飲料水用の井戸のオージェ掘削は、今日、一般家庭の領域で掘削する最も一般的な方法です。手動の土のドリルの助けを借りて、浅い帯水層を独立して配置することが可能です。作業を容易にするために、ドライブ付きの小型掘削リグを使用することがよくあります。
この方法が非常に人気がある理由を説明します。それが他のドリル方法とどのように異なり、どのような状況で効果的に使用されるかを見てみましょう。記事では、ねじ技術と掘削装置の設計、および手動および機械式掘削で使用される掘削ツールについて詳しく説明しています。
スクリュー補強仕様
ボアホールは、地球の地殻に円筒形が発達したもので、断面積は非常に大きくなっています。その始まりは口と呼ばれ、側面は壁と呼ばれ、鉱山の底は底と呼ばれます。
掘削の最適な方法は、ウェルの機能目的、目的の直径と深さを考慮して選択されます。取水口の形成過程で通過しなければならない岩石の物理機械的特性を考慮することが重要です。
特定の条件での掘削の技術的および経済的実現可能性も影響します。これは、井戸の設計における重要な段階であり、その間に基本的な技術的解決策、つまり使用する機器のタイプと掘削モードが決定されます。
オーガー掘削方法の技術的および経済的実現可能性は、井戸の品質、耐久性、建設条件、およびコストを考慮して決定されます
井戸の設計とその後の掘削では、長期的な使用に焦点を当てる必要があります。長期間にわたって底穴ゾーンの安定した借方と一定の透水性を維持する能力は重要です。
坑井掘削プロセスには、いくつかの操作が含まれます。
- 下部の岩の破壊、つまり、アレイからの粒子の分離。
- 廃土の地表への輸送。
- 井戸の洗浄と配置、および取水口の洗浄による、運転のための井戸の準備。
掘削効率は、密度、気孔率、非干渉性土壌の透水性、粘土の粘着性岩の一貫性など、自然の物理的および機械的特性に直接依存します。
直径60 mm〜200 mm、深さ80 m以下の穴の開いた非粘着性の土壌(穴あけ可能性のⅠ-Ⅲカテゴリ)に穴をあけるには、オーガードリルを使用することをお勧めします。中程度の硬度の岩(Ⅳ-Ⅵカテゴリ)の沈下にスクリュードリルを使用することは現実的ではありません。
粒子間のモノリシックおよび結晶タイプの結合を特徴とする掘削岩の場合、この方法は適していません。岩石の中に固まっている鉱物粒子が強いほど、その破壊により多くの労力が費やされます。
この方法の長所と短所
オージェ掘削は、産業、土木工学、および井戸の手動掘削で使用されます。その際立った特徴は、液体や特殊な気液混合物を洗浄するのではなく、スクリュー発射体の細部によって直接破壊された岩を取り除くことです。
垂直方向と水平方向のオーガー掘削を区別します。最初の方法は、帯水層の建設、および杭の穴の形成に使用されます。 2つ目-エンジニアリングコミュニケーションを溝のない方法で敷設するときに使用されます。
ソフトロック回転掘削は、他の方法と比較して最速かつ最も安価です
この方法は、同時に、非岩質土壌の深さ50〜80メートルまでの高い浸透率を提供します。これにより、ケーシングストリングを取り付けることで、すぐに作業壁を形成できます。
もう1つの利点は、ツールを持ち上げずに表面に廃土を抽出することです。さらにもう1つ、オーガー掘削には掘削液が必要ないため、無水地域での使用に成功しており、低温が主な期間にも使用されています。
今日では、オーガー集合体を使用したドリルが使用されています。
- 個々の井戸の装置用;
- ネジ/ボーリング杭からの基礎の建設;
- フェンスと鉄筋コンクリート支持の設置用。
- 通信のトレンチレス敷設を行う場合;
- 浅い井戸やピットの建設に。
ただし、デメリットもあります。高硬度の岩にネジで穴をあけることは不可能です。硬質および半硬質ローム、石灰岩の中間層を持つ粘土に沈むと、複雑な問題が発生する可能性があります。また、砥石を掘削するときは、ドリルビットが大量に消費されます。
