Способ бурения ударно канатный: Ударно-канатное бурения скважин

Содержание

Ударно-канатное бурения скважин — способы, установки

Содержание

Назначение и краткое описание технологии
1. Плюсы и минусы
2. Применяемое оборудование
3. Особенности проведения работ (видео)
Этапы работы

Наиболее доступный и простой способ бурения скважины является так называемое ударно-канатное бурение. Основная его особенность – это возможность производства операций без использования тяжелой специальной техники. В этом случае также можно в самые короткие сроки осуществлять монтаж буровой установки.

Применение технологии ударно-канатного бурения

Ударно-канатный способ – это самый простой и наиболее распространенный способ бурения, который дает уникальную возможность осуществлять вскрытие поверхностных водоносных пластов. Интересно, что требуемое оборудование можно сделать даже своими руками.

1 Назначение и краткое описание технологии

Интересно, что этот способ бурения использовался еще в древние времена. Первые упоминания о ней с легкостью можно найти даже в трудах самого Конфуция. Но сегодня, чтобы начать работать, нужно иметь немного различных приспособлений. В этом случае вам понадобится такой инструмент:

лебедка и блок;
буровая штанга;
забивной стакан;
каркас установки;
трос.

Данная технология предполагает, что основной инструмент – это забивной стакан, который представляет собой своеобразный отрезок трубы, сделанной из стали. Она скошена вовнутрь и имеет снизу режущую кромку, которая отличается очень высокими показателями прочности. У забивного стакана сверху есть так называемая наковальня, по которой штангой производятся удары.

Лебедка выполняет функцию опускания и подъема забивного стакана. Порода, попадающая в стакан, за счет силы трения удерживается в нем. Ударная штанга используется для того, чтобы максимально глубоко проникнуть в грунт, поэтому её с силой бросают на наковальню. После того, как стакан полностью заполнится грунтом, его поднимают наверх и тщательно очищают.

Процесс бурения скважины по ударно-канатной технологии

Такой процесс повторяется до тех пор, пока скважина будет иметь необходимую глубину. Как можно понять, данная технология не сложная, поэтому буровая установка своими руками – это реальная возможность сэкономить достаточно много денежных средств.
к меню ↑

1.1 Плюсы и минусы

Естественно, что ударно канатное бурение скважин имеет ряд как положительных, так и отрицательных сторон, поэтому постараемся в них разобраться.

Этот метод бурения имеет такие достоинства:

Во время бурения можно взять раздельные образцы (пробы) из водоносного слоя грунта.
Возможность осуществления бурильных скважинных работ во время больших начальных диаметров, которые могут достигать 500-та миллиметров и более.
Можно создавать скважины в самые короткие сроки, то есть сразу после того, как завершатся бурильные работы.
Водоносные горизонты благодаря использованию на практике этой техники, не засоряются, сохраняют такой же вид, как и до того, когда начинает использоваться буровая установка.
Возможность успешного проведения бурильных работ в так называемых галечниково-валунных прослойках. Кроме того в породах, которые легко впитывают различные промывочные жидкости.
Не нужно обеспечивать установку водой и раствором из глины, поэтому инструмент не так сильно засоряется.
Гарантия того, что будет произведено качественное и быстрое вскрытие с дальнейшим опробованием водоносного пласта.

Как видно, эта технология имеет много больших плюсов, поэтому стоит задуматься над тем, как сделанная своими руками буровая установка сослужит вам хорошую службу.

Теперь можно перейти к немногочисленным минусам, которые имеет этот способ бурения:

Мобильная буровая установка УАЗ УКБ-60

Осуществление исключительно вертикального бурения.
Во время создания глубоких скважин могут возникнуть определенные проблемы.
В некоторых грунтах песчаного типа бурить таким способом вообще невозможно (здесь даже специальный инструмент не поможет).
К самому большому недостатку относят низкую скорость бурения.

