طرق الحفر لآبار الأنبوبة واختيارها

اقرأ هذه المقالة للتعرف على طرق الحفر واختيارها.

طرق الحفر للآبار أنبوب:

1. طريقة مملة قرع:

هذه الطريقة مناسبة لتشكيلات الصخور الناعمة والمتشققة. في تكوينات التربة بحتة ، تعطي هذه الطريقة معدل عمل مرتفع للغاية. تتكون هذه الطريقة من عملية تكسير وتطهير مادة باطن الأرض من خلال سلسلة من الضربات المتكررة باستخدام قاطع مصنوع من المعدن الصلب. تختلط المادة المسحوقة بالماء ثم يتم إزالتها. في بعض الأحيان تسمى هذه الطريقة أيضًا طريقة أداة الكبل. مملة يمكن القيام به يدويا أو ميكانيكيا. يمكن حفر الثقوب التي يصل قطرها إلى 30 سم وعمقها من 200 إلى 300 متر بشكل ملائم للغاية والتي تلبي المتطلبات العادية.

يتم إعطاء الضربات عن طريق المكبس. المكبس يتكون من أنبوب معدني مجوف. يتم تثبيت القاطع إلى الطرف السفلي للمكبس عن طريق التثبيت أو اللحام. كما يتم توفير صمام كروي مصنوع من الفولاذ في الجزء السفلي من المكبس. الصمام هو من النوع الذي يسمح لطين من مواد التربة المسحوقة في الماء لدخول المكبس.

بمجرد دخول الملاط المكبس يغلق الصمام ويتم منع الطين من الخروج. وبالتالي فإن الصمام يحتوي على طريقة واحدة فقط. في بعض الأحيان قد يتم توفير صمام رفرف في المكبس. الغرض الذي يتم تقديمه هو نفسه تمامًا مثل صمام الكرة. يوضح الشكل 18.4 صمام رفرف. وهكذا يؤدي الغطاس وظيفة الحمأة و bailer أيضا.

يمكن تخفيض المكبس وتربيته بطريقتين:

أنا. عن طريق حبل النظام ، و

ثانيا. عن طريق نظام قضيب.

في نظام الحبل يتم إرفاق الطرف العلوي من المكبس بحبل. يمتد الحبل على بكرة. يتم رفع المكبس وإطلاقه فجأة لإعطاء ضربة. نظام قضيب مماثل من حيث المبدأ لنظام الحبل. والفارق الوحيد هو أن القضيب يحل محل الحبل ، وبالتالي يتم تغيير آلة تشغيل القضبان أيضًا. عيوب نظام قضيب هو ، يضيع الوقت في زيادة أو خفض طول قضيب. يمكن زيادة أو تقليل طول القضيب عن طريق شد أو تفكيك أطوال القضبان الصغيرة.

الإجراء مملة الفعلية عن طريق طريقة قرع يدوي كما هو موضح أدناه:

يتم حفر حفرة في الموقع حيث يتم غمر الأنبوب جيداً. يتم إدراج أنبوب التغليف مع حذاء القاطع في الحفرة. يتم تثبيت النظام الأساسي على أنبوب التغليف. يتم تحميل المنصة عن طريق المواد المتاحة محليا المعبأة في أكياس الجوت.

عبر أنبوب التغليف ، يتم تركيب حامل ثلاثي القوائم وتثبيته بكرة مركزية. حبل يمتد فوق البكرة. يتم إرفاق طرف من الحبل إلى المكبس. يكون قطر المكبس أقل بقليل من أنبوب التغليف (مثلاً 6 سم). الترتيب واضح من الشكل 18.5.

قبل البدء بالملء الفعلي يتم سكب بعض الماء في الحفرة. كما يعطي المكبس الضربات أثناء كل ضربة ضربة يدخل إلى المكبس. يتم إعطاء الضربات بشكل متكرر حتى يتم ملء المكبس بالملاط. ثم يتم إخراج المكبس ويتم إزالة الطين عن طريق قلب المكبس رأسًا على عقب. يتم خفض المكبس مرة أخرى وتكرار العملية. وهكذا يستمر أنبوب التغليف في الغرق. عندما يكون طول أنبوب التغليف أقل من مستوى الأرض بما فيه الكفاية ، يمكن توصيل أنبوب إضافي أعلى الأنبوب الأول. من أجل زيادة آلة قرع معدل العمل ، يستخدم.

