カントリーハウスを中央の水道に接続できない場合は、自律システムを編成する必要があります。ほとんどの所有者は、井戸に基づいてそれを配置することを好み、その開発ではさまざまな方法が使用されます。ロータリー井戸掘削を検討します-非常に有望ですが、これまでのところあまり知られていないオプションです。
私たちの記事では、ローター技術の複雑さと使用されるツールについて詳しく説明しています。この手法の長所と短所を検討し、実際に実装する方法を示します。私たちのアドバイスは、ドリラーの作業を監視したい私有地の慎重な所有者に役立ちます。
ロータリー掘削の定義
まず、井戸の回転掘削とは何か、そしてその代替案は何ですか?オージェ掘削は、水を引く最も一般的な方法の1つとして今でも認識されています。
ただし、ねじテクノロジーでは岩盤の岩盤は通過できません。スクリュードリルで使用されるスクリュードリルは、石灰岩を破壊することはできません。しかし、ドリルダウンが必要になることがよくあります。上にある層は安定しておらず、操作流量に対して十分ではありません。
コアとスクリュー掘削技術は、岩層を通過する機会を提供しません。石灰岩に井戸を設置する場合、回転式の掘削方法を使用する方が効率的で経済的です
そのため、以前は鉱業でしか使用されていなかった回転技術が、民間の取水施設の建設に導入され始めました。その作業要素は、ウェルの底穴部分にあるビットです。ノミを使用して、粘着性と非干渉性の土壌が破壊され、岩の岩盤が砕かれます。
破壊された岩の掘削は、作業柱または環状空間を介して顔に供給される液体の助けを借りて行われます。これらは2つの異なる掘削方法であり、それぞれについて以下で詳しく説明します。
ビットの直径が作業列の直径を超えているため、次のことが可能です。
- 掘削プロセス全体のエネルギーコストを削減します(ここでの力は、正面のビットの力による回転にのみ直接費やされ、ボアホール壁に対する作業ストリングの摩擦損失が最小限に抑えられます)。
- 作業ストリングのほとんどの要素を損傷から保護するとともに、掘削した井戸の壁を破壊から保護します。
- 非常に印象的な深さに印象的な直径のボアホール(たとえば、最大70 cm)を作成します。
このようにして、深度が300メートル以上の帯水層を形成できます。取水口を掘削して、夏のコテージや村に水を供給します。
したがって、定義:回転式掘削は、フェースのビットにかかる力が回転式回転子から作業用ストリングを介して伝達されるウェルを開発する方法です。それは棒から組み立てられます-地面に深さを変えることによって互いに連続的に接続されている細い鋼管。
しかし、鉱山の幹と屠殺場を汚泥から取り除く際には、加圧下で供給された水が使用されます。この決定のおかげで、コア掘削のようにコア抽出のためにドリルストリングを分解して組み立てる必要はありません。
生産に注入された流体は、2つの重要なタスクをすぐに解決します。それは、ドリルがさらに作業を実行する方法を解放し、操作のために取水口を準備するために必要なウェルをフラッシュします。
ロータリー技術の利点
可能性のある代替品に対する回転掘削の利点は何ですか?それらのいくつかがあります。
第一にロータリービットを使用することで、一度に複数世帯の水需要を十分に満たすことができる大口径井戸を作ることが可能です。
掘削が高価なプロセスではないことは秘密ではありません。それは特殊な機器を必要とし、経験豊富な掘削者はプロセスを制御および管理する必要があります。結局、掘削活動は認可されています。したがって、その高価格。
その形状とデザインにより、ロータリードリルビットはスクリュードリルやコアパイプよりもはるかに大きな直径のウェルを形成できます
複数の世帯を一度に組み合わせて、隣接するサイトの1つの共通の井戸に資金を提供することは、費用対効果の高いベンチャーです。しかし、これにはかなりの借方が必要です。ほとんどの場合、第四紀堆積物(砂)の帯水層はそれらを提供できません。
当然のことながら、集団運転の場合、取水口は石灰岩に置く必要があります。そこから抽出された地下水は、水の移動性と純度が高いという特徴があります。降水量は、石灰岩への井戸の流れにほとんど影響を与えません。砂の井戸について言えないこと。
第二に比較的小さなエネルギーコストを納得させる。ロータリードリルの作業要素はノミです。しかし、オーガーやコア掘削とは異なり、掘削ツールは掘削した井戸の壁と相互作用しません
つまり、ドリルストリング全体の高さに対して無視できる高さのビットのみが土壌に直接接触しています。その結果、このウェル形成方法は最速です-毎月最大1000リニアメートル!
