Khoan giếng: tính năng công nghệ và công cụ khoan thủ công và sử dụng cài đặt
Khoan giếng lấy nước uống là phương pháp khoan phổ biến nhất hiện nay trên lãnh thổ của các hộ gia đình tư nhân. Bạn có thể tự làm một cái giếng nông chứa nước bằng máy khoan đất cầm tay. Để thực hiện công việc dễ dàng hơn, người ta thường sử dụng các giàn khoan cỡ nhỏ có truyền động.
Chúng tôi sẽ cho bạn biết lý do tại sao phương pháp này lại phổ biến đến vậy. Chúng ta hãy xem nó khác với các phương pháp khoan khác như thế nào và sử dụng nó hiệu quả trong những tình huống nào. Bài báo mô tả chi tiết công nghệ mũi khoan và thiết kế các thiết bị khoan cũng như các dụng cụ khoan dùng trong khoan tay và khoan cơ khí.
Nội dung của bài viết:
Thông số kỹ thuật khoan khoan
Lỗ khoan là một hố đào hình trụ trong vỏ trái đất, mặc dù có quy mô lớn nhưng có tiết diện nhỏ. Phần đầu của hố được gọi là miệng, mặt bên được gọi là tường, đáy hố được gọi là mặt.
Phương pháp khoan tối ưu được chọn có tính đến mục đích chức năng của giếng, đường kính và độ sâu cần thiết. Điều quan trọng là phải tính đến các đặc tính vật lý và cơ học của đá phải đi qua trong quá trình hình thành hố đào lấy nước.
Tính khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế của việc khoan trong các điều kiện cụ thể cũng có ảnh hưởng. Đây là một giai đoạn quan trọng trong thiết kế giếng, trong đó các giải pháp công nghệ cơ bản được xác định - loại thiết bị được sử dụng và chế độ khoan.
Khi thiết kế và khoan giếng lấy nước sau này cần đặc biệt chú trọng đến mục đích sử dụng lâu dài. Khả năng duy trì tốc độ dòng chảy ổn định và khả năng thấm nước liên tục của vùng đáy hố trong một thời gian dài là rất quan trọng.
Quá trình khoan giếng bao gồm một số bước công việc:
- Sự phá hủy đá ở bề mặt, nghĩa là sự tách các hạt ra khỏi khối.
- Vận chuyển đất thải lên bề mặt.
- Chuẩn bị giếng để vận hành bằng cách làm sạch và trang bị giếng, cũng như rửa trục lấy nước.
Hiệu quả của việc khoan trực tiếp phụ thuộc vào các tính chất cơ lý vốn có trong tự nhiên, đó là: mật độ khối, độ xốp, khả năng thấm nước của đất không dính và độ đặc của đá dính sét.
Phương pháp này không phù hợp để khoan các loại đá có đặc tính rắn chắc và dạng tinh thể liên kết giữa các hạt. Các hạt khoáng chất càng cố kết chắc chắn trong đá thì càng tốn nhiều công sức để phá hủy nó.
Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp
Tùy chọn khoan khoan được sử dụng trong công nghiệp, xây dựng dân dụng và khoan giếng thủ công. Đặc điểm nổi bật của nó là loại bỏ đá bị phá hủy không phải bằng chất lỏng rửa hoặc hỗn hợp khí-lỏng đặc biệt mà trực tiếp bằng các bộ phận của đạn khoan.
Có khoan khoan định hướng theo chiều dọc và chiều ngang. Phương pháp đầu tiên được sử dụng khi xây dựng giếng chịu nước cũng như tạo lỗ cho cọc. Thứ hai được sử dụng khi đặt các tiện ích bằng phương pháp không có rãnh.
Phương pháp này đồng thời cung cấp tốc độ thâm nhập cao vào đất không có đá đến độ sâu 50-80 mét, cho phép bạn tạo thành ngay các bức tường của hố đào bằng cách lắp đặt dây vỏ.
Một điểm cộng nữa là có thể loại bỏ đất thải lên bề mặt mà không cần nhấc dụng cụ lên. Và một điều nữa: vì khoan bằng máy khoan không cần chất lỏng xả nên nó được sử dụng thành công ở những vùng không có nước và cũng được sử dụng trong thời gian nhiệt độ thấp chiếm ưu thế.