يتم فحص المواد الواردة بعناية ويتم إعداد السجل ، ويسمى التسجيل. من موقع سجل آبار المياه الجوفية يمكن حسابها بشكل صحيح. عندما يصل أنبوب غلاف أنبوب الآبار إلى عمق محدد سلفًا ، تتم إزالة المنصة ، ويتم إنزال أنبوب بمصافي المياه عند مستويات محددة من طبقات المياه الجوفية في الفتحة. بعد تخفيضه إلى العمق المطلوب يتم تثبيت أنبوب المصفاة. أنه يعطي الدعم ويمنعها من السقوط في قاع الحفرة. ثم يبدأ الكفن. في البداية يتم إجراء 60 سم طول الكفن. ثم يتم إزالة غلاف الأنبوب ببطء بمقدار 30 سم.

ثم مرة أخرى يتم 30 سم من الكفن ويتم رفع غلاف الأنابيب مرة أخرى بنحو 30 سم. وهكذا تتم عملية السحب والانسحاب ببطء وبصورة متعاقبة وفي مصاعد صغيرة تبلغ حوالي 30 سم حتى يتم سحب غلاف الأنبوب بأكمله. يمكن حساب كمية المواد اللازمة للتغطية لكل 30 سم بدقة قبل ذلك. سيعتمد بشكل طبيعي على سمك حزمة الحصى. تتراوح سماكة علبة الحصى عادة بين 7.5 سم إلى 25 سم. يجب أن تكون سماكة حزمة الحصى بحيث لا تسمح حتى لأجود الجزيئات بالتحرك.

آلة قرع أو طريقة أداة كابل:

تسمى الآلة المستخدمة في حفر آبار الحفر جهاز الحفر. إن جهاز الحفر لأداة الكبل هو مجموعة مركبة على شاحنة من النظر في الحركة ، ويتكون من سارية ، ورافعة متعددة الأسطوانات ، وشعاع مشي ومحرك. يوضح الشكل 18.6 التجميع. تشتمل سلسلة الأدوات على مثقاب ، ساق مثقب ، أوعية حفر ، تكون بمثابة وصلات ربط ومقبس حبل لربط خط الحفر. يوضح الشكل 18.7 مكونات أداة الحفر. الوزن الكلي للأداة يختلف من 100 إلى 2000 كجم. لأن أنواع مختلفة من البتات مطلوبة لتشكيلات صخرية مختلفة. ويتراوح طول ثقب الحفر من 1 إلى 3 أمتار ، في حين يتراوح طول ساق الحفر من 2 إلى 10 أمتار.

تشبه العملية من حيث المبدأ الطريقة اليدوية. تعمل أداة الكبل بتعمل كسارة للحفر في الصخور المدمجة. يتم تنفيذ الحفر عن طريق الضربات المتكررة لأداة الحفر مما يجعل من 40 إلى 60 ضربة في دقيقة واحدة. يتم تدوير خط الحفر بحيث يتم حفر ثقب دائري. وكما هو الحال في الطريقة اليدوية ، يتم إضافة الماء إلى التجويف لتشكيل الملاط إذا لم يكن نفس الشيء موجودًا في تكوين باطن الأرض. بعد حفر الثقب من 1.25 إلى 1.5 متر يتم إزالة أداة الحفر ويتم إخراج الملاط من الحفرة بواسطة مضخة الرمل أو المضخة.

يحتوي جهاز الإغراق على صمام ذو اتجاه واحد يسمح للملجء بدخول القاذف ولكن لا يسمح بالهروب. بعد ملء الخزان يتم رفعه وإفراغه على السطح. كما يتراوح طول الحاجز من 3 إلى 12 م. في تكوينات غير مجمعة يتم إدراج غلاف الآبار وتغرق في نفس الوقت إلى العمق الكامل لتجنب رصف المواد. يعتمد معدل الحفر على نوع تكوين التربة الفرعية ، وقطر البئر وعمق الحفرة بشكل أساسي. في تكوينات صخرية بلورية صلبة ، يمكن أن يكون معدل الحفر منخفضًا من 2 إلى 3 متر في اليوم.

معدل الحفر في تكوينات الرمال الناعمة المتدفقة الرخوة منخفض بنفس القدر لأنه يملأ الحفرة بمجرد أن يتم إنقاذ المواد. للتحقق من تدفق الرمال ، يمكن أن تبقى الحفرة مملوءة بالماء. إن الحفر في تشكيل غير مجمع مع الصخور أمر صعب للغاية لأن الصخور لا تحرف فقط الثقب ولكن من الصعب الحفر ومنع غرق غلاف الآبار. في التكوينات اللينة مثل الحجر الرملي أو الطين الرملي ، يمكن أن يصل معدل الحفر إلى 20 إلى 30 متر في اليوم. يتم تسجيل التجويف بدقة للتأكد من موضع أنواع مختلفة من التكوينات التي تم تقابلها.

