Jedna od najproduktivnijih i najekonomičnijih metoda oblikovanja mina je bušenje jezgre. Koristi se u terenskim istraživanjima i inženjerskoj geologiji. Pored toga, ovo je najlakši i najbrži način za pristup podzemnoj vodi za organizaciju vodoopskrbe.
Iz našeg članka saznat ćete sve o specifičnostima bušenja jezgre, alatu potrebnom za njegovu implementaciju i značajkama primjene.
Opseg bušenja jezgre
Bušenje jezgrom je metoda koja omogućuje s najvećom preciznošću odrediti dubinu krova i dna slojeva tla, kao i oznaku dubine ogledala podzemne vode.
Osnovna tehnologija bušenja široko se koristi u sljedećim industrijama:
- Opskrba vodom u industrijskom i privatnom sektoru. Bušenje bunara za privatnu opskrbu vodom, organiziranje unosa vode cijelih sela ili gradskih blokova učinkovito se provodi jezgrom bušenjem zbog toga što bušilica lako prodire do velikih dubina. Jezgreni projektil može podići gotovo sve uništene stijene, osim vlažnih i rastresitih inherentnih tla (pijesak, šljunak, šljunak);
- Istraživanje u rudarskoj industriji. Kad stijena prođe, na polumjeru rotacije dolazi do tačkanog udara na tlo. Drugim riječima, školjka, koja strukturno nalikuje cijevi, buši čvrstu stijensku masu, ne narušavajući njenu strukturu i stanje.
- Zgrada. Provođenje geotehničkih studija za proučavanje fizičkih i mehaničkih svojstava tla, stanja stijena. Tehnologija stupaca pruža mogućnost da se precizno utvrdi vodostaj i uzmu uzorci vode kako bi se proučila njihova agresivnost u odnosu na beton.
Tijekom bušenja jezgrom vadi se jezgra - stupac tla ili susjedni slojevi tla. Jezgru karakterizira integralna prirodna struktura koja pruža sveobuhvatnu analizu proučavane pasmine. Bušenje pomoću jezgrene cijevi omogućuje vam da odredite dubinu stijene s najvećom točnošću za proučavanje.
Bušenje jezgrom osigurava integritet izvađene jezgre, što doprinosi kvalitativnom proučavanju stijene. Istovremeno se vrši najkvalitetnije čišćenje lica od uništene stijene.
Upotreba bušaćih jezgara u građevinarstvu značajno olakšava i ubrzava procese. U rupu koja se priprema bušilicom za jezgra lako se hrpa hrpa ili se montira gotova betonska konstrukcija. Bušenje u jezgri omogućuje vam stvaranje cilindričnih rupa u opekama i betonskim konstrukcijama.
Tehnologija rada i oprema
Poznate su dvije metode upotrebe bušilice: rad s opskrbom tekućine na dnu ili na suho, odnosno bez bušenja blata.
Bušenje bez upotrebe blata za bušenje koristi se ako su nekoherentna tla zasićena prirodnom vlagom u količini dovoljnoj za prodiranje i ekstrakciju. Voda se također ne dovodi u radnu osovinu prilikom prolaska kroz tekuću-plastičnu, meko-plastičnu i čvrsto-plastičnu ilovaču / glinu, tvrdu i plastičnu pješčanu ilovaču.
Tekućina se bez odlaganja koristi pri bušenju kamenitih i polu-kamenitih stijena. U nedostatku vode u ovom slučaju produbljivanje je mnogo sporije.Osim toga, vjerojatnost prevremenog neuspjeha vijenca značajno se povećava, pa se stoga suho bušenje smatra skupljim.
Tehnologija bušenja jezgre ispiranjem omogućava ne samo produžiti uslugu radne opreme, već i najbrži i najmanje vremena za oslobađanje lica od uništene stijene
Prilikom bušenja tekućinom za bušenje, brzina produbljivanja se znatno povećava. Najčešće se ova metoda koristi pri bušenju bušotina značajne dubine. To vam omogućuje obavljanje radova u najkraćem mogućem roku uz minimalan rizik od oštećenja krune.
