Az aknafúrások kialakításának egyik legtermékenyebb és leggazdaságosabb módszere a magfúrás. A terepi kutatásban és a műszaki geológiában használják. Ezenkívül ez a legegyszerűbb és leggyorsabb módszer a talajvízhez való hozzáféréshez a vízellátás megszervezése céljából.
Cikkünkből mindent megtudhat a magfúrás sajátosságairól, a megvalósításához szükséges eszközről és az alkalmazási lehetőségekről.
A magfúrás hatálya
A magfúrás olyan módszer, amely a legnagyobb pontossággal lehetővé teszi a tető és a talajrétegek mélységének, valamint a talajvíz tükör mélységjelének meghatározását.
A magfúrási technológiát széles körben használják a következő iparágakban:
- Vízellátás az ipari és a magánszektorban. Kútfúrások magánvízellátáshoz, a teljes falvak vagy városi blokkok vízfelvételének megszervezése hatékonyan magfúrással történik, mivel a fúró könnyen behatol a nagy mélységbe. A mag lövedék képes szinte bármilyen elpusztult kőzet emelésére, kivéve a vízzel telített és laza nem koherens talajokat (homok, kavics, kavics);
- Kutatás a bányászatban. Amikor a kő áthalad, a talajra egy pontütközés történik a forgás sugara mentén. Más szavakkal: egy héj, amely szerkezetében hasonlít egy csőre, fúr egy szilárd kőtömeget anélkül, hogy megzavarná annak szerkezetét és állapotát.
- Épület. Geotechnikai vizsgálatok elvégzése a talajok fizikai és mechanikai tulajdonságainak, a kőzetek állapotának tanulmányozására. Az oszloptechnika lehetőséget ad a vízellátás pontos azonosítására és vízminták vételére, hogy megvizsgálhassák a beton agresszivitását.
A magfúrás során egy magot kinyernek - egy talajoszlopot vagy a szomszédos talajrétegeket. A magot egy integrált természetes szerkezet jellemzi, amely a vizsgált kőzet átfogó elemzését nyújtja. Magfúróval történő fúrás lehetővé teszi a szikla mélységének meghatározását a legnagyobb pontossággal a vizsgálathoz.
A magfúrás biztosítja a kinyert mag integritását, ami hozzájárul a kőzet kvalitatív vizsgálatához. Ugyanakkor elvégzik az arc legmagasabb színű tisztítását a megsemmisült szikláról.
A magfúró használata az építőiparban jelentősen megkönnyíti és felgyorsítja a folyamatokat. Egy halom könnyen fúrható a fúróval készített lyukba, vagy beépíthető egy kész vasbeton szerkezet. A magfúrás lehetővé teszi hengeres lyukak létrehozását tégla- és betonszerkezetekben.
Munkatechnika és felszerelés
A magfúró használatának két módszere ismert: folyadéknak az aljára vagy a szárazra juttatása, azaz iszap fúrása nélkül.
A fúrást fúrófolyadék nélkül használják, ha a nem koherens talajok természetes nedvességgel vannak telítve a behatoláshoz és az extraháláshoz elegendő mennyiségben. A folyadék-műanyag, a lágy műanyag és a merev műanyag agyag, a kemény és a műanyag homokos agyagon áthaladva a víz nem jut a munkatengelyhez.
A folyadék kötelező a szikla- és félig-kőzetek kialakulásához. Víz hiányában a mélyedés sokkal lassabb.Ezen túlmenően a korona korai meghibásodásának valószínűsége jelentősen megnő, ezért a száraz fúrás költségesebbnek tekinthető.
Az öblítéssel történő magfúrás technológiája nemcsak a munkaeszközök kiszolgálásának kiterjesztését teszi lehetővé, hanem a leggyorsabb és legkevesebb időt igénylő módot az arc megszabadítására az elpusztult szikláról
Fúrófolyadékkal történő fúráskor az elmélyülés sebessége jelentősen megnő. Leggyakrabban ezt a módszert alkalmazzák jelentős mélységű kút fúrásakor. Ez lehetővé teszi, hogy a lehető legrövidebb időn belül végezzen munkát, minimális a korona károsodásának kockázata.