第三に、集団顧客は掘削の深さに魅了されています。先住民の変成岩や火成岩に埋められた井戸を掘削するために使用できるのは回転式の方法だけで、その亀裂から水を汲み上げることができ、その組成は飲酒の目的に最も適しています。
ほとんどの場合、深さ30 m未満の取水口から抽出されるのは工業用水だけです。その組成は、近くの水域、ゴミが散らばっている川、降水量、地面にこぼれた技術的な流体の影響を受けます。ネジとコアパイプは、そのような取入口のみを取得するのに役立ちます。
掘削装置のセット全体が、単一の中型自動車用プラットフォームに簡単に取り付けられます。これにより、回転掘削プロセスははるかに技術的に進歩し、したがってより安価になります。
さらに、回転ドリルでは、別のドリル方法に切り替えることなく、完全な深さまで開発を進めることができます。たとえば、ネジで井戸を開発する場合、ボルダーを掘削する必要がある場合、ショックロープ技術に切り替えます。
このため、スクリューシェルをバレルから取り外し、ボールダーが壊れるまでビットを顔に投げます。次に、顔がベイラーで掃除されます。コアパイプ内にない、水で飽和した砂を表面に上げる必要がある場合に使用します。
慣例では、回転方式で掘削された坑井は寿命が長いことが示されています。これは、技術的には、ボアホールの壁を形成するケーシングストリングを取り付けた後、環状部がさらに強化されるためです。
まあ機器
まず、作業用ストリングの垂直リンクをさらに固定するために、垂直コンソールがウェルの上の表面に設置されます。このドリルシャフトの最初のリンクには、作業要素が装備されています。これは、掘削可能性のための岩石のカテゴリに応じて、さまざまな形式を持つビットです。
もちろん、帯水層の掘削にはよりコンパクトな装置が使用され、指定された塔の形成は通常必要ありません
ドリル工具セット
最初のリンクを深くすると、ろうそく、次にバーと呼ばれるろうそくがそれに取り付けられます。このようなパイプの各ブロックの長さは、20〜50 mの範囲で変更できます。作業柱の形成を簡単にするために、各ロッドには、ロック付きのテーパーねじが付いています。
その結果、次の要素からなるドリルが形成されます。
- ワーキングビット;
- 鉛バー;
- カップリングによって相互接続された通常のロッドの柱。
作業コラムの保持はスイベルを使用して行われ、その回転はローターによって行われます。掘削の深さ、および土壌の物理的および機械的特性に応じて、標準または加重ロッドを使用して主要リンクを形成します。
ドライブロッドは、重要な技術的使命があるため、通常、加重パイプです。それを介して、フラッシュソリューションが顔にビットに入り、そのタスクは砕かれた岩を洗い流すことです。そして、これは次に、継手間の結合の要件を提示します。その役割は、リンク間の継手をシールすることです。
流体圧力は、形成された柱の高さに直接依存する(そしてパイプの断面積には依存しない)ことを忘れないでください。また、洗浄液として水を使用した場合でも、10メートルごとに1気圧ずつ圧力が上昇します。
比較のために、例を示す価値があります。家の家庭用配管ネットワークの使用圧力は10気圧で、最も耐久性のある配管は20気圧の圧力用に設計されています。
家庭用システムが静止していて動かない場合のみ、圧力はドライブロッドのドリルストリングの重量に等しくなります。しかし、彼女はまだ回転運動量と力をビットに伝えなければなりません。
カップリングはロッドの最も重要な要素です。これは、隣接するロッドの下部全体の重量、およびエンジンによって与えられる動的振動と回転運動による負荷を考慮しているためです
次の要件は、ドリルストリングの構造要素としてのカップリングに課せられます。
- ロッドの接続の気密性を確保し、100気圧までの流体圧力に耐える必要があります(圧力ストリームの底を取り除くため)。
- ウェルの壁をこするときに使用できなくなることがないように、耐摩耗性でなければなりません。
- 作業ストリングの上部から下部に、そして最後にビットにトルクを伝達できなければなりません。
カップリングが適切な仕上がりであることが不可欠です。それらの少なくとも1つが負荷に耐えることができず、作業ストリングが壊れている場合、ビットと一緒に下部を取得することは非常に困難になります。設備投資の観点からは、分離した鉛棒を入手するよりも、近くに新しい井戸を掘削する方が簡単な場合があります。
掘削中の水使用
顔に供給される液体は通常、普通の水です。時々、緩やかな非干渉性の岩(砂、砂利、砂利、小石の堆積物)を通過する幹を安定させるために、掘削添加剤を含む溶液がウェルに供給されます。これは、ケーシングが貫通の最初の段階に配置されていないために必要です。
水は、ドライブロッド内の圧力下で(その後、環状部からポンプで排出される)、または環状部を通って重力で生成物に入り、吸引ポンプで作業カラムを介して除去がすでに行われています。
これらは2つの異なる回転式掘削技術であり、その特徴については以下で説明します。
ロータリー掘削は、井戸の開発率が最も高いのが特徴です。掘削と同時にバレルがフラッシュされ、開発は次の操作に向けて準備されます
ただし、どの方法を使用する場合でも、あらゆる場所での掘削に使用される流体は、(さらに使用するために)洗浄する必要があります。
これを行うには、次の機器を使用します。
- 掘削液貯蔵庫。 (浅い井戸を掘削する場合-数十以内で地面に直接配置でき、通常の水が洗浄液として使用されます)。納屋は液体を洗い流すためのバッテリーとして機能します。
- バイブロシーブ。 井戸から持ち上げられた洗浄液は、取り除かなければならない砕石の粒子を運びます。最も効果的な方法は、振動スクリーンを使用する機械的な方法です。
- 沈殿槽。 岩の大きな粒子を取り除いた後、液体はサンプに入り、沈殿した浮遊粒子を取り除きます。洗浄液として水を使用する場合、地面に水溜りが直接構築されることもあります。また、液体物質の分離や汚泥の分離にはハイドロサイクロンを使用しています。
- 泥ポンプ。 洗浄液を循環させるのは彼です。
- 樋システム。 それらは、鉱山の形成地点から浄化場所への水の移動に必要です。
全体として、回転技術を使用して井戸を開発するには、次のメカニズムと機器が必要です。
- タワーまたはコンソール ロッドからドリルストリングを組み立て、ドリルの最後にタックルシステムを分解するため。
- エンジンローターの回転を提供します。
- 流体機器。洗浄液を循環させて洗浄するためのメカニズムと装置(ポンプ;振動スクリーン;サンプおよび/または液体サイクロン;洗浄液を保管するための納屋;パイプおよび樋システム)
浅い井戸の回転式掘削の場合、リストされている機器のセット全体が非常にコンパクトです(たとえば、コンソールアームが折りたたまれています)。これにより、掘削作業およびその後の作業に便利な場所に掘削機器を簡単に配置できます。
2つの回転掘削オプション
洗浄液を面に供給する方法に応じて、2種類の回転式掘削技術があります。
- 直接供給;
- 逆送り付き。
顔に供給される液体は、破砕された岩のフラッシングおよび除去のみを目的とするものではないことに注意してください。また、摩擦により非常に高温になっているビットを冷却します。流体を直接供給する場合、ポンプは過圧を発生させます。
水はビットの技術的な穴を通って顔に入り、砕かれた岩を「吸い上げ」、次に重力によってウェルを通って(つまり、リーディングロッドに対する環状部を通って)表面に流れ、そこでクリーニングコンプレックス(振動スクリーン、ハイドロサイクロン)に入ります。
フラッシングは直接または逆であり、使用される機器の定性的特性が依存しますが、回路図は両方のタイプのテクノロジーに有効です
リバースフィードテクノロジーは、フラッシング流体が重力によって底部に流れ、ウェルを通って下降することを意味しますが、表面に戻ると、破砕された材料を含む溶液がリードロッドパイプを流れます。この場合の泥ポンプは負圧を作り出します。
どちらのテクノロジーも単純に見えますが、一見すると思われるよりもはるかに多くのニュアンスがあります。したがって、これらの各掘削技術についてより詳しく検討することが適切と思われます。
直接洗浄掘削
