Boremetoder til rørbrønde og dens udvælgelse

Læs denne artikel for at lære om metoderne til boring og dets valg.

Boremetoder til rørbrønde:

1. Percussion Boring Method:

Denne metode er velegnet til bløde og fissurerede klippeformationer. I rene jordformationer giver denne metode meget høj arbejdshastighed. Denne metode består i at bryde og pulverisere undergrundsmaterialet ved hjælp af serier af gentagne slag med en kutter lavet af hårdt metal. Det pulveriserede materiale blandes med vand, og det fjernes derefter. Nogle gange kaldes denne metode også til kabelværktøjsmetode. Boring kan udføres manuelt eller mekanisk. Borer så store som 30 cm i diameter og over 200 til 300 m dyb kan meget bores, som opfylder det normale krav.

Blæserne er givet ved hjælp af et stempel. Stemplet består af et hul metalrør. En kutter er fastgjort til stempelets nederste ende ved nitning eller svejsning. En kugleventil af stål er også tilvejebragt i bunden af ​​stemplet. Ventilen er sådan, at den tillader opslæmning af pulveriseret jordmateriale i vand for at komme ind i stemplet.

Når opslæmningen kommer ind i stemplet lukker ventilen, og opslæmning forhindres i at komme ud. Ventilen har således kun envejs handling. Sommetider kan klappventilen også være forsynet med stemplet. Formålet er det samme som kugleventilen. Figur 18.4 viser en klappventil. Således udfører plunger funktionen af ​​en slam og en bailer også.

Stemplet kan sænkes og hæves på to måder:

jeg. Ved reb system og

ii. Ved stangsystem.

I rebsystem er stempelets øvre ende fastgjort til et reb. Rebet løber over en remskive. Stemplet løftes op og frigives pludselig for at give et slag. Stangsystemet svarer i princippet til tovsystemet. Kun forskel er stang erstatter rebet og følgelig bliver stangdriftsmaskinen også ændret. Ulempen ved stangsystemet er, at tiden er spildt ved at forøge eller formindske stanglængden. Stanglængden kan øges eller formindskes ved at skrue eller afskære små stanglængder.

Den egentlige kedelige procedure ved manuel percussionsmetode er som beskrevet nedenfor:

En pit er gravet på stedet, hvor røret godt skal sænkes. Foringsrøret med en skæresko indsættes i pit. En platform er fastspændt på foringsrøret. Platformen er lastet ved hjælp af lokalt tilgængelige materialer, der er fyldt i juteposer.

Over foringsrøret opstilles et stativ og en remskive fastgøres centralt. Et reb løber over remskiven. Den ene ende af rebet er fastgjort til stemplet. Stemplerets diameter er lidt mindre end foringsrøret (sige med 6 cm). Arrangementet er tydeligt fra figur 18.5.

Før du begynder at køre, køres noget vand i hullet. Da stemplet giver slag under hvert slag kommer opslæmningen ind i stemplet. Blæser gives gentagne gange, indtil stemplet er fyldt med opslæmning. Stemplet tages derefter ud, og slammet fjernes ved at dreje stemplet på hovedet. Stemplet sænkes igen, og processen gentages. Således går foringsrøret videre og synker. Når længden af ​​foringsrøret er tilstrækkeligt under jorden, kan yderligere rør fastgøres øverst på det første rør. For at øge arbejdsstyrke maskine perkussion, bruges.

Materialet, der kommer ud, kontrolleres omhyggeligt, og der laves en rekord, det kaldes logning. Fra brøndslogstillingen af ​​akviferer kan beregnes korrekt. Når rørboringsrøret når en forudbestemt dybde, fjernes platformen, og et rør med afløbsmidler på de fastsatte niveauer af akviferer sænkes i hullet. Efter at have sænket den op til den ønskede dybde, er filterrøret fastspændt. Det giver støtte og forhindrer det i at falde ned i bunden af ​​hullet. Derefter begynder indhylning. I begyndelsen er der lavet ca. 60 cm lang afskæring. Derefter fjernes rørhuset langsomt med 30 cm.

Derefter bliver 30 cm afskæring færdig, og igen rørforingsrør løftes med ca. 30 cm. Således udføres afskærmningen og rørudtagningen langsomt, successivt og i små løfter på ca. 30 cm, indtil hele rørhuset er trukket tilbage. Mængden af ​​materiale, der kræves til indhylling pr. 30 cm længde, kan nøjagtigt beregnes på forhånd. Det afhænger naturligt af tykkelsen af ​​gruspakken. Normalt varierer tykkelsen af ​​gruspakningen mellem 7, 5 cm og 25 cm. Tykkelsen af ​​gruspakningen skal være sådan, at det ikke ville tillade, at selv fineste partikler bevæger sig.