A kútfejlesztés során laza, nem koherens talajban a magas nyomás alatt álló állóvíz az aljára táplálódik, ha a burkolás nem feladat. Ebben az esetben vízfolyással egyszerűen lemossák az arcot, megszabadítva a munkatengelyt az elpusztult talajtól.
Az oszloptechnika alapelve
A magfúrás fő eleme a magcső aljára szerelt romboló daraboló rész. Koronának hívják. A kőzet süllyedéséhez speciális gyémánt szerszámokkal felszerelt koronákat használnak.
A koronák cserélhető elemeket vágnak, amelyeket a magcső alsó széléhez csavarnak. A fúrás során ezeket többször meg kell változtatni
A gyémántkorona biztosítja a fúró szinte akadálytalan átjutását nagy mélységbe a vízfelvétel mészkőig történő áthaladásakor. Vagyis az alapkőzetbe eltemetett kutak fejlesztésekor, amelyek repedéseiben évszázados kondenzáció eredményeként a legtisztább föld alatti víz készletei képződtek.
A fúrók cseréje a legegyszerűbb módon történik - eltávolítják az elhasználódott részt, és új koronát csavarnak fel a magcsőre
A sziklát nagy sebességgel forgó koronával vágják. A vetőgép forgási sebessége a fejlett talaj sűrűségétől függően beállítható. A korona csak a sajátos henger széle mentén „vágja ki” a talajt, amelynek központi részét a magcsőbe nyomják.
A mag kinyeréséhez a fúrót a felületre emelik. Az általa elfogott talajt szó szerint kiürítik a magfúróból egy levegőárammal, amelyet a cső felső részéhez vezetnek. A fúvási folyamat felgyorsul, ha a héját egy kalapáccsal megcsavarják.
A magfúrás során egy kúp alakú kőzet szegmenst tolnak be a magvezetékbe. Ennek kinyeréséhez a maghéjat a fúróhúr szétszerelésével veszik ki a hordóból. A magot fújják és kidobják a csőből
Az erős sziklák áthaladása során az oszlopfúrók nagyobb termelékenységet mutatnak, mint a mátrix és a kúp bit. Ennek oka a fúró nagy fordulatszáma, amely csökkenti a fejlesztési erőfeszítés mértékét.
Ezen felül a vésők teljesen megsemmisítik a kőzetet, amelyet a pénztárosnak ki kell szednie vagy nyomás alatt kell vizet szolgáltatnia az arc elmosásához. Valójában kétszer vagy akár háromszor is át kell mennie ugyanazon a szegmensen: először el kell pusztítania, majd törölnie kell. Az oszloptechnika lehetővé teszi, hogy egyszerre áthatoljon és tisztítsa meg az arcát.
Szerszámgépek és fúróberendezések
A gép vagy a fúróberendezés választását a kút célja és átmérője határozza meg. A magfúrási módszer népszerűsége meghatározza a fúróberendezések és szerszámgépek gyártását az egész világon. Nehéz traktorok, teherautók és terepjárók alkalmasak felderítő fúrásra tervezett berendezésekhez.
A nehéz lánctalpas traktorok lehetővé teszik a magfúrást átjárhatatlan, felszíni víztapadású és instabil terepen lévő területeken.
A fúróberendezéseket leggyakrabban a klasszikus MAZ, KAMAZ és Ural autókra szerelik fel. Vannak felszerelési lehetőségek könnyebb felszerelésekhez is, amelyeket magánépítésben használt vízkút fúrására használnak.
Kézi forgófúrásnál a magcsövet a korábbi elődje, az üveg helyettesíti. Ez a héj a magcső rövidített változata, hegyes élével a talpon. Egy poharat kézzel vagy motoros fúróval becsavarva a földbe csavarja be, és minden, ami bele van rakva, a felszínre kerül.
