אחת השיטות היצרניות והחסכוניות ביותר ליצירת עבודות מכרה היא קידוח ליבה. הוא משמש לחקר שדה וגיאולוגיה הנדסית. בנוסף, זו הדרך הקלה והמהירה ביותר להשיג גישה למי תהום לארגון אספקת מים.
תוכלו ללמוד הכל על הפרטים של קידוח ליבה, הכלי הנדרש ליישום ותכונות היישום שלו מהמאמר שלנו.
היקף קידוח ליבה
קידוח ליבה הוא שיטה המאפשרת ברמת הדיוק הגדולה ביותר לקבוע את עומק הגג ותחתית שכבות האדמה, כמו גם את סימון העומק של מראה מי התהום.
טכנולוגיית קידוח ליבה נמצאת בשימוש נרחב בענפים הבאים:
- אספקת מים במגזר התעשייתי והפרטי. קידוח בארות לאספקת מים פרטית, ארגון צריכת מים של כפרים או רחובות עירוניים מבוצעות ביעילות על ידי קידוח ליבה בשל העובדה שהקידוח חודר בקלות למעמקים גדולים. סרגל ליבה מסוגל להעלות כמעט כל סלע הרוס למעט קרקעות בלתי-קוהרנטיות רוויות מים (חול, חצץ, חלוקי נחל);
- חקר בענף הכרייה. כאשר הסלע עובר, השפעה נקודתית על האדמה מתרחשת לאורך רדיוס הסיבוב. במילים אחרות, מעטפת, הדומה מבחינה מבנית לצינור, מקדחת מסת סלע מוצקה מבלי להפריע למבנה ומצבה.
- בניין. ביצוע מחקרים גיאוטכניים לבחינת התכונות הפיזיקליות והמכניות של קרקעות, מצב הסלעים. טכנולוגיית העמודים מספקת הזדמנות לזהות במדויק את אספקת המים ולקחת דגימות מים כדי לחקור את האגרסיביות שלהם ביחס לבטון.
במהלך קידוח הליבה, מחולצים ליבה - עמוד אדמה או שכבות אדמה סמוכות. הגרעין מאופיין במבנה טבעי אינטגרלי, המספק ניתוח מקיף של הגזע הנחקר. קידוחים בצינור ליבה מאפשרים לכם לקבוע את עומק הסלע ברמת הדיוק הגבוהה ביותר ללימוד.
קידוח ליבה מבטיח את שלמות הליבה המופקת, התורם לחקר האיכותי של הסלע. במקביל מבוצע ניקוי איכותי ביותר של הפנים מהסלע ההרוס.
השימוש במקדחת ליבה בבנייה מקלה ומאיצה תהליכים באופן משמעותי. ערמה ניתנת לפטיש בקלות לתוך החור שהוכן באמצעות מקדח ליבה או על גבי מבנה בטון מזוין מוכן. קידוח ליבה מאפשר לכם ליצור חורים גליליים במבני לבנים ובטון.
טכנולוגיית עבודה וציוד
ידועות שתי שיטות לשימוש במקדח ליבה: עבודה עם אספקת נוזלים לתחתית או לייבוש, כלומר ללא קידוח בוץ.
קידוחים ללא שימוש בבוץ קידוח משמשים אם קרקעות לא עקביות רוויות בלחות טבעית בכמות המספיקה לחדירה ומיצוי. מים גם אינם מסופקים לציר העבודה כאשר הם עוברים דרך נוזל-פלסטי נוזלי, פלסטי רך וקשיח-פלסטי נוקשה, נול חולי קשיח ופלסטי.
נוזל הוא חובה לקידוח תצורות סלע וסלעים למחצה. בהיעדר מים במקרה זה, ההפסקה איטית בהרבה.בנוסף, הסבירות לכישלון מוקדם של הכתר עולה משמעותית, ולכן קידוחים יבשים נחשבים ליקרים יותר.
הטכנולוגיה של קידוח ליבה עם שטיפה מאפשרת לא רק להאריך את שירות ציוד העבודה, אלא גם את הדרך המהירה והפחות זמן רב לשחרור הפנים מהסלע ההרוס.