2. طريقة الثقب الروتاري:

طريقة الروتاري الهيدروليكية مملة:

هذه الطريقة تسمى عموما طريقة مملة دوارة. هذه الطريقة يمكن استخدامها بنجاح للصخرة وكذلك تشكيل غير مجمعة. وبالتالي يتم استخدام هذه الطريقة لبئر الماء وكذلك حفر آبار النفط. آبار النفط عموما عميقة جدا وهذه الطريقة مناسبة جدا لهم لأن خلافا لغيرها من طرق معدل الحفر لا يعتمد على عمق الحفرة.

في هذه الطريقة يتم إجراء الحفر عن طريق بتات دوارة ملحقة بنهاية أقل من أنبوب الصلب المقدس. الأنابيب الفولاذية متصلة بقسم مربع من قضيب فولاذي في الأعلى يدعى كيلي. كيلي يناسبها في طاولة دوارة على السطح. يتم تدوير الطاولة الدوارة بواسطة الطاقة. تتم إزالة الصخور المسحوقة والشتلات عن طريق التداول المستمر لسائل الحفر.

يتكون جهاز الحفر الهيدروليكي الدوار من منضدة أو صاري ، طاولة دوارة ، مضخة لحقن طين الحفر ، رافعة ومحرك. أنابيب الحفر هي أنابيب فولاذية غير ملحومة متوفرة بشكل عام بطول 6 أمتار. يتراوح القطر الخارجي للأنابيب من 6 إلى 12 سم.

يتم استخدام حجم الأنبوب بشكل عام لأن حفر الآبار يتطلب كمية كبيرة من سائل الحفر في الدورة الدموية. يتم تزويد وحدات الحفر المتصلة بالنهاية السفلية لأنبوب الحفر بفوهات قصيرة لتوجيه نفاثات سائل الحفر أسفل وجوه شفرات الحفر. يوضح الشكل 18.8 مخططًا تخطيطيًا لطريقة الحفر الدوارة.

يتناوب الطاولة الدورية التي يتناسب معها كيلي عن كثب مع التدريبات. تخترق بئر الحفر التشكيل وتشد الفجوة في قضبان الحفر. في هذه المرحلة ، يتم تفكيك كيلي وسحبه لإرفاق طول جديد من الأنبوب. يتم ضخ مائع حفر السوائل أو البنتونيت (الطين) لأسفل من خلال أنبوب الحفر وخارج الفوهات في البت. ثم يرتفع الطين إلى السطح عبر الفراغ الحلقي بين أنبوب الحفر والتجويف ويزيل شظايا الصخور والشتلات بها.

يؤدي مائع الحفر الوظائف التالية:

(ط) أنها تدعم جدران التجويف وتمنع الكهوف.

(2) أنه يزيل عقل من ثقب الجوف.

(3) يتحقق من تدفق المياه الجوفية إلى البئر بينما يتم الحفر.

(4) إنه يبرد الجزء ويزيغ جذع الحفر.

(v) يمنع القطع من الاستقرار في أسفل التجويف.

(6) أنه يخفف من التكوين تحت الأرض ويسرع الحفر.

بما أنه من المحتمل أن يكون طين الحفر قد يختم تكوينات تحمل ضغط منخفض ، فمن الضروري التحكم في كمية الطين في الماء. وبمجرد وصول سائل الحفر إلى السطح ، يتم وضعه في حفرة الاستقرار حيث تستقر الشظايا الصخرية. يتم إعادة تدوير السائل المنظف من خلال الفتحة.

كما تقدم مملة يتم إجراء تسجيل مفصل للتكوينات تحت السطح مع التقى. بعد حفر البئر إلى العمق المطلوب يتم إنزال أنبوب بئر مع مصفاة وطول أعمى للأحجام المحددة. بما أن جدران التجويف مغطاة بمزيج الغروية من البنتونيت يصبح من الضروري غسل الجدران.

يطلق عليه الغسيل مرة أخرى. بالنسبة لأنبوب حفر الغسل العكسي بغطاء بحجم ماسورة الآبار المرفقة فوق ثقب الحفر ، يتم إدخالها مرة أخرى. تضغط المضخة على الماء المحتوي على كالغون (صوديوم - سداسي - فوسفات الصوديوم) أسفل أنبوب الحفر.

