Če podeželske hiše ni mogoče priključiti na centralni vodovod, morate organizirati avtonomni sistem. Večina lastnikov ga raje uredi na podlagi vodnjaka, pri razvoju katerega se uporabljajo različne metode. Rotacijski vrtinski vrtini bomo ocenili kot zelo obetavno, a doslej malo znano možnost.
V našem članku so podrobnosti opisane podrobnosti tehnologije rotorjev in uporabljenih orodij. Prednosti in slabosti te tehnike so preučene, predstavljene so metode za njeno izvajanje v praksi. Naš nasvet bo koristen preudarnim lastnikom zasebnih parcel, ki želijo spremljati delo vrtalnikov.
Opredelitev rotacijskega vrtanja
Za začetek bomo analizirali, kaj sploh gre za vrtljivo vrtanje vrtin in kakšne so njegove alternative? Vrtalno vrtanje je še vedno prepoznano kot eden najpogostejših načinov črpanja vode.
Vendar tehnologija vijakov ne dopušča, da se skozi kamnite stene prebije. Vijačni vrtalnik, ki se uporablja pri vijačnem vrtanju, ne more uničiti apnenca. A pogosto se zgodi, da morate v njej vrtati, ker zgornji sloji niso stabilni in zadostujejo za pretok obratovanja.
Tehnologija jedrnega in vijačnega vrtanja ne daje priložnosti za prehod kamnitih tvorb. V primeru vgradnje vodnjaka na apnenec je učinkovitejša in varčnejša uporaba rotacijskega načina vrtanja
Zato se je v gradnjo zasebnih objektov za dovod vode začela uvajati rotacijska tehnologija, ki se je prej uporabljala le v rudarski industriji. Njegov delovni element se nahaja v spodnjem delu vrtine. Z dletom se uničijo kohezivna in nekoherentna tla, poruši se kamnito podlago.
Izkop uničene kamnine poteka s pomočjo tekočine, ki se skozi delovni steber ali obročast prostor dovaja v obraz. Gre za 2 različna načina vrtanja, o katerih bomo podrobneje razpravljali v nadaljevanju.
Premer bitja presega premer delovnega stolpca, kar omogoča:
- zmanjšati stroške energije za celoten postopek vrtanja (moč tukaj porabimo samo za obračanje s silo bitja v obraz, izgube zaradi trenja obdelovalne vrvice ob steni vrtine pa so zmanjšane);
- zaščititi večino elementov delovne vrvice pred poškodbami, pa tudi stene izvrtane vrtine pred uničenjem;
- ustvarite vrtine impresivnega premera (na primer do 70 cm) na izjemno impresivnih globinah.
Na ta način so vodonosniki s globino 300 metrov ali več, tj. Vrtajte zajede vode za oskrbo z vodo v poletnih kočah in vaseh.
Torej, definicija: vrtalno vrtanje je tak način razvoja vrtine, pri katerem se sila na bit v obrazu prenaša z rotacijskega rotatorja skozi delovno vrvico. Sestavljen je iz palic - ozkih jeklenih cevi, ki so zaporedno povezane med seboj s spreminjanjem globin v tla.
Toda pri čiščenju prtljažnika rudnika in zakolu iz blata se uporablja voda, ki se dobavlja pod tlakom. Zahvaljujoč tej odločitvi ni treba razstaviti in sestaviti vrtalne vrvice za črpanje jedra, kot pri vrtanju v jedru.
Tekočina, ki se vbrizga v proizvodnjo, takoj reši dve pomembni nalogi: sprosti pot za vrtanje nadaljnjih del in splakne vodnjak, potreben za pripravo dovoda vode za delovanje.
Prednosti rotacijske tehnologije
Kakšne so prednosti rotacijskega vrtanja pred možnimi alternativami? Kar nekaj jih je.
PrvičZ vrtljivim bitjem je mogoče izdelati vrtine velikega premera, ki lahko v celoti zadovoljijo potrebe po vodi iz več gospodinjstev hkrati.
Ni skrivnost, da vrtanje ni drag postopek: zahteva specializirano opremo, izkušeni vrtalniki pa morajo nadzorovati in upravljati postopek. Navsezadnje so dejavnosti vrtanja dovoljene. Od tod njegova visoka cena.