Ngày nay việc khoan bằng máy khoan được sử dụng:
- Để lắp đặt giếng nước riêng lẻ;
- Khi thi công móng bằng cọc vít/cọc khoan nhồi;
- Để lắp đặt hàng rào và giá đỡ bê tông cốt thép;
- Khi thực hiện lắp đặt thông tin liên lạc không cần đào rãnh;
- Để xây dựng giếng nông và hố.
Tuy nhiên, cũng có những nhược điểm. Không thể khoan giếng bằng máy khoan trên đá có độ cứng cao. Khi khoan trên đất mùn cứng và bán rắn, đất sét có nhiều lớp đá vôi, các biến chứng có thể phát sinh và khi khoan đá mài mòn, tiêu tốn nhiều thiết bị khoan.
Ngoài ra còn có hạn chế về độ sâu đào.Rất khó để xây dựng một cái giếng sâu hơn 80 mét theo cách này.
Công nghệ đào hầm dọc
Máy khoan là một ống khoan có độ bền cao với hình xoắn ốc được quấn, đóng vai trò như một băng tải trục vít thẳng đứng. Dưới tác dụng của tải trọng dọc trục, bộ phận làm việc của mũi khoan xuyên qua đá và phá hủy nó bằng cách cắt và nới lỏng. Đồng thời, mũi khoan đưa đất thải vào đường xoắn ốc của mũi khoan.
Dưới tác dụng của lực ly tâm, đất tơi xốp dâng lên dọc theo các lưỡi của dây khoan. Lực nâng xảy ra do trượt theo hình xoắn ốc, vì ma sát của đất trên mũi khoan nhỏ hơn trên thành giếng.
Do đó, đá bị phá hủy được chuyển đến ở trạng thái nghiền nát từ bề mặt tới bề mặt và ném ra ngoài qua đầu giếng. Với việc vận chuyển dễ dàng, đất lấp đầy 30-40% tổng thể tích của không gian xen kẽ.
Các thông số của cột khoan phải đảm bảo nâng nhanh toàn bộ khối đất bị mũi khoan phá hủy. Tuy nhiên, khi khoan, một phần đất tơi xốp lại rơi xuống đáy. Vì vậy, khi thực hiện khoan khoan cần phải vệ sinh thùng chuyên sâu hơn và sau khi hoàn thành phải xả nước bắt buộc.
Khoan mũi khoan định hướng ngang
Khi lắp đặt các đường dây tiện ích cho các mục đích chức năng khác nhau dưới các chướng ngại vật (đường cao tốc, đường sắt, rừng), máy khoan khoan hướng ngang được sử dụng.
Ở giai đoạn đầu của công việc, hai hố được đào - hố bắt đầu (làm việc) và hố tiếp nhận.Chúng phải ở cùng mức độ với giếng được thiết kế. Sau đó, các thiết bị cần thiết được hạ xuống hố làm việc và lắp đặt.
Thiết bị như vậy có hành trình nạp liệu lớn và được trang bị đầu khoan chịu mài mòn làm bằng thép hợp kim cao. Nó cũng được cài đặt một đầu dò theo dõi quá trình khoan. Bằng cách nhận tín hiệu trên màn hình, người vận hành sẽ kiểm soát tiến trình của quá trình và có thể điều chỉnh hướng chuyển động cũng như góc nghiêng của đầu khoan.
Khi mũi khoan đi vào hố tiếp nhận, tức là điểm cuối theo dự án, mũi khoan sẽ được tháo ra. Thay vào đó, thiết bị giãn nở và đường ống được cố định. Sau đó, các lưỡi dao được quay theo hướng ngược lại để kéo ống vào giếng đã hoàn thiện. Khi kết thúc công việc khoan, việc lắp đặt mũi khoan sẽ được tháo ra khỏi hố ban đầu.
Phương pháp không đào rãnh cho phép đặt các đường ống thông tin liên lạc dưới mực nước ngầm dài tới 80 m, hơn nữa, tất cả các công việc phức tạp đều được thực hiện mà không cần đào rãnh tốn nhiều công sức, giúp giảm thiểu thời gian thực hiện và giảm chi phí tài chính.
Khoan khoan ngang được sử dụng khi đặt đường ống áp lực và lắp đặt hệ thống thông tin liên lạc ở những khu vực không thể lắp đặt bằng các phương tiện khác. Ưu điểm chính lắp đặt không có rãnh – khả năng sinh lời. Ngoài ra, không cần sử dụng bentonite hoặc các loại polyme khác để duy trì độ ổn định của hố đào đã hoàn thiện.
Đặc điểm khoan trên các loại đá khác nhau
Các thông số công nghệ cơ bản của việc khoan giếng là tải trọng dọc trục và tốc độ quay của băng tải trục vít. Khi tải tăng lên, tốc độ thâm nhập chắc chắn sẽ tăng lên, điều này có thể dẫn đến nhiều tình huống khẩn cấp khác nhau.
Vì vậy, bắt buộc phải đảm bảo khối lượng đá được tách ra trên một đơn vị thời gian bằng máy khoan không vượt quá năng suất của băng tải. Nếu không, phích cắm sẽ hình thành ở các lượt.
Theo quy định, đá sét dẻo, cát rời và mật độ trung bình được khoan mà không chịu tải trọng dọc trục. Dụng cụ khoan được đưa vào lòng đất dưới trọng lượng của chính nó, cũng như do phản lực xảy ra khi nạp đá thải vào miệng của một lỗ hình trụ.
Tải trọng dọc trục lên tới 5 kN thường được tạo ra trong quá trình khoan giếng ban đầu, khi khoan trên các loại đất cát cứng, đất mùn, đất sét, đá bùn và đá kết. Tần số quay của cột không được vượt quá 1,7-3,3 giây-1.
Ở tần số cao hơn, các rung động xảy ra bên trong, có thể khiến các liên kết dây khoan bị lỏng. Kết quả là mũi khoan sẽ vẫn ở dưới đáy, gần như không thể lấy nó ra được, đồng nghĩa với việc bạn sẽ phải khoan một công việc mới. Và ở tần số thấp, việc vận chuyển đất thải lên phía trên trở nên rất khó khăn.
Khi độ cứng của đá tăng, tải trọng dọc trục tăng.Khoan trong đất sỏi và đất bị nghiền nát, đất mùn đông lạnh, cát bão hòa nước, đá kết có tạp chất thạch anh được thực hiện với tải trọng trục 8-10 kN mỗi bit và tốc độ quay cột 1,3-2,2 s-1.
Sỏi và đá có chứa đá cuội không được khoan bằng phương pháp khoan. Những mảnh đá tròn này được phá hủy bằng một cái đục và được nâng lên bề mặt bằng một cái búa.
Khoan trên cát có mật độ và mức độ bão hòa khác nhau với nước, sỏi và đá dăm được thực hiện ở tốc độ cao, đồng thời các bức tường của hố đào được gia cố bằng kết cấu vỏ.
Để tránh điều này, hãy giảm tốc độ khoan xuống mức tối thiểu có thể, đi bộ trên cột và thêm nước vào giếng. Ngoài ra, trong tình huống như vậy, việc định kỳ nâng dụng cụ khoan lên bề mặt và làm sạch nó khỏi mùn bám dính sẽ giúp ích.
Công cụ khoan Auger
Dụng cụ khoan giếng theo kiểu thiết kế được phân biệt bởi số vòng quay và hình dạng của bộ phận cắt. Để thâm nhập vào các loại đất mùn và đất mùn cát cứng và bán rắn, người ta thường sử dụng các dụng cụ khoan có các cạnh được trang bị thêm dao cắt.
Thông thường, để lái một hố đào lấy nước cho chủ sở hữu tư nhân, chỉ sử dụng một mũi khoan khởi động mà không có bất kỳ bổ sung nào, bởi vì Đá trầm tích dính và không dính sẽ cần phải được khoan. Khi đào sâu, công cụ chỉ cần được mở rộng bằng thanh khoan.
Trong trường hợp này, đạn được lấy ra khỏi giếng sau mỗi 0,5 - 0,7 m để làm sạch chính mũi khoan và đáy của tảng đá bị phá hủy. Đây là phương án khoan tiết kiệm hơn nhưng cũng tốn nhiều công sức hơn.
