Jika rumah pedesaan tidak dapat dihubungkan ke pasokan air pusat, Anda perlu mengatur sistem otonom. Sebagian besar pemilik lebih suka mengaturnya berdasarkan sumur, dalam pengembangan yang berbagai metode digunakan. Kami akan mempertimbangkan pengeboran sumur putar - opsi yang sangat menjanjikan, tetapi sejauh ini tidak banyak diketahui.
Dalam artikel kami, seluk-beluk teknologi rotor dan alat yang digunakan dijelaskan secara rinci. Kelebihan dan kekurangan teknik ini diperiksa, dan metode untuk penerapannya dalam praktik disajikan. Saran kami akan bermanfaat bagi pemilik lahan pribadi yang berhati-hati yang ingin memantau pekerjaan para pengebor.
Definisi pengeboran berputar
Untuk mulai dengan, kami akan menganalisis apa pengeboran sumur semua tentang dan apa alternatifnya? Pengeboran auger masih diakui sebagai salah satu cara paling umum untuk menimba air.
Namun, teknologi sekrup tidak memungkinkan batuan dasar melewati. Bor sekrup yang digunakan dalam pengeboran sekrup tidak dapat menghancurkan batu kapur. Tetapi sering terjadi bahwa Anda perlu melatihnya, karena lapisan atasnya tidak stabil dan cukup untuk laju aliran operasi.
Teknologi pengeboran inti dan sekrup tidak memberikan peluang untuk melewati formasi batuan. Dalam hal memasang sumur pada batu kapur, akan lebih efisien dan ekonomis untuk menggunakan metode putar pengeboran
Oleh karena itu, teknologi putar, yang sebelumnya hanya digunakan dalam industri pertambangan, mulai diperkenalkan ke dalam lingkup pembangunan fasilitas pemasukan air swasta. Elemen kerjanya agak terletak di bagian bawah sumur. Menggunakan tanah pahat, kohesif dan tidak koheren dihancurkan, batuan dasar dihancurkan.
Penggalian batu yang hancur dilakukan dengan bantuan cairan, yang disuplai ke wajah melalui kolom kerja atau ruang annular. Ini adalah 2 metode pengeboran yang berbeda, masing-masing akan dibahas secara rinci di bawah ini.
Diameter bit melebihi diameter kolom kerja, yang memungkinkan:
- mengurangi biaya energi untuk seluruh proses pengeboran (daya di sini dihabiskan secara langsung hanya untuk memutar dengan kekuatan bit di wajah, dan kerugian gesekan dari string yang bekerja terhadap dinding lubang bor diminimalkan);
- melindungi sebagian besar elemen tali kerja dari kerusakan, serta dinding sumur bor dari kehancuran;
- buat lubang bor berdiameter mengesankan (misalnya, hingga 70 cm) pada kedalaman yang sangat mengesankan.
Dengan cara ini, akuifer dengan kedalaman 300 meter atau lebih, mis. Bor air intake untuk memasok air ke pondok dan desa musim panas.
Jadi, definisi: pengeboran rotasi adalah cara mengembangkan sumur di mana gaya pada bit di wajah ditransmisikan dari rotator rotari melalui tali kerja. Ini dirakit dari batang - pipa baja sempit yang terhubung berurutan satu sama lain dengan mengubah kedalaman ke tanah.
Tetapi dalam membersihkan batang tambang dan menyembelih dari lumpur, air yang disuplai di bawah tekanan digunakan. Berkat keputusan ini, tidak perlu membongkar dan merakit tali bor untuk ekstraksi inti seperti pada pengeboran inti.
Cairan yang disuntikkan ke dalam produksi segera menyelesaikan dua tugas penting: itu membebaskan cara bagi bor untuk melakukan pekerjaan lebih lanjut dan menyiram sumur yang diperlukan untuk menyiapkan asupan air untuk operasi.
Manfaat Teknologi Rotary
Apa keuntungan dari pengeboran putar dibandingkan alternatif yang mungkin? Ada beberapa di antaranya.
pertamaDengan menggunakan bit putar, dimungkinkan untuk membuat sumur berdiameter besar yang dapat sepenuhnya memenuhi kebutuhan air beberapa rumah tangga sekaligus.
Bukan rahasia lagi bahwa pengeboran bukanlah proses yang mahal: membutuhkan peralatan khusus, dan para pengebor yang berpengalaman harus mengendalikan dan mengelola proses tersebut. Lagi pula, kegiatan pengeboran dilisensikan. Karenanya harganya tinggi.
