Salah satu metode pembentukan tambang yang paling produktif dan ekonomis adalah pengeboran inti. Ini digunakan dalam eksplorasi lapangan dan rekayasa geologi. Selain itu, ini adalah cara termudah dan tercepat untuk mendapatkan akses ke air tanah untuk organisasi penyediaan air.
Anda akan mempelajari semua tentang pengeboran inti spesifik, alat yang diperlukan untuk penerapan dan fitur aplikasi dari artikel kami.
Lingkup pengeboran inti
Pengeboran inti adalah metode yang memungkinkan dengan akurasi terbesar untuk menentukan kedalaman atap dan sol lapisan tanah, serta tanda kedalaman cermin air tanah.
Teknologi pengeboran inti banyak digunakan dalam industri berikut:
- Pasokan air di sektor industri dan swasta. Pengeboran sumur untuk pasokan air pribadi, mengatur pemasukan air dari seluruh desa atau blok kota secara efektif dilakukan oleh pengeboran inti karena fakta bahwa bor dengan mudah menembus ke kedalaman yang luar biasa. Sebuah proyektil inti mampu mengangkat hampir semua batu yang hancur kecuali untuk tanah jenuh air dan gembur (pasir, kerikil, kerikil);
- Eksplorasi di industri pertambangan. Ketika batu lewat, dampak titik pada tanah terjadi di sepanjang jari-jari rotasi. Dengan kata lain, shell, yang secara struktural menyerupai pipa, mengebor massa batuan padat tanpa mengganggu struktur dan kondisinya.
- Bangunan. Melakukan studi geoteknis untuk mempelajari sifat fisik dan mekanis tanah, keadaan batuan. Teknologi kolom memberikan peluang untuk secara akurat menentukan ketinggian air dan mengambil sampel air untuk mempelajari agresivitasnya sehubungan dengan beton.
Selama pengeboran inti, inti diekstraksi - kolom tanah atau lapisan tanah yang berdekatan. Inti dicirikan oleh struktur alami yang tidak terpisahkan, yang menyediakan analisis komprehensif dari breed yang diteliti. Pengeboran dengan pipa inti memungkinkan Anda untuk menentukan kedalaman batu dengan akurasi tertinggi untuk dipelajari.
Pengeboran inti memastikan integritas inti yang diekstraksi, yang berkontribusi pada studi kualitatif batuan. Pada saat yang sama, pembersihan wajah dengan kualitas terbaik dari batu yang hancur dilakukan.
Penggunaan bor inti dalam konstruksi secara signifikan memfasilitasi dan mempercepat proses. Tumpukan mudah dipalu ke dalam lubang yang disiapkan oleh bor inti atau struktur beton bertulang yang sudah jadi dipasang. Pengeboran inti memungkinkan Anda membuat lubang silinder pada struktur bata dan beton.
Teknologi dan peralatan kerja
Dua metode menggunakan bor inti diketahui: bekerja dengan memasok cairan ke dasar atau ke kering, yaitu, tanpa mengebor lumpur.
Pengeboran tanpa menggunakan cairan pengeboran digunakan jika tanah tidak jenuh dengan kelembaban alami dalam jumlah yang cukup untuk penetrasi dan ekstraksi. Air juga tidak dimasukkan ke poros kerja ketika melewati plastik-plastik, plastik lunak dan plastik keras / tanah liat, keras dan plastik plastik pasir.
Cairan wajib untuk pengeboran batu dan formasi semi-batu. Dengan tidak adanya air dalam kasus ini, pendalaman jauh lebih lambat.Selain itu, kemungkinan kegagalan prematur mahkota meningkat secara signifikan, dan oleh karena itu pengeboran kering dianggap lebih mahal.
Teknologi pengeboran inti dengan pembilasan memungkinkan tidak hanya untuk memperluas layanan peralatan kerja, tetapi juga cara tercepat dan paling memakan waktu untuk membebaskan wajah dari batu yang hancur.
Ketika pengeboran dengan cairan pengeboran, tingkat pendalaman meningkat secara signifikan. Paling sering, metode ini digunakan saat mengebor sumur yang signifikan. Ini memungkinkan Anda untuk melakukan pekerjaan dalam waktu sesingkat mungkin dengan risiko kerusakan mahkota yang minimal.
Namun air di bawah tekanan tinggi disuplai ke dasar selama pengembangan sumur di tanah yang longgar dan tidak koheren, jika coring bukan tugas. Dalam hal ini, dengan aliran air, mereka hanya mencuci muka, membebaskan poros kerja dari tanah yang hancur.
Prinsip teknik kolom
Elemen inti dalam pengeboran inti adalah bagian pemotongan destruktif yang dipasang di bagian bawah pipa inti. Mereka memanggilnya mahkota. Untuk tenggelam batu, mahkota khusus yang dilengkapi dengan alat berlian digunakan.
Mahkota memotong elemen yang dapat dipertukarkan yang disekrup ke tepi bawah tabung inti. Dalam proses pengeboran mereka harus diubah beberapa kali
Ini adalah mahkota berlian yang memastikan jalan bor yang hampir tanpa hambatan ke kedalaman yang besar selama perjalanan pekerjaan pemasukan air ke batu kapur. Yaitu, ketika mengembangkan sumur yang terkubur di batuan dasar, di celah-celah yang sebagai akibat kondensasi berumur berabad-abad, cadangan air bawah tanah paling murni terbentuk.
Mata bor diubah dengan cara paling sederhana - mereka melepaskan bagian yang aus dan memasang mahkota baru ke pipa inti
Batuan dipotong dengan mahkota yang berputar dengan kecepatan tinggi. Kecepatan rotasi bor dapat disesuaikan tergantung pada kepadatan tanah yang dikembangkan. Mahkota “memotong” tanah hanya di sepanjang tepi silinder yang aneh, yang bagian tengahnya ditekan ke dalam tabung inti.
Untuk mengekstraksi inti, bor dinaikkan ke permukaan. Tanah yang ditangkap olehnya benar-benar ditiup keluar dari bor inti dengan aliran udara yang disuplai ke bagian atas pipa. Proses peniupan dipercepat dengan mengetuk cangkang dengan palu godam.
Selama pengeboran inti, segmen batu berbentuk kerucut yang dibor didorong ke pipa inti. Untuk mengekstraknya, cangkang inti dikeluarkan dari laras dengan membongkar tali bor. Inti ditiup dan ditumbuk keluar dari pipa
Bor kolom selama lintasan batuan yang kuat memiliki produktivitas yang lebih besar daripada bit matriks dan kerucut. Hal ini disebabkan oleh kecepatan tinggi rotasi bor, yang mengurangi tingkat upaya yang diterapkan pada pengembangan.
Selain itu, pahat-pahat itu benar-benar menghancurkan batu itu, yang perlu "diambil keluar" oleh penanggung atau memasok air dengan tekanan untuk menyiram wajah. Bahkan, Anda harus melewati segmen yang sama dua kali, atau bahkan tiga kali: pertama hancurkan, lalu bersihkan. Teknologi kolom memungkinkan Anda untuk melewati dan membersihkan wajah sekaligus.
Peralatan mesin dan rig pengeboran
Pilihan mesin atau rig pengeboran ditentukan oleh tujuan sumur dan diameternya. Popularitas metode pengeboran inti menentukan produksi rig pengeboran dan peralatan mesin di seluruh dunia. Traktor berat, truk, dan kendaraan segala medan cocok untuk instalasi yang dirancang untuk pengeboran eksplorasi.
Penggunaan traktor ulat yang berat memungkinkan pengeboran inti di area yang tidak dapat dilewati, genangan air permukaan, dan medan yang tidak stabil.
Paling sering, peralatan pengeboran dipasang pada MAZ klasik, KAMAZ, dan mobil Ural. Namun, ada opsi pemasangan untuk peralatan yang lebih ringan, yang digunakan untuk pengeboran sumur air di konstruksi swasta.
Dalam pengeboran putar manual, tabung inti diganti oleh pendahulunya, kaca. Shell ini adalah versi singkat dari tabung inti dengan ujung runcing di solnya. Gelas secara manual atau menggunakan bor motor dipuntir ke tanah dan segala yang ditumpuk dilepaskan ke permukaan.
Untuk mekanisasi pengeboran manual sumur dangkal dan pembentukan lubang untuk pemasangan pagar dan menara transmisi daya, bensin dan motor listrik digunakan. Mereka melaporkan gerakan rotasi ke tabung auger atau inti
Peralatan untuk tenggelam dan pengaturan sumur
Dalam pelaksanaan pengeboran inti, diperlukan peralatan yang memungkinkan Anda untuk bekerja secara mendalam, untuk mengembangkan dan mengekstraksi berbagai jenis batuan. Selama bekerja, kenaikan berkala ke permukaan material yang dihancurkan oleh proyektil harus disediakan.
Perangkat Bor Standar
Untuk kinerja pekerjaan yang berkualitas tinggi dibutuhkan:
- Kerang kolom. Mereka digunakan baik untuk pengeboran horizontal dan untuk pekerjaan vertikal pengeboran. Menggunakan pipa inti standar, pengeboran dimungkinkan pada sudut hingga 45 derajat. Cangkang inti berdinding tipis hanya dapat digunakan untuk pengeboran parit horizontal saat meletakkan komunikasi.
- Mahkota. Ini adalah alat penghancur batu yang dilengkapi tabung inti untuk memfasilitasi pemotongan inti pada batu. Untuk mengebor tanah yang kohesif dan tidak koheren, mahkota kuningan digunakan. Untuk batu yang tenggelam, terbentuk lubang pada beton, aspal, dinding bata, mahkota karbida dengan pemotong berlian.
- Casing baja. Mereka diperlukan untuk membungkus produksi - pembentukan lubang sumur, diproduksi secara bersamaan dengan pendalamannya. Diameternya sama dengan diameter sumur. Selubung untuk pengambilan air dipilih terlebih dahulu, dengan fokus pada diameter pipa inti dan pompa, yang rencananya akan dioperasikan di sumur.
- Batang. Ini adalah pipa sempit yang dipilin bersama. Digunakan untuk membangun string bor. Sederhananya, mereka disekrup secara bergantian ke bagian atas tabung inti sehingga dapat mengirimkan gerakan rotasi pada kedalaman yang melebihi ketinggian proyektil. Tinggi pipa inti + tinggi tali batang bor = kedalaman produksi.
- Sub Mereka diperlukan untuk memastikan sambungan sambungan ulir dengan berbagai diameter yang ada pada batang bor, rotator, segel pembilasan dan komponen lainnya.
- Sumbat dan segel penyiraman. Dengan bantuan mereka, naik ke permukaan tanah yang hancur disediakan, jika tidak perlu untuk pemilihan seluruh inti. Dalam hal ini, air disuplai ke wajah, membersihkan tanah yang hancur di bawah tekanan di permukaan hari.
- Pahat. Mereka digunakan untuk memperdalam lubang bor di tempat-tempat yang paling sulit untuk lewatnya bor inti. Saat menggunakan sedikit, kadang-kadang mereka beralih dari pengeboran putar ke pengeboran tali-kejut.
Alat yang disajikan adalah set standar untuk pengeboran menggunakan teknologi inti. Dalam beberapa kasus, tergantung pada kompleksitas pengembangan, alat dan perlengkapan tambahan mungkin diperlukan.
Saat memperdalam penggalian, serangkaian batang bor secara berurutan disekrup ke bagian atas pipa inti. Untuk mengekstrak proyektil inti ke permukaan, batang setelah batang tidak diputar
Fitur Desain Pipa Inti
Fitur desain proyektil selama pengeboran inti adalah karena pelestarian integritas inti maksimum dan terdiri dalam pengaturan annular di sekitar jalur bebas. Salah satu karakteristik terpenting adalah koefisien sampling inti. Ini didefinisikan sebagai rasio diameter inti dengan diameter luar alat.
Alat bor inti terstandarisasi, hanya berbeda diameternya saja. Menurut karakteristik struktural, pipa inti diklasifikasikan menjadi pipa tunggal dan ganda. Kerang tunggal yang dirancang untuk bekerja dalam kondisi geologi normal sangat bagus untuk mengembangkan sumur air.
Alat ganda dengan pipa bagian dalam yang tidak berputar hanya digunakan dalam eksplorasi geologis. Diperlukan untuk mengekstraksi sampel batuan yang mudah dihancurkan di bawah pengaruh berbagai faktor. Ini memungkinkan Anda mengambil sampel dalam komposisi alami, dengan persentase alami mineral dan batuan sisa.
Dalam pengambilan sampel untuk penelitian teknik dan geologi, dalam eksplorasi geologi dan pengeboran lubang untuk pemasangan dukungan saluran transmisi listrik, pipa inti tunggal digunakan
Semua pipa inti dirancang untuk penggunaan pembersihan, memasok lumpur pengeboran ke dasar dan menyiram sumur. Atasan mereka dilengkapi dengan lubang teknologi di mana air atau aliran udara disuntikkan.
Kekhususan bagian pemotongan proyektil
Mahkota apa pun disajikan dalam bentuk cincin dengan ulir yang terletak di atas, diperlukan untuk mengencangkan ke tabung inti, dan pemotong terletak di ujung bawah. Pemotong dilemparkan atau dilas ke bagian logam pemotongan ini.
Saat coring, gunakan mahkota berikut:
- Karbida - dipotong halus, bergaris.
- Berlian - diresapi dan berlian kecil.
Elemen pemotongan karbida dirancang untuk mengebor tanah “lunak”. Dengan bantuan mereka, semua jenis batuan lempung dengan konsistensi apa pun, semi-rock, pasir rendah dan komposisi komposisi yang padat dan lembab dan kepadatan sedang dibor. Untuk pengeboran melalui batupasir dan marl, digunakan mahkota dengan gigi seri tungsten-kobalt.
Bit dangkal dirancang untuk pengeboran batu keras sedang dengan tingkat abrasi rendah. Mereka dilengkapi dengan pemotong segi delapan atau persegi. Ketika gigi seri terletak pada ketinggian yang berbeda, pembantaian bertahap juga tercapai, keuntungannya dijelaskan di atas.
Menggunakan mahkota bergaris meningkatkan sirkulasi cairan pembilasan dengan memperluas diameter sumur
Mahkota bergaris dirancang untuk mengebor batuan keras dengan abrasivitas sedang. Pemotong mahkota tersebut terdiri dari kepala silinder atau prismatik baja dengan sisipan karbida. Dalam hal ini, bahkan dalam kasus keausan mahkota tidak mengurangi efisiensi kerjanya.
Mahkota dengan alat intan dirancang untuk mengebor batu dan semi-batu dengan tingkat abrasi tinggi.
Untuk meningkatkan kekuatan dan meningkatkan sifat abrasif, berlian industri ditekan ke dalam massa tuangnya selama proses produksi. Baru-baru ini, kristal alami sering diganti dengan yang ditanam secara buatan
Jumlah tulang rusuk ditentukan oleh desain mahkota dan diameternya - mereka bisa dari tiga hingga enam. Akselerasi proses penghancuran batu dapat dicapai dengan menggerakkan tulang rusuk relatif ke ujung wajah mahkota. Dengan demikian, bagian bawah yang bertangkai dipastikan dan saluran fluida pembilasan difasilitasi.
Tabung casing lubang bor
Pipa baja inti dan casing diproduksi sesuai dengan GOST 51682-2000. Dalam eksplorasi dan rekayasa geologi, mereka digunakan untuk mencegah keruntuhan tanah di bagian bawah, yang tidak akan memungkinkan kita untuk memahami pada kedalaman apa satu lapisan geologis digantikan oleh yang lain.
Dalam pengaturan bukaan asupan air, casing membentuk dinding sumur. Dalam selubung yang dirangkai dari mereka, tali pipa lain terbenam. Sekarang paling sering dirakit dari plastik. Casing produksi dilengkapi dengan filter untuk menahan butiran pasir dan kerikil halus selama pemompaan.
Yang paling umum adalah pipa casing dengan sambungan nipple.Dalam hal ini, pipa memiliki ulir internal di satu sisi, dan ulir eksternal di sisi yang berlawanan. Laras berulir dirakit sangat sederhana dan cepat.
Inti dan pipa casing dijalin, dari satu ujung ke luar, dari yang lain ke dalam. Ini memungkinkan Anda dengan cepat dan mudah memasang casing. Dimensi benang disatukan - casing apa pun dapat berfungsi sebagai pipa inti, cukup untuk memasang mahkota dan bagian atasnya.
Ada pipa casing yang dirancang untuk sambungan las. Mereka tidak digunakan di sektor swasta karena proses perakitan kolom yang melelahkan.
Baik casing dan core pipe terbuat dari baja grade 45 dengan grup kekuatan "K". Untuk meningkatkan ketahanan terhadap keausan permukaan, ujung pipa mengeras. Tergantung pada peralatan pengeboran yang digunakan dan diameter pompa submersible, pipa dengan diameter 100 hingga 200 mm digunakan dalam perangkat pengerjaan pengambilan air pribadi.
Tahapan Pengeboran Inti
Sebelum mulai bekerja, Anda perlu mempelajari rencana kadaster dan menyiapkan permukaan kerja. Hal ini diperlukan untuk memastikan akses tanpa hambatan ke lokasi pengeboran baik rig pengeboran itu sendiri dan mesin dengan cairan flushing.
Langkah selanjutnya adalah menggali lubang dengan volume setidaknya 2 meter kubik - ini akan menghindari kebutuhan untuk menggunakan tangki tambahan. Lubang ini dirancang untuk mengalirkan air tanah dan menghabiskan cairan pembilasan. Untuk memasang bagian utama dari bagasi, perlu meninju tanah.
Selanjutnya, mahkota yang dipilih dihubungkan dengan pipa bor inti dan pemilihan pipa selubung, yang akan bertambah saat semakin dalam. Instalasi harus benar-benar diperbaiki, setelah itu rig pengeboran diluncurkan.
Teknologi kolom dengan menyiram dasar air memungkinkan cara paling sederhana dan cepat untuk membebaskan poros kerja dari batu yang hancur
Saat bor inti diperdalam dan diisi, bor secara berkala diangkat ke permukaan siang hari dan dibersihkan dari tanah yang ditangkap oleh alat selama pengeboran. Setelah itu, inti yang dibebaskan dari inti dapat kembali terbenam di lubang sumur untuk melanjutkan pengeboran.
Untuk memanjat tali bor, yang terdiri dari proyektil inti dan batang, dibongkar. Yaitu, batang setelah batang dipisahkan secara berurutan sampai tabung inti dikeluarkan dari laras.
Pilihan terbaik untuk mengembangkan sumur untuk pedagang swasta adalah pengeboran inti, diikuti dengan pembilasan. Tidak ada sampel yang harus diambil dalam kasus ini. Hal utama adalah dengan cepat membentuk laras dan membersihkannya dari lumpur.Pada saat yang sama, persiapan untuk pengembangan untuk operasi mendatang sedang dilakukan.
Untuk mencuci, Anda dapat menggunakan air apa pun, sangat cocok dari kolam atau sungai terdekat. Pengeboran juga dapat dilakukan kering jika sumur pasir sedang dikembangkan. Biasanya dalam kasus ini, sepasang ember air sebagai cairan pengeboran cukup hanya untuk mendinginkan cangkang di bagian bawah.
Menurut teknologi inti, lubang dibor dalam beton dan struktur beton bertulang, fondasi dan dinding bata.
Saat bekerja di pasir longgar, kelembaban rendah, untuk memperkuat dinding lubang dalam solusi kerja, disarankan untuk menambahkan gelas cair atau massa tanah liat. Bagaimanapun, ketika bor melewati cakrawala dengan struktur yang tidak stabil, dibenarkan untuk memperkuat dinding sumur dengan pipa casing.
Fitur teknologi dari proses tersebut
Dalam proses pendalaman, dimungkinkan untuk menyesuaikan kecepatan bor. Perlu dicatat bahwa bor dengan mudah mengatasi lapisan batuan sedimen pada kecepatan rendah. Tetapi ketika melewati batuan asli, peningkatan dalam kecepatan rotasi diperlukan. Dengan metode pengeboran inti, formasi berbagai komposisi dan kekerasan apa pun dapat dilewati.