к меню ↑

1.2 Применяемое оборудование

Теперь стоит немного остановиться над тем, какой нужен инструмент, когда применяется ударно-канатный метод для бурения, тем более, если есть желание сделать скважину своими руками. Долото (обычно применяют долото PDC) – это главный рабочий инструмент, который выполняет функцию разрушения породы. Для того, чтобы извлечь разрушенную породу на поверхность используется так называемая буровая желонка. Ножницы являются составным элементом бурового снаряда, штанга нужна для ударов. Кроме того, требуется канатный замок, и, конечно, канат.

Установку и сборку бурового снаряда производят со вспомогательным инструментом. Сюда входят разнообразные ключи, в том числе гаечные и рожковые, отвертки и затяжные трещотки. Кроме того, эта технология требует использования специального оборудования, которое нужно для работы с обсадными трубами – хомуты, снаряды, забивные головки и башмак.

Если говорить о перечне, то буровые станки для осуществления качественных работ с применением ударно-канатного способа бывают различных типов (если сравнивать с роторным способом). Но многие специалисты советуют использовать комбинированный способ бурения, когда роторная технология сочетается с обратной промывкой и ударно-канатным способом.

Чаще всего, комбинированный метод используется в США. Они удачно сочетают ударно-канатный и вращательный способ осуществления бурильных работ, а также можно производить обратную промывку. Важно помнить, что цена комбинированных устройств намного больше стоимости стандартных простых бурильных конструкций, поэтому для того, чтобы быстрее окупить это оборудование нужно выполнять очень большие объемы работ.

Именно по этой причине небольшие компании их не применяют. Но если вы хотите сделать скважину своими руками, то такой способ может заинтересовать.
к меню ↑

1.3 Особенности проведения работ (видео)

к меню ↑

2 Этапы работы

Важно помнить, что бурение с применением забивных стаканов чаще всего используют во время работы на не сыпучих и сравнительно мягких породах. Поэтому на сыпучих грунтах использование данной разновидности бурения не рекомендуют.

Причина проста – в сыпучих породах частицы имеют недостаточную силу связи друг с другом, из-за чего для того, чтобы удержаться внутри корпуса забивного стакана им попросту не хватает силы трения, поэтому он во время выхода из забоя стает пустым, а сыпучий грунт забивает тело скважины.

Здесь может помочь только желонка, которая применяется при бурении скважины на сыпучих грунтах. В нижней части конструкции желонка есть специальный клапан, открывающийся во время врезания желонка в породу, в результате чего открывается свободное продвижение для сыпучего вещества.

Когда желонку поднимают наверх, клапан под весом захваченной породы в свою очередь закрывается и таким образом возникает препятствие для высыпания грунта. После того, как желонка поднимается на поверхность и освобождается от породы, процесс повторяется по новому кругу.

Если вы начали бурить скважину с помощью ударно-канатного способа на каменистых и твердых породах, то лучше всего использовать специальное буровое долото, которое выполняет функцию желонка или забивного стакана. Именно ударное действие долота гарантирует разрушение каменистых и твердых грунтов, они быстро измельчаются и превращаются в достаточно мелкие частицы. С применением желонки они в дальнейшем без проблем извлекаются наверх со дна новой скважины.

Очень важно во время осуществления бурения ударно-канатным методом придерживаться основных этапов работы. Самым главным этапом является сборка и точная установка конструкции в требуемом месте. Если все сделать правильно, особенно своими руками, то никаких трудностей во время создания новой скважины возникнуть не должно.

Если вы начали бурить на сыпучем грунте, или на породах с его прослойками, то нужно следить, чтобы скважина не засыпалась грунтом. В этом случае нужно внутрь скважины установить специальные стальные обсадные трубы. Здесь важно, чтобы первой отрезок используемой трубы был с небольшим расширительным конусным башмаком.

Обсадные трубы при этом должны иметь больший диаметр, чем диаметр самого забивного стакана. Это даст возможность последнему свободно перемещаться в скважине. Интересно, что во время опускания обсадных труб в скважину своими руками, которое осуществляется с помощью не очень сильных ударов или просто под собственным весом, из-за своего большего диаметра они попросту срезают часть грунта со стенок скважины.

Стоит помнить, что использование ударно-канатного способа бурения можно значительно облегчить, так как все требуемые в этом случае детали вполне реально изготовить самостоятельно, еще и в домашних условиях. Специальные глубокие познания в этой сфере вам не потребуются, главное – это иметь желание.

Главная страница » Виды бурения

Ударно-канатный способ бурения скважин

Ударно канатное бурение — это метод бурения, при котором разрушение породы происходит многократно повторяющимися ударами.

Закрепленный тросом к лебедке буровой инструмент под силой свободного падения разрушает породу.

Оглавление

1 Суть метода
2 Используемый инструмент
2.1 Долото
2.2 Желонка
2.2.1 Изготовление желонки своими руками
2.3 Стакан забивной
2.4 Ударная штанга
3 Преимущества и недостатки ударно-канатного бурения

Технология ударно-канатного бурения скважин известна с 1100 года до нашей эры и успешно применяется на протяжении всей истории в Китае, Европе, Америке и в других странах. Вплоть до середины 40-х годов ударно-канатное бурение являлось основным способом бурения скважин на воду. Позже от него начали отказываться в пользу более современного и технологического вращательного метода бурения.

В Китае известны скважины глубиной более 1200 метров, при их бурении применялись инструменты из бамбука и ручной труд. Сегодня применяемый для бурения инструмент можно дешево изготовить своими руками из местного металолома.

Суть метода

В зависимости от сложности грунта используется различный инструмент. Для разрушения твердых пород, валунно-галечниковых отложений используется тяжелое долото, затем разрушеная порода транспортируется на поверхность с применением желонки или забивного стакана. Забивной стакан можно использовать и без предварительного разрушения породы, при подходящих условиях.

Чтобы не допустить обрушение стенок в процессе бурения, при необходимости, скважина обсаживается обсадной трубой.

Используемый инструмент

Долото

Используется для разрушения породы.

Наиболее распространенное и простое в сборке крестовое долото. Корпус изготавливается из тяжелой твердой стали, которую можно найти на свалке. Штанга может быть изготовлен из автомобильной оси, а зубья — из листовых рессор легкового или грузового автомобиля.

Пример долота для изготовления своими руками
Желонка
Используется для транспортировки жидкости из скважины, песка и буровой грязи. Применяется в несвязных грунтах и плывунах, а также для очистки скважины. Представляет собой обсадную / колонковую трубу в нижней части с резьбой, куда накручивается сменный башмак с клапаном. В верхней части присоединительный элемент для соединения с ударной штангой.
Желонка буровая
Изготовление желонки своими руками
Можно изготовить желонку своими руками следуя иллюстрациям:
Стакан забивной
Используется для бурения с отбором образцов столбиков керна. Представляет собой трубу со сменным режущим башмаком в нижней части, башмак с клапаном или без. На боковой поверхности выполняется прорезь для описания образцов нетронутого керна. В верхней части присоединительный элемент для соединения с ударной штангой.

Ударная штанга
Используется для увеличения силы удара и сохранения прямолинейности скважины. Обычно имеет следующие размеры — Длина: 2000, 4000, 6000 мм, диаметр от 110 до 220 мм, масса конструкции 180-1300 кг.
Преимущества и недостатки ударно-канатного бурения
В сравнении с другими способоми удрано-канатное бурение имеет ряд преимуществ и недостатков.
Недостатки
Возможно бурение только вертикальных скважин
Низкая скорость в сравнении с вращательным бурением
Трудоемкие вспомогательные операции
Преимущества
Успешное бурение в песчано-гравийных, валунно-галечниковых отложениях, в породах поглощающих промывочную жидкость, в многолетнемерзлых породах
Нет потребности в снабжении водой, глиной или бурильном растворе, а следовательно нет необходимости в дорогостоящем оборудовании
Качественное вскрытие и опробования пласта
Что такое ударное бурение? — Определение из Trenchlesspedia
Что означает ударное бурение?
Ударное бурение — это метод бурения, при котором тяжелое ударное или режущее долото прикрепляется к кабелю и вставляется в скважину. Тяжелое сверло или молот неоднократно поднимают и опускают, таким образом пробуривая землю.
Молоток изготовлен из закаленной стали с твердым сплавом на долотовидной долоте. Ударно-канатное бурение является распространенным методом бурения, используемым для геотехнических исследований. Этот метод бурения позволяет устанавливать обсадную трубу внутри скважины, что позволяет бурить глубокие скважины. Это наиболее удобный и распространенный метод интрузивных инженерно-геологических исследований.
Реклама
Trenchlesspedia объясняет Ударное бурение
Ударное бурение может использоваться для рытья скважин глубиной до 60 м в зависимости от состояния грунта и доступа к площадке.
С помощью этого метода могут быть извлечены различные типы образцов, например:
Сплоченные нарушенные образцы.
Зернистые нарушенные образцы.
Ненарушенные образцы.
Образцы поршня.
Образцы разъемных стволов (используются стандартные испытания на проникновение).
Буровая установка ударного действия с кабелем состоит из лебедки и вышки, которую можно сложить и буксировать на площадку и обратно.
Для связных грунтов скважину бурят глиняным резцом, для несвязных грунтов используют обойму. Борта скважины поддерживаются с помощью обсадной трубы по мере проходки скважины.
Для очень твердого грунта, в который трудно проникнуть, или для препятствий, таких как валуны, можно использовать долото. В скважине можно проводить такие испытания, как стандартное испытание на проникновение (SPT), испытание скважинной лопаткой, а также испытания с падением или подъемом напора.

