия. Другой метод — просверлить отверстие несколько больше, чем обсадная колонна, до уровня грунтовых вод.Затем обсадную колонну опускают, и кольцевое пространство между обсадной колонной и скважиной заполняют гравием. По мере погружения обсадной трубы в водоносный горизонт часть гравия опускается вместе с обсадной колонной. Во время разработки больше гравия опускается, чтобы занять объем, оставленный песком, проходящим через фильтр в скважину. Гравий также можно вводить вокруг сита через несколько небольших отверстий, просверленных для этой цели вокруг a. маленький круг концентрический с колодцем.

Размер и градация используемого гравия должны быть такими, чтобы очень небольшая часть материала окружающего водоносного горизонта могла попасть в пустоты между частицами гравия.Если это произойдет, проницаемость гравийной набивки может значительно снизиться. Размер отверстия сита выбирается как можно большим, чтобы не допустить попадания материала гравийной набивки в скважину.

После разработки скважины обычно желательно заполнить и закрыть кольцевое пространство между внешней стороной обсадной колонны и скважиной. Эта операция, известная как заливка цементным раствором, проводится для предотвращения попадания грязной поверхностной воды непосредственно в скважину и для обеспечения надежной опоры для верхнего конца обсадной колонны. Смесь портландцемента и воды, смешанная до довольно жидкой консистенции, является наиболее часто используемым материалом для затирки швов. Суспензия глины и воды иногда также используется на больших глубинах, где изменения влажности не вызывают усадки и набухания глины.

Если использование насосного оборудования для укладки цементного раствора нецелесообразно, его необходимо затекать на место под действием силы тяжести. Кольцевое пространство между обсадной колонной и скважиной, вероятно, должно быть не менее 5 см (2 дюйма). Также можно использовать длинный тонкий стержень, чтобы раствор затекал во все пустоты.Раствор должен выходить от поверхности на глубину не менее 6 м (20 футов), чтобы обеспечить надлежащее санитарное уплотнение между обсадной колонной и просверленным отверстием.

Никаких усилий не обходится без проблем, но те, которые встречаются при бурении скважин малого диаметра, могут показаться более трудными, поскольку они обычно возникают в местах, где их нельзя увидеть. Следовательно, для диагностики и преодоления проблем необходимо развивать высокую степень «чувства», дедукции, рассуждений и изобретательности. У бурильщиков есть два основных правила в отношении проблем:

(1) Предотвращайте проблемы до их возникновения , а не пытайтесь исправить их после того, как они возникнут.Это требует большой внимательности к звукам, ощущениям, физическому состоянию инструментов и обрезков и постоянных попыток предвидеть, что может пойти не так.

(2) Пытаясь решить проблему, не предпринимает быстрых или необдуманных действий , которые могли бы сделать проблему более трудной или невозможной для решения.

При бурении скважин, особенно с трудоемкими системами, возникают как минимум три типа проблем:

а. Мелкие инструменты, падающие в отверстие. Любой инструмент, достаточно маленький, чтобы поместиться в отверстие и регулярно используемый вокруг отверстия, рано или поздно упадет в него. Чтобы предотвратить это, все такие инструменты должны быть привязаны к какому-нибудь неподвижному объекту прочным шнуром. Длинные тонкие предметы, такие как удлинители шнека, которые регулярно соединяются и отсоединяются, должны иметь предохранительное устройство, такое как кусок стержня, пропущенный через них, чтобы они не соскользнули в отверстие при случайном падении. «Рыболовные» приемы удаления предметов из ямы будут рассмотрены позже.