I dalje se voda pod visokim tlakom dovodi do dna tijekom razvoja bušotine u labavim, nekoherentnim tlima, ako vađenje nije zadatak. U tom slučaju s mlazom vode jednostavno operu lice, oslobađajući radno vratilo od uništenog tla.
Princip tehnike stupanja
Glavni element u bušenju jezgre je razorni rezni dio postavljen na dno cijevi jezgre. Zovu je krunicom. Za potonuće stijena koriste se posebne krunice opremljene dijamantnim alatima.
Krune su rezanje zamjenjivih elemenata koji su pričvršćeni za donji rub jezgrene cijevi. U procesu bušenja moraju se mijenjati nekoliko puta
Dijamantna kruna osigurava gotovo neometan prolazak bušilice do velike dubine tijekom prolaza vode za usisavanje u vapnenac. To jest, tijekom izrade bunara ukopanih u podnožju, u pukotinama kojih je zbog stoljetne kondenzacije formirana rezerva najčišće podzemne vode.
Bitovi bušilice mijenjaju se na najjednostavniji način - uklanjaju istrošeni dio i pričvršćuju novu krunu na cijev jezgre.
Stijena je presječena krunom koja se vrti velikom brzinom. Brzina rotacije bušilice može se prilagoditi ovisno o gustoći razvijenog tla. Kruna "izrezuje" tlo samo uz rub osebujnog cilindra, čiji je središnji dio utisnut u cijev jezgre.
Da biste izvadili jezgru, bušilica se podiže na površinu. Tlo koje je zarobilo doslovno se ispuhava iz jezgre bušilice s strujom zraka koja se dovodi u gornji dio cijevi. Proces puhanja ubrzava se tapkanjem školjke munjalom.
Tijekom bušenja jezgre, izbušeni segment stijena u obliku konusa gura se u jezgrenu cijev. Da bi ga izvukli, jezgra ljuske se izvadi iz cijevi demontažom bušilice. Jezgra se otpuhuje i istiskuje iz cijevi
Bušilice na stupu za vrijeme prolaska snažnih stijena imaju veću produktivnost u odnosu na čestice matriksa i konusa. To je zbog velike brzine rotacije bušilice, što smanjuje stupanj primijenjenog napora na razvoju.
Pored toga, dlijeto potpuno uništava stijenu, koju će potrebno bojlerom „izbaciti“ ili opskrbiti vodom pritiskom za ispiranje lica. Zapravo ćete morati proći isti segment dvaput, ili čak tri puta: prvo uništite, a zatim očistite. Tehnologija stupaca omogućava vam da prođete i očistite lice u jednom potezu.
Strojni alati i bušilice
Izbor stroja ili bušilice određuje se svrhom bušotine i njezinim promjerom. Popularnost osnovne metode bušenja određuje proizvodnju bušaćih strojeva i alatnih strojeva širom svijeta. Teški traktori, kamioni i terenska vozila pogodni su za instalacije dizajnirane za istraživačko bušenje.
Upotreba teških gusjeničnih traktora omogućava bušenje jezgra u područjima koja imaju neprohodnost, površinsko zamrzavanje i nestabilna terena.
Najčešće se oprema za bušenje montira na klasične automobile MAZ, KAMAZ i Ural. Međutim, postoje mogućnosti ugradnje za lakšu opremu koja se koristi za bušenje bunara s vodom u privatnoj gradnji.
U ručnom rotacijskom bušenju jezgra cijevi zamjenjuje se njezinim povijesnim prethodnikom, staklom. Ova ljuska je skraćena verzija jezgrene cijevi sa šiljastim rubom na potplatu. Čaša ručno ili pomoću motorne bušilice uvija se u zemlju i sve što je nagomilano ukloni se na površinu.
