Jak se vrtají studny?

Konstrukce studny pro příjem vody zahrnuje použití různých metod vrtání. Volné a vodou nasycené půdy jsou odstraněny pomocí baileru. Pro vrtání hlíny a skalních útvarů se používají metody vrtání studní založené na rotačním a vibračním principu.

Práce zahrnuje mechanismy, které umožňují vývoj půd různých typů a do různých hloubek. Prozradíme vám, jak vybrat optimální technologii vrtání, která vám umožní rychle a bezchybně dokončit výkop pro zařízení na příjem vody.

Pro vizuální prezentaci námi nabízených informací je text doplněn o užitečná schémata, kolekce fotografií a videonávody.

Typy metod vrtání

Dříve se vrtání vodonosných vrstev pro osobní potřebu provádělo převážně ručně. Byl to pracný a zdlouhavý proces, takže ne každý majitel pozemku či chaty se mohl pochlubit vlastním zdrojem vody.

Postupně mechanizované vrtání nahradilo manuální metody z důvodu výrazného zjednodušení a zrychlení procesu.

Dnes jsou téměř všechny vodonosné studny vrtány mechanizovaným způsobem, který je založen na ničení zeminy, jejím vypouštěním na povrch jedním ze dvou způsobů: suchým, kdy se odpadní zemina ze studny odstraňuje pomocí mechanismů, a hydraulicky, když se vymývá vodou dodávanou pod tlakem nebo gravitací.

Existují tři hlavní způsoby mechanického vrtání:

• Rotační (půda se vyvíjí rotací).
• Šokovat (bursnaryad ničí zem údery).
• Vibrace (země vznikají vysokofrekvenčními vibracemi).

Rotační metoda je považována za nejproduktivnější, 3-5krát účinnější než metoda nárazová a 5-10krát vibračnější. Kromě toho je rotační metoda nejlevnější a cenově dostupná, často se používá jako hlavní metoda ručního vrtání.

Mechanické rotační metody vrtání vodních studní nahradily neúčinné manuální metody

Rotační metoda vrtání, široce používaná pro stavbu studní, je zase rozdělena do čtyř hlavních typů vrtání:

• jádro;
• šnek;
• šokové lano;
• rotační.

Každý typ rotačního vrtání má své vlastní charakteristiky a je prováděn zařízením speciálně navrženým pro tento účel. Zvažme tyto typy vrtání podrobněji, určeme, jaké jsou jejich rozdíly a jaký způsob by měl být použit v každém konkrétním případě.

Specifika jádrového vrtání

Jádrové vrtání je mechanická rotační metoda, při které se jílovitá nebo hustá písčitá půda získává ve formě válcového jádra. Jádrový vrták je silnostěnná kovová trubka.

V horní části jádra jádra je zařízení pro připevnění tyčí nezbytných pro stavbu vrtné kolony. Níže je koruna, jejíž typ je vybrán v závislosti na kategorii půdy, která má být vrtána.

Během jádrového vrtání se destrukce horniny provádí pomocí duté trubky se základnou vybavenou řezným nástavcem.

Střela vykonává rotační a translační pohyby: vysekává půdu korunou, jde hluboko a drží zachycenou horninu v dutině trubky

Střela s horninou, kterou zachytil, je odstraněna na povrch a uvolněna z půdy poklepáním na stěny trubky perlíkem

Jádrové vrtání se používá pro ražení jílových soudržných hornin: písčitá hlína s hlínami, jíly. Takový vrták neudrží sypké písky, vodou nasycené písky, štěrk, oblázky atd.

Při jízdě jádrovou metodou je půda zničena prstencovou korunou. V tomto případě zůstává vnitřní část jádra neporušená. Pro usnadnění procesu vrtání na pevných a polotuhých hlínách, jílech, horninách se do spodního vrtu přivádí proplachovací kapalina.

Při jádrovém vrtání se zemina neničí, ale trochu „vyvrtává“ a zachycuje jádrovou trubkou. Vyvrtaná hornina je vytěžena na povrch ve formě jádra – monolitického válcového sloupu horniny

Kal ze dna se někdy odstraňuje proplachováním – vháněním velkého množství vody do šachty. Nejčastěji se proplachování nahrazuje profukováním stlačeným vzduchem dodávaným kompresorem uvnitř potrubí. Tento typ vrtání umožňuje vrtání studní až do hloubky 1000 metrů a průměru 8 až 20 cm.