Связанный вопрос
Когда инженеры должны учитывать поверхностное трение при написании спецификации бурового раствора для проекта ГНБ?
Реклама
Синонимы
кабель ударно-сверлильный
Поделись этим термином
Связанные термины
Ударный цикл
Ударный молоток
Ударное бурение кабеля
Пробоотборник с разъемным бочонком

Стандартный тест на проникновение
Когезионный нарушенный образец
Гранулированный нарушенный образец
Нетронутый образец
Образец поршня
Связанное Чтение
Проведение замеров напряжения на месте: гидравлический разрыв пласта или гидроразрыв пласта. Методы перекрытия
Техника гидроразрыва пласта: вещи, которые вы должны знать
Углубленный взгляд на роль систем буровых растворов в бестраншейном строительстве

Бестраншейный гидроразрыв пласта: как его предотвратить?
Смешивание бурового раствора: наука о буровом растворе в ГНБ
Что такое горизонтально-направленное бурение?
Теги
Бестраншейные методыРаскопкиБуровое оборудованиеГеотехническое исследование участкаБестраншейные технологии
Актуальные статьи
Бестраншейное строительство
Понимание 4 этапов исследования места
Бестраншейная реабилитация
5 лучших способов соединения труб, на которые всегда можно положиться
Бестраншейное строительство
Микротоннелирование против.
Горизонтально-направленное бурение: понимание различий между этими ключевыми бестраншейными методами
Бестраншейная реабилитация
Как узнать, есть ли в вашем доме асбестоцементные трубы
Ударное бурение — Аквопедия
Ударное бурение — это метод ручного бурения, при котором тяжелое режущее или ударное долото, прикрепленное к канату или кабелю, опускают в открытый ствол или во временную обсадную колонну. Эту технику часто также называют «кабельным инструментом». Обычно штатив используется для поддержки инструментов. Перемещая веревку или трос вверх и вниз, режущее или ударное долото разрыхляет грунт или сцементированную породу в скважине, которые затем извлекаются позже с помощью желонки. Как и в случае с ручным бурением, можно использовать временный кожух из стали или пластика, чтобы предотвратить обрушение отверстия. При установке постоянного экрана скважины и обсадной колонны эту временную обсадную трубу необходимо снять.

Подходящие условия
Ударное бурение в действии
Утяжеленное буровое долото
Ударное бурение подходит для рыхлых и консолидированных пород: песка, ила, плотных глин, песчаника, латерита и слоев гравия.
Ручное ударное бурение обычно используется на глубине до 25 метров.

Перед началом бурения хорошо бы проанализировать, где может быть вода. В разделе Выбор сайта WellSpringAfrica.org можно найти множество подсказок.
Преимущества Недостатки
— В отличие от любого другого метода бурения, ударное бурение может эффективно и быстро удалять валуны и разрушать твердые породы в большинстве типов грунта.
— Ударное бурение в принципе подходит для большинства грунтовых условий.
— Может бурить сотни футов (одна скважина, пробуренная вручную в Китае в 1923 году, имела глубину более 4000 футов).
— Может бурить глубже в грунтовые воды, чем вырытые колодцы, даже пробуривая один грунт, чтобы добраться до другого.
— Оборудование может быть очень тяжелым и относительно дорогим.