Z vrtalnim svedrom lahko zaradi svoje oblike in oblike tvori vrtine veliko večjega premera kot vijačni vrtalniki in jedrne cevi
Združevanje več gospodinjstev hkrati za financiranje skupne vrtine za sosednja območja je stroškovno učinkovito podjetje. A to zahteva znatno bremenitev. V večini primerov vodonosniki kvartarnih sedimentov (peskov) jih ne morejo zagotoviti.
Seveda bi bilo treba za kolektivno delovanje dovod vode postaviti na apnenec. Za podzemno vodo, ki jo izvlečemo, je značilna večja gibljivost in čistost vode. Količina padavin nima najmanjšega vpliva na pretok vodnjakov v apnenec. Kaj ne moremo reči o vodnjakih na pesku.
Drugičprepričati razmeroma majhne stroške energije. Delovni element za rotacijsko vrtanje je dleto. Toda za razliko od vrtalnega in jedrnega vrtanja vrtalno orodje ne vpliva na stene izvrtane vrtine
To pomeni, da je le delček, katerega višina je zanemarljiva glede na višino celotne vrtalne vrvice, v neposrednem stiku s tlemi. Kot rezultat tega je ta metoda oblikovanja vrtin najhitrejša - do 1000 linearnih metrov na mesec!
Tretjič, kolektivne stranke privlači globina vrtanja. Za vrtanje vrtine, zakopane v avtohtonih metamorfnih in magnetnih kamninah, je mogoče uporabiti samo rotacijsko metodo, iz razpok katere lahko črpate vodo, katere sestava je najbolj primerna za pitje.
Najpogosteje se iz zajemanja globine manj kot 30 m črpa samo industrijska voda. Na njegovo sestavo vplivajo bližnja vodna telesa, reke, posute s smeti, padavinami in samo tehničnimi tekočinami, ki so se razlile po tleh. Vijačna in jedrna cev bodo pomagali dobiti samo takšen vnos.
Celoten sklop opreme za vrtanje je enostavno montiran na eno samo srednje delovno avtomobilsko ploščad. Zaradi tega je postopek rotacijskega vrtanja veliko bolj tehnološko napreden in zato tudi cenejši.
Poleg tega rotacijsko vrtanje vam omogoča, da greste skozi razvoj do celotne globine, ne da bi prešli na drug način vrtanja. Pri razvijanju vodnjaka z vijakom, na primer, če je treba vrtati balvan, preidejo na tehniko udarne vrvi.
Za to se iz sodov odstrani vijačna lupina in bit se vrže v obraz, dokler se ne zlomi balvan. Nato obraz očistimo s kleščem. Uporablja se, če je treba na površino dvigniti vodo nasičen pesek, ki v jedru cevi ni rožen.
Praksa kaže, da imajo vrtine, izvrtane z rotacijsko metodo, daljšo življenjsko dobo. Tehnološko je to posledica dejstva, da se po namestitvi ohišja, ki tvori stene vrtine, obroča še okrepi.
Oprema za vrtine
Najprej je na površini nad vrtino nameščena navpična konzola za nadaljnje pritrjevanje navpičnih povezav delovne vrvice. Prva povezava te vrtalne gredi je opremljena z delovnim elementom - malo, ki ima lahko drugačno obliko, odvisno od kategorije kamnine za vrtanje.
Seveda se za vrtanje vodonosnikov uporablja kompaktnejša oprema in oblikovanje določenega stolpa običajno ni potrebno
Set orodja za vrtanje
Ko poglabljamo prvo povezavo, je nanjo nameščena sveča, naslednja, imenovana prečka, in tako naprej. Dolžina vsakega takšnega bloka cevi se lahko razlikuje od 20 do 50 m. Za poenostavitev tvorbe delovnega stolpca je vsaka palica opremljena s koničasto nitjo s ključavnico.
Kot rezultat se oblikuje vrtalnik, ki ga sestavljajo:
- delovni zalogaj;
- svinčena palica;
- stebri navadnih palic, ki jih med seboj povezujejo sklopke.