さらに、生産の深さに制限があります。このように深さ80メートルを超える井戸を建設することは非常に難しい。
垂直マイニング技術
スクリューは、縦型スクリューコンベアとして機能する、らせん状に巻かれた高強度ドリルパイプです。アキシアル荷重の作用下で、ドリルの作動部分が岩に導入され、切削と緩みにより岩を破壊します。同時に、スクリュードリルは廃土をスクリュースパイラルに送ります。
井戸の洗浄プロセスは継続的で、岩の破壊と並行しています。土の底から離れて高速で回転しているスクリューに落ちる
遠心力の作用下で、緩んだ土がドリルストリングのブレードを持ち上げます。上昇は、スクリュー上の土壌の摩擦がウェルの壁よりも小さいため、らせん状の滑りによるものです。
そのため、破壊された岩は砕かれた状態で底から表面に運ばれ、坑口から投げ出されます。複雑でない輸送により、土壌はターン間スペース全体の30〜40%を占めます。
スクリューカラムのパラメーターは、スクリューによって破壊された土壌全体をすばやく上昇させる必要があります。しかし、掘削中、緩んだ土の一部は表面に崩れ落ちます。したがって、オーガー穴あけを行う場合は、バレルの洗浄をさらに強化する必要があり、完了時には必須の洗浄が必要です。
水平方向のオーガー掘削
障害物(高速道路、鉄道、森林)の下にさまざまな機能的な目的でユーティリティを設置する場合、水平方向のオーガー掘削が使用されます。
作業の初期段階では、2つのピットが掘削されます-開始ピット(稼働中)と受信ピット。彼らは設計された井戸と同等でなければなりません。その後、必要な機器を作業ピットに降ろして取り付けます。
水平方向のオーガー掘削には、トルクが増加した可動式掘削回転子を備えた大型設備が使用されます
このような装置は送りストロークが長く、高合金鋼製の耐摩耗性ドリルヘッドを備えています。また、掘削を追跡するためのプローブもあります。モニターに信号を受信すると、オペレーターはプロセスを制御し、移動方向やドリルヘッドの傾斜角度を調整できます。
オーガーが受取りピット、つまりプロジェクトの終点に入ると、ドリルは取り外されます。代わりに、エキスパンダーとパイプが固定されています。その後、反対方向へのブレードの回転を開始して、完成したウェルにパイプを締め付けます。掘削作業の最後に、最初のピットからねじ取り付けが削除されます。
トレンチレス方式により、地下水位80mまでの通信下にパイプを敷設できるほか、手間のかかるトレンチを開発することなく複雑な工事をすべて行うことができるため、施工時間を最小限に抑え、財務コストを削減できます。
水平スクリュー掘削は、圧力パイプラインを敷設し、他の方法で敷設することができない地域に通信システムを設置するときに使用されます。トレンチレス敷設の主な利点は収益性です。さらに、完成した鉱山の安定性を維持するために、コンクリートや他のポリマーを使用する必要はありません。
異なる岩石の掘削の特徴
井戸掘削の基本的な技術パラメータは、スクリューコンベヤのスクリューの軸方向荷重と回転速度です。負荷が増えると確実に浸透率が上がり、さまざまな緊急事態につながります。
したがって、単位時間あたりに分離される岩の量がコンベヤの生産性を超えないようにすることが不可欠です。そうしないと、ターンで交通渋滞が発生します。
オージェ掘削の速度は、土壌の性質、井戸の深さと直径、カラムの回転数、底部の軸方向荷重、岩石を破壊するために使用されるツールの設計に直接依存します
原則として、粘土質の粘土質の岩、緩い砂および中密度の砂は、強制スラストなしで掘削されます。スクリューツールは、自重で土壌に導入されるほか、円筒状の鉱山の口への廃石の供給から生じる反力によっても導入されます。
固形砂質ローム、ローム、粘土、泥岩、シルト岩を掘削する場合、通常、ウェルの起動時の掘削中に最大5 kNの軸方向荷重が発生します。カラムの回転周波数は1.7〜3.3秒を超えないようにしてください-1.
より高い周波数では、内部で振動が発生します。これにより、ドリルストリングのリンクが接続を失う場合があります。その結果、掘削は底に留まり、ほとんど手に入れることができません。つまり、新しい鉱山を掘削する必要があります。そして、低周波では、廃土を上部に運ぶことは非常に困難です。
岩の硬度が高くなると、軸方向荷重が増加します。砂利および木材砂利土、冷凍ローム、水飽和砂、石英を含むシルトストーンの掘削は、ビットあたり8〜10 kNの軸方向荷重および1.3〜2.2秒のカラム回転速度で実行されます。-1.
オーガー法で岩を含む小石や岩は掘削されません。これらの丸い岩の破片は、ノミで破壊され、ベイラーによって表面に持ち上げられます。
さまざまな密度と飽和度の砂を水、砂利、および砂利の堆積物で高速で掘削すると同時に、ケーシング構造でケーシングの壁を補強します。
オーガーを軟質プラスチックおよび流動性プラスチックの粘土に通すことは、プラグの形成によって複雑になることがよくあります。粘土粒子がスクリュー工具に付着すると、坑井の深化が止まり、使用済み岩石の運搬が非常に困難になります
これを回避するには、掘削速度を可能な限り低くし、カラムのペーシングを行い、井戸に水を追加します。また、同様の状況では、定期的に掘削ツールを表面まで持ち上げ、付着したロームを洗浄すると効果的です。
オージェ掘削ツール
構造のタイプによる坑井のオーガー掘削用のツールは、ターン数と切削部品の形状によって区別されます。固形および半固形の砂質ロームおよびロームの掘削には、ドリルシェルがよく使用され、その端には追加の切歯が装備されています。
ほとんどの場合、何も追加されていない1つのスターティングオーガーのみが、民間業者の取水量の駆動に使用されます掘削は堆積性の粘着性と接続されていない岩を持っています。深めるときは、工具をドリルロッドで伸ばすだけです。
この場合、破壊された岩石からドリル自体と底をきれいにするために、発射体を0.5〜0.7 mごとに坑井から取り外します。これは、より経済的ですが、より手間のかかる掘削オプションです。
堆積土に見られる玉石や小石を掘削するために、ショックロープ法に切り替えます。原則として、工具鋼製ののみを使用します。このドリルは下から向けられており、「堅固な障壁」が破壊されるまで努力して顔に「投げ込まれ」ます。
小石または玉石が破壊された後、ガラス(コアパイプ)またはベイラーで破片が表面まで除去されます。次に、彼らは再びネジ方式に切り替えます。ほとんどの場合、鉱山を掘削するには、いくつかの掘削方法を組み合わせて使用する必要があります。
ゆるい砂や軟質ロームを掘削するときは、掘削オーガーを使用して、ブレードを下に向けて30〜60度の角度で、および粘性粘土岩-90度で掘削します。
構造的に、オーガーはパイプまたはコイル状のスパイラルを備えた長い中実の棒/棒です
このスパイラルは、直径5〜7 mmの高強度スチールテープをスクリューマンドレルに巻き付けることによって得られます。パイプ・ロッドに張って溶接します。
ベースパイプの直径が大きいほど、スクリューの搬送能力は低くなります。ただし、長い製品の直径は、ねじの機械的強度と製造技術によって制限されます。
現在、2種類のねじが製造されています。
- 中央に穴がある、つまり中空。
- 重み付け-穴なし。
砥石の穴あけ時のスクリューコンベヤの摩耗を最小限に抑えるために、鋼帯を外縁にねじ込むか、金属層を表面に堆積させます。
シェル上でのオーガー掘削の高速では、ストリップ鋼の2方向巻線を備えた特別なアダプターが固定されます。この場合、岩の大部分は粉砕せずにスクリューコンベアに落ちます。
コイル状スパイラルのあるパイプの端では、接続要素は必ず溶接されます。ねじ結合には、ねじなしとねじ込みの2つのタイプがあります。前者の場合、ねじはクラッチロックで接続され、後者の場合はねじでクランプ付きの金属フィンガを犠牲にして保持されます。
ねじをドリルストリングにねじで接続することにより、吊り上げ操作を実行するときや、面に液体を供給するときに、それらの接続と切断を機械化することができます。ただし、大きなマイナスがあります。この場合、ねじを逆回転させる可能性はありません。したがって、スレッドレス接続がさらに普及しています。
特別な掘削リグには、原則として、直径の異なるネジのセットが含まれています。
最も効果的なのは、空気または水が顔に供給される中央の穴があるオーガーです。これにより、スクリューコンベア表面の岩石の摩擦を低減することができます。
ねじ込みタイプの接続を備えた中空ねじは、パージを使用して掘削する場合に使用されます。地殻内の円筒状の作業の掘削中に水を汲み上げたり、地球物理井戸に装薬を設置したり、杭の下の開口部にコンクリートを圧送したりします。ケーシングとしても使用できます。
連続した面で穴をあける場合、中央のチャネルはロープ上の穴あけ工具で塞がれます。
掘削リグの概要
オーガー掘削では、手動ツールと機械化されたリグの両方が使用されます。最も単純な設計は手動のアースドリルです。それはねじ形のナイフとしっかりと固定されたT形のハンドルを備えたロッド/パイプで構成されています。
このタイプのボーリング工具は、コルク抜きのように地面にねじ込まれます。鉱山を運転する過程で、それはバーで増加します。手動の土製ドリルは折りたたみ式になっているため、乗用車で運ぶのが最も便利です。また、オーガードリルストリングの長さを変更することができます。
手工具を使用すると、直径2センチメートル以下の深さ2メートルまでの穴を開けることができます。ガソリンまたは電気駆動のモータードリルがあります。それらの設計には、スクリューコンベヤ、つまりスクリューと、ギアボックスを備えたエンジンが含まれます。モーターシャフトの回転はオーガーの動きを提供します。
建設用ドリルロッドの存在下で電動工具を使用すると、深さ25メートルまでの井戸を掘削できます。直径30センチまでのそれは、街路の電柱の設置、フェンスの柱の設置、基礎の検査のためのピット、土壌の基礎に使用されます。
民家の領土に井戸を掘ったり、杭基礎に大径の穴をあけたりするのは、携帯型の小型機械や携帯機器を使った掘削リグなど。
モバイルユニットは、電気モーターまたはガスモーターを備えた小型機械です。彼らの助けを借りて、さまざまな機能目的のサポートのために多数のピットを準備するために与えるための井戸をすばやくドリルできます。
多くの場合、このような掘削リグは、作業場所への輸送を容易にするために、乗用車用のトレーラーの形で作られています。
土木および産業建設では、深さと直径の大きな働きを形成するために、トラック、トラクターなどのモバイル機器に固定された特殊なネジが使用されます。
高圧送電線や街路灯柱のパイロンの設置、スタジアム、スポーツセンター、産業施設、飛行場のパイロンの設置に使用されます。さらに、オーガー掘削リグの助けを借りて、ピットのタングアンドグルーブフェンシングがモバイル機器に構築され、スクリューパイルが設置されます。
家庭で20 mの深さの井戸のオージェ掘削:
このビデオは、高速道路の下に通信を敷設するための水平オーガーの井戸掘削の技術を示しています。
デバイスは、中央チャネルを備えた大径の連続オーガーを積み上げます。作業には、バウアーBG-30掘削リグとLiebherr高性能固定式コンクリートポンプが使用されます。
スクリュー方式は、高率の掘削を実現します。坑井の開発と、開発の底から口への廃土の供給は、同時に継続的に行われるため、掘削業者の時間と労力の両方、およびプロジェクトに投資された資金が節約されます。そのため、ねじ穴あけの方法も人気があります。
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