Za mehanizaciju ručnog bušenja plitkih bušotina i stvaranje rupa za postavljanje ograde i kule za prijenos snage koriste se benzinski i električni motori. Izvještavaju o rotacijskim pokretima na cijevi svrdla ili jezgre
Oprema za potapanje i uređenje bušotina
Za provedbu bušenja jezgre potrebna je oprema koja vam omogućuje dubinski rad, razvoj i vađenje širokog spektra stijena. Tijekom rada treba osigurati periodični uspon na površinu materijala uništenog projektilom.
Standardni set alata za bušenje
Za kvalitetno izvođenje radova potrebno je:
- Školjke školjke. Koriste se za horizontalno bušenje i za bušenje vertikalnih radnji. Korištenje standardnih jezgara cijevi, bušenje je moguće pod kutom do 45 stupnjeva. Tankozidne ljuske jezgre mogu se koristiti samo za horizontalno bušenje bez rova prilikom postavljanja komunikacija.
- Krunice. To je alat za uništavanje stijena koji je opremljen jezgrenom cijevi koja olakšava rezanje jezgre u stijeni. Za bušenje sedimentnih kohezivnih i nekoherentnih tla koriste se mjedene krune. Za potonuće stijena proizvode se rupe u betonu, asfaltu, zidu od opeke, karbidnim krunama s dijamantskim rezačima.
- Čelično kućište. Oni su potrebni za zaustavljanje proizvodnje - formiranje bušotine, proizvedeno istodobno s njenim produbljivanjem. Njihov promjer jednak je promjeru bušotine. Kućište za dovod vode odabrano je unaprijed, s naglaskom na promjer jezgrene cijevi i crpke, koji se planira koristiti u bušotini.
- Šipke. To su uske cijevi ispletene zajedno. Koristi se za izradu bušilice. Jednostavno rečeno, oni su naizmjenično zaviti na vrh jezgrene cijevi, tako da ona može prenositi rotacijsko gibanje na dubini koja prelazi visinu projektila. Visina jezgrene cijevi + visina niza bušilica = dubina izrade.
- Pod Potrebni su za osiguranje povezivanja navojnih spojeva različitog promjera koji su prisutni na šipkama za bušenje, rotatorima, zaptivačima za ispiranje i ostalim komponentama.
- Ispiranje čepova i brtvila. Uz njihovu pomoć osigurava se uspon na površinu uništenog tla ako nema potrebe za odabirom cijele jezgre. U tom se slučaju voda dovodi u lice ispirajući uništeno tlo pod pritiskom na dnevnoj površini.
- Dlijeta. Koriste se za produbljivanje bušotine na najtežim mjestima za prolazak jezgre bušilice. Kad se malo koriste, ponekad prelaze s rotacijskog bušenja na udarno uže.
Predstavljeni alat standardni je set za bušenje pomoću jezgrene tehnologije. U nekim slučajevima, ovisno o složenosti razvoja, mogu biti potrebni dodatni alati i oprema.
Pri produbljivanju iskopa niz je bušaćih šipki sekvencijalno navijen na vrh jezgrene cijevi. Da biste izvukli jezgreni projektil na površinu, štap nakon što je štap odmotan
Značajke dizajna jezgre cijevi
Svojstvo projektila projektila tijekom bušenja jezgre je zbog maksimalnog očuvanja cjelovitosti jezgre, a sastoji se od prstenastog rasporeda oko slobodnog prolaza. Jedna od najvažnijih karakteristika je koeficijent uzorkovanja jezgre. Definira se kao odnos promjera jezgre prema vanjskom promjeru alata.
Alat za bušenje jezgre je standardiziran, razlikuje se uglavnom samo u promjeru. Prema strukturnim karakteristikama jezgrene cijevi razvrstavaju se u jednostruke i dvostruke. Pojedine školjke dizajnirane za rad u normalnim geološkim uvjetima izvrsne su za izradu bunara s vodom.