A sekély kutak kézi fúrásának gépesítéséhez, valamint a kerítések és erőátviteli tornyok beépítéséhez szükséges lyukak kialakításához, benzin- és elektromos motorokhoz van szükség. Forgási mozgásokat jelentenek a csavarra vagy a magcsőre
Berendezések süllyesztéshez és a kutak elrendezéséhez
A magfúrás végrehajtásához olyan berendezésekre van szükség, amelyek lehetővé teszik a mélyreható munkát, a kőfajták sokféle fejlesztését és kinyerését. A munka során rendszeresen emelkedni kell a lövedék által elpusztított anyag felületén.
Normál fúrószerszám-készlet
A magas színvonalú munka elvégzéséhez:
- Oszlop kagyló. Mind vízszintes, mind függőleges fúrásokhoz használják. Szabványos magcsövekkel a fúrás 45 fokos szögben lehetséges. A vékony falú héjak csak vízszintes árok nélküli fúrásokhoz használhatók, amikor kommunikációt létesítenek.
- Koronát. Ez egy sziklapusztító eszköz, amelyben egy magcső van felszerelve, hogy megkönnyítse a mag vágását a kőzetben. Üledékes kohéziós és nem koherens talajok fúrására sárgaréz koronákat használnak. Kőzet süllyedéséhez, lyukak kialakításához betonban, aszfaltban, téglafalban, keményfémkoronákból készülnek gyémántvágók.
- Acélház. Ezek szükségesek a termelés burkolatához - a kútfúrás kialakulásához, amelyet a mélyítésével egy időben készítenek. Átmérőjük megegyezik a kút átmérőjével. A vízfelvétel burkolatát előre megválasztják, a magvezeték és a szivattyú átmérőjére összpontosítva, amelyet a kútban üzemeltetni terveznek.
- Rúd. Ezek keskeny, egymáshoz csavart csövek. A fúróhúzó építésére szolgál. Egyszerűen fogalmazva, azokat felváltva csavarják fel a magcső tetejére, hogy az továbbítsa a forgó mozgást a lövedék magasságát meghaladó mélységben. A magcső magassága + a fúrórudak magassága = a gyártás mélysége.
- Alatti Ezek szükségesek a fúrórudakon, forgókészülékeken, öblítőolaj tömítéseknél és más alkatrészeknél lévő, különböző átmérőjű menetes illesztések összekapcsolásához.
- Öblítődugók és tömítések. Segítségükkel a megsemmisült talaj felszíne megemelkedik, ha nincs szükség teljes mag kiválasztására. Ebben az esetben vizet juttatnak az arcra, és az elpusztult talajt a napi felület nyomása alatt kiürítik.
- Vésők. Ezeket a fúrást a magfúró áthaladásának legnehezebb helyein való elmélyítésére használják. Kicsit használva, néha a rotációs fúrástól az ütközőfúróig váltják.
A bemutatott szerszám standard készlet a magtechnológiával történő fúráshoz. Bizonyos esetekben, a fejlesztés bonyolultságától függően, további eszközökre és berendezésekre lehet szükség.
Az ásatás elmélyítésekor a fúrórudak sorozatát egymás után csavarják fel a magcső tetejére. A rúdnak a felületre történő kinyerésére a rúd a rúd után nincs csavarva
Core cső kialakítás jellemzői
A héj tervezési jellemzője a magfúrás során a mag integritásának maximális megőrzéséből adódik, és egy gyűrű alakú elrendezésből áll a szabad átjáró körül. Az egyik legfontosabb jellemző a magmintavétel együtthatója. Ez a mag átmérőjének és a szerszám külső átmérőjének hányadosa.
A magfúró szerszám standardizált, főleg csak átmérőjétől különbözik. Szerkezeti jellemzői szerint a magcsöveket egy- és kétszemélyesekre osztják. A normál geológiai körülmények között történő működésre tervezett egyszemélyes kagyló kiválóan alkalmas vízkút fejlesztésére.
Kettős szerszámot nem forgó belső csővel csak geológiai kutatások során használnak. Sziklaminták kinyerésére van szükség, amelyeket különféle tényezők hatására könnyen elpusztítanak. Ez lehetővé teszi, hogy mintát vegyen természetes összetételben, az ásványi anyagok és a hulladék természetes mennyiségével.
A mérnöki és geológiai kutatások során alkalmazott mintavétel, az erőátviteli vonaltartók beépítéséhez szükséges geológiai kutatások és lyukak fúrása során egymagos csövet használnak
Az összes magcsövet tisztításhoz, fúróiszap adagolására és a kút öblítésére tervezték. A tetejük technológiai lyukkal van felszerelve, amelyen keresztül vizet vagy levegőáramot kell befecskendezni.
A lövedék vágó részének sajátosságai
Bármely koronát gyűrű formájában lehet bemutatni, amelynek felső része egy menetet tartalmaz, amely a magcsőhöz való csavaráshoz szükséges, és az alsó végén található vágók. A vágóeszközöket öntötték vagy hegesztették ehhez a vágó fémrészhez.
Húzáskor használja a következő koronákat:
- Keményfém - finoman vágott, bordázott.
- Gyémánt - impregnált és kis gyémánt.
A keményfém daraboló elemeket „puha” talajok fúrására tervezték. Segítségükkel sűrű összetételű és közepes sűrűségű, bármilyen állagú, félig kőzetű, alacsony nedvességtartalmú és nedves homokot fúrnak. A homokkövekön és a márványokon történő fúráshoz volfrám-kobalt metszőfogakkal ellátott koronákat használnak.
A sekély biteket közepes kemény kőzetfúrásokhoz fejlesztették ki, kis koptatóképességgel. Nyolcszögletű vagy négyszögletes vágókkal vannak felszerelve. Ha az metszőfogak különböző magasságban vannak elhelyezve, lépcsőzetes levágást is elérünk, amelynek előnyeit a fentiekben ismertettük.
Bordás koronák használata javítja az öblítő folyadék keringését azáltal, hogy meghosszabbítja a kút átmérőjét
A bordás koronákat közepes kopású kemény kőzetek fúrására tervezték. Az ilyen koronák vágói acél hengeres vagy prizmás fejből készülnek, keményfém betéttel. Ebben az esetben a korona kopása esetén sem csökken a munka hatékonysága.
A gyémánt szerszámokkal ellátott koronákat nagy abrazívitású szikla és félig kő fúrására tervezték.
A szilárdság és a koptató tulajdonságok javítása érdekében az ipari gyémántokat a gyártási folyamat során préselik öntött tömegükbe. A közelmúltban a természetes kristályokat gyakran felváltják a mesterségesen termesztett
A bordák számát a korona kialakítása és átmérője határozza meg - ezek három és hat közötti lehet. A kőzetpusztítás folyamatának felgyorsítása úgy érhető el, hogy a bordákat felfelé mozgatjuk a korona végfelületéhez képest. Így biztosítva van egy lépcsős fenék és megkönnyíti az öblítőfolyadék áthaladását.
Kútfúró burkolatcsövek
Mind a mag, mind a burkolat acélcsöveit a GOST 51682-2000 szabvány szerint gyártják. A feltárásban és a műszaki geológiában ezeket használják a talaj alsó összeomlásának megakadályozására, ami nem tenné lehetővé, hogy megértsük, milyen mélységben helyettesítik az egyik geológiai réteget egy másik.
A vízbevezető nyílások elrendezésekor a burkolat képezi a kút falait. Az azokból összeállított házba egy másik csőkötvényt merítünk. Most leggyakrabban műanyagból készülnek. A gyártási ház szűrővel van felszerelve, amely a homokszem és a finom kavics tárolására szolgál a szivattyúzás során.
A leggyakoribb a mellbimbókkal ellátott burkolatcsövek.Ebben az esetben a csövek egyik oldalán belső menet, a másik oldalon pedig külső menet van. A menetes hordó rendkívül egyszerűen és gyorsan összeszerelhető.
Mind a mag, mind a házcsövek menetesek, egyik végükről kívülre, a másikról belsőre. Ez lehetővé teszi a ház gyors és egyszerű összeszerelését. A menetek méretei egységesek - bármilyen burkolat magcsőként is szolgálhat, elegendő a korona csavarozása és a teteje ráhelyezése
Vannak házak, amelyek hegesztett csatlakozásokhoz vannak kialakítva. Az oszlopok összeszerelésének fárasztó folyamata miatt nem használják őket a magánszektorban.
A burkolat és a magcsövek 45-ös acélból készülnek, „K” szilárdsági csoporttal. A felületi kopásállóság növelése érdekében a csövek végeit megkeményítik. A használt fúróberendezéstől és a merülő szivattyú átmérőjétől függően 100-200 mm átmérőjű csöveket használnak a magánvízbevezető készülékekben.
Magfúrási szakaszok
A munka megkezdése előtt meg kell tanulnia a kataszteri tervet és elő kell készítenie a munkafelületet. Biztosítani kell akadálytalan hozzáférést mind a fúróberendezés, mind a gép fúróhelyéhez öblítőfolyadékkal.
A következő lépés egy legalább 2 köbméter térfogatú gödör ásása - ez elkerüli a kiegészítő tartály használatát. A gödör célja a talajvíz és az elhasznált öblítőfolyadék elvezetése. A csomagtartó fő részének beszereléséhez meg kell szúrni a talajt.
Ezután a kiválasztott koronát összekapcsolják a magfúrócsővel és a burkolatcsövek kiválasztásával, amely növekszik, ahogy elmélyülnek. A telepítést szilárdan rögzíteni kell, miután a fúrótorony elindult.
Az oszloptechnika a víz fenékének öblítésével lehetővé teszi a legegyszerűbb és gyorsabb módot a munkatengely megszabadítására az elpusztult kőzetről
A magfúró elmélyülésekor és feltöltésekor azt periodikusan emelik a napi felületre, és megtisztítják a szerszám által a fúrás során elfoglalt talajtól. Ezután a magtól megszabadult magot újra bemeríthetjük a kút lyukába a fúrás folytatása érdekében.
Felkapaszkodni a fúróhúrra, amely magfegyvert és rúdot tartalmaz, és lebontották. Vagyis a rudat a rudat követõen szétválasztják, amíg a magcsövet eltávolítják a hordóból.
A magánkereskedők számára kút kialakításának legjobb módja a magfúrás, amelyet öblítés követ. Ebben az esetben nem szabad mintát venni. A lényeg az, hogy gyorsan elkészítsük a hordót és tisztítsuk meg az iszapról, ugyanakkor folyamatban van a fejlesztés előkészítése a következő művelethez.
A mosáshoz bármilyen vizet fel lehet használni, nagyon alkalmas a közeli tavacskából vagy folyóból. A fúrás szárazon is elvégezhető, ha homokkutak készülnek. Általában ebben az esetben egy pár vödör víz fúrófolyadékként elegendő csak a héj alján való lehűtéséhez.
Az alaptechnológia szerint furatokat fúrnak a beton és vasbeton szerkezetekben, az alapokban és a téglafalakban.
Ha laza, alacsony nedvességtartalmú homokban dolgozik, javasolt a folyékony üveg- vagy agyagtömeg hozzáadása a munkaoldat lyukának falának megerősítéséhez. Mindenesetre, amikor a fúró instabil szerkezettel halad át a horizonton, indokolt a kút falának megerősítése burkolatcsövekkel.
A folyamat technológiai jellemzői
Az elmélyítés során beállítható a fúró sebessége. Meg kell jegyezni, hogy a fúró alacsony sebességgel könnyen legyőzi az üledékes kőzetrétegeket. Ha őshonos sziklákon haladnak keresztül, meg kell növelni a forgási sebességet. A magfúrás módszerével különböző összetételű formációk és bármilyen keménység átvihetők.