Machine Percussion eller Cable Tool Metode:

Maskinen, der anvendes til borebrøndboring, kaldes en borerigge. Riggen til kabelværktøjsmetoden er en lastbilmonteret samling ud fra mobilitetens overvejelse og består af en mast, en multilinhejsning, en vandstråle og en motor. Figur 18.6 viser samlingen. Værktøjsstrengen omfatter borekroner, borestang, borekande, der tjener som forbindelsesled og rebudtag til tilslutning af borestreng. Figur 18.7 viser komponenter i boreværktøj. Værktøjets samlede vægt varierer fra 100 til 2000 kg. fordi forskellige typer af bits er nødvendige for forskellige rockformationer. Borens længde varierer fra 1 til 3 m, mens borestammen er 2 til 10 m lang.

Operationen i princippet ligner manuel metode. Kabelværktøjet fungerer som en knuser til boring i konsoliderede klipper. Boringen udføres ved gentagne slag af boreværktøjet, hvilket gør ca. 40 til 60 slag i et minut. Borestrengen roteres, så et rundt hul bores. Som i den manuelle metode tilsættes vand til boringen for at danne opslæmningen, hvis det samme ikke er til stede i undergrundsformationen. Når boringen er boret med 1, 25 til 1, 5 m, fjernes boreværktøjet, og slammet tages ud af hullet ved hjælp af sandpumpe eller bailer.

Bailer har envejsventil, som tillader opslæmning at komme ind i bailer men tillader ikke at flygte. Når bailer er fyldt, hæves den og tømmes ved overfladen. Bailerens længde varierer også fra 3 til 12 m. I ukonsoliderede formationer indsættes brøndkassen og sænkes samtidig til fuld dybde for at undgå inddæmning af materialet. Boringshastigheden afhænger af typen af ​​underjordsdannelse, der mødes med, diameteren af ​​brønden og hullets dybde primært. I faste krystallinske stenformationer kunne borehastigheden være så lav som 2 til 3 m pr. Dag.

Borehastighed i løst flydende fine sandformationer er lige så lav, fordi det fylder hullet, så snart materiale er bailed ud. For at kontrollere sandstrømmen kan hullet holdes fyldt med vand. Boring i ukonsolideret formation med bouldere er ret vanskeligt, fordi stenbølgerne ikke blot afbøjer hullet, men de er vanskelige at bore og forhindre forsinkelse af brøndkassen. I bløde formationer som sandsten eller sand ler kan borehastigheden være så høj som 20 til 30 m pr. Dag. Boringen er omhyggeligt logget for at fastslå placeringen af ​​forskellige typer af formationer mødt med.

2. Rotationsboringsmetode:

Hydraulisk roterende boringsmetode:

Denne metode kaldes almindeligvis roterende kedelig metode. Denne metode kan med fordel anvendes til rock såvel som ukonsolideret formation. Metoden bruges derfor til både vand og olieboring. Oliebrønde er generelt meget dybe, og denne metode er velegnet til dem, fordi i modsætning til andre metoder er borehastigheden ikke afhængig af huldybden.

Ved denne metode udføres boringen ved hjælp af roterende bits fastgjort til den nedre ende af hældet stålrør. Stålrøret er fastgjort til en firkantet sektion af en stålstang øverst, som kaldes kelly. Kelly passer i et roterende bord på overfladen. Det roterende bord roteres med strøm. De pulveriserede sten og stiklinger fjernes ved kontinuerlig cirkulation af borevæske.

Den hydrauliske roterende borerigge består af en derrick eller mast, et roterende bord, en pumpe til indsprøjtning af boreslam, en hejse og en motor. Borrørene er sømløse stålrørledninger, der generelt er tilgængelige i 6 m længder. Rørens udvendige diameter varierer fra 6 til 12 cm.

Generelt anvendes en passende rørstørrelse, fordi brøndboring kræver stor mængde borevæske i omløb. Borboringerne, der er fastgjort til borerørets nedre ende, er forsynet med korte dyser for at lede borerne af borevæske nedad i fladerne af borekronen. Figur 18.8 viser skematisk diagram over roterende boremetode.

Det roterende bord, hvor kelly passer ind, drejer tæt på boret. Boringen skærer gennem formationen, og når hullet fordyber borestangen glider ned. På dette stadium er kellyen fastgjort og trukket op for at fastgøre ny rørlængde. Borefluidet eller bentonit (ler) gylle pumpes ned gennem borerøret og ud gennem dyserne i brikken. Mudderet løber derefter op til overfladen gennem det ringformede mellemrum mellem borerøret og boringen og fjerner stenfragmenterne og stiklinger med det.

Borefluidet udfører følgende funktioner:

(i) Den understøtter borens vægge og forhindrer hulning.

(ii) Det fjerner stiklinger fra borehullet.

(iii) Det kontrollerer tilstrømningen af ​​grundvand i brønden, mens boringen pågår.

(iv) Det køler lidt og smører borestammen.

(v) Det forhindrer stiklinger i at slå sig ned på bunden af ​​boringen.

(vi) Det blødgør den underjordiske formation og fremskynder boringen.

Da der er sandsynlighed for, at boreslammet kan forsegle lavtryks vandbærende formationer, er det nødvendigt at styre mængden af ​​mudder i vandet. Når borevæsken kommer til overfladen, er den taget i en bosættende pit, hvor rockfragmenter sætter sig ned. Det rensede væske gencirkuleres gennem hullet.

Som kedeligt fremskrider detaljeret logning af undergrundsformationerne mødt med er gjort. Efter at boringen er boret til den krævede dybde sænkes et brøndrør med sil og blinde længder af bestemte størrelser. Da borevægge er belagt med kolloidal blanding af bentonit bliver det nødvendigt at vaske væggene.

Det kaldes tilbagevask. Til tilbagespolingsborerør med en krave af størrelsen af ​​brøndrøret, der er fastgjort ovenfor, indsættes igen borekronen. Pumpen tvinger vandet, der indeholder calgon (natriumhexa-meta-phosphat) ned i borerøret.

Vandet rushes gennem spændene, og calgonen spredes lerkolloiderne, der er afsat på borevægge. For at øge effektiviteten af ​​tilbagespoling flyttes borerøret op og ned for at skabe strømforløb. Borehastigheden ved denne metode afhænger af, hvilken type undergrundsdannelse der trænger igennem, og hvilken type riggudstyr der anvendes. I modsætning til kabelværktøjsmetoden afhænger borehastigheden ikke af hullets dybde ved hydraulisk drejningsmetode.

Hastigheden af ​​boring i konsoliderede klippeformationer kan variere fra 10 til 15 m pr. Dag, mens den i ukonsoliderede formationer kan nå op til 100 til 150 m pr. Dag.

De vigtigste fordele ved hydraulisk drejningsmetode er følgende:

(i) Boringen kan fortsætte kontinuerligt.

(ii) Boringen er ret høj.

(iii) Hylsterør er ikke påkrævet. Mudderet danner en lerbeklædning på borevæggen og forhindrer hulning.

(iv) Når boringen viser sig at være mislykket, kan den efterladt med det samme som fjernelse af foringsrør etc., er ikke involveret.

Omvendt roterende boringsmetode:

Denne metode kaldes omvendt rotationsmetode, fordi strømmen af ​​borevæske er vendt i forhold til den (hydrauliske) roterende boremetode. Boreriggen anvendt til omvendt roterende metode svarer til den, der anvendes til roterende boring. Der er dog to variationer. Den første er, at borerøret er af større diameter (sige 15 cm), og for det andet er den specielle pumpepumpe med åbne bladrotorer brugt. Pumpen tillader stort grus at blive afladet. Borrøret med stor diameter gør det muligt at løfte så store 12 cm diameter stene op til overfladen.

Som borevæske anvendes kun vand generelt. Den bevæger sig ind i borehullet gennem det ringformede mellemrum mellem borerøret og borens vægge. Vandet henter stiklinger og blandingen suges opad af pumpen gennem borerøret. På grund af sugekraften har den stigende væske stor hastighed og det løfter med det store partikler. Skematisk diagram af metoden er vist i figur 18.9.

Ved overfladen afgives blandingen ind i en bundfældning. Vandet udvælger fine partikler fra undergrundsformationerne, og det er ikke nødvendigt at tilføje hentonit eller noget andet mudder til vandet. Niveauet af borevæsken inde i det ringformede rum skal holdes op til jordoverfladen for at forhindre hulning i hulrummet. Ved denne metode er det muligt at bore brønde med stor diameter, sige op til 150 cm. Dette er den billigste metode til boring af store diameterbrønde i bløde, ikke-konsoliderede formationer lavet af sand, silt eller blødt ler.

Udvælgelse af boremetode:

Et valg af særlig boremetode afhænger af:

jeg. Formålet med brønden

ii. Mængde afladning kræves

iii. Dybde af vandbordet

iv. Type af undergrundsformation; og

v. Type udstyr til rådighed.

Smalle brønde med lille diameter kan kede i ukonsolideret formation ved hjælp af en skruer, der betjenes manuelt.

Små kapacitetsbrønde i ikke-konsoliderede formationer kan bores ved hjælp af selvstikkende brøndspidsmetode eller vandstråleboringsmetode.

Alle dybe rørbrønde er konstrueret ved boring. Rotationsmetoder er generelt bedre til geologiske undersøgelser, mens kabelværktøj eller percussionsmetode er overlegen til undersøgelse af vandkvaliteten.