г. Инструменты застряли в отверстии. Хотя некоторые случаи застревания инструментов, вероятно, неизбежны, правильная конструкция и техническое обслуживание могут минимизировать количество таких случаев. Режущие кромки инструментов должны быть сделаны и обслуживаться так, чтобы они прорезали отверстие достаточно большого размера, чтобы оставался зазор вокруг остальной части оборудования. Инструменты должны быть сконструированы с достаточно плавными переходами в поперечном сечении, чтобы не было острых выступов, которые могли бы зацепиться из-за неровностей в отверстии или над которыми могли заклиниваться извлеченные частицы. Когда инструменты заклинивают в отверстии, обычно необходимо использовать какое-нибудь усиливающее устройство, такое как цепная таль или автомобильные домкраты, чтобы вытащить их. Поскольку сила, необходимая для высвобождения инструмента, часто может быть значительной (даже если между инструментом и обсадной колонной заклинивается только небольшой кусочек гравия), оборудование должно быть сконструировано так, чтобы выдерживать тягу в несколько тонн. Если есть опасения, что веревка, трос или струна трубы порвутся при сильном натяжении, обычно можно зацепиться непосредственно за застрявший инструмент с помощью правильно спроектированного крюка на конце другой более прочной веревки, троса или струны трубы.Затем вытягивание может продолжаться на последнем или на обоих приставках. При проектировании следует учитывать необходимость закрепления верхних частей инструментов. Например, желонки и ударные долота должны быть сделаны с большими, удобными для зацепления дугами.

Промышленные ударные инструменты включают в себя набор «банок». Это тяжелые, плотно прилегающие звенья, встроенные в буровую систему. Поскольку звенья могут скользить друг в друге, часть буровой штанги над ясами может быть поднята на небольшое расстояние, прежде чем буровое долото выйдет из забоя скважины.Это небольшое относительное движение и масса верхней буровой штанги и лески можно использовать для поднятия застрявшего бурового долота вверх, чтобы освободить его. Удар ясов вызывает большую силу, чем обычно можно получить при постоянном натяжении. Если сверло застревает над дном отверстия, ясы также можно использовать для движения вниз. Предшественником ясов были два-три звена тяжелой цепи, соединяющие верхнюю и нижнюю часть буровой колонны. Они, однако, сильно страдают как при движении вверх, так и при движении вниз и являются относительно недолговечными.

г. Инструменты, которые отслаиваются в отверстии. Возникновение этой проблемы можно свести к минимуму, постоянно проверяя состояние инструментов и креплений. Однако, когда необходимо удалить отколовшийся или упавший инструмент из скважины, этот процесс называется «ловлей рыбы». Часто для выполнения этой задачи необходимо изготавливать специальные инструменты. Это может потребовать как значительной изобретательности, так и большого количества проб и ошибок. Оттискной блок может быть ценным при разработке рыболовных инструментов.Это неглубокий цилиндрический контейнер диаметром, который точно подходит к отверстию, с открытым дном и верхом, который можно прикрепить к колонне труб или желонке. Емкость заполнена веществом, таким как мыло, воск или жир, достаточно твердым, чтобы держать форму, но достаточно мягким, чтобы оставить отпечаток. Его осторожно опускают на объект, на который нужно ловить рыбу, так что отпечаток, оставленный на блоке, дает информацию о форме, местоположении и ориентации объекта, что полезно при выборе инструментов и стратегии, которые будут использоваться при ловле рыбы.Оттискной блок можно сделать из толстого деревянного диска с полоской листового металла, прибитой гвоздями по внешнему краю. Деревянный брусок можно забить гвоздями, чтобы закрепить слепочный материал.

Некоторые часто используемые рыболовные инструменты показаны на рисунке 42. Другие инструменты должны быть разработаны для решения данной проблемы.

Рис. 42 Рыболовные инструменты. (a) для извлечения отрезков трубы

Рис. 42 Рыболовные инструменты. (б) цилиндр из листового металла с зубьями, которые сгибаются вместе, чтобы закрыть дно для захвата мелких предметов

Рис.42 Рыболовные инструменты. (c) копье для извлечения оборванной веревки или кабеля с защелкой для захвата долот или желобов

Рис. 42 Рыболовные инструменты. (г) крюк с направляющей для крепления дополнительной лески к прихваченному инструменту

Буронабивные сваи | Keller Australia

Буронабивные сваи — это монтируемые на месте элементы большой грузоподъемности, построенные с использованием обычной килли-штанги и шнековой системы. установлено ли в качестве отдельных элементов фундамента, в ворсе колпачок группы или подпорной стенке, мы готовы предоставить Вам с оптимизированным скучающим раствором сваи.