Karena bentuk dan desainnya, mata bor putar dapat membentuk sumur dengan diameter jauh lebih besar daripada bor ulir dan pipa inti
Menggabungkan beberapa rumah tangga sekaligus untuk membiayai satu sumur umum untuk lokasi yang berdekatan adalah usaha yang hemat biaya. Tetapi ini membutuhkan debit yang signifikan. Dalam kebanyakan kasus, akuifer sedimen Kuarter (pasir) tidak dapat menyediakannya.
Secara alami, untuk operasi kolektif, asupan air harus diletakkan di atas batu kapur. Air tanah yang diambil darinya ditandai dengan mobilitas dan kemurnian air yang lebih besar. Volume curah hujan tidak memiliki efek sekecil apa pun pada aliran sumur ke batu kapur. Apa yang tidak bisa dikatakan tentang sumur di atas pasir.
Keduameyakinkan biaya energi yang relatif kecil. Elemen kerja untuk pengeboran putar adalah pahat. Tetapi tidak seperti auger dan core drilling, alat bor tidak berinteraksi dengan dinding sumur bor
Artinya, hanya sedikit yang tingginya dapat diabaikan relatif terhadap ketinggian seluruh string bor yang bersentuhan langsung dengan tanah. Akibatnya, metode pembentukan sumur ini adalah yang tercepat - hingga 1.000 meter linier per bulan!
Ketiga, pelanggan kolektif tertarik oleh kedalaman pengeboran. Hanya metode putar yang dapat digunakan untuk mengebor sumur yang terkubur dalam batuan metamorf dan batuan beku asli, dari retakan air yang dapat dipompa, komposisi yang paling cocok untuk keperluan minum.
Paling sering, hanya air industri yang diekstraksi dari intake dengan kedalaman kurang dari 30 m. Komposisinya dipengaruhi oleh badan air di dekatnya, sungai yang berserakan sampah, curah hujan, dan hanya cairan teknis yang tumpah ke tanah. Sekrup dan pipa inti hanya akan membantu untuk mendapatkan asupan semacam itu.
Seluruh rangkaian peralatan pengeboran mudah dipasang pada platform otomotif satu tugas sedang. Ini membuat proses pengeboran putar jauh lebih maju secara teknologi dan, karenanya, lebih murah.
Selain itu, pengeboran putar memungkinkan Anda menjalani pengembangan hingga kedalaman penuh tanpa beralih ke metode pengeboran lainnya. Ketika mengembangkan sumur dengan sekrup, misalnya, jika perlu mengebor batu besar, mereka beralih ke teknik kejut-tali.
Untuk ini, shell sekrup dihapus dari laras dan bit dilemparkan ke wajah sampai sebuah batu pecah. Kemudian wajah dibersihkan dengan bailer. Ini digunakan jika perlu untuk menaikkan pasir jenuh air ke permukaan, yang tidak klise di pipa inti.
Praktek menunjukkan bahwa sumur yang dibor dengan metode putar memiliki umur yang lebih panjang. Secara teknologi, ini disebabkan oleh fakta bahwa setelah pemasangan tali selubung yang membentuk dinding lubang bor, annulus semakin diperkuat.
Peralatan Baik
Pertama, konsol vertikal dipasang pada permukaan di atas sumur untuk pengikatan lebih lanjut dari tautan vertikal dari string yang berfungsi. Tautan pertama dari poros bor ini dilengkapi dengan elemen kerja - sedikit, yang dapat memiliki format yang berbeda, tergantung pada kategori batuan untuk kemampuan pengeboran.
Tentu saja, peralatan yang lebih kompak digunakan untuk pengeboran akuifer, dan pembentukan menara yang ditunjuk biasanya tidak diperlukan
Set Alat Bor
Saat memperdalam tautan pertama, lilin, yang berikutnya, disebut bilah, dipasang di atasnya, dan seterusnya. Panjang setiap blok pipa tersebut dapat bervariasi dari 20 hingga 50 m. Untuk menyederhanakan pembentukan kolom kerja, setiap batang dilengkapi dengan ulir meruncing dengan kunci.
Akibatnya, bor terbentuk, yang terdiri dari:
- bit bekerja;
- bar memimpin;
- kolom batang biasa saling berhubungan dengan kopling.
Penahanan kolom kerja dilakukan dengan menggunakan putar, rotasi yang dilakukan oleh rotor. Tergantung pada seberapa dalam ia seharusnya mengebor, dan juga apa sifat fisik dan mekanik tanah, batang standar atau berat yang digunakan untuk membentuk tautan utama.
Batang penggerak, pada umumnya, adalah pipa berbobot, karena memiliki misi teknologi yang penting. Melalui itu, solusi pembilasan memasuki wajah ke bit, yang tugasnya adalah untuk membersihkan batu yang dihancurkan. Dan ini, pada gilirannya, mengedepankan persyaratan untuk sambungan kopling, tugasnya adalah untuk menyegel sambungan antar sambungan.
Jangan lupa bahwa tekanan fluida langsung tergantung pada ketinggian kolom yang terbentuk (dan tidak tergantung pada penampang pipa). Selain itu, bahkan jika air digunakan sebagai larutan pencuci, maka setiap 10 meter tekanan akan meningkat sebesar 1 atmosfer.
Sebagai perbandingan, ada baiknya memberi contoh. Tekanan kerja di jaringan perpipaan rumah tangga di rumah adalah 10 atmosfer, dan pipa yang paling tahan lama dirancang untuk tekanan 20 atmosfer.
Hanya jika sistem rumah tangga diam dan tidak bergerak, maka tekanannya sama dengan berat tali bor pada batang penggerak. Tapi dia masih harus mengirimkan momentum rotasi dan memaksakan sedikit.
Kopling adalah elemen terpenting dari batang, karena merekalah yang memperhitungkan berat seluruh bagian bawah batang yang berdekatan, serta beban dari getaran dinamis dan gerakan rotasi yang diberikan oleh mesin.
Persyaratan berikut ini dikenakan pada kopling sebagai elemen struktural dari string bor, yaitu:
- harus memastikan ketatnya sambungan batang dan menahan tekanan fluida hingga 100 atmosfer (untuk membersihkan bagian bawah aliran tekanan);
- harus tahan untuk dipakai, agar tidak menjadi tidak dapat digunakan ketika bergesekan dengan dinding sumur;
- harus dapat mengirimkan torsi dari atas kolom kerja ke bawah dan, akhirnya, ke bit.
Sangat penting bahwa sambungan memiliki pengerjaan yang tepat. Jika setidaknya salah satu dari mereka tidak dapat menahan beban dan string yang bekerja rusak, akan sangat sulit untuk mendapatkan bagian bawahnya bersama dengan bit. Dalam hal pengeluaran modal, kadang-kadang lebih mudah untuk mengebor sumur baru di dekatnya daripada mendapatkan batang timah yang terlepas.
Penggunaan air selama pengeboran
Cairan yang disuplai ke wajah biasanya adalah air biasa. Terkadang untuk menstabilkan batang yang melewati bebatuan yang tidak koheren (pasir, kerikil, kerikil dan endapan kerikil), solusi dengan aditif pengeboran dimasukkan ke dalam sumur. Ini perlu, karena casing tidak diletakkan pada tahap penetrasi pertama.
Air memasuki produksi baik di bawah tekanan di dalam batang penggerak (dan kemudian memompa keluar melalui anulus), atau dengan gravitasi turun melalui anulus, dan penghapusan sudah terjadi melalui kolom kerja dengan pompa hisap.
Ini adalah 2 teknologi pengeboran putar yang berbeda, fitur-fiturnya akan dibahas di bawah ini.
Pengeboran putar ditandai oleh laju pengembangan tertinggi dari sebuah sumur air. Pada saat yang sama dengan pengeboran, laras dibilas dan pengembangan disiapkan untuk operasi yang akan datang
Namun, metode apa pun yang digunakan, cairan yang digunakan dalam pengeboran di mana-mana perlu dibersihkan (untuk penggunaan lebih lanjut).
Untuk melakukan ini, gunakan peralatan berikut:
- Gudang penyimpanan cairan pengeboran. (Jika Anda berencana untuk mengebor sumur dangkal - dalam beberapa lusin dapat diatur langsung di tanah, dan air biasa digunakan sebagai cairan pembilas). Gudang bertindak sebagai baterai untuk pembilasan cairan.
- Vibrosieve. Solusi pembilasan, yang diangkat dari sumur, membawa partikel batu yang dihancurkan yang harus dihilangkan. Cara paling efektif adalah yang mekanis menggunakan layar bergetar.
- Tangki sedimentasi. Setelah menghilangkan partikel-partikel besar batu, cairan masuk ke dalam bah untuk menyingkirkan partikel-partikel tersuspensi yang mengendap. Saat menggunakan air sebagai cairan pencuci, bak juga terkadang dibangun langsung di tanah. Selain itu, hidrosiklon digunakan untuk memisahkan zat cair dan untuk memisahkan lumpur.
- Pompa lumpur. Dialah yang menyediakan sirkulasi larutan cuci.
- Sistem selokan. Mereka diperlukan untuk pergerakan air dari titik pembentukan tambang ke tempat pemurniannya.
Secara total, mekanisme dan peralatan berikut diperlukan untuk mengembangkan sumur dengan menggunakan teknologi putar:
- Menara atau konsol untuk merakit tali bor dari batang dan membongkarnya di akhir pengeboran, serta sistem tackle.
- Mesinmemberikan rotasi rotor.
- Peralatan cairan. Mekanisme dan alat untuk mensirkulasikan cairan pencuci dan membersihkannya (pompa; layar bergetar; bak dan / atau hidrosiklon; gudang untuk menyimpan cairan pencuci; sistem pipa dan selokan).
Untuk pengeboran putar sumur dangkal, seluruh daftar peralatan sangat kompak (misalnya, boom konsol melipat). Ini membuatnya mudah untuk menempatkan peralatan pengeboran di tempat mana pun yang nyaman untuk operasi pengeboran dan operasi selanjutnya.
Dua opsi pengeboran putar
Tergantung pada metode memasok cairan flushing ke wajah, ada 2 jenis teknologi pengeboran putar:
- pakan langsung;
- dengan umpan balik.
Perlu dicatat bahwa cairan yang disuplai ke wajah tidak hanya untuk mencuci dan menghilangkan batu yang dihancurkan. Itu juga mendinginkan bit, yang sangat panas dari gesekan. Dalam hal pasokan fluida langsung, pompa menciptakan tekanan berlebih.
Air memasuki wajah melalui lubang-lubang teknologi dalam bit, “mengambil” batu yang dihancurkan dan kemudian mengalir secara gravitasi melalui sumur (yaitu, melalui anulus sehubungan dengan batang utama) ke permukaan, di mana ia memasuki kompleks pembersihan (layar bergetar, hidrosiklon).
Pembilasan bisa langsung atau terbalik, di mana karakteristik kualitatif dari peralatan yang digunakan akan tergantung, tetapi diagram rangkaian valid untuk kedua jenis teknologi
Teknologi umpan balik menyiratkan bahwa cairan pembilasan mengalir ke bawah oleh gravitasi, turun melalui sumur, tetapi kembali ke permukaan solusi dengan bahan yang hancur mengalir melalui pipa batang utama. Pompa lumpur dalam hal ini menciptakan tekanan negatif di dalamnya.
Terlepas dari kesederhanaan yang tampak dari kedua teknologi, ada lebih banyak nuansa daripada yang tampak pada pandangan pertama. Oleh karena itu, tampaknya tepat untuk memikirkan masing-masing teknologi pengeboran ini secara lebih rinci.
Pemboran pembilasan langsung
Teknologi ini kadang-kadang disebut "jalur air langsung." Dianjurkan untuk menggunakannya di tanah berpasir, kerikil, kerikil. Ini juga digunakan jika kedalaman akuifer tidak melebihi 30 m. Di sinilah aditif ditambahkan ke fluida yang meningkatkan kepadatan dan stabilitas batangnya.
Pengeboran putar ditandai dengan penurunan bertahap diameter sumur yang dibor. Dengan kata lain, pertama sumur berdiameter terbesar dibor, kemudian ditutup oleh pipa, dan ruang annular antara permukaan luar pipa dan dinding sumur diisi dengan mortar semen melalui lubang teknologi.
Pengeboran lebih lanjut berlanjut dengan pahat yang lebih kecil. Kemudian lagi casing, dan bagian baru memiliki diameter lebih kecil, dll. Semakin sering Anda perlu "terganggu" dengan menyemen sumur, semakin besar produktivitas pengeboran, yang pada akhirnya diterjemahkan ke dalam total biaya proses dan sumur secara keseluruhan.
Selain itu, casing yang terlalu sering mengarah pada fakta bahwa diameter efektif sumur (diameter yang membuka akuifer) sangat berkurang. Jadi "jalur air langsung" dicirikan oleh fakta bahwa sumur dengan metode pembentukannya tidak dapat dikurung hingga 100 meter.
Tekanan utama fluida pembilasan diciptakan oleh pompa di dalam batang utama, dan anulus yang diisi dengan elemen batu yang dihancurkan oleh gravitasi mengisi ruang annular tanpa merusak dinding lubang bor dengan tekanan berlebih.
Skema pengeboran dengan pasokan cairan flushing langsung. Penyerahannya ke wajah dilakukan melalui pipa batang terkemuka, dan naik ke permukaan dengan gravitasi
Namun, metode pengeboran ini memiliki kekurangan. Secara khusus, area terbuka yang terlalu panjang mengarah pada fakta bahwa partikel tanah liat yang terdispersi masuk ke dalam akuifer, yang secara signifikan dapat mengurangi dan memperlambat aliran air ke dalam output dari akuifer.
Partikel-partikel ini di sini berperan sebagai sumbat pori-pori dan saluran mikro di dalam batu tempat air merembes. Oleh karena itu, prosedur selubung yang dilakukan selama proses pengeboran diperlukan untuk menjaga produktivitas sumur di masa depan.
Pembilasan Terbalik Flushing
Dengan metode ini mengendalikan aliran fluida, laras dan dasar dibersihkan dengan baik. Pompa di sini tidak memeras cairan ke bagian bawah, tetapi sebaliknya, ia mengisapnya kembali, dan ini mengarah pada fakta bahwa kecepatan pembentukan sumur dengan pahat meningkat dengan urutan besarnya dan berkali-kali lebih banyak dibandingkan dengan pembilasan langsung.
Sumur itu sendiri tidak terkontaminasi oleh inklusi tanah liat dengan aliran cairan pencuci yang mengalir. Lagi pula, pompa menyedot semua yang bisa terkandung di dalamnya. Omong-omong, tidak ada lagi pengertian praktis dalam aditif tambahan, oleh karena itu, air murni digunakan sebagai cairan pencuci yang sama.
Skema backwash untuk pengeboran putar. Pengumpanan dilakukan dengan gravitasi melalui anulus, dan belakang lumpur ditarik oleh pompa melalui pipa batang penggerak
Jadi, untuk meringkas keuntungan dari pengeboran dengan aliran terbalik:
- kecepatan pengeboran meningkat (dibandingkan dengan aliran air langsung) hingga 15 kali;
- akuifer tidak tersumbat oleh partikel-partikel tanah liat dan butiran-butiran pasir yang berlumpur dari tingkat-tingkat sumur yang lebih rendah dan tidak beraturan;
- karena pembukaan akuifer berkualitas tinggi, sumur tidak perlu dipersiapkan untuk operasi tambahan, Anda dapat segera memasang casing internal dengan filter dan mulai memompa keluar dengan pompa;
- air sederhana (dan, karenanya, murah) digunakan sebagai fluida yang berfungsi.
Namun, metode ini memiliki kelemahan yang signifikan. Dibutuhkan keterlibatan peralatan yang mahal, yang pada akhirnya mengarah pada peningkatan yang signifikan dalam biaya seluruh proses pengeboran secara keseluruhan.
Oleh karena itu, pengeboran dengan “aliran air terbalik” hanya dilakukan dalam kasus-kasus tersebut ketika sumur dirancang untuk dioperasikan oleh beberapa rumah tangga sekaligus. Tetapi jika sumur dirancang untuk operasi individu, jauh lebih masuk akal untuk menggunakan teknologi pengeboran putar dengan aliran air langsung.
Video # 1. Demonstrasi visual dari proses pengeboran putar dalam langkah-langkah:
Video # 2.Analisis teknologi putar dan prinsip-prinsip pengaturan sumur:
Video # 3. Sirkulasi air selama pengeboran putar:
Situasi dengan keberadaan dan kedalaman akuifer dapat sangat bervariasi dari satu tempat ke tempat lain (tetapi di suatu tempat tidak ada sama sekali, seperti di pulau Madeira).
Saat mendesain sumur dan memilih metode optimal pengeboran putar, peta akuifer terbukti yang sudah ada harus digunakan. Ini akan menghemat waktu dan uang Anda secara signifikan.
Ceritakan kepada kami tentang pengalaman Anda dalam mengembangkan teknologi putar yang menggunakan sumur. Bagikan nuansa teknologi yang bermanfaat bagi pengunjung situs. Silakan tinggalkan komentar di formulir blok di bawah ini, posting foto dan ajukan pertanyaan tentang topik artikel.