Dvostruki alat s ne rotacijskom unutrašnjom cijevi koristi se samo u geološkim istraživanjima. Potrebno je izdvojiti uzorke stijena koji se lako uništavaju pod utjecajem različitih faktora. Omogućuje vam uzimanje uzorka u prirodnom sastavu, s prirodnim postotkom minerala i otpadne stijene.
U uzorkovanju za inženjerska i geološka istraživanja, u geološkom istraživanju i bušenju rupa za postavljanje nosača dalekovoda, koristi se jednostruka cijev
Sve jezgrene cijevi dizajnirane su za pročišćavanje, opskrbu bušilicom na dno i ispiranje bušotine. Njihov vrh opremljen je tehnološkom rupom kroz koju se ubrizgava voda ili struja zraka.
Specifičnost reznog dijela projektila
Svaka kruna predstavljena je u obliku prstena s navojem smještenim na vrhu, potrebnim za uvrtanje jezgrene cijevi, i rezačima koji se nalaze na donjem kraju. Na ovaj metalni dio za rezanje rezači su lijevani ili zavareni.
Kod koreziranja koristite sljedeće krunice:
- Karbid - fino rezan, rebrast.
- Dijamant - impregnirani i mali-dijamant.
Elementi za rezanje od tvrdog metala dizajnirani su za bušenje "mekih" tla. Uz njihovu pomoć buše se sve vrste glinenih stijena bilo koje konzistencije, polu-kamena, niska vlaga i vlažni pijesci gustog sastava i srednje gustoće. Za bušenje kroz pješčenjake i lapori koriste se krunice s sjekutićima volfram-kobalt.
Plitki dijelovi dizajnirani su za bušenje srednje tvrdog kamenja uz malu abrazivnost. Opremljeni su osmerokutnim ili kvadratnim rezačima. Kad su sjekutići smješteni na različitim visinama, postiže se i postupno zakopljivanje, čije su prednosti opisane gore.
Korištenje rebrastih krunica poboljšava cirkulaciju tekućine za ispiranje povećavajući promjer bušotine
Rebraste krune dizajnirane su za bušenje tvrdih stijena srednje abrazivnosti. Rezači takvih krunica sastoje se od čelične cilindrične ili prizmatične glave s karbidnim umetkom. U ovom slučaju, čak i u slučaju habanja vijenca ne smanjuje se učinkovitost njegovog rada.
Krune s dijamantnim alatima dizajnirane su za bušenje stijena i polu-stijena visoke abrazivnosti.
Da bi se povećala čvrstoća i povećala abrazivna svojstva, industrijski dijamanti se u procesu proizvodnje utiskuju u lijevanu masu. U posljednje vrijeme prirodni kristali često se zamjenjuju umjetno uzgojenim
Broj rebara određuje se dizajnom vijenca i njegovim promjerom - mogu biti od tri do šest. Ubrzanje procesa uništavanja stijena može se postići pomicanjem rebara prema krajnjoj strani krune. Na taj način osigurano je stepenasto dno i prolaz tekućine za ispiranje je olakšan.
Bušotinske cijevi od bušotina
Čelične cijevi sa jezgrom i kućištem proizvode se u skladu s GOST 51682-2000. U istraživačkoj i inženjerskoj geologiji koriste se za sprečavanje urušavanja tla na dnu, što nam ne bi omogućilo da razumijemo na kojoj dubini jedan geološki sloj zamjenjuje drugi.
U rasporedu otvora za dovod vode, kućište čine zidove bunara. U kućište sastavljeno od njih uronjen je još jedan niz cijevi. Sada se najčešće sastavlja od plastike. Kućište je opremljeno filtrom za držanje zrna pijeska i sitnog šljunka tijekom pumpanja.