— особенно для твердых пород этот метод работает медленно (недели, а не дни).
— Когда необходимо использовать временную обсадную трубу, время, затрачиваемое на ее забивку и снятие, может значительно увеличить время бурения.
— Стоимость оборудования высока, а метод медленный (что приводит к высокой стоимости / метра бурения).
Строительство, эксплуатация и техническое обслуживание
Схема ударного бурения
Оборудование серийно производится в западных странах. Возможно местное производство. Ударное бурение — тяжелая работа. Использование небольшого двигателя может быть целесообразным.
Ударная дрель может приводиться в действие вручную, когда несколько человек тянут за веревку, чтобы поднять и опустить долото, или она может использовать мощность двигателя. Он может состоять из нескольких частей, которые можно перевозить в багажнике автомобиля и доставлять в отдаленные деревни, или же его можно установить на кузов грузовика и доставить на буровую. Детали бура можно купить у многочисленных мировых компаний, производящих буровой инструмент, или же их можно изготовить из легкодоступного стального лома и местных материалов.

Поставщики
Eijkelkamp Agrisearch Equipment — Буровое оборудование и руководства по ручным шнекам и ударным бурам.
Van Reekum Materials — Буровое оборудование, ручное шнековое и ударное бурение.
Затраты
Для сравнения стоимости ручного и ударного бурения: Ручная ударная дрель Wellspring Africa показывает стоимость материалов, инструментов и рабочей силы.
Полевой опыт
Ударное бурение в основном используется в Нигере, Нигерии, Чаде, Либерии, Гане, Центральной Америке и западных странах.
Руководства, видео и ссылки
Роберт Вуйк, Дон де Конинг и Арьен ван дер Валь. Перкуссия: серия ручного сверления. Пособие по техническому обучению доступному ручному бурению скважин. Practica Foundation, июнь 2010 г. Французская версия: FORAGE À LA PERCUSSION: Série forage manuel.

Ударное бурение. Различные виды сверл и соединителей.
Ручное бурение скважин, Cliff Missen, Wellspring Africa, проект 4 — Руководство по ударному бурению, строительству скважин, изготовлению инструментов. Веб-сайт WellspringAfrica
KOEGEL, R. (1985) Self Help Wells, FAO Irrigation and Drainage Paper, FAO, Rome.ISBN 92-5-100398-X HTML-версия.
Сеть сельского водоснабжения, статья о ручном ударе
CARTER, RC (2005) Технологии бурения с участием человека. обзор технологий бурения с участием человека для строительства неглубоких скважин малого диаметра для бытового и сельскохозяйственного водоснабжения, Колледж Силсо, Крэнфилдский университет, Бедфордшир, Великобритания Скачать
Бурение скважин для ручных насосов, Peter Wurzel, Скат, Швейцария, 2001 г.
— Книга по гидрогеологии, строительству скважин, технологиям бурения, освоению скважин — Скачать. Веб-сайт SKAT
Недорогое строительство неглубоких трубчатых скважин в Западной Африке, М. Сонау, ФАО — Обзор методов бурения неглубоких трубчатых скважин — веб-сайт. Сайт документов ФАО.
Техническое примечание 43. Простые методы бурения, Боб Элсон и Род Шоу, WEDC — Обзор простых методов бурения Загрузить. Веб-сайт раздела технических сводок Университета Лафборо. Веб-сайт Университета Лафборо УЭЛЛС.
Справочник по воде, Серия технических руководств, ЮНИСЕФ, 1999 г. — Программирование и реализация. Скачать.
Технологические примечания, раздел 7; Трубчатые колодцы и скважины, WaterAid — обзор технологий бурения с участием человека. Скачать. Веб-сайт Wateraid.org.
Вода для мира, серия технических заметок rws 2, USAID 1982 — Технические заметки о методах разработки подземных вод, методах ручного бурения.