このテクノロジーは、「直接水路」と呼ばれることもあります。砂、砂利、砂利の土壌で使用することをお勧めします。帯水層の深さが30 mを超えない場合にも使用されますここでは、密度と幹の安定性を高める添加剤が流体に追加されます。
ロータリー掘削は、掘削する井戸の直径が徐々に減少することを特徴としています。言い換えれば、最初に最大径のウェルが掘削され、次にパイプによってケースが作られ、パイプの外面とウェルの壁の間の環状の空間が、技術的な穴を通してセメントモルタルで満たされます。
小さなチゼルでさらに掘削を続けます。次に、再びケーシングします。新しいセクションの直径はさらに小さくなります。ウェルを固定することで「気を散らす」必要が少なくなるほど、掘削の生産性が向上し、最終的にはプロセスとウェル全体の総コストが発生します。
さらに、ケーシングの頻度が高すぎると、ウェルの有効直径(帯水層を開く直径)が大幅に減少します。したがって、「直接水路」の特徴は、この形成方法を備えた井戸が最大100メートルまで収容できないことです。
フラッシング流体の主な圧力は、リードロッド内部のポンプによって生成され、重力によって破砕された岩石の要素で満たされた環は、過剰な圧力でボアホールの壁を破壊することなく環状空間を満たします。
直接の洗浄液供給による掘削計画。顔への提出は、先導棒のパイプを通して行われ、重力によって表面に上昇します
ただし、このドリル方法には欠点があります。特に、開口面積が長すぎると、細かく分散した粘土粒子が帯水層に入り、帯水層からの出力への水の流れが大幅に減少し、遅くなる可能性があります。
ここでこれらの粒子は、水が浸透する岩石の細孔およびマイクロチャネルの特異なプラグの役割を果たします。したがって、井戸全体の将来の生産性を維持するために、掘削プロセス中に実行されるケーシング手順が必要です。
フラッシングリバースドリリング
この流体の流れを制御する方法では、バレルと底部が最もきれいになります。ここのポンプは液体を底部に押し込むことはしませんが、逆にそれを吸い戻します。これは、たがね付きのウェルの形成速度が、直接洗浄よりも桁違いに、そして何倍も速くなるという事実につながります。
井戸自体は、流れる洗浄液の流れを伴う粘土の包有物によって汚染されていません。結局のところ、ポンプはそれに含まれる可能性のあるすべてのものを吸い上げます。ちなみに、追加の添加剤には実用的な意味がなくなったため、同じ洗浄液として純水を使用しています。
ロータリー掘削の逆洗スキーム。供給は環状部を介して重力によって行われ、スラッジは駆動ロッドのパイプを介してポンプによって引き戻されます
したがって、リバースストリームでのドリルの利点を要約すると、次のようになります。
- 掘削速度は(直接水路と比較して)最大15倍に増加します。
- 帯水層は、井戸の低い、まだケースに入れられていないレベルからの粘土粒子とシルト質の砂粒で詰まっていません。
- 帯水層が高品質に開口しているため、操作のために追加で井戸を準備する必要はありません。フィルター付きの内部ケーシングをすぐに設置し、ポンプでポンプでポンプを送り出すことができます。
- 単純な(したがって安価な)水が作動流体として使用されます。
ただし、この方法には重大な欠点があります。それは高価な装置の関与を必要とし、最終的には全体としての掘削プロセス全体のコストの大幅な増加につながります。
したがって、「逆水路」での掘削は、複数の世帯が同時に操業できるように設計されている場合にのみ実行されます。しかし、井戸が個々の操作用に設計されている場合、直接水流で回転式掘削技術を使用する方がはるかに合理的です。
ビデオ#1。ステップでの回転掘削プロセスの視覚的なデモ:
ビデオ#2。回転技術の分析と井戸配置の原則:
ビデオ#3。ロータリー掘削中の水循環:
帯水層の存在と深さの状況は場所によって大きく異なります(ただし、マデイラ島のように、まったく存在しない場所もあります)。
井戸を設計し、最適な回転式掘削方法を選択する場合、実績のある帯水層の既存のマップを使用する必要があります。これにより、時間と費用を大幅に節約できます。
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