鑽井方法:主要方法的技術原理和特點

水井鑽井-工藝技術

現有井類別

按打井用途分為以下幾類:

  1. 參數 - 允許定義垂直層的一部分。
  2. 勘探——擁有小直徑,決定了鑽井的前景。
  3. 勘探——確定礦產的潛力。
  4. 可操作 - 能夠從地球內部提取礦物質。

水生產井已投入使用,並分為其他類型:

  • 生產或註射;
  • 專門用於技術和飲用水,包括吸收;
  • 用於監測和監測儲層壓力;
  • 生產研究;
  • 在運行期間估計。/li>

它們中的每一個在鑽孔和使用過程中都有自己的特點。

鑽井設備和工具

鑽自流井時,專業人士使用鑽機。對於較小的井,帶有絞盤的傳統三腳架是合適的。它將降低和升高鑽具,由取芯筒、鑽桿、鑽孔用取芯、鑽頭組成。

特殊設備,沒有它,打井是有問題的,它是一種有助於深入地下的鑽孔工具(螺旋鑽)、一個三腳架和一個絞盤。要用自己的雙手鑽一口井,您需要一個金屬螺旋鑽。在冬季捕魚期間使用的冰鑽可以用作螺旋鑽。最主要的是鑽頭應該由高強度鋼製成。這是鑽井最便宜的選擇。除了三腳架,您還需要不同直徑的管道(水管、軟管、套管)、閥門、沉箱、過濾器、井泵。

鑽自流井的過程

鑽孔工具

現在讓我們看看哪個鑽頭哪個土壤以及如何鑽頭,見圖。在右邊:

鑽井方法:主要方法的技術原理和特點

用於手動鑽孔的鑽孔工具

  1. 螺旋鑽或簡單的螺旋鑽 - 用於對正常密度的粘性均質土壤進行旋轉鑽孔;簡單地說-對於地球,壤土,微濕的沙質壤土,軟粘土。與園林鑽不同,鑽頭是雙向的,否則土壤阻力的不對稱會使鑽頭偏向一邊而卡死;
  2. 鑽孔玻璃或 Schitz 鑽孔工具 - 用於螺旋鑽卡住的粘性但粘性高的土壤。鑽孔 - 電纜衝擊;
  3. 勺鑽 - 適用於在螺旋鑽和玻璃杯中不固定的鬆散土壤。鑽孔 - 衝擊旋轉或旋轉;
  4. Bailer - 用於從破碎的土壤、淤泥等清潔樹幹。非常鬆散或漂浮的軟質半液態岩石。鑽孔 - 電纜衝擊;
  5. 正如他們所說,左肩上的呱呱呱,上帝禁止你不需要鑽頭來打破巨石。橫截面 - 帶有圓形邊緣的板。口徑 - 外殼的內徑 - 3-5 mm。鑽孔 - 衝擊棒。

所有鑽頭的切削刃均由硬化鋼製成。下圖顯示了自製鑽玻璃、勺鑽的類似物(切割刀片由螺旋槳以 3-10 度的角度設置)和水槽圖。白飯。在右邊。所有這些鑽頭的外徑都可以根據井的口徑而改變。

將液體換成更輕的

通過使用降低的油管和密封的井口直接或反向沖洗來改變井液。漿液用地層水代替,地層水用淡水或油代替,油用各種泡沫系統代替。

將密度為1200 kg/m3的地層水改為密度為900 kg/m3的油時,最大壓降僅為(1200-900)/1200 * 100% = 地層產生壓力的25%水柱。如果這種方法不能促使油從油藏流入,則使用其他開發方法。通常這是擦拭或壓縮。

自流井

自流井的方案。

這種類型的工作名稱來自法語 - 來自第一口流動井的鑽探地點:阿圖瓦省。長長的豎井和在通往含水層的途中穿過的土壤堅硬岩石需要使用強大的鑽機 - 螺旋鑽方法行不通。

工作的構建之前是文件的階段。鑽自流井不是獲得許可的活動,但為了使用其中的水,必須頒發許多許可證和批准,包括獲得地下使用許可證。這個過程是漫長而昂貴的。

主要階段:場地和井的位置協調,地質調查項目, 頒發許可證 勘探、鑽探、報告和將儲備列入國家資產負債表。

自流井分為 4 種類型:

  1. 一個雙殼開發 - 一個穿孔管安裝在含水層的柱子的下部,並在其中放置一個泵,另一半安裝在頂部,到達石灰石層。通過下連桿上的孔,水進入管道並用泵從嘴部抽出。在油箱壓力低時使用。
  2. 具有過渡的水井佈置有可變地質斷面。 3 個套管安裝在上部——大直徑在上部,中等直徑——在石頭和沙子中,小直徑——直接安裝在生產層中。用於良好的供水。
  3. 這口井是經典的——在正常條件下只有一根套管。
  4. 帶有導體的桶 - 來自 2 個外殼:在上部和下部。
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鑽井技術複雜。自流取水口的建設是由專門的組織進行的。

優點

自流井的優點。

自流井的主要優點是取水口遠離地表,並且在多孔石灰石中存在水,不包括液體中存在機械雜質。這使您無需在底部安裝過濾器即可抽出地下資源。

因此,出現了自流井的其他優點:

  • 水的生態純度;
  • 不受氣候和天氣條件的影響;
  • 不間斷供水:通過地質調查確認地下水儲量。

源頭在 ≥50 年內取之不竭。在這種情況下,您無需花錢定期清潔過濾器:沒有。

缺陷

與深部工程施工和鑽探組織階段的成本相關。自流井從設計到獲得護照的時間為2年。

不可能在有限的區域內建造取水口:鑽機場地的最小尺寸為 6x9 米。水含有在土壤過濾過程中獲得的礦物質,並且很硬。

沙井

沙井示意圖。

它們是使用螺旋方法鑽孔的 - 穿透是在軟岩中進行的:壤土、沙子和鵝卵石。開挖直徑≥100毫米。

按深度有兩種類型的砂井:

  • 高達 40 m - 在上層,流速為 1 m³;
  • 40-90 m - 水流量大 2 倍的深樹幹。

將在井底部分帶有過濾器的金屬或塑料管製成的套管柱下放到鑽孔中。水由潛水泵提升。

的優點和缺點

主要優點是螺旋鑽法,它可以讓您在 1-2 天內不費力地建造一口井。所有操作的機械化都通過在自行式或移動底盤上的鑽機設計來確保。

其他優點:

  • 水的純度;
  • 不需要建造取水口的許可證;
  • 使用壽命 - 長達 30 年。

淺層井的缺點是:流速對降水的依賴性,水成分對礦山位置表面污染的敏感性。已經確定了另一個缺點 - 進水口淤積的趨勢。

海上鑽井問題的特點

海上鑽井平檯面臨許多問題,這些問題會顯著降低所執行工作的效率。

最基本的問題包括:

鑽機裝置

  • 移動鑽機的漂移和俯仰;
  • 鑽井現場海底部分鬆散岩石的不穩定性,它們的強烈澆水;
  • 保持環境清潔;
  • 密閉水循環工作組織困難;
  • 司鑽無法看到近底井口;
  • 設備、工具在腐蝕性環境中過早失效;
  • 特殊方案和鑽孔方法的選擇等。

此外,井中充滿水至海床水平。這導致衝擊能量的減弱。漂移和暗流使衝擊工具難以保持嚴格的垂直度並削弱其在工作岩石中的浸入。

鑽井工具和固定裝置

  1. 金屬螺旋鑽.建造礦山的最常用工具。它適用於在非易碎土壤上工作。工廠生產的螺旋鑽是雙向的。這種設計不允許您將工具放在一邊並傾斜它。下底座的尺寸為 45-85 毫米,刀片直徑為 258-290 毫米。
  2. 鑽頭.設計用於在堅硬的岩石中工作。在它的幫助下鬆動岩石。尖端是交叉和扁平的。它可以與減震桿一起使用。
  3. 無聊的勺子.它用於在沙質土壤中挖井,因為。沙子不會固定在傳統的螺旋鑽上。它用於衝擊旋轉或旋轉鑽孔。
  4. 鑽玻璃(Schitz 彈丸).在它的幫助下,地雷是在粘性、高粘性的土壤中形成的,傳統的旋轉工具會卡在其中。它用於衝擊鑽孔。
  5. 拜勒.用於衝擊繩鑽孔時流沙的通過。
  6. 好針.用於製造阿比西尼亞井。在該設計中,噴嘴、桿和套管是一個整體結構,在到達含水層後仍保留在地下。

通常,為了建造一口井,會交替使用幾種類型的工具。例如,螺旋鑽、挖泥機和鑽勺用於在粘土上作業。用於卵石層的通過 - 一個水桶、一個鑿子和套管。

含水層分類

鑽井方法:主要方法的技術原理和特點

區分以下主要類型的含水層:

  1. 上霍沃德卡。這是靠近地球表面(2-7 m)的水載體的名稱。這些是由防水層(例如粘土)包圍的有限體積的未加壓水。它們中的液體通常具有降水和洪水性質。積累的性質是季節性的。這種源的主要優點是:深度淺,無需泵即可提升,鑽井成本低。主要缺點:水質差。天然過濾器厚度小,不能完全清潔液體。其中可能存在各種化合物,因此水用於技術目的。飲用時,只能在額外清潔和煮沸後使用。另一個缺點是在炎熱季節流量下降(直至完全停止供水),以及季節性不穩定。
  2. 底漆。地下水形式的第一個永久性含水層位於 6-22 m 的深度。這樣的層位於不透水層之間或僅受較低的隔水層限制,並且可以達到相當大的尺寸。它是由於滲流沉積物和水體的滲透而形成的。水載體可以是壓力型或非壓力型。在第一種情況下,水在其中受到壓力。地下水的出現水平可能會發生季節性變化,夏季下降。優點:易於接近和易於提升到表面。水可以安全地用於任何家庭需求,但在飲用或烹飪之前需要過濾和煮沸。/li>
  3. 層間含水層。這些是水沉積物,堵塞在兩個防水層之間。它們位於 25-75 m 的深度,並且始終處於壓力之下(壓力型)。由於有一個獨立的地表出口,層間堆積會產生泉水。主要優點是水的純度。你可以喝它。缺點:位置較深,鑽井困難,建井成本增加。由於恆壓的存在,水能夠獨立上升到一定高度。如果不足以到達地面,則有必要安裝泵送設備。
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按剖面劃分的井類型

在到達礦物之前,礦井可以穿過幾層土壤

選擇正確的鑽井方法很重要。根據礦山彎曲的平面數量,可能有以下類型的井:

  • 在平面內彎曲;
  • 在空間彎曲。

這取決於軸的曲率。在這方面,平面內的曲率可以有以下幾種:

  • 一根均勻的柱子,在底部有一個斜坡;
  • S——形彎;
  • J——具象設計。

鑽井方法:主要方法的技術原理和特點

這些彎曲是由於土壤層的不同密度而形成的。反過來,在油氣井鑽探時,空間曲率會以更複雜的幾何形式表現出來。水井大多是直的,彎曲的可以用來繞過岩石。

最常使用什麼技術

這一切都取決於井的設計深度和現場土壤的成分。根據勘探數據,選擇最優方法。您還需要了解如何為井找到水。

對於鑽自流井,使用旋轉方法。這種方法在經濟、生態上是最合理的,並且可以在含有岩石夾雜物的鬆散土壤中提供各種深度和直徑的井。

其實質如下:

  • 在轉子的末端,由內燃機驅動,有一個特殊的鑽頭。他粉碎了這個品種。
  • 該井供應有加壓水。它侵蝕土壤。
  • 此外,水通過轉子的中空通道向上排放。這種技術也被稱為“帶沖洗鑽孔”
  • 安裝大直徑套管後,使用較小的鑽頭進行工作。
  • 鑽孔工作完成後,就要生產所謂的。井的“延遲”。這是必要的,因為水-粘土溶液會堵塞自流水流入井中的孔隙。

這口井讓您有機會在您的場地上供應水,以便在開放式聚碳酸酯溫室中澆灌您的植物,您可以在此處找到相關信息。

鑽井方法:主要方法的技術原理和特點
旋轉鑽孔是最常用的。

與其他方法相比的優勢:

後記

曾經掌握秋明和烏連戈的鑽探大師們還健在。沒有地球物理設備可以在計算機顯示器上構建地球的 3D 圖像,也沒有完全機器人鑽機,但他們已經用直覺、經驗看穿了地球,並在“你”上所有腸子的精神。而當時的部長和政治局成員,比舊約的伯亞爾和特定的王子更傲慢,將這些王牌稱為“你”的名字和父名,並恭敬地與他們握手。

所以,任何老野牛鑽探者的賬戶上都有不成功的井,他們並不害羞——這就是工作。那麼對獨立行動的初學者說些什麼呢?如果第一個孔是空的、塌陷或鑽頭卡住,不要因失敗而氣餒。在鑽井業務中並非沒有。但是煩惱和失望會在強大的壓力下立即消退,正如他們現在所說的,積極的,只要你的井出水。

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為什麼一口井比一口井好?