כאשר מקדחים בנוזל קידוח קצב ההעמקה עולה משמעותית. לרוב משתמשים בשיטה זו בעת קידוח בארות בעומק משמעותי. זה מאפשר לך לבצע עבודות בזמן הקצר ביותר עם סיכון מינימלי לנזק לכתר.
מים שעדיין נמצאים בלחץ גבוה מסופקים לקרקעית במהלך פיתוח הבאר בקרקעות רופפות וחסרות קוהרנטיות, אם הליבה אינה משימה. במקרה זה, עם זרם מים הם פשוט שוטפים את הפנים ומשחררים את פיר העבודה מהאדמה ההרוסה.
העיקרון של טכניקת העמודה
אלמנט הליבה בקידוח הליבה הוא חלק החיתוך ההרסני המותקן על קרקעית צינור הליבה. הם קוראים לה כתר. לשקיעת סלעים משתמשים בכתרים מיוחדים המצוידים בכלי יהלום.
כתרים חותכים אלמנטים הניתנים להחלפה הנדבקים לקצה התחתון של צינור הליבה. בתהליך הקידוח יש לשנות אותם מספר פעמים
כתר היהלום הוא זה שמבטיח את המעבר כמעט ללא פגע של המקדח לעומק רב במהלך מעבר עבודות צריכת מים לאבן גיר. כלומר, במהלך התפתחות בארות הטמונות בסלע, שבסדקים שכתוצאה מהם עיבוי בן מאות שנים, נוצרו עתודות המים התת-קרקעיים הטהורים ביותר.
חלקי המקדחה משתנים בצורה הפשוטה ביותר - הם מסירים את החלק השחוק ומבריגים כתר חדש על צנרת הליבה.
הסלע חתוך כתר מסתובב במהירות גבוהה. ניתן להתאים את מהירות הסיבוב של המקדחה בהתאם לצפיפות האדמה המפותחת. הכתר "חותך" את האדמה רק לאורך קצה גליל מוזר, שחלקו המרכזי נלחץ אל צינור הליבה.
כדי לחלץ את הליבה, המקדחה מורמת אל פני השטח. האדמה שנלכדה על ידיו מפוצצת, ממש, מקדחת הליבה, בזרם אוויר שמסופק לחלקו העליון של הצינור. תהליך הניפוח מואץ על ידי הקשה על הקליפה בעזרת פטיש.
במהלך קידוח ליבה, נדחף קטע סלע בצורת חרוט לתוך צינור הליבה. כדי לחלץ אותו, מעטפת הליבה מוציאה מהחבית על ידי פירוק מיתר המקדחה. הגרעין מנופח ונחבט מהצינור
לתרגילי עמודים במהלך מעבר של סלעים חזקים יש תפוקה גבוהה יותר מקטעי מטריקס וחרוט. זאת בשל מהירות הסיבוב הגבוהה של המקדחה, מה שמפחית את מידת המאמץ המיושם בפיתוח.
בנוסף, האזמלות הורסים את הסלע לחלוטין, שיצטרך "לזרוק" אותו על ידי הרזיד או לספק מים בלחץ לשטוף את הפנים. למעשה, תצטרך לעבור את אותו קטע פעמיים, או אפילו שלוש פעמים: ראשית, להרוס, ואז לנקות. טכנולוגיית העמודים מאפשרת לך לעבור ולנקות את הפנים בפעם אחת.
כלי מכונה ואסדות קידוח
בחירת המכונה או אסדת הקידוח נקבעת לפי מטרת הבאר וקוטרה. הפופולריות של שיטת קידוח הליבה קובעת ייצור אסדות קידוח וכלים מכניים ברחבי העולם. טרקטורים כבדים, משאיות ורכבי שטח הולם מתאימים להתקנות המיועדות לקידוח גישוש.
השימוש בטרקטורים עם כבישים כבדים מאפשר קידוח ליבה באזורים עם חוסר יכולת, ספיגת מים לפני השטח ותנאי שטח לא יציבים.
לרוב, ציוד קידוח מותקן על מכוניות קלאסיות MAZ, KAMAZ ואוראל. עם זאת, קיימות אפשרויות הרכבה לציוד קל יותר המשמש לקידוח בארות מים בבנייה פרטית.