تندفع المياه من خلال المصافي ، وتفرم العجينة الغرويات الفخارية المودعة على جدران التجويف. لزيادة كفاءة الغسل العكسي ، يتم تحريك أنبوب الحفر لأعلى ولأسفل لخلق حركة تصاعدية. يعتمد معدل الحفر بهذه الطريقة على نوع التكوين تحت السطح الذي تم اختراقه ونوع معدات الحفر المستخدمة. على عكس طريقة أداة الكبل ، لا يعتمد معدل الحفر بالطريقة الدوارة الهيدروليكية على عمق الثقب.

قد يختلف معدل الحفر في التكوينات الصخرية المجمعة من 10 إلى 15 متر في اليوم بينما في التكوينات غير الموحدة قد يصل إلى 100 إلى 150 متر في اليوم.

المزايا الرئيسية للطريقة الدوارة الهيدروليكية هي:

(ط) يمكن أن تستمر عملية الحفر بشكل مستمر.

(2) معدلات الحفر عالية جدا.

(ثالثا) غلاف الأنابيب غير مطلوب. يشكل الطين طبقة من الطين على جدار التجويف ويمنع الكهوف.

(4) عندما تثبت التجويف غير الناجح ، يمكن التخلي عنه فور إزالة أنبوب التغليف وما إلى ذلك.

عكس طريقة الثقب الروتاري:

وتسمى هذه الطريقة بالطريقة الدوارة العكسية لأن تدفق مائع الحفر ينعكس بالمقارنة مع طريقة الحفر الدوارة (الهيدروليكية). إن جهاز الحفر المستخدم في طريقة الدوران العكسي مماثل لتلك المستخدمة في الحفر الدوراني. ومع ذلك ، هناك نوعان من الاختلافات. الأول هو أن أنبوب الحفر ذو قطر أكبر (يقول 15 سم) والثاني هو أن المضخة الخاصة ذات السعة الكبيرة مع الدوارات المفتوحة. تسمح المضخة بإفراغ الحصى الكبيرة. يتيح أنبوب الحفر ذو القطر الكبير رفع حجم أحجار كبيرة قطرها 12 سم إلى السطح.

كما يستخدم الماء السائل فقط عموما. ينتقل إلى فتحة التجويف عبر الفراغ الحلقي بين أنبوب الحفر وجدران التجويف. يلتقط الماء القاطعة ويمتص المزيج من خلال المضخة من خلال أنبوب الحفر. بسبب قوة الشفط ، يمتلك السائل المرتفع سرعة كبيرة ، وهو يرفع معه جزيئات كبيرة. يظهر الرسم التخطيطي للطريقة في الشكل 18.9.

على السطح يتم تفريغ الخليط في حفرة الاستقرار. تلتقط المياه جزيئات دقيقة من التكوينات تحت السطحية وليس من الضروري إضافة هنتونيت أو أي طين آخر إلى الماء. ينبغي الحفاظ على مستوى سائل الحفر داخل الفضاء الحلقي حتى سطح الأرض لمنع رصف الكهوف. بهذه الطريقة يمكن حفر الآبار ذات القطر الكبير حتى 150 سم. هذا هو أرخص طريقة لحفر آبار ذات قطر كبير في تشكيلات غير مجمعة لينة مصنوعة من الرمل والطمي أو الطين الطري.

اختيار طريقة الحفر:

يعتمد اختيار طريقة الحفر الخاصة على:

أنا. الغرض من البئر

ثانيا. كمية التفريغ المطلوبة ؛

ثالثا. عمق المياه الجوفية

د. نوع التكوين تحت السطحي ؛ و

v نوع من المعدات المتاحة.

قد يكون بالملل الآبار الضحلة من القطر الصغير في تشكيل unconsolidated من قبل اويتير تعمل يدويا.

يمكن حفر الآبار ذات السعة الصغيرة في التشكيلات غير المجمعة بواسطة النفث الذاتي بطريقة نقطة الآبار أو طريقة ضخ المياه النفاثة.

يتم إنشاء جميع الآبار الأنبوبية العميقة بواسطة الحفر. تكون الطرق الدوارة أفضل بشكل عام للتحقيقات الجيولوجية في حين أن أداة الكبل أو طريقة الإيقاع تفوق دراسة جودة المياه.