以前,問題只能通過一種方式解決——挖一口井,用桶把水帶到房子裡。後來,他們開始使用最簡單的潛水泵,他們潛入井中,將水抽到大容器中,然後通過重力將水送入房屋。但這項技術有很多缺點。

鑽井方法:主要方法的技術原理和特點井比井有顯著優勢

  1. 在冬天,水箱必須非常有效地隔熱,即使這樣的措施也不能保證水的安全。
  2. 輕微的壓力不允許使用洗衣機和其他使用加壓水的家用電器。
  3. 該井含有來自淺層的水。它在很多方面都不符合SanPiN現有的要求。尤其是在生態狀況明顯惡化的今天。
  4. 洪水期間,大雪融,大雨,地表的髒水落入井中,不僅不能做飯,也不能長期使用。我不得不將水完全抽出幾次並進行消毒。
  5. 污垢進入井中,淤積起來,必須定期清潔。這是體力上非常艱鉅的工作,只有專業人士才能做到。
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鑽井方法:主要方法的技術原理和特點該井的主要缺點是其深度較淺。

今天有一個解決所有問題的好方法——打井,井的深度越大,水的質量就越好。

鑽俱生產

如前所述,鑽孔工具可以自己製作,也可以從朋友那裡借來,也可以商業購買。

有時可以租用鑽機。然而,自鑽的目標通常是盡可能降低成本。廉價鑽孔的最簡單方法是用廢料製造工具。

該圖顯示了各種鑽具的佈置。在鑿子的幫助下,可以鬆動特別堅硬的土壤,然後用鑽頭、打撈器或其他設備將其清除。

選項 #1 - 螺旋和勺子鑽

可以使用螺旋鑽或勺形鑽進行手動鑽孔。為了製造螺旋模型,採用粗尖桿,將刀焊接到該桿上。它們可以由切成兩半的鋼盤製成。將圓盤的邊緣磨尖,然後將刀具在距其邊緣約 200 毫米的距離處焊接到底座上。

用於螺旋鑽的自己動手鑽頭可以有不同的設計。它的必備元素是帶有尖邊的刀和安裝在底部的鑿子。

刀具應與水平方向成一定角度。大約 20 度的角度被認為是最佳的。兩把刀彼此相對放置。當然,鑽頭的直徑不應超過套管的直徑。通常直徑約 100 毫米的圓盤是合適的。成品鑽的刀刃應鋒利,這將有助於並加快鑽孔速度。

另一種版本的螺旋鑽可以由桿和工具鋼條製成。條帶的寬度可以在 100-150 毫米之間變化。

鋼應加熱並捲成螺旋形,硬化,然後焊接到底座上。在這種情況下,螺旋圈之間的距離應等於製造螺旋圈的帶材的寬度。螺旋的邊緣經過仔細打磨。值得注意的是,在家裡做這樣的鑽頭並不容易。

用於鑽孔的螺旋鑽可以由管子和鋼帶製成,但是,在家裡將膠帶捲成螺旋形、焊接和硬化工具並不總是那麼容易

要製作勺子鑽,您需要一個金屬圓柱體。在自製的情況下,最容易使用合適直徑的管材,例如108mm的鋼管。

產品的長度應為 70 厘米左右,使用較長的設備將難以工作。在這種情況下,應該製作一個長而窄的槽,垂直或螺旋。

自製勺子鑽最容易用一根合適直徑的管子製作。下沿折邊磨尖,沿本體開一個孔,用於清洗鑽頭

刀身下部裝有兩把勺形刀,刀刃鋒利。結果,土壤被鑽頭的水平和垂直邊緣破壞。

鬆動的岩石進入鑽頭的空腔。然後通過插槽將其取出並清潔。除刀具外,在鑽頭的下部沿設備的軸線焊接了一個鑽頭。由這種鑽頭製成的孔的直徑將略大於設備本身。

選項 # 2 - 水桶和玻璃

要製作水桶,也最容易使用合適直徑的金屬管。管道壁厚可達10毫米,長度通常為2-3米。這使得工具足夠重,以至於當它撞到地面時,它會被有效地鬆開。

帶瓣閥的鞋安裝在水桶底部。閥門看起來像一個圓板,緊緊地關閉管道的下部,並被足夠強大的彈簧壓住。

但是,這裡不需要太緊的彈簧,否則土壤根本不會落入桶中。當拉出水桶時,閥門不僅會受到彈簧的推動,還會受到內部收集的土壤的推動。

水桶的下邊緣向內變尖。有時在邊緣焊接鋒利的加強件或鋒利的三角形金屬片。

保護網由頂部的粗線製成,手柄上焊接有金屬電纜。玻璃也是用類似的方法製作的,這裡不需要閥門,需要在機身上開一個槽來清潔設備。

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