בקידוח סיבובי ידני, צינור הליבה מוחלף על ידי קודמו ההיסטורי, הזכוכית. מעטפת זו הינה גרסה מקוצרת של צינור הליבה עם קצה מחודד על הסוליה. כוס ידנית או באמצעות מקדחה מנועית מפותלת באדמה וכל מה שנדבק לתוכה מוסר לפני השטח.
למיכון של קידוח ידני של בארות רדודות ויצירת חורים להתקנת גדרות ומגדלי העברת חשמל, משתמשים במנועי בנזין וחשמל. הם מדווחים על תנועות סיבוביות למקדח או לצינור הליבה
ציוד לשקיעה וסידור בארות
ביישום קידוח ליבה יש צורך בציוד המאפשר לכם לעבוד לעומק, לפתח ולחלץ מגוון רחב של סוגי סלעים. במהלך העבודה יש לספק עלייה תקופתית אל פני השטח של החומר שנהרס על ידי הטיל.
סט כלי מקדחה רגיל
לביצועים באיכות גבוהה של עבודה דורש:
- פגזי עמוד. הם משמשים הן לקידוח אופקי והן לקידוח פעולות אנכיות. באמצעות צינורות ליבה סטנדרטיים, קידוח אפשרי בזווית של עד 45 מעלות. ניתן להשתמש בקליפות ליבה דקיקות קיר לקידוח אופקי ללא תעלה בעת הנחת תקשורת.
- כתרים. זהו כלי להרס סלעים שצינור ליבה מצויד בו כדי להקל על חיתוך ליבה בסלע. לקידוח קרקעות מלוכדות ואדמה לא קוהרנטית, משתמשים בכתרי פליז. לייצור סלעים ויוצרים חורים בבטון, אספלט, קיר לבנים, נוצרים כתרי קרביד עם חותכי יהלום.
- מעטפת פלדה. הם נחוצים למעטפת הייצור - היווצרות בור הבור, המיוצר במקביל להעמקתו. הקוטר שלהם שווה לקוטר הבאר. מארז הצריכה למים נבחר מראש תוך התמקדות בקוטר צינור הליבה והמשאבה, אשר מתוכנן להיות מופעל בבאר.
- מוטות. אלה צינורות צרים המעוותים זה לזה. משמש לבניית חוט המקדחה. במילים פשוטות, הם נדפקים לסירוגין לראש צינור הליבה כך שהוא יכול להעביר תנועה סיבובית בעומק החורג מגובה השלד. גובה צינור הליבה + גובה מיתר מוטות המקדחה = עומק הייצור.
- תת הם הכרחיים כדי להבטיח חיבור של חיבורי הברגה בקטרים משתנים הקיימים על מוטות מקדחה, מסובבים, אטמי שמן שוטפים ורכיבים אחרים.
- תקעים ואטימות שטיפה. בעזרתם ניתן לקבל את העלייה לפני השטח של האדמה ההרוסה, אם אין צורך בבחירת גרעין שלם. במקרה זה מים מסופקים לפנים, שוטפים את האדמה ההרוסה תחת לחץ על פני היום.
- אזמלים. הם משמשים להעמקת חור הקידוח במקומות הקשים ביותר למעבר מקדח ליבה. כשמשתמשים במעט, לפעמים הם עוברים מקידוח סיבוב לקידוח חבל הלם.
הכלי המוצג הוא סט רגיל לקידוחים בטכנולוגיית ליבה. במקרים מסוימים, בהתאם למורכבות הפיתוח, יתכן ויהיה צורך בכלים וציוד נוספים.
כאשר מעמיקים את החפירה, מוברגים ברצף מחרוזת מוטות קידוד לראש צינור הליבה. כדי לחלץ את קרקע הליבה על פני השטח, המוט לאחר המוט אינו מתפתל
תכונות עיצוב צינור ליבה
המאפיין העיצובי של הטיל בזמן קידוח הליבה נובע מהשמירה המרבית על שלמות הליבה ומורכב בסידור טבעתי סביב המעבר החופשי. אחד המאפיינים החשובים ביותר הוא מקדם דגימה הליבה. זה מוגדר כיחס בין קוטר הליבה לקוטר החיצוני של הכלי.
כלי קידוח הליבה הוא סטנדרטי, הוא שונה בעיקר בקוטר בלבד. על פי מאפיינים מבניים, צינורות הליבה מסווגים ליחיד וכפול. פגזים יחידים המיועדים לעבודה בתנאים גיאולוגיים רגילים נהדרים לפיתוח בארות מים.
כלי כפול עם צינור פנימי שאינו מסתובב משמש רק לבדיקה גיאולוגית. יש צורך להוציא דגימות סלע שנהרסות בקלות תחת השפעת גורמים שונים. זה מאפשר לך לקחת דגימה בהרכב טבעי, עם אחוז טבעי של מינרלים וסלע פסולת.
בדגימה למחקר הנדסי וגיאולוגי, לבדיקה גיאולוגית וקידוח של חורים להתקנת תומכי קו הולכה חשמליים משמש צינור ליבה יחיד
כל צינורות הליבה מיועדים לשימוש בטיהור, אספקת בוץ קידוח לתחתית ושטוף הבאר. החלק העליון שלהם מצויד בחור טכנולוגי דרכו מוזרקים מים או זרם אוויר.
הספציפיות של החלק החיתוך של הטיל
כל כתר מוצג בצורה של טבעת עם חוט הממוקם למעלה, הכרחי להברגה לצינור הליבה, וחותכים הממוקמים בקצה התחתון. חותכים יצוקים או מרותכים לחלק מתכת חיתוך זה.
בעת הליבה, השתמש בכתרים הבאים:
- קרביד - חתוך דק, מצולע.
- יהלום - ספוג ויהלום קטן.
אלמנטים לחיתוך קרביד מיועדים לקידוח קרקעות "רכות". בעזרתם נקדחים כל סוגי סלעי החימר בכל עקביות, סלעים למחצה, לחות נמוכה וחולות לחים בעלי הרכב צפוף וצפיפות בינונית. לקידוחים דרך אבני חול ועגלות, משתמשים בכתרים עם חותכי טונגסטן-קובלט.
חלקים רדודים מיועדים לקידוח סלע קשה בינוני עם שוחקים נמוכים. הם מצוידים בחותכי מתומן או מרובעים. כאשר החותכים ממוקמים בגבהים שונים, מושגת גם שחיטה צעד צעד, אשר יתרונותיה תוארו לעיל.
שימוש בכתרים מצולעים משפר את זרימת הנוזל הסומק על ידי הרחבת קוטר הבאר
כתרים מצולעים מיועדים לקידוח סלעים קשים עם שוחק בינוני. חותכי כתרים כאלה מורכבים מראשי גלילי או פריזמטי מפלדה עם תוספת קרביד. במקרה זה, גם במקרה של בלאי הכתר אינו מקטין את יעילות עבודתו.
כתרים עם כלי יהלום מיועדים לקידוח סלע וסלע למחצה בעלי שוחקים גבוהים.
כדי להגביר חוזק ולהגדיל את תכונות השחיקה, יהלומים תעשייתיים נלחצים למסה הגבס שלו בתהליך הייצור. לאחרונה, גבישים טבעיים מוחלפים לרוב בגידול מלאכותי
מספר הצלעות נקבע על ידי עיצוב הכתר וקוטרו - הם יכולים להיות בין שלוש לשש. ניתן להאיץ את תהליך הרס הסלע על ידי תנועה במעלה הצלעות יחסית לפנים הקצה של הכתר. כך מובטחת תחתית מדורגת ומקלה על מעבר נוזל השטיפה.
צינורות מארז היטב
שני צינורות פלדת ליבת ומארז מיוצרים על פי GOST 51682-2000. בגיאולוגיה בחקירה והנדסה הם משמשים למניעת התמוטטות האדמה בתחתית, מה שלא יאפשר להבין באיזה עומק שכבה גיאולוגית אחת מוחלפת על ידי שכבה אחרת.
בסידור פתחי צריכת מים, מעטפת מהווה את קירות הבאר. במארז המורכב מהם מוטל מיתר צינור נוסף. כעת הוא מורכב לרוב מפלסטיק. מעטפת הייצור מצוידת במסנן להחזקת גרגרי חול וחצץ דק במהלך השאיבה.
הנפוצים ביותר הם צינורות מעטפת עם מפרקי פטמה.במקרה זה, לצינורות יש חוט פנימי בצד אחד, וחוט חיצוני בצד הנגדי. הקנה המשורשר מורכב בפשטות ובמהירות בצורה קיצונית.
שני צינורות הליבה וגם המארז מושחלים, מקצה אחד לקצה החיצוני, מקצה לקצה. זה מאפשר לך להרכיב את המעטפת במהירות ובקלות. מידות החוטים מאוחדות - כל מעטה יכול לשמש כצינור ליבה, זה מספיק כדי לדפוק את הכתר והקודקוד אליו
ישנם צינורות מעטפת המיועדים למפרקים מרותכים. הם לא משמשים במגזר הפרטי בגלל התהליך העמלני של הרכבת העמודים.
צינורות מעטפת וגם ליבת עשויים פלדה כיתה 45 עם קבוצת חוזק "K". כדי להגביר את ההתנגדות לשחיקה במשטח, קצות הצינורות מתקשים. בהתאם למכשור הקידוח המשמש וקוטר המשאבה הצוללת, משתמשים בצינורות בקוטר של 100 עד 200 מ"מ בהתקן לעבודות צריכת מים פרטית.
שלבי קידוח ליבה
לפני תחילת העבודה עליכם ללמוד את התוכנית הקדסטרית ולהכין את משטח העבודה. יש להבטיח גישה ללא הפרעה לאתר הקידוח של אסדת הקידוח עצמה והמכונה באמצעות נוזל שטיפה.
השלב הבא יהיה חפירת בור בנפח של לפחות 2 קוב - זה ימנע את הצורך להשתמש במכל נוסף. הבור נועד לנקז מי תהום ובנוזל שטיפה. כדי להתקין את החלק העיקרי של תא המטען, יש צורך באגרוף באדמה.
בשלב הבא, הכתר שנבחר מחובר עם צינור מקדחת הליבה ובחירת צינורות מעטפת, אשר יגדלו ככל שהם יתעמקו. יש להתקין היטב את ההתקנה, שלאחריה משיקה אסדת הקידוח.
טכנולוגיית העמודים עם שטיפת קרקעית המים מאפשרת את הדרך הפשוטה והמהירה ביותר לשחרר את ציר העבודה מהסלע ההרוס
כאשר מקדחת הליבה מעמיקה וממלאת אותה, היא מרימה מעת לעת למשטח היום ומנקה אותה מהאדמה שנלכדה על ידי הכלי בזמן הקידוח. לאחר מכן ניתן שוב לטבול את הגרעין המשוחרר מהליבה בבור הבאר כדי להמשיך בקידוח.
לטפס במעלה חוט המקדחה, המורכב משלוח גרעין ומוטות ליבה, מפורקים. כלומר, המוט אחרי המוט מופרד ברצף עד שיוצאת צינור הליבה מהחבית.
האפשרות הטובה ביותר לפיתוח באר לסוחרים פרטיים היא קידוח ליבה ואחריו שטיפה. אין לקחת דגימות במקרה זה. העיקר הוא ליצור במהירות את החבית ולנקות אותה מבוצה ובמקביל מתבצעת ההכנה לפיתוח לקראת המבצע הקרוב.
לשטיפה, אתה יכול להשתמש בכל מים, זה די מתאים מהבריכה או הנהר הסמוך. הקידוח יכול להתבצע גם יבש אם מפתחת באר חול. בדרך כלל במקרה זה, זוג דליים של מים כנוזל קידוח מספיקים רק בכדי לקרר את הקליפה בתחתית.
על פי טכנולוגיית הליבה, נקדחים חורים בבטון ומבני בטון מזוין, יסודות וקירות לבנים.
כאשר עובדים בחול רופף ונמוך, לחיזוק קירות החור בתמיסה העובדת, מומלץ להוסיף מסת נוזל או חימר. בכל מקרה, כאשר המקדחה עוברת באופק עם מבנה לא יציב, מוצדק לחזק את קירות הבאר בעזרת צינורות מעטפת.
מאפיינים טכנולוגיים של התהליך
בתהליך ההעמקה ניתן להתאים את מהירות הקידוח. יש לציין כי המקדחה מתגברת בקלות על שכבות סלע משקע במהירות גבוהה נמוכה. אך כאשר עוברים בסלעים ילידים נדרשת עלייה במהירות הסיבוב. בשיטת קידוח הליבה ניתן לעבור תצורות של קומפוזיציות שונות וכל קשיות.