Mechanické jádrové vrtání se provádí vrtnými soupravami typu ZIF, UGB, UKB, namontovanými na vozidlech typu KAMAZ, KrAZ, vyvážecích soupravách atd. Ve verzi pro ruční vrtání je jádrová hlaveň zkrácená, nazývaná zvon nebo sklenice. U posledního, dnem vzhůru obráceného předmětu pro domácnost, je jádrové potrubí konstrukčně podobné.

Jádrové vrtání se používá v následujících případech:

• geologický průzkum nerostů;
• vrtání průzkumných vrtů;
• uspořádání vodonosných studní libovolné hloubky, včetně nefiltračních studní ve skalách.

Pro výstavbu soukromých studní na vodu se v některých případech používá jádrová metoda před zahájením šnekového nebo rotačního vrtání, které plní jak průzkumnou, tak přípravnou roli.

Při výstavbě soukromých studní se jádrové vrtání používá v kombinaci s příklepem. Vrstvy jílu procházejí jádrovou trubkou. Volné písky, štěrk a pískem naplněné oblázky, které se nezdržují v jádře jádra, se z otvoru odstraní gelováním.

Z hlediska účinnosti je jádrová metoda poněkud horší než šneková metoda vrtání studní pro příjem vody. Šnek vrtá rychleji, ale neumožňuje úplné uvolnění šachty od vyvrtané horniny. V párech se používají zřídka. A pokud se to stane, pak šnek projede prvních pár metrů.

Koruny nezničí půdu, ale opatrně ji oříznou po obvodu a vytvoří „sloupce“ – jádra, jejichž studiem můžete vytvořit hydrologický řez lokality

Použité vybavení a nástroje

Pro jádrové vrtání se používají následující nástroje:

• vrtáky z diamantu nebo jiného tvrdého legovaného materiálu (ocel, wolfram, zvítězí);
• sloupová trubka;
• potrubí pro odstraňování kalu;
• tyče potřebné pro stavbu vrtné kolony;
• spojky, adaptéry mezi potrubí, proplachovací ucpávka.

Při vrtání ve skalních útvarech se vrták rychle opotřebovává a musí být vyměněn. Materiál bitů je drahý a vydrží enormní zatížení, nejrozšířenější jsou možnosti diamantového vrtání.

Všechny nástroje používané při procesu vrtání musí být vyrovnány, tzn. umístěna přesně vzhledem k ose vrtání.

Technologie jádrového vrtání

Hlavním rysem jádrového vrtání je průchod horniny s jejím úplným zachováním v jádrovém sudu. Tito. při provozu vrtného zařízení koruna ničí půdu podél prstence, která se při prohlubování vtlačuje do jádrového sudu a drží v něm díky své vlastní hustotě.

Při vytahování naplněné trubky z důlní šachty se uvolňuje z jádra poklepem perlíkem.

Proces jádrového vrtání krok za krokem je následující:

• vrták je připojen k válcovému jádru;
• jádrová trubka je spojena s tyčemi, které se při prohlubování zvětšují;
• horní tyč je upevněna ve vrtné soupravě;
• vrtačka otáčí vrtací kolonou a postupně ji „zašroubovává“ do země;
• jádrová trubka se postupně plní jádrem – zeminou zaklíněnou v její dutině;
• po vyvrtání 50 – 70 cm se vrtací kolona odstraní na povrch, tyče se odpojují jedna po druhé, dokud není odstraněna jádrová trubka;
• trubka je zbavena vrtných odřezků;
• prázdná střela je opět spuštěna ke spodnímu otvoru, čímž se vrtná kolona zvětší pomocí tyčí.

Akce se provádějí v popsaném pořadí, dokud vrt nepronikne do vodonosné vrstvy a nepronikne 50 cm do podložní vodotěsné horniny.

Pokud není cílem vrtání upevnění horní vodonosné vrstvy, lze horní vrstvy vrtat s proplachem. V tomto případě čerpadlo prodává proplachovací roztok hadicí do potrubí. Poté roztok vynese vypracovanou zeminu na povrch.

