Kuyuların çekirdek sondajı: teknoloji ve işin nüansları
Maden işletmelerini şekillendirmenin en verimli ve ekonomik yöntemlerinden biri karotlu sondajdır. Maden arama ve mühendislik jeolojisinde kullanılır.Ayrıca su tedarikini düzenlemek için yeraltı suyuna erişmenin en kolay ve en hızlı yoludur.
Önerilen makalemizden karotlu delmenin özellikleri, uygulanması için gerekli araçlar ve uygulama özellikleri hakkında her şeyi öğreneceksiniz.
Makalenin içeriği:
Karotlu sondajın uygulama kapsamı
Karotlu sondaj, çatının derinliğini ve toprak katmanlarının tabanını ve ayrıca yeraltı suyu tablasının derinlik seviyesini en yüksek doğrulukla belirlemeyi mümkün kılan bir yöntemdir.
Karotlu delme teknolojisi aşağıdaki endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır:
- Endüstriyel ve özel alanlarda su temini. Özel su temini için kuyuların açılması, tüm köyler veya şehir blokları için su alımının organize edilmesi, matkabın büyük derinliklere kolayca nüfuz etmesi nedeniyle karotlu sondaj ile etkili bir şekilde gerçekleştirilir. Karot aleti, suya doymuş ve gevşek, yapışkan olmayan topraklar (kum, çakıl, çakıl taşları) dışında hemen hemen her türlü tahrip olmuş kayayı kaldırma kapasitesine sahiptir;
- Madencilik sektöründe jeolojik araştırma. Kaya geçerken, dönüş yarıçapı boyunca zemin üzerinde bir nokta etkisi meydana gelir. Yani yapısal olarak boruyu andıran bir mermi ile katı bir kaya kütlesinin yapısı ve durumu bozulmadan delinerek dışarı çıkarılıyor.
- Yapı. Zeminlerin fiziksel ve mekanik özelliklerini ve kayaların durumunu incelemek için jeoteknik araştırmalar yapmak. Çekirdek teknolojisi, yeraltı suyunun doğru bir şekilde tanımlanmasını ve betona karşı agresifliğini incelemek için su örnekleri alınmasını mümkün kılar.
Karotlu sondaj sırasında, bir toprak sütunu veya bitişik toprak katmanlarından oluşan bir çekirdek çıkarılır. Çekirdek, incelenen kayanın kapsamlı bir analizini sağlayan sağlam bir doğal yapı ile karakterize edilir. Çekirdek boruyla delme, çalışma amacıyla kayanın derinliğini en yüksek doğrulukla belirlemenize olanak tanır.
İnşaatta karotlu matkabın kullanılması süreçleri önemli ölçüde kolaylaştırır ve hızlandırır. Karotlu matkapla hazırlanan deliğe kolayca kazık çakılır veya hazır betonarme yapı monte edilir. Karot delme, tuğla ve beton yapılarda silindirik delikler oluşturmanıza olanak sağlar.
Çalışma teknolojisi ve ekipmanı
Karotlu matkap kullanmanın bilinen iki yöntemi vardır: alt deliğe sıvı beslemesi ile çalışmak veya kuru, yani sondaj sıvısı olmadan çalışmak.
Kohezyonlu olmayan toprakların nüfuz etme ve çıkarma için yeterli miktarda doğal neme doyurulmuş olması durumunda, sondaj sıvısı kullanılmadan sondaj kullanılır. Sıvı-plastik, yumuşak-plastik ve refrakter tınlı/killi, sert ve plastik kumlu tınlı tınlılardan geçerken de kazı şaftına su verilmemektedir.
Kayalık ve yarı kayalık kayaları delerken sıvı kullanılmalıdır.Suyun yokluğunda bu durumda derinleşme çok daha yavaş gerçekleşir. Ek olarak, ucun erken arızalanma olasılığı önemli ölçüde artar ve bu nedenle kuru delmenin daha pahalı olduğu düşünülür.
Sondaj sıvısı ile sondaj yaparken derinleşme oranı önemli ölçüde artar. Çoğu zaman, bu yöntem önemli derinlikteki kuyuları açarken kullanılır. Bu, tacın minimum düzeyde hasar görme riskiyle işin mümkün olan en kısa sürede tamamlanmasını sağlar.
Karot örneklemesi sorun değilse, gevşek, yapışkan olmayan topraklarda kuyunun geliştirilmesi sırasında tabana yüksek basınç altındaki su da verilir. Bu durumda, yüz basitçe bir su akışıyla yıkanır ve maden şaftı tahrip edilen topraktan kurtarılır.
Temel tekniğin prensibi
Karotlu delme işlemindeki ana unsur, karot borusunun tabanına monte edilen yıkıcı bir kesici parçadır. Buna taç diyorlar. Kayaları kazmak için elmas kesicilerle donatılmış özel kronlar kullanılır.
Su alma çalışmalarını kireç taşına sürerken matkabın büyük derinliklere neredeyse engelsiz geçişini sağlayan elmas uçtur. Yani, ana kayaya gömülü kuyular geliştirilirken, çatlaklarında asırlık yoğunlaşma sonucu en saf yeraltı suyu rezervleri oluşmuştur.
Kaya, yüksek hızlarda döndürülerek biraz kesilir. Matkabın dönüş hızı, geliştirilmekte olan toprağın yoğunluğuna bağlı olarak ayarlanabilir. Taç, toprağı yalnızca orta kısmı çekirdek boruya bastırılan bir tür silindirin kenarı boyunca "keser".
Çekirdeği çıkarmak için matkap ucu yüzeye kaldırılır. Yakaladığı toprak, borunun üst kısmına sağlanan hava akımıyla tam anlamıyla karotlu matkaptan dışarı üflenir. Mermiye balyozla vurularak üfleme işlemi hızlandırılır.
Sert kayalardan geçerken karotlu matkaplar, matris ve döner matkaplardan daha fazla üretkenliğe sahiptir. Bunun nedeni matkabın yüksek dönüş hızıdır ve bu da gerekli geliştirme çabası miktarını azaltır.
Ek olarak, parçalar kayayı tamamen tahrip eder ve bunun bir kazan ile "kepçelenmesi" veya yüzün yıkanması için basınçla su sağlanması gerekir. Aslında aynı bölümden iki, hatta üç kez geçmeniz gerekecek: önce onu yok edin, sonra temizleyin. Çekirdek teknolojisi tek seferde geçip yüzü temizlemenizi sağlar.
Takım tezgahları ve sondaj kuleleri
Makine veya sondaj kulesi seçimi kuyunun amacına ve çapına göre belirlenir. Karotlu sondaj yönteminin popülaritesi, tüm dünyada sondaj kuleleri ve makinelerinin üretimini belirlemektedir. Ağır hizmet tipi traktörler, kamyonlar ve arazi araçları, keşif sondajı amaçlı sondaj makineleri için uygundur.
Çoğu zaman sondaj ekipmanı MAZ, KAMAZ ve Ural markalarının klasik arabalarına monte edilir. Ancak özel inşaatlarda su kuyusu açmak için kullanılan daha hafif ekipmanlara yönelik kurulum seçenekleri mevcuttur.
Şu tarihte: manuel döner delme Çekirdek borunun yerini tarihsel öncülü olan cam aldı. Bu mermi, tabanda sivri uçlu bir çekirdek tüpün kısaltılmış versiyonudur. Cam elle veya motorlu matkap kullanılarak zemine vidalanır ve içine sıkışan her şey yüzeye çıkarılır.
Kuyuların sondajı ve düzenlenmesi için donatım
Karotlu sondajı uygularken, derinlemesine çalışmanıza, çok çeşitli kaya türlerini geliştirmenize ve çıkarmanıza olanak tanıyan ekipmana ihtiyacınız vardır. Çalışma sırasında merminin tahrip ettiği malzemenin periyodik olarak yüzeye kaldırılması sağlanmalıdır.
Standart delme aletleri seti
Kaliteli işler yapmak için ihtiyacınız olan:
- Çekirdek kabukları. Hem yatay sondaj hem de dikey kazı için kullanılırlar. Standart çekirdek boruları kullanarak 45 dereceye kadar açıyla delmek mümkündür. İnce duvarlı karot matkapları, iletişim döşenirken yalnızca yatay kazısız sondaj için kullanılabilir.
- Kronlar. Bu, kayadaki karotların kesilmesini kolaylaştırmak için bir karot tüpüne takılan bir kaya kırma aletidir. Pirinç uçlar tortul yapışkan ve yapışkan olmayan toprakları delmek için kullanılır. Elmas kesicili karbür uçlar, kayaları delmek ve beton, asfalt ve tuğla duvarlarda delik açmak için üretilir.
- Çelik muhafaza boruları. Kazıyı kaplamak için gerekli - derinleşmesiyle aynı anda gerçekleştirilen bir kuyu deliği oluşturmak. Çapları kuyunun çapına eşittir. Su girişi için mahfaza, çekirdek borunun çapına ve kuyuda kullanılması planlanan pompaya odaklanılarak önceden seçilir.
- Halterler. Bunlar birbirine bükülmüş dar borulardır. Matkap ipini uzatmak için kullanılır. Basitçe söylemek gerekirse, dönme hareketinin merminin yüksekliğinden daha büyük bir derinlikte iletilebilmesi için çekirdek borunun tepesine dönüşümlü olarak vidalanırlar. Çekirdek borunun yüksekliği + sondaj dizisinin yüksekliği = kazı derinliği.
- Çevirmenler. Sondaj çubukları üzerinde bulunan farklı çaplardaki dişli bağlantıların birleştirilmesinin sağlanması için gerekli, döndürücüler, yıkama contaları ve diğer bileşenler.
- Yıkama tapaları ve contaları. Bütün çekirdeği almaya gerek yoksa, onların yardımıyla tahrip olmuş toprağı yüzeye çıkarmak mümkündür. Bu durumda yüze su verilir ve tahrip edilen toprak basınç altında gün yüzeyine yıkanır.
- Keskiler. Bir karotlu matkabın nüfuz etmesi en zor yerlerdeki deliği derinleştirmek için kullanılırlar. Biraz kullanırken bazen döner delmeden kablolu darbeli delmeye geçiş yapıyorlar.
Sunulan araç, çekirdek teknolojisini kullanarak delme için standart bir settir.Bazı durumlarda, geliştirmenin karmaşıklığına bağlı olarak ek araç ve ekipmanlara ihtiyaç duyulabilir.
Çekirdek boru tasarımının özellikleri
Tasarım özelliği mermi Karot delme sırasında, karotun bütünlüğünün maksimum düzeyde korunmasından kaynaklanır ve serbest bir geçişin etrafında halka şeklinde bir düzenlemeden oluşur. En önemli özelliklerden biri katsayıdır. çekirdek örnekleme Çekirdek çapının aletin dış çapına oranı olarak tanımlanır.
Karot delme aleti standartlaştırılmıştır ve esas olarak yalnızca çap bakımından farklılık gösterir. Yapısal özelliklerine göre çekirdek borular tek ve çift olarak sınıflandırılır. Normal jeolojik koşullarda çalışmak üzere tasarlanan tek mermiler, su kuyularının geliştirilmesi için mükemmeldir.
Dönmeyen iç boruya sahip çift alet yalnızca jeolojik araştırmalarda kullanılır. Çeşitli faktörlerin etkisi altında kolaylıkla tahrip olabilen kaya örneklerinin çıkarılması gerekmektedir. Doğal mineral yüzdesi ve atık kaya içeren, doğal bileşiminde bir numune almanıza olanak tanır.
Tüm karot boruları üfleme, sondaj sıvısını tabana verme ve kuyu temizleme amaçlı kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Üst kısımları, içinden su veya hava akımının enjekte edildiği teknolojik bir delik ile donatılmıştır.
Merminin kesme kısmının özellikleri
Herhangi bir taç, çekirdek boruya vidalamak için gerekli olan üstte bir dişli ve alt uçta bulunan kesiciler bulunan bir halka şeklinde sunulur. Kesiciler bu kesici metal parçaya yekpare döküm veya kaynak yapılabilir.
Karot delme için aşağıdaki uçlar kullanılır:
- Karbür – ince kesici diş, nervürlü.
- Elmas – emprenye edilmiş ve küçük elmas.
Karbür kesme elemanları "yumuşak" toprakları delmek için tasarlanmıştır. Onların yardımıyla her türlü kıvamdaki killi kayalar, yarı kayalık kayalar, düşük nemli ve yoğun ve orta yoğunluktaki ıslak kumlar delinir. Kumtaşlarını ve marnları delmek için tungsten-kobalt kesicili kronlar kullanılır.
İnce kesici diş Uçlar, küçük ve orta sert kayaları delmek için tasarlanmıştır. aşındırıcılık. Sekizgen veya kare kesicilerle donatılmıştır. Kesiciler farklı yüksekliklere yerleştirildiğinde avantajları yukarıda açıklanan kademeli bir yüzey de elde edilir.
Nervürlü Uçlar orta sertlikte kayaları delmek için tasarlanmıştır aşındırıcılık. Bu tür kronların kesicileri çelik silindirik veya prizmatikten oluşur Merkez karbür uçlu. Aynı zamanda kurma kolu yıpransa dahi performansı düşmez.
Elmas kesicili taçlar, yüksek kayalık ve yarı kayalık kayaları delmek için tasarlanmıştır. aşındırıcılık.
Kaburga sayısı, tacın tasarımına ve çapına göre belirlenir - üç ila altı arasında olabilir. Kaya yıkım sürecinin hızlandırılması, kaburgaların tepenin ucuna göre yukarı doğru kaydırılmasıyla sağlanabilir. Bu, kademeli bir alt delik sağlar ve yıkama sıvısının geçişini kolaylaştırır.
Kuyu muhafaza boruları
Hem çekirdek hem de muhafaza çelik boruları GOST 51682-2000'e uygun olarak üretilmektedir. Jeolojik araştırma ve mühendislik jeolojisinde toprağın yüzeye çökmesini önlemek için kullanılırlar, bu da bir jeolojik katmanın hangi derinlikte diğerinin yerini aldığını anlamamıza izin vermez.
İÇİNDE su alma çalışmalarının düzenlenmesi muhafaza boruları kuyunun duvarlarını oluşturur. Bir diğeri, üretim boru dizisi, onlardan monte edilen mahfazanın içine daldırılır. Günümüzde çoğunlukla plastikten monte edilmektedir. Üretim sütunu, pompalama sırasında kum tanelerini ve ince çakılları tutmak için bir filtreyle donatılmıştır.
En yaygın olanı, nipel bağlantılı muhafaza borularıdır. Bu durumda boruların bir tarafında iç diş, diğer tarafında ise dış diş bulunur. Kazı şaftı dişli borulardan son derece basit ve hızlı bir şekilde monte edilir.
Kaynaklı bağlantılar için tasarlanmış muhafaza boruları bulunmaktadır. Emek yoğun kolon montaj prosesi nedeniyle özel sektörde kullanılmamaktadır.
Hem kasa hem de çekirdek borular, “K” mukavemet grubuna sahip 45 kalite çelikten yapılmıştır.Yüzey aşınmasına karşı direnci arttırmak için boruların uçları sertleştirilir. Kullanılan sondaj ekipmanına ve çapa bağlı olarak dalgıç pompa özel su alma işlerinin yapımında 100 ila 200 mm çapında borular kullanılmaktadır.
Çekirdek delme aşamaları
Çalışmaya başlamadan önce kadastro planını incelemeniz ve çalışma yüzeyini hazırlamanız gerekir. Hem sondaj kulesinin hem de yıkama sıvısının bulunduğu makinenin sondaj sahasına engelsiz erişiminin sağlanması gereklidir.
Bir sonraki adım, hacmi en az 2 metreküp olan bir çukur kazmaktır - bu, ek bir tank kullanma ihtiyacını ortadan kaldıracaktır. Çukur, yeraltı suyunu ve kullanılmış yıkama sıvısını boşaltmak için tasarlanmıştır. Bagajın ana kısmını monte etmek için toprağı delmek gerekir.
Daha sonra seçilen uç sondaj karot borusuna bağlanır ve seçilir. muhafaza boruları, derinleştikçe artacaktır. Kurulum güvenli bir şekilde sabitlenmeli ve ardından sondaj kulesi çalıştırılmalıdır.
Karotlu matkap derinleşip doldukça periyodik olarak yüzeye kaldırılır ve sondaj sırasında aletin yakaladığı topraktan arındırılır. Bundan sonra, çekirdekten kurtulan matkap, sondaj işlemine devam etmek için tekrar kuyu deliğine daldırılabilir.
Zirveye kaldırmak için, bir çekirdek alet ve çubuklardan oluşan sondaj borusu dizisi sökülür. Yani, çekirdek boru namludan çıkarılıncaya kadar çubuktan sonra çubuğu sırayla ayırırlar.
Özel mülk sahipleri için bir kuyu geliştirmek için en iyi seçeneğin, yıkama eşliğinde karotlu sondaj olduğu düşünülmektedir. Bu durumda numune alınmasına gerek yoktur. Önemli olan namluyu hızlı bir şekilde oluşturmak ve çamurdan temizlemektir. çalışmaların hazırlanması yaklaşan kullanım için.
Yıkamak için herhangi bir suyu kullanabilirsiniz, yakındaki bir gölet veya nehirden gelen su oldukça uygundur. Kum için bir kuyu geliştiriliyorsa sondaj kuru olarak da yapılabilir. Genellikle bu durumda, sadece alttaki mermiyi soğutmak için sondaj sıvısı olarak birkaç kova su yeterlidir.
Gevşek, düşük nemli kumda çalışırken, deliğin duvarlarını güçlendirmek için çalışma çözeltisine sıvı cam veya kil kütlesi eklenmesi önerilir. Her durumda, bir matkap dengesiz bir yapıya sahip bir ufuktan geçtiğinde, kuyu duvarlarının muhafaza borularıyla güçlendirilmesi haklı olacaktır.
Sürecin teknolojik özellikleri
Derinleştirme işlemi sırasında matkabın dönüş hızını ayarlamak mümkündür. Matkabın düşük hızlarda tortul kaya katmanlarını kolayca aşabileceği unutulmamalıdır. Ancak ana kayayı geçerken dönüş hızının arttırılması gerekir. Karot delme yöntemiyle çeşitli bileşimlerdeki ve her türlü sertlikteki katmanlara nüfuz etmek mümkündür.
Sondaj kulesinin hazırlanmış, düzleştirilmiş bir yatay alana yerleştirilmesi gerektiği dikkate alınmalıdır. Geliştirilmekte olan kuyunun çapı 1 metreyi geçmiyorsa penetrasyon açısı ayarlanabilir. Kazının dikeyliği daha sonra muhafaza tarafından korunur.
Muhafaza boruları, kazıdan hemen sonra kazıdan çıkarılmaları halinde yeniden kullanılabilir. Çekirdek tüp, kronlar hakkında söylenemeyen yeniden kullanılabilir bir mermidir. Sedimanter ufukta sondaj yapmak için en az iki, hatta daha fazlası gereklidir. Kireçtaşı üzerine kuyu inşa ederken aşınmış kronların sayısını doğru bir şekilde tahmin etmek imkansızdır.
Sondaj kulesi yüksek kapasiteli araç araçlarına veya paletli araçlara monte edilebilir özel ekipman zorlu arazi koşullarında çalışma durumunda. Çekirdek yöntemi kullanılarak su kuyuları açılırken daha hafif mobil ekipmanlar kullanılabilir.
Temel yöntemin avantajları ve dezavantajları
Tacın yarıçapı boyunca yaptığı noktasal hareket sayesinde hassas kesim ve sağlam bir çekirdeğin yüzeye çıkarılması sağlanır. Teknoloji kayaları delmek için uygulanabilir XII kategorilerde hem dik hem de açılı çalışabilirsiniz.
Karot yönteminin en önemli göstergelerinden biri yüksek verimlilik ve delme hızıdır.
Buna ek olarak aşağıdaki avantajlar da vurgulanabilir:
- Yıkama sıvısı veya proses suyu kullanılması durumunda delme hacmi %85'tir;
- Aktif emülsiyonların çalışma çözeltisine dahil edilmesi kuyu duvarlarının orijinal durumunda tutulmasını mümkün kılar;
- Kayanın sürekli olarak tahrip edilmemesi nedeniyle eksenel yüklerin azalması nedeniyle enerji maliyetlerinde azalma sağlanır.
- Yöntem, bazalt ve granit dahil herhangi bir kayayla çalışmanıza olanak tanır.
- Prefabrik mobil makine kullanıldığında ulaşılması zor yerlerde çalışma yapmak mümkündür.
Avantajlarının yanı sıra karotlu delmenin dezavantajları da vardır:
- Kırık kayalarda çalışırken sıklıkla çekirdek sıkışması meydana gelir ve bu da borunun sökülmesi ihtiyacına yol açar.
- Sert kayaların içinden geçerken aşırı ısınma ve yapışma nedeniyle uç hızla körelir. Bunu önlemek için soğutucu kullanmak ve akış hızını azaltmak gerekir. Sonuç olarak delme hızı azalır.
- Delme işleminin küçük kesiti (200 mm'ye kadar) güçlü kullanımına izin vermez dalgıç pompalar.
Su kuyuları geliştirirken, formasyonu açarken kil çözeltisi kullanılıyorsa, akiferin siltlenme olasılığı yüksektir.
Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar
Video 1. Çekirdek yöntemini kullanarak bir kuyu açmanın ilk aşaması:
Video 2. Granit kayadaki bir kuyunun karotlu sondajı:
Bir kuyunun karotlu sondajına başlamadan önce ekonomik bir hesaplama yapılmalıdır. Ekipmanın güvenlik standartlarına ve çalışma kurallarına uygunluğu, ekipmanın arızalanma riskini en aza indirir, böylece yüksek çalışma verimliliği, delme hızı ve azaltılmış ekonomik maliyetler sağlar.
Sadece sizin bildiğiniz kolon teknolojisinin inceliklerini paylaşmak ister misiniz? Makalenin konusu hakkında yararlı bilgileriniz var mı? Lütfen aşağıdaki blok formuna yorumlarınızı yazın, sorular sorun ve makalenin konusuyla ilgili fotoğraf yayınlayın.