יש לקחת בחשבון את העובדה כי יש למקם את אסדת הקידוח על פלטפורמה אופקית מוכנה ומישורית. ניתן לכוון את זווית החדירה אם קוטר החור בפיתוח אינו עולה על מטר. ואז האנכיות של הייצור נתמכת על ידי המארז.
ניתן לעשות שימוש חוזר בצנרת מעטפת אם מייד לאחר השקיעה הם מוציאים מהמכרה. צינור ליבה הוא מעטפת לשימוש חוזר, שאי אפשר לומר על כתרים. קידוחים באופק המשקע דורשים לפחות שניים, ואף יותר מכך. כאשר בונים באר על אבן גיר, אי אפשר לחזות את מספר הכתרים שנמחקו בדיוק.
על מנת להאריך את חיי ליבת היהלום לאחר התקנתו או החלפתו, יש לסגור את החלק התחתון של הבאר. מדד זה יגדיל משמעותית את קצב החדירה.
ניתן להרכיב את אסדת הקידוח על כלי רכב בעלי יכולת נשיאה גבוהה או על רכבים מיוחדים עקובים במקרה של עבודה בשטח קשה. ניתן להשתמש בציוד נייד קל יותר לקידוח ליבה של בארות מים.
יתרונות וחסרונות של שיטת העמודה
בשל פעולת הנקודה של הכתר ברדיוס שלו, מובטחת חיתוך והסרה מדויקת של הגרעין כולו לפני השטח. הטכנולוגיה מתאימה לקידוח סלעים עד לקטגוריה XII, אתה יכול לעבוד בניצב ובזווית.
אחד האינדיקטורים החשובים ביותר לשיטת הליבה נחשב לפרודוקטיביות ומהירות קידוח גבוהה.
בנוסף, ניתן להבחין בין היתרונות הבאים:
- נפח הקידוח במקרה של שימוש בנוזל שטיפה או במים מעובדים הוא 85%;
- הכנסת תחליבים פעילים לפיתרון העובד מאפשרת לשמור על קירות הבאר במצבה המקורי;
- בגלל צמצום העומסים הצירים עקב העובדה שהסלע לא נהרס ברציפות, מושגת הפחתה בעלויות האנרגיה.
- השיטה מאפשרת לעבוד עם כל סלעים, כולל בזלת וגרניט.
- בעת השימוש במכונה הניידת שהוקמה לפני כן, ניתן לבצע עבודה במקומות שקשה להגיע אליהם.
לצד היתרונות, לקידוח ליבה יש גם חסרונות:
- כאשר עובדים בסלעים שברים, לעיתים קרובות מתרחש חסימת ליבה, מה שמוביל לצורך להסיר את הצינור כדי לדפוק אותו.
- במהלך מעבר של סלעים קשים בגלל התחממות יתר ותפיסת הכתר מתעמעם במהירות. כדי להימנע מכך, יש צורך להשתמש בנוזל קירור ולהפחית את קצב ההזנה. כתוצאה מכך, מהירות הקידוח מופחתת.
- חתך הקטע (עד 200 מ"מ) של קידוחים אינו מאפשר שימוש במשאבות טבולות עוצמתיות.
בעת פיתוח בארות למים במקרה של שימוש בתמיסת חימר במהלך פתיחת המאגר, קיימת סבירות גבוהה להטיית האקוויפר.
וידאו 1. השלב הראשוני של קידוח באר בשיטת הליבה:
וידאו 2. קידוח ליבה של באר בסלע גרניט:
לפני תחילת פעולות קידוח הליבה יש להקדים חישוב כלכלי. עמידה בתקני הבטיחות וכללי ההפעלה של הציוד ממזערת את הסיכון לכישלון ובכך מבטיחה יעילות גבוהה, מהירות קידוח ועלויות כלכליות נמוכות יותר.
האם אתה רוצה לשתף אותך רק בדקויות הידועות של טכנולוגיית העמודות? האם יש לך מידע שימושי בנושא המאמר? אנא כתוב הערות בטופס החסימה שלמטה, שאל שאלות ופרסם תמונות בנושא המאמר.