Najčešći su kućišta cijevi s bradavicama.U ovom slučaju cijevi imaju unutarnji navoj s jedne strane, a vanjski navoj na suprotnoj strani. Navojna cijev sastavlja se krajnje jednostavno i brzo.
I cijevi za jezgru i kućište su navojene, s jednog kraja na vanjsku, s drugog na unutarnju stranu. To vam omogućuje brzo i jednostavno sastavljanje kućišta. Dimenzije navoja su objedinjene - svako kućište može poslužiti kao jezgra cijevi, dovoljno je zavrtiti vijenac i vrh
Postoje cijevi kućišta dizajnirane za zavarene spojeve. Ne koriste se u privatnom sektoru zbog napornog procesa montaže stupaca.
Kućište i cijevi jezgre izrađeni su od čelika razreda 45 grupe čvrstoće "K". Da bi se povećala otpornost na površinsko habanje, krajevi cijevi su očvrsli. Ovisno o upotrijebljenoj opremi za bušenje i promjeru potopne crpke, cijevi promjera 100 do 200 mm koriste se u uređajima privatnih zahvata za dovod vode.
Temeljne faze bušenja
Prije početka radova morate proučiti katastarski plan i pripremiti radnu površinu. Potrebno je osigurati nesmetan pristup mjestu bušenja, kako same bušilice tako i stroja s tekućinom za ispiranje.
Sljedeći korak bit će kopanje jama s volumenom od najmanje 2 kubika - to će izbjeći potrebu korištenja dodatnog spremnika. Jama je dizajnirana za odvod podzemnih voda i istrošene tekućine za ispiranje. Za postavljanje glavnog dijela prtljažnika potrebno je bušiti tlo.
Zatim je odabrana kruna povezana s bušilnom cijevi za jezgru i izborom cijevi za kućište, koje će se povećavati kako se produbljuju. Ugradnja treba biti čvrsto fiksirana, nakon čega se bušaća instalacija pokreće.
Tehnologija stupaca s ispiranjem dna vode omogućava najjednostavniji i brži način oslobađanja radne osovine od uništene stijene
Kako se bušilica za jezgru produbljuje i puni, periodično se podiže na dnevnu površinu i čisti od tla zarobljenog alatom tijekom bušenja. Nakon toga, jezgra oslobođena iz jezgre može se ponovo uroniti u rupu bušotine za nastavak bušenja.
Za uspon s bušaćom vrvicom koja se sastoji od jezgrenog projektila i šipki, demontirani su. Odnosno, šipka se nakon što se štap naknadno odvoji dok se jezgrska cijev ne ukloni iz bačve.
Najbolja opcija za razvoj bušotine za privatne trgovce je bušenje jezgre, nakon čega slijedi ispiranje. U ovom slučaju se ne trebaju uzeti uzorci. Glavna stvar je brzo oblikovati cijev i očistiti je od mulja, istodobno se provodi priprema za razvoj za nadolazeću operaciju.
Za pranje možete koristiti bilo koju vodu, sasvim je pogodna iz obližnjeg ribnjaka ili rijeke. Bušenje se također može izvesti suho ako se razvija pijesak. Obično je u ovom slučaju par kanti vode kao tekućina za bušenje dovoljan samo za hlađenje školjke na dnu.
Prema temeljnoj tehnologiji, rupe se buše u betonskim i armirano-betonskim konstrukcijama, temeljima i zidovima od opeke.
Kada radite u labavom pijesku s malo vlage, za jačanje zidova rupe u radnoj otopini, preporučuje se dodavanje tekuće staklene ili glinene mase. U svakom slučaju, kada bušilica prolazi kroz horizont s nestabilnom strukturom, opravdano je ojačati zidove bunara kućištima.
Tehnološke značajke postupka
U procesu produbljivanja moguće je prilagoditi brzinu bušenja. Treba napomenuti da bušilica s lakoćom prevladava sedimentne slojeve stijena pri malim brzinama. Ali pri prolasku kroz autohtone stijene potrebno je povećati brzinu rotacije. Metodom bušenja jezgre mogu se prenijeti slojevi raznih sastava i bilo koje tvrdoće.