Držanje delovnega stolpca se izvede s pomočjo vrtljivcev, katerih vrtenje izvaja rotor. Glede na to, kako globoko naj bi vrtali, pa tudi, kakšne fizikalne in mehanske lastnosti tal se uporabljajo standardne ali tehtane palice za oblikovanje vodilne vezi.
Pogonska palica je praviloma utežena cev, saj ima pomembno tehnološko poslanstvo. Skozi njo splakovalna raztopina vstopi v obraz, katerega naloga je izpiranje zdrobljene skale. In to posledično postavlja zahteve za spojne spoje, katerih naloga je tesnjenje spojev med vezmi.
Ne pozabite, da je tlak tekočine neposredno odvisen od višine oblikovanega stolpca (in ni odvisen od preseka cevi). Tudi če se voda uporablja kot raztopina za pranje, se tlak na vsakih 10 metrov poveča za 1 atmosfero.
Za primerjavo je vredno navesti primer. Delovni tlak v hišnem cevovodnem omrežju v hiši je 10 atmosfer, najbolj trpežne cevi pa so zasnovane za tlak 20 atmosfer.
Samo če so gospodinjski sistemi nepremični in se ne premikajo, je tlak enak teža vrtalne vrvice na pogonski palici. Toda še vedno mora oddajati rotacijski zagon in silo na bit.
Sklopke so najpomembnejši elementi palice, saj ravno oni upoštevajo težo celotnega spodnjega dela sosednje palice, pa tudi obremenitev zaradi dinamičnih vibracij in rotacijskega gibanja, ki jih povzroča motor
Za sklopke kot konstrukcijske elemente vrtalne vrvice so navedene naslednje zahteve:
- mora zagotoviti tesnost povezave palice in prenesti tlak tekočine do 100 atmosfer (za čiščenje dna tlačnega toka)
- morajo biti odporne proti obrabi, da ne postanejo neuporabne pri drgnjenju ob stene vodnjaka;
- mora biti sposoben prenašati navor z vrha delovnega stolpca na dno in končno na bit.
Nujno je, da imajo sklopke ustrezno izdelavo. Če vsaj eden od njih ne prenese obremenitve in se delovna vrvica pretrga, bo njen spodnji del skupaj z zavojem izjemno težko dobiti. Kar zadeva kapitalske izdatke, je včasih lažje vrtati nov vrt v bližini kot pridobiti samostojno svinčeno palico.
Poraba vode med vrtanjem
Tekočina, ki se dovaja v obraz, je običajno navadna voda. Včasih se za stabilizacijo debla, ki prehaja skozi ohlapne neskladne kamnine (pesek, prod, gramoz in prodniki), v vodnjak dovaja raztopina z dodatki za vrtanje. To je potrebno, ker ohišje ni postavljeno v prve faze penetracije.
Voda vstopi v proizvodnjo bodisi pod tlakom znotraj pogonske palice (in nato črpanje skozi zobnik) ali s pomočjo gravitacije navzdol skozi zobnik, odstranjevanje pa že poteka skozi delovni stolpec s sesalno črpalko.
Gre za dve različni tehnologiji vrtalnega vrtanja, katere značilnosti bodo obravnavane v nadaljevanju.
Za vrtalno vrtanje je značilna največja stopnja razvoja vodnjaka. Hkrati s vrtanjem se sod izpira in razvoj je pripravljen za prihajajočo operacijo
Ne glede na to, kateri koli način uporabe je potrebno tekočino, ki se uporablja pri vrtanju povsod, očistiti (za nadaljnjo uporabo).
Če želite to narediti, uporabite naslednjo opremo:
- Hlev za shranjevanje tekočine (Če nameravate vrtati plitvo vrtino - v nekaj desetinah se lahko razporedite neposredno v tla, navadna voda pa se uporablja kot tekočina za splakovanje). Hlev deluje kot baterija za izpiranje tekočine.
- Vibrosieve. Izplakovalna raztopina, dvignjena iz vrtine, vsebuje delce zdrobljene kamnine, ki jih je treba odstraniti. Najučinkovitejši način je mehanski način uporabe vibracijskih zaslonov.
