До атегорія: Водопровід в приватному будинку і котеджі
Буріння свердловин
Буріння - складний і трудомісткий процес. Спорудження свердловини ручним способом, включаючи всі підготовчі роботи, займає 7-15 днів, а іноді і більше. При виконанні робіт зустрічаються непередбачені обставини, зумовлені поганим знанням властивостей разбуріваемих порід і умов залягання підземних вод, поломками інструменту і аваріями в свердловині. Тому буріння вимагає ретельної підготовки і великого терпіння.
Мал. 1. Схема буріння свердловин: а - обертальний змійовиком; б - ударне долотом; в - обертальний ложкою; 1 - штанговий хомут; 2 - канат або трос; 3 - лебідка; 4 - тринога
Свердловину діаметром до 100 мм і глибиною до 10 м можна пробурити вручну, не вдаючись до триноги і лебідок. Однак для цього необхідний працю трьох-чотирьох чоловік. Для полегшення робіт і буріння свердловин великих діаметра і глибини (близько 25 м) необхідно використовувати воріт, лебідку і триногу (рис. 1).
Мал. 2. Тринога з коміром
Мал. 3. Лебідка: 1-барабан с. канатом або тросом; 2 - двойнай передача; 3
стрічковий гальмо; 4 - ручки; 5 - ручка гальма
Тринога (рис. 2) состоітіз трьох колод довжиною 5-8 м і діаметром 13-18 см або сталевих труб діаметром близько 10 см. Висота триноги залежить від довжини обсадних труб. Її можна зменшити, якщо викопати на місці закладення свердловини шурф, перекривши еготолстимі дошками. У верхній частині колод або труб просвердлюють отвори, в які вставляють шкворень для їх з'єднання. До нього підвішується сережка для блоку.
Воріт виготовляють з круглих колод довжиною 2 м і діаметром 25 см. У його торці заганяють два зайоржений шворня. Кінці шворнів пропускають через вушка ніг триноги. На колоді зміцнюють хрестовини, за допомогою яких обертають воріт для підйому вантажу. Замість ворота застосовують лебідку (рис. 3), яка-кріпиться до уритим в землю стійок і прикріплюється теснинами до ніг триноги. Лебідку можна встановлювати окремо, як показано на рис. 1.
Триногу піднімають за схемою, наведеною на рис. 4. Після підйому її закріплюють розпірками, а ноги спирають на підкладкові бруски.
Для буріння свердловин глибиною до 25-30 м і діаметром 150-200 мм замість треног використовують копри з чотирьох колод.
Після установки триноги і лебідки через підвішений ролик спускають мотузку і відзначають місце закладення свердловини. У цій точці укладають дві дошки з напівкруглими виїмками для проходження бурового інструменту. При бурінні витягнуту породу відносять в сторону і з неї відбирають зразки для складання точного геологічного розрізу. Свердловину бурять без обсадних труб до того моменту, коли починається опливаніе стінок. В цьому випадку в свердловину необхідно спускати труби і вести буріння з одночасним опусканням труб.
Мал. 4. Схема підйому триноги: а - перед підйомом; б-процес підйому
Штангові буріння вручну ведеться за допомогою ложки, желонки і штанг. Для цього необхідний набір ключів, хомутів і підкладних вилок. Всі операції проводять два-три людини. Бурову ложку нагвинчують на штанги і встановлюють через прорізи в настилі в невелике заглиблення в землі. На штангах на висоті 1,5 м закріплюють хомути. Вони можуть бути або металевими, або дерев'яними. При натисканні на хомути двоє робітників починають обертати штанги за годинниковою стрілкою. Через кожні три-чотири оберти інструмент слід піднімати на 5-10 см, щоб відірвати ложку від забою. Це в значній мірі полегшує роботу. При Забур Аніі необхідно дотримуватися точно вертикальне положення штанги. Це легше зробити, якщо один робочий спостерігатиме за збереженням стрімкого положення штанги. Для цієї ж мети робітники повинні при бурінні передавати рукоятки шарнірного хомута один одному, а не ходити навколо свердловини.