Để khoan những tảng đá và sỏi có thể tìm thấy trong đất trầm tích, họ chuyển sang phương pháp dây sốc. Theo quy định, một cái đục làm bằng thép công cụ được sử dụng cho việc này. Mũi khoan này, nhọn ở đầu dưới, được “ném” mạnh vào mặt cho đến khi “hàng rào vững chắc” bị phá hủy.
Sau khi đá cuội hoặc tảng đá bị phá hủy, các mảnh vỡ được loại bỏ lên bề mặt bằng thủy tinh (ống lõi) hoặc người bảo lãnh. Sau đó họ lại chuyển sang phương pháp vít. Thông thường, để khai thác mỏ, cần sử dụng kết hợp nhiều phương pháp khoan.
Khi khoan cát rời và đất mùn mềm, máy khoan khoan được sử dụng với lưỡi khoan quay về phía đáy một góc 30-60° và để khoan trên đá sét dính - 90°.
Hình xoắn ốc này có được bằng cách cuộn một dải băng thép cường độ cao có đường kính 5-7 mm vào trục vít. Nó được kéo căng trên một ống/thanh và sau đó được hàn.
Đường kính của ống cơ sở càng lớn thì khả năng vận chuyển của máy khoan càng thấp. Tuy nhiên, đường kính của sản phẩm dài bị giới hạn bởi độ bền cơ học của trục vít cũng như công nghệ sản xuất của nó.
Ngày nay, có hai loại ốc vít được sản xuất:
- Với một lỗ trung tâm, nghĩa là rỗng;
- Có trọng lượng - không có lỗ.
Để giảm thiểu sự mài mòn trên băng tải trục vít khi khoan vào đá mài mòn, một dải thép được vặn vào mép ngoài hoặc một lớp kim loại được nung chảy trên bề mặt.
Ở tốc độ khoan khoan cao, một bộ chuyển đổi đặc biệt với cuộn dây thép hai chiều được cố định phía trên đạn. Trong trường hợp này, phần lớn đá rơi vào băng tải trục vít mà không cần mài.
Ở phần cuối của đường ống có vết xoắn ốc, các phần tử kết nối phải được hàn. Có hai loại kết nối vít: không ren và có ren. Trong trường hợp đầu tiên, các vít được nối bằng khóa khớp nối và được giữ bằng các chốt kim loại có kẹp; trong trường hợp thứ hai, bằng cách vặn vít.
Kết nối ren của mũi khoan vào dây khoan giúp có thể cơ giới hóa việc kết nối và ngắt kết nối của chúng khi thực hiện các thao tác cắt và khi cung cấp chất lỏng cho mặt. Nhưng cũng có một nhược điểm đáng kể - trong trường hợp này không có khả năng quay ngược vít. Do đó, các kết nối không có luồng đã trở nên phổ biến hơn.
Các giàn khoan đặc biệt thường bao gồm một bộ mũi khoan có đường kính khác nhau.
Mũi khoan rỗng có kiểu kết nối ren được sử dụng khi khoan có thổi, để bơm nước khi đóng các lỗ hình trụ trong vỏ trái đất, để lắp điện tích vào giếng địa vật lý, để bơm bê tông vào lỗ làm cọc. Chúng cũng có thể được sử dụng làm vỏ bọc.
Khi khoan với mặt liên tục, kênh trung tâm bị chặn bằng dụng cụ khoan trên dây.
Tổng quan về giàn khoan
Để khoan mũi khoan họ sử dụng cả hai dụng cụ cầm tayvà lắp đặt cơ giới hóa. Thiết kế đơn giản nhất là máy khoan đất cầm tay.Nó bao gồm một thanh/ống có lưỡi hình vít và tay cầm hình chữ T được cố định chắc chắn.
Loại dụng cụ khoan này được bắt vít xuống đất giống như một chiếc mở nút chai. Trong quá trình khai quật, nó được mở rộng bằng thanh. Máy khoan đất cầm tay được chế tạo có thể thu gọn để thuận tiện nhất có thể cho việc vận chuyển trên các phương tiện chở khách. Điều này cũng cho phép bạn thay đổi độ dài của chuỗi mũi khoan.
Sử dụng dụng cụ cầm tay, bạn có thể tạo các lỗ sâu tới 2 mét với đường kính không quá 20 cm. Ngoài ra còn có máy khoan động cơ dẫn động bằng xăng hoặc điện. Thiết kế của họ bao gồm một băng tải trục vít, nghĩa là một máy khoan và một động cơ có hộp số. Sự quay của trục động cơ đảm bảo chuyển động của mũi khoan.
Với việc sử dụng một công cụ điều khiển và sự hiện diện của thanh khoan để kéo dài, có thể khoan giếng sâu tới 25 mét. Với đường kính đến 30 cm, nó được sử dụng để lắp đặt các cột chiếu sáng trên đường phố, để lắp đặt các cột hàng rào, hố kiểm tra nền móng, nền đất.
Thiết bị di động là những máy nhỏ có động cơ điện hoặc xăng. Với sự giúp đỡ của họ, bạn có thể nhanh chóng khoan tốt cho một nơi cư trú mùa hè chuẩn bị một số lượng lớn các lỗ để hỗ trợ cho các mục đích chức năng khác nhau.
Thông thường những giàn khoan như vậy được chế tạo dưới dạng xe rơ moóc cho ô tô khách để thuận tiện cho việc vận chuyển đến nơi làm việc.
Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp, để tạo hình các công trình có độ sâu và đường kính lớn, người ta sử dụng thiết bị khoan đặc biệt, cố định trên các thiết bị di động - xe tải, máy kéo.
Nó được sử dụng khi lắp đặt các giá đỡ cho đường dây điện cao thế và cột đèn đường, khi lắp đặt các giá đỡ hàng rào cho sân vận động, khu liên hợp thể thao, cơ sở công nghiệp và sân bay. Ngoài ra, bằng cách sử dụng giàn khoan khoan trên thiết bị di động, họ thi công hàng rào cọc ván cho hố móng và lắp đặt cọc vít.
Video hữu ích về chủ đề
Khoan giếng nước sâu 20 m trên lãnh thổ của một hộ gia đình tư nhân:
Video này cho thấy công nghệ khoan giếng ngang để đặt thông tin liên lạc dưới đường cao tốc:
Lắp đặt cọc bằng máy khoan đường kính lớn liên tục có kênh trung tâm. Để thực hiện công việc, giàn khoan Bauer BG-30 và máy bơm bê tông Liebherr cố định hiệu suất cao được sử dụng:
Phương pháp khoan mang lại tỷ lệ khoan giếng cao. Việc phát triển giếng và cung cấp đất thải từ mặt tới miệng công trình diễn ra đồng thời, liên tục, giúp tiết kiệm cả thời gian, công sức của người thợ khoan cũng như kinh phí đầu tư cho dự án. Vì vậy, phương pháp khoan khoan là phổ biến.
Vui lòng để lại ý kiến ở dạng khối bên dưới. Hãy cho chúng tôi biết nếu bạn đã từng sử dụng máy khoan cầm tay hoặc khoan trên giàn khoan nhỏ bằng máy khoan. Chia sẻ những thông tin chi tiết về công nghệ có thể hữu ích cho khách truy cập trang web.
Khoan giếng bằng công nghệ khoan là lựa chọn tốt nhất cho giếng nông.Không có gì ngạc nhiên khi phương pháp này được ưa chuộng. Đối với việc khoan thủ công bằng máy khoan, điều này là dành cho những người khổ dâm, hoặc khi không có tiền nhưng thực sự cần một cái giếng.
Tôi muốn nhận được lời khuyên - Tình cờ tôi có một chiếc máy khoan lỗ để khoan dưới các giá đỡ đường dây điện, dựa trên một chiếc ô tô GAZ-66, tôi có ý tưởng điều chỉnh thiết bị này để khoan giếng cho cá nhân. Toàn bộ vấn đề nằm ở độ dài ngắn của thanh khoan, bởi vì... khoảng cách từ ổ đĩa đến mặt đất là khoảng 1,2 m, sức hấp dẫn của ý tưởng là ở chỗ đó. rằng thiết bị có thể di động, mọi thao tác đều khả thi - xoay, hạ và nâng, cũng như đảo ngược... Tôi có thể đặt hàng thanh khoan ở đâu, vui lòng tư vấn. Cảm ơn.