Potrebno je uzeti u obzir činjenicu da uređaj za bušenje mora biti smješten na pripremljenoj, izravnanoj vodoravnoj platformi. Kut prodora može se podesiti ako promjer rupe koja se razvija ne prelazi 1 metar. Tada je vertikalnost proizvodnje potpomognuta kućištem.
Kućišta cijevi mogu se ponovno upotrijebiti ako se odmah nakon potonuća uklone iz rudnika. Jezgrena cijev je školjka za višekratnu upotrebu, što se ne može reći za krunice. Bušenje u sedimentnom horizontu zahtijeva najmanje dva, ili čak i više. Prilikom gradnje bušotine na vapnencu nemoguće je točno predvidjeti broj izbrisanih kruna.
Da bi se produljila vijek dijamantske jezgre nakon što je ugrađena ili zamijenjena, dno bušotine potrebno je izrezati. Ova će mjera značajno povećati stopu prodora.
Uređaj za bušenje može se montirati na vozila velike nosivosti ili na gusjenična specijalna vozila u slučaju radova na teškim terenima. Lakša pokretna oprema može se koristiti za bušenje jezgre s vodom.
Prednosti i nedostaci metode stupca
Zahvaljujući točkovnom djelovanju krune u polumjeru, osigurava se precizno rezanje i uklanjanje cijele jezgre na površinu. Tehnologija je primjenjiva za bušenje stijena do XII kategorije, a možete raditi i okomito i pod kutom.
Jedan od najvažnijih pokazatelja temeljne metode smatra se velikom produktivnošću i brzinom bušenja.
Pored toga, mogu se razlikovati sljedeće prednosti:
- Volumen bušenja u slučaju uporabe tekućine za ispiranje ili procesne vode je 85%;
- Uvođenje aktivnih emulzija u radnu otopinu omogućuje zadržavanje zidova bušotine u izvornom stanju;
- Zbog smanjenja aksijalnih opterećenja zbog činjenice da se stijena ne uništava kontinuirano, postiže se smanjenje troškova energije.
- Metoda vam omogućuje rad s bilo kojim stijenama, uključujući bazalt i granit.
- Pri uporabi montažnog mobilnog stroja moguće je izvoditi radove na teško dostupnim mjestima.
Uz prednosti, bušenje u jezgri ima i svoje nedostatke:
- Pri radu u lomljenim stijenama često dolazi do zastoja jezgre, što dovodi do potrebe za uklanjanjem cijevi kako bi se izbacila.
- Tijekom prolaska tvrdih stijena zbog pregrijavanja i hvatanja kruna se brzo guši. Da biste to izbjegli, potrebno je koristiti rashladno sredstvo i smanjiti brzinu dovoda. Kao rezultat toga, smanjuje se brzina bušenja.
- Mali presjek (do 200 mm) bušenja ne dopušta upotrebu moćnih potopnih crpki.
Pri razvoju bunara za vodu u slučaju korištenja glinene otopine za vrijeme otvaranja akumulacije, velika je vjerojatnost siltacije vodonosnika.
Video 1. Početna faza bušenja bušotine osnovnom metodom:
Video 2. Jezgrano bušenje bunara u granitnoj stijeni:
Počinjanju temeljnih bušenja temeljno mora prethoditi ekonomski proračun. Sukladnost sa sigurnosnim standardima i pravilima rada opreme minimizira rizik od kvara, osiguravajući pritom visoku učinkovitost, brzinu bušenja i niže ekonomske troškove.
Želite li s vama podijeliti samo poznate suptilnosti tehnologije stupaca? Imate li korisne informacije o temi članka? Napišite komentare u blok obrazac u nastavku, postavljajte pitanja i objavite fotografije na temu članka.