Не рекомендується подовжувати кінці шарнірних хомутів або ключів за допомогою патрубків, так як це може привести до скручування штанг і інструменту. При забуріванія в сухих і щільних породах слід додавати в свердловину воду. До забуріванія на штанзі роблять позначку крейдою на висоті 50-70 см від настилу. Буріння треба припинити, коли ця позначка наблизиться впритул до настилу. Двоє робітників вручну вільно можуть витягти зі свердловини штангу і навінченной на неї ложку з породою. Після очищення наконечника від породи його опускають назад на забій, і процес повторюється в тому ж порядку.
Бурят до тих пір, поки стінки свердловини не почнуть руйнуватися. Це встановлюють по виміру глибини свердловини при спуску ложки або по припиненню поглиблення свердловини при бурінні. Зазвичай обвалення свердловини починається при досягненні ложкою сухих або сильно зволожених пісків. В глинах, суглинках, супісках обвалень не відбувається.
Як тільки відзначено обвалення стінок, необхідно опускати в свердловину обсадні труби.
Обсадка трубами ведеться наступним чином. На поставленої в свердловину трубі закріплюють дерев'яний хомут, двоє робітників беруться за кінці хомута і починають поштовхами обертати трубу по ходу годинникової стрілки. Башмак обрізає стінки свердловини, і обсадна труба поступово опускається. Коли від звичайних поштовхів труба перестане опускатися, прийом обсадки слід змінити: першим поштовхом обертати трубу проти годинникової стрілки, а другим поштовхом - за годинниковою стрілкою. Всі обсадні труби, включаючи направляючу, повинні мати строго вертикальне положення. Вертикальність першої труби необхідно перевіряти схилом з різних сторін до опускання її в свердловину. Першу трубу треба посадити якомога нижче - при цьому зручніше опускати в свердловину інструмент. При спуску труб свердловину періодично чистять желонкою.
Штангові буріння за допомогою триноги значно полегшує і прискорює роботи в порівнянні з ручним бурінням. При бурінні з триногою викопують на місці закладення свердловини шурф і застеляють його дошками. Буріння ложкою (або змійовиком) починають так само, як і в попередньому випадку, і з дотриманням тих же правил, але спуск інструменту в свердловину, а також періодичний відрив наконечника від вибою під час забуріванія виробляють за допомогою лебідки або ворота.
Інструмент опускають і піднімають такий спосіб. При масі інструменту (включаючи штанги) не більше 30-40 кг його можна з дотриманням необхідних запобіжних заходів опускати в свердловину вручну. Більш важкий інструмент слід опускати із застосуванням підйомного механізму, що повільніше, але безпечніше.
Коли інструмент поглибиться в породу настільки, що над гирлом свердловини залишиться кінець штанги довжиною не більше 1 м, нарощують чергову штангу. Після поглиблення на 50-70 см інструмент витягують на поверхню за допомогою намотування каната на вал ворота (барабан лебідки). При появі муфти над гирлом свердловини підйом припиняють і під неї підводять захоплення у вигляді вилки для утримання інструменту у висячому положенні. Другий захоплення знаходиться під муфтою верхнього кінця штанги. Захоплення може бути замінений хомутом.
Для нанесення ударів буровим інструментом по Забок) при роботі з желонкою і долотом використовують балансири (рис. 5). Вони являють собою звичайні важелі, до яких приєднують канат. На канаті підвішується інструмент. Силу ударів можна регулювати шляхом збільшення або зменшення висоти підйому інструменту над забоєм. Це досягається зміною плеча важеля або амплітуди його коливання.
Ударне буріння можна виконувати і без балансира. Для цього використовується воріт. Трос або канат, на якому підвішений інструмент, намотується в два оберти на воріт, а вільний кінець тримає робочий. При обертанні ворота кільця троса прослизають на його валу. Якщо ж вільний кінець натягнути, то прослизання троса припиняється і інструмент піднімається над забоєм. Для його скидання досить послабити натяг троса.
Мал. 5. Схема буріння за допомогою верхнього балансира: а - кріплення балансира на тринозі, б - влаштування верхнього балансира, 1 - балансир, 2 - вісь балансира, 3 - опорна стійка, 4 - шворінь, 5 - підшипник, 6 - сережка, 7 - ланцюг, 8 - болти; е - пристрій нижнього балансира, 1 - балансир, 2 - затиск троса, 3 - переставна планка, 4 - трос, 5 - лебідка, 6 - шворінь
Канатне (безштангової) буріння відрізняється від нафтового тим, що труби замінені канатом або тросом. Буріння ведеться тільки желонкою і долотом. У поєднанні з триногою, коміром і лебідкою даний спосіб дуже продуктивний і простий.
У комплект інструмента для канатного буріння входять: долота, желонки, ударна штанга, блок для каната, воріт або лебідка, канатний гак, вертлюжна пробка. При відсутності ударної штанги для посилення удару можна використовувати більш важку, т. Е. Довшу і товстостінну желонку. При застосуванні ударної штанги і не дуже довгою желонки (не більше 2 м) збільшується сила удару желонки про забій і, отже, продуктивність буріння, між тим як застосування довгою желонки внаслідок великого тертя дає меншу силу удару.
У вузьких породах желонка взагалі не падає на забій, а сповзає, тому доцільно збільшувати масу бурового снаряда за рахунок додавання ударної штанги хоча б спрощеного типу.
При канатному бурінні шурф з правильно позначених центром, точно відповідним центру отвори для труби в настилі, має ще більше значення, ніж при нафтовому забуріванія свердловини, коли напрямна труба може бути опущена майже на повну свою довжину в заздалегідь пробурений отвір в породі.
При безштангової бурінні першу обсадних труб опускають до забою шурфу і встановлюють вертикально, а до дощок настилу пришивають дошки (або бруски), що не дають трубі відхилятися від вертикального положення. За допомогою дерев'яних хомутів трубу описаним раніше способом починають обертати і врізають в породу.еслі остання не дуже тверда (глини, суглинки). Після того як труба перестає опускатися під впливом власної ваги, що скупчилася під черевиком породу очищають желонкою, що спускається всередину труби на тросі або канаті. Желонку прикріплюють до канату або тросу за допомогою сережки з вертлюгом і муфтою, забезпеченою такий же різьбленням, як і ударна штанга або вилка желонки.
При наявності ударної штанги (масою близько 16 кг) її нагвинчують на різьблення вилки желонки, а вертлюг кріплять до різьби ударної штанги. Це підсилює удари желонки про забій, і вона швидше наповнюється. Клапан желонки при тиску на породу відкривається, і порода піднімається в желонкою вище клапана.
Для наповнення желонки породою її необхідно неодноразово бити про забій. До тросу (або канату) в його частину, що йде від блоку до лебідки або коміра, на висоті 3-4 м від настилу прикріплюють чотири- шість мотузок, при натягуванні яких робочі піднімають желонку над забоєм, а при швидкому ослабленні мотузок скидають її на забій . Не можна заповнювати желонку до відмови, так як через верхній її край порода може потрапити в простір між желонкою і обсадної трубою. Це небезпечно в тому відношенні, що при бурінні міцної породи її частки можуть заклинити желонку в трубах і привести до аварії. Тому для спостереження за поглибленням желонки в породу на тросі роблять позначку (перев'язуючи його дротом або шпагатом) на висоті над гирлом свердловини, яка дорівнює не більше половини довжини желонки.
Наповнену породою желонку витягують із свердловини, звільняють від породи перекиданням, після чого знову опускають для повторення прийомів буріння. У міру, поглиблення забою канат подовжують, змотуючи його з барабана лебідки або ворота.
Залежно від маси інструменту і глибини свердловини застосовують прядив'яні канати діаметром 20 мм і більше, виготовлені з трьох-чотирьох пасом. Канати слід застосовувати тільки нові або випробувані на розрив за допомогою лебідки (ворота). Сталевий трос для роботи желонкою і долотом може мати діаметр 10 мм; для підйому обсадних труб під час оголення фільтра необхідно застосовувати трос діаметром 12-15 мм. У тих же випадках, коли на забої з'являється настільки тверда порода, що вона не буриться желонкою, останню слід замінити зубильні долотом для розпушення породи. Розпушену породу витягають із свердловини желонкою.