- Rezervoar za sedimentacijo. Po odstranitvi velikih delcev kamnine tekočina vstopi v zbiralnik in se znebi suspendiranih delcev, ki se oborijo. Kadar vodo uporabljamo kot tekočino za pranje, se včasih vgradi tudi zbiralnik neposredno v tla. Poleg tega se hidrociklon uporablja za ločevanje tekočih snovi in ločevanje blata.
- Črpalka z blatom Prav on zagotavlja kroženje pralne raztopine.
- Sistem žlebov. Potrebni so za premik vode od mesta nastanka rudnika do kraja njegovega čiščenja.
Skupaj so za razvoj vrtine z uporabo rotacijske tehnologije potrebni naslednji mehanizmi in oprema:
- Stolp ali konzola za sestavljanje vrtalne vrvice iz palic in njeno demontažo na koncu vrtanja, pa tudi sistem za spenjanje.
- Motorzagotavljanje vrtenja rotorja.
- Tekoča oprema. Mehanizmi in naprave za kroženje pralne tekočine in njeno čiščenje (črpalka; vibracijski zaslon; sekire in / ali hidrocikloni; skedenj za shranjevanje pralne tekočine; sistem cevi in žlebov).
Za vrtljivo vrtanje plitvih vrtin je celoten našteti komplet opreme zelo kompakten (na primer, konzola se zloži). Tako je enostavna namestitev opreme za vrtanje na mesto, ki je priročno za vrtanje in nadaljnje delovanje.
Dve možnosti vrtanja vrtanja
Glede na način dovajanja tekočine za splakovanje v obraz obstajata dve vrsti rotacijskega vrtanja:
- neposredna krma;
- z obratnim dovajanjem.
Treba je opozoriti, da tekočina, ki se dovaja na obraz, ni namenjena samo izpiranju in odstranjevanju zdrobljenih kamnin. Prav tako hladi košček, ki je zaradi trenja zelo vroč. V primeru neposrednega dovajanja tekočine črpalka ustvari svoj nadtlak.
Voda skozi bitje vstopa v obraz skozi tehnološke luknje, "pobere" zdrobljeno kamnino in nato gravitacijsko teče skozi vodnjak (torej skozi odprtino glede na vodilno palico) na površino, kjer vstopi v čistilni kompleks (vibracijski zaslon, hidrociklon).
Izpiranje je lahko neposredno ali obratno, od česar bodo odvisne kakovostne lastnosti uporabljene opreme, vendar je vezje za obe vrsti tehnologije veljavno
Tehnologija obratnega dovajanja pomeni, da splakovalna tekočina teče na dno z gravitacijo, se spušča skozi vodnjak, toda nazaj na površino raztopina z drobljenim materialom teče skozi cev svinčeve palice. Blato črpalka v tem primeru ustvarja negativni pritisk v njej.
Kljub navidezni preprostosti obeh tehnologij je veliko več odtenkov, kot se morda zdi na prvi pogled. Zato se zdi primerno podrobneje obravnavati vsako od teh tehnologij vrtanja.
Neposredno splakovalno vrtanje
To tehnologijo včasih imenujemo "neposreden vodotok". Priporočljivo je, da ga uporabljate v peščenih, gramoznih, gramoznih tleh. Uporablja se tudi, če globina vodonosnika ne presega 30 m. Tukaj se tekočini dodajo dodatki, ki povečajo njeno gostoto in stabilnost debla.
Za vrtalno vrtanje je značilno postopno zmanjševanje premera vrtine. Z drugimi besedami, najprej je izvrtana vrtina z največjim premerom, nato pa je speljana po cevi, obročast prostor med zunanjo površino cevi in steno vodnjaka pa se skozi tehnološke luknje napolni s cementno malto.
Nadaljnje vrtanje se nadaljuje z manjšim dletom. Potem spet ohišje, novi odsek pa ima še manjši premer itd. Manj pogosto se morate s cementiranjem vrtine »odvrniti«, večja je produktivnost vrtanja, kar na koncu povzroči skupne stroške postopka in vodnjaka kot celote.