Adalah perlu untuk mempertimbangkan fakta bahwa rig pengeboran harus ditempatkan pada platform horisontal yang dipersiapkan dan diratakan. Sudut penetrasi dapat disesuaikan jika diameter lubang yang dikembangkan tidak melebihi 1 meter. Kemudian vertikalitas produksi didukung oleh casing.
Pipa casing dapat digunakan kembali jika, segera setelah tenggelam, mereka dikeluarkan dari tambang. Tabung inti adalah cangkang yang dapat digunakan kembali, yang tidak dapat dikatakan tentang mahkota. Pengeboran di cakrawala sedimen membutuhkan setidaknya dua, atau bahkan lebih. Saat membangun sumur di batu kapur, tidak mungkin untuk memprediksi jumlah mahkota yang terhapus dengan akurat.
Untuk memperpanjang usia inti berlian setelah dipasang atau diganti, bagian bawah sumur perlu dipahat. Ukuran ini akan secara signifikan meningkatkan tingkat penetrasi.
Rig pengeboran dapat dipasang pada kendaraan dengan daya dukung tinggi atau pada kendaraan khusus yang terlacak jika bekerja di medan yang sulit. Peralatan bergerak yang lebih ringan dapat digunakan untuk pengeboran inti sumur air.
Keuntungan dan kerugian dari metode kolom
Karena aksi titik mahkota pada jari-jarinya, pemotongan dan penghilangan seluruh inti yang akurat ke permukaan dipastikan. Teknologi ini berlaku untuk mengebor batu hingga kategori XII, Anda dapat bekerja baik secara tegak lurus maupun miring.
Salah satu indikator terpenting dari metode inti adalah produktivitas tinggi dan kecepatan pengeboran.
Selain itu, keunggulan berikut dapat dibedakan:
- Volume pengeboran dalam hal menggunakan cairan pembilasan atau air proses adalah 85%;
- Pengenalan emulsi aktif ke dalam larutan kerja memungkinkan untuk mempertahankan dinding sumur dalam keadaan aslinya;
- Karena pengurangan beban aksial karena fakta bahwa batuan tidak dihancurkan secara kontinu, pengurangan biaya energi tercapai.
- Metode ini memungkinkan Anda untuk bekerja dengan batu apa pun, termasuk basalt dan granit.
- Saat menggunakan mesin seluler pracetak, dimungkinkan untuk melakukan pekerjaan di tempat yang sulit dijangkau.
Seiring dengan kelebihannya, pengeboran inti juga memiliki kekurangan:
- Ketika bekerja di batuan yang retak, sering terjadi gangguan inti, yang mengarah pada kebutuhan untuk melepas pipa untuk merobohkannya.
- Selama berlalunya batu yang keras karena kepanasan dan menyambar mahkota dengan cepat tumpul. Untuk menghindari hal ini, perlu menggunakan pendingin dan mengurangi laju umpan. Akibatnya, kecepatan pengeboran berkurang.
- Potongan melintang kecil (hingga 200 mm) dari pengeboran tidak memungkinkan penggunaan pompa submersible yang kuat.
Ketika mengembangkan sumur untuk air jika menggunakan larutan tanah liat selama pembukaan reservoir, ada kemungkinan besar pendangkalan akuifer.
Video 1. Tahap awal pengeboran sumur dengan metode inti:
Video 2. Pengeboran inti sumur di batu granit:
Dimulainya operasi pengeboran inti harus didahului dengan perhitungan ekonomi. Kepatuhan terhadap standar keselamatan dan aturan pengoperasian peralatan meminimalkan risiko kegagalannya, sehingga memastikan efisiensi tinggi, kecepatan pengeboran, dan menurunkan biaya ekonomi.
Apakah Anda hanya ingin berbagi seluk beluk teknologi kolom yang terkenal dengan Anda? Apakah Anda memiliki informasi berguna tentang topik artikel? Silakan tulis komentar di formulir blok di bawah ini, ajukan pertanyaan, dan kirim foto tentang topik artikel.