Процесс

Расточка сваи продвигается с помощью бурового инструмента, прикрепленного к штанге ведущей трубы, приводимой в движение свайной установкой. Инструмент продвигает канал ствола при каждом проходе, поэтому полная мощность станка доступна для всего процесса бурения. Если канал требует поддержки, чтобы оставаться открытым, доступны различные методы, которые выбираются в зависимости от условий почвы, окружающей среды и режима грунтовых вод. Они варьируются от механической поддержки в виде временной или постоянной оболочки до поддержки жидкости с использованием воды, полимера или бентонита.

После того, как отверстие продвинуто на глубину и очищено, в отверстие опускается арматурная сталь по всей длине, которая затем заполняется бетоном. Буронабивные сваи могут быть пробурены на глубину более 80 м, а типичный диаметр — до 2,4 м.

Гарантия качества

Keller обеспечивает неизменно высокое качество результатов при строительстве буронабивных свай. Наша аккредитация Федеральной комиссии по безопасности (FSC), стандарты компании, процессы, политики и процедуры были специально разработаны для достижения этой цели, включая такие инновации, как гидролокатор для профилирования сваи и инспекции с помощью видеонаблюдения, обеспечивающие контроль качества перед бетонированием.Во всех отраслях промышленности Keller работает строго в соответствии с австралийскими стандартами наряду с соответствующими проектными или отраслевыми спецификациями (DTMR, RMS, VIC Roads, Main Roads WA и т. Д.).

Keller предлагает полностью квалифицированное собственное проектирование с помощью сертифицированных инженеров, которые могут предоставить качественные решения для забивки свай и улучшения грунта. Наши возможности по сертификации проектирования и инженерной сертификации включают в себя проведение статических испытаний, испытаний на целостность свай, профилирования термической целостности, динамических испытаний свай, испытаний с использованием инклинометров, геотехнических исследований, а также всестороннего проектирования подпорок / распорок и анкеров для выполнения полного пакета обеспечения качества.

Влияние строительства буронабивных свай Benoto на близлежащий существующий туннель: пример

Открытый архив в сотрудничестве с Японским геотехническим обществом

открытый архив

Аннотация

Мониторинг и анализ бокового смещения для туннелей метро очень важны, потому что метро системы — это линия жизни мегаполисов. В данной статье представлен пример участка в Нанкине, Китай, где буронабивные сваи Benoto были сооружены рядом с существующим туннелем.Подробно проиллюстрирована технология строительства, сочетающая в себе строительство буронабивных свай Benoto и традиционную технологию строительства из циркулирующего раствора. Боковое смещение на шести испытательных участках было измерено и обсуждено, чтобы оценить влияние установки свай на устойчивость и целостность существующего туннеля. Результаты измерений показали, что в период строительства с использованием метода Беното на глубине с мягким грунтом (илистая глина Mucky) произошло относительно большое поперечное смещение с такими характеристиками, как большой коэффициент пустотности, высокая пластичность, плохая проницаемость, высокое содержание воды, низкая проницаемость. прочность на сдвиг и низкий модуль деформации.Во время периода строительства традиционного метода циркулирующего раствора, отрицательное боковое смещение произошло под концом обсадной колонны из-за эффекта выгибания грунта, что указывает на движение внутрь к буронабивным сваям Benoto. Максимальное боковое смещение уменьшалось по мере увеличения расстояния между сваями и инклинометрами с максимальной разницей в 45% в конце измерений. Также было отмечено, что измеренное максимальное боковое смещение было меньше совокупного порогового значения 20 мм, что указывает на эффективность буронабивных свай Benoto, построенных рядом с существующим туннелем.Это тематическое исследование может предоставить средства для качественной оценки инженерных сооружений, где ситуация имеет сходные черты.

Ключевые слова

Боковое смещение

Буронабивные сваи Benoto

Существующий туннель

Строительная техника

Пример использования

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)