Figyelembe kell venni azt a tényt, hogy a fúróberendezést egy előkészített, vízszintes vízszintes platformon kell elhelyezni. A behatolási szög beállítható, ha a kialakítandó lyuk átmérője nem haladja meg az 1 métert. Ezután a burkolat támogatja a gyártás vertikális helyzetét.
A burkolatcsövek újrafelhasználhatók, ha azokat közvetlenül a süllyedés után eltávolítják a bányából. A magcső egy újrafelhasználható héj, amelyet a koronákról nem lehet mondani. Az üledékes horizonton történő fúráshoz legalább kettő vagy még több is szükséges. A mészkő kútjának megépítésekor lehetetlen pontosan megjósolni a törölt koronák számát.
A gyémántmag élettartamának meghosszabbítása után a beszerelését vagy cseréjét a kút alját meg kell vésni. Ez az intézkedés jelentősen növeli a penetráció sebességét.
A fúrótorony felszerelhető nagy teherbírású járművekre vagy lánctalpas speciális járművekre nehéz terepen végzett munka esetén. A könnyebb hordozható készülékek felhasználhatók a kutak magfúrására.
Az oszlop módszer előnyei és hátrányai
A korona sugárirányú ponthatásának köszönhetően a teljes mag pontos vágása és eltávolítása a felületre biztosítva van. Ez a technológia alkalmazható sziklák fúrására az XII kategóriába, merőlegesen és szögben is.
A mag módszer egyik legfontosabb mutatója a nagy termelékenység és a fúrási sebesség.
Ezen felül a következő előnyök különböztethetők meg:
- Öblítő folyadék vagy technológiai víz használata esetén a fúrás mennyisége 85%;
- Az aktív emulziók bevezetése a munkaoldatba lehetővé teszi a kút falainak eredeti állapotában való megtartását;
- Az axiális terhelések csökkentése miatt, mivel a kőzet nem pusztul el folyamatosan, csökkennek az energiaköltségek.
- A módszer lehetővé teszi bármilyen sziklával való munkát, beleértve a bazaltot és a gránitot is.
- Az előregyártott mobilgép használatakor nehéz munkát végezhet nehezen elérhető helyeken.
Az előnyök mellett a magfúrásnak is vannak hátrányai:
- Ha repedezett kőzetben dolgozik, a mag elakadása gyakran előfordul, ami azt eredményezi, hogy a csövet el kell távolítani, hogy kitörjön.
- A túlmelegedés és a megragadás következtében fellépő kemény kőzetek gyorsan elborulnak. Ennek elkerülése érdekében hűtőfolyadékot kell használni és csökkenteni kell az előtolást. Ennek eredményeként csökken a fúrási sebesség.
- A fúrás kicsi keresztmetszete (200 mm-ig) nem teszi lehetővé erőteljes merülő szivattyúk használatát.
A vízkút fejlesztésekor, amikor agyagoldatot használnak a tározó kinyitásakor, nagy a valószínűsége, hogy a víztartó réteg bemerül.
1. videó: A kútfúrás kezdeti fázisa mag módszerrel:
2. videó. Kút magfúrása gránit kőzetben:
A magfúrási műveletek megkezdését gazdasági számításnak kell megelőznie. A biztonsági előírásoknak és a berendezés üzemeltetési szabályainak betartása minimalizálja a meghibásodás kockázatát, ezáltal biztosítva a magas hatékonyságot, a fúrási sebességet és az alacsonyabb gazdasági költségeket.
Csak az oszloptechnika jól ismert finomságait szeretné megosztani veled? Van hasznos információ a cikk témájáról? Kérjük, írjon megjegyzéseket az alábbi blokk formában, tegyen fel kérdéseket, és tegyen közzé fényképeket a cikk témájáról.