Poleg tega preveč pogosto ohišje vodi do dejstva, da se efektivni premer vodnjaka (premer, ki odpre vodonosnik) močno zmanjša. Tako je za „neposreden vodotok“ značilno dejstvo, da vodnjaka s to metodo tvorbe ni mogoče voditi do 100 metrov.
Glavni tlak izpiralne tekočine ustvari črpalka znotraj svinčeve palice, in obroča, napolnjena z elementi zdrobljene kamnine, z gravitacijo napolni obročast prostor, ne da bi s presežkom tlaka porušila steno vrtine.
Shema vrtanja z neposrednim dovajanjem tekočine. Njegov podatek v obraz se izvede skozi cev vodilne palice in se gravitacijsko dvigne na površino
Vendar ima ta metoda vrtanja svoje pomanjkljivosti. Predvsem predolgo odprto območje vodi v dejstvo, da fino razpršeni delci gline vstopijo v vodonosnike, kar lahko znatno zmanjša in upočasni dotok vode v izhod iz vodonosnika.
Ti delci tu igrajo vlogo svojevrstnih čepov pore in mikrokanal v skali, skozi katere kaplja voda. Zato je postopek ohišja, ki se izvaja med postopkom vrtanja, potreben za ohranjanje prihodnje produktivnosti vodnjaka kot celote.
Izpiranje povratnega vrtanja
S to metodo nadzora pretoka tekočine se sod in dno najbolje očistijo. Črpalka tu ne potisne tekočine na dno, ampak nasprotno, jo sesa nazaj, in to vodi v dejstvo, da se hitrost tvorbe jamice z dletom poveča za vrstni red in mnogokrat več v primerjavi z neposrednim izpiranjem.
Vodnjak sam ne onesnažuje glinenih vključkov s tokom tekoče pralne tekočine. Konec koncev, črpalka sesa vse, kar lahko vsebuje. Mimogrede, pri dodatnih aditivih ni več praktičnega smisla, zato se kot ista pralna tekočina uporablja čista voda.
Shema povratnega pranja rotacijskega vrtanja. Dovajanje poteka s pomočjo gravitacije skozi zobnik, nazaj pa blato črpa črpalka skozi cev pogonske palice
Torej, če povzamemo prednosti vrtanja z obratnim tokom:
- hitrost vrtanja se poveča (v primerjavi z neposrednim tokom) do 15-krat;
- vodonosnik ni zamašen z glinenimi delci in sivkastimi zrni peska iz nižjih, še vedno neraztopljenih nivojev vodnjaka;
- zaradi kakovostnega odpiranja vodonosnika vodnjaka ni treba dodatno pripravljati na delovanje, lahko takoj namestite notranje ohišje s filtrom in začnete črpati ven s črpalko;
- kot delovna tekočina se uporablja preprosta (in zato poceni) voda.
Vendar ima ta metoda pomembno pomanjkljivost. Zahteva vključitev drage opreme, kar na koncu privede do občutnega povečanja stroškov celotnega postopka vrtanja kot celote.
Zato se vrtanje z "obratnim vodotokom" izvaja samo v primerih, ko je vodnjak zasnovan za obratovanje več gospodinjstev hkrati. Toda v primeru, da je vodnjak zasnovan za posamezno obratovanje, je veliko bolj smiselno uporabiti tehnologijo vrtljivega vrtanja z neposrednim vodnim tokom.
Video №1. Vizualna predstavitev rotacijskega vrtanja v korakih:
Video №2.Analiza rotacijske tehnologije in načel ureditve vrtine:
Video №3. Kroženje vode med rotacijskim vrtanjem:
Razmere s prisotnostjo in globino vodonosnikov se lahko od mesta do kraja zelo razlikujejo (nekje pa jih sploh ni, kot na otoku Madeira).
Pri načrtovanju vodnjaka in izbiri optimalne metode vrtljivega vrtanja je treba uporabiti obstoječe zemljevide preizkušenih vodonosnikov. Tako boste prihranili pomemben čas in denar.
Povejte nam o svojih izkušnjah z razvojem vrtine z uporabo rotacijske tehnologije. Delite tehnološke nianse, ki so uporabni za obiskovalce spletnega mesta. Komentarje pustite v spodnjem obrazcu bloka, objavite fotografijo in postavite vprašanja o temi članka.