Pokud účelem stavby studny není vodonosná vrstva v písčitých sedimentech, lze vrtání až do dosažení skalních útvarů provádět s proplachem

Silné výhody a nevýhody

Ve srovnání s příklepovým a rotačním způsobem mechanického vrtání se jádrové vrtání provádí poměrně rychle, což výrazně zkracuje dobu práce. Jeho hlavní nevýhodou je nemožnost zvednout volné půdy a oblázky nasycené vodou. Pohybuje se pomalu po skále, k proražení balvanů vyžaduje dláto.

Mezi výhody jádrového vrtání patří:

• vysoká produktivita a schopnost vrtat studny s hloubkou více než 100 m;
• snížení zatížení vrtného zařízení v důsledku ničení jílovité horniny, srovnatelné s jeho řezáním;
• možnost použití mobilní vrtné soupravy kompaktních rozměrů.

Jádrové vrtání je jednou z nejrychlejších metod rozvoje vodních zdrojů. Studnu na písku s jejím využitím lze dokončit za jeden pracovní den. Ručně vyvinutý vývoj příjmu vody zabere mnohem více času.

Vlastnosti šnekového vrtání

Tento typ vrtání se dnes nejčastěji používá při stavbě vodonosných vrstev v soukromých domácnostech. Charakteristickým rysem šnekového vrtání je, že vyvinutá hornina je zcela odstraněna z vrtu bez zapojení dalšího zařízení. Metoda připomíná šroubování, umožňuje vrtat do hloubky a zároveň odstranit nepotřebnou zeminu.

Nástroj používaný k vrtání se nazývá šnek. Jedná se o kovovou tyč s čepelemi. Šnek, který se zašroubuje do země, zničí kámen, který zůstává na jeho lopatkách. Vzhledem ke specifické konstrukci šneku je nemožné zcela uvolnit čelo ze skládky. Proto se používá především pro zapouštění horních vrstev.

Šnekové vrtání je rychlá a levná metoda, která nevyžaduje zásobník na vrtnou kapalinu

Vrtání pomocí šneku nevyžaduje velké úsilí a finanční náklady, takže rozsah této metody je poměrně široký: průzkumné studny, pokládka komunikací, uspořádání vrtaných studní a částečné vrtání vody.

Nyní se aktivně používá pro stavbu habešských studní, aby nedošlo k úplnému ucpání jehlové díry do husté půdy, ale k mírnému usnadnění procesu ponoření kmene do předem zničené horniny.

Metoda je vhodná pro rozvoj zvodněných vrstev do hloubky 30 m v měkkých a sypkých půdách a do 20 m ve středně hustých. Po pohonu šneku a instalaci pažnice je nutné vrt očistit od nevytěžené horniny pomocí bailleru.

Šnek kategoricky není vhodný pro práci ve skalách! Používá se pro částečné vrtání vrtů do 120 m, přičemž tento způsob je kombinován s dalšími: rotační, rázově-lanový, jádrový.

Práce na výstavbě artézských studní jsou považovány za nejnákladnější z finančního hlediska a z důvodu nutnosti získání licence.

Technologie vrtání artéských vrtů vyžaduje přítomnost určitých dovedností a profesionálního vybavení, které je schopno „projít“ tvrdšími horninami.

Parametry

U artéských vrtů je důležitá nejen hloubka vrtání, ale také průměr vrtu. Velikost závisí na účelu podzemní stavby a typu čerpadla, který bude použit.

Pro soukromý sektor je vhodný průměr 127 mm nebo více, ale pro průmyslové měřítko potřebujete velikost otvoru minimálně 219 mm.

Je možné vrtat vlastníma rukama?

Hloubka artéské vody je minimálně 50 m, v podzemí průměrně 100 m. Abyste urazili tak dlouhou vzdálenost, musíte překonat tvrdé vrstvy půdy.

Chcete-li to provést, při vrtání „vlastními rukama“ používají se dva způsoby:

V tomto případě musíte pochopit, že vykladač nebo šnek musí mít vhodnou délku.

Při výběru metody musíte nejprve vzít v úvahu kvalitu půdy.. Pro tvrdé horniny je vhodnější šneková metoda a pro volnější vrstvy metoda šokového lana.

Obě tyto metody vyžadují značný čas a lidské zdroje. Dokončení stavby bude trvat několik dní tvrdé práce. Neexistuje však žádná záruka úspěchu.

Proto je pro vrtání artéských studní lepší najmout tým nebo organizaci, která používá profesionální vrtací zařízení. S jeho pomocí je možné během 1-2 dnů dosáhnout vodonosné vrstvy pro pitnou vodu.

Kromě toho taková práce vyžaduje přítomnost určitých dovedností a znalostí všech detailů organizace artéské studny a jejích konstrukčních prvků.

Požadavky

Před zahájením stavby artéské studny na vápenci Musíte se ujistit, že jsou splněny základní požadavky:

1. V okruhu 30 metrů od této podzemní stavby by neměly být žádné budovy. V této vzdálenosti by měla být bariéra.
2. Nejbližší kanalizace nebo farma musí být vzdáleny alespoň 200 m.
3. Čerpací stanice, čerpací stanice, chemické provozy (a další zdroje chemického nebezpečí) musí být ve vzdálenosti 300 m od vrtné soupravy.
4. Musí být také zachována bezpečnostní zóna mezi dvěma vrtnými soupravami – 100 m.

prostředky

V průmyslovém měřítku se používají dva způsoby vrtání artéských vrtů.

Velké BU nebo URB

Tato metoda vyžaduje značné finanční investice., ale výsledek je dosažen velmi rychle. Velké jednotky jsou namontovány na nákladním automobilu, což usnadňuje přesun těžkého vybavení.

K umístění veškerého vybavení je zapotřebí velmi velké množství volného prostoru. V ideálním případě je to 4 metry na 12 metrů.

Vrtná souprava je umístěna zadní stranou k budoucí studni. Během procesu vrtání je voda neustále přiváděna do nádrže, aby bylo zajištěno proplachování půdy během vrtání.

Při tomto způsobu výstavby se používá rotační typ URB, který je považován za nejúčinnější. Tyto instalace jsou vybaveny válečkovým bitem. Takové zařízení se otáčí pomocí motoru, který přenáší impuls přes tyč.

Malá nebo přenosná instalace

Výhodou této metody je, že přenosná instalace zabírá výrazně méně místa. Ale mají limit na hloubku studny na 100 m.

Malé vrtací zařízení se pohybuje po housenkových pásech, proto je dodáváno na speciálním přívěsu. Princip činnosti je stejný jako u velkého, ale jeho produktivita bude poloviční díky nižší rychlosti otáčení.

Co určuje cenu díla?

Každá organizace si stanoví vlastní náklady na provedení práce, ale pro všechny Cena se bude skládat z několika bodů:

1. Doprava zařízení a strojů na místo vrtání. Zde také záleží na vzdálenosti od umístění zařízení k místu. Nejprve se proto musíte poohlédnout mezi společnostmi, jejichž garáž se nachází poblíž.
2. Vlastnosti půdy na místě. Cena práce se zvyšuje úměrně s tvrdostí horniny, na kterou vrták narazí.
3. Průměr otvoru. Čím větší průměr, tím vyšší cena práce.
4. Hloubka vrtání. Obecně se cena práce odvíjí přesně od tohoto bodu a počítá se za každý projetý metr.
5. Další výdaje. To zahrnuje odstranění vrtných produktů nebo suti po dokončení všech prací na staveništi.
6. Dokumentování. Aby mohla být studna legálně využívána, je ke každému objektu vystaven pas. Specifikuje takové technické vlastnosti, jako jsou:
   • hloubka;
   • umístění;
   • vodonosná vrstva;
   • statická a dynamická hladina vody;
   • značka čerpadla.
7. Proplachování a pouzdro. Do celkové ceny díla je zahrnuto i množství vody a průměr pažnicových trubek.
8. Plat zaměstnancům. Za každou hodinu práce pracovníka na místě se také platí, a to je také zahrnuto v ceně.

Průměrné náklady na klíč

Jak bylo uvedeno výše, cena za vrtání se vypočítává s přihlédnutím k mnoha ukazatelům.

Tak každý region bude mít vlastní náklady na 1 metr studny.

Práci vrtné soupravy pro artéskou vodu v Moskvě si můžete objednat od 3000 4800 do XNUMX XNUMX rublů za každý ujetý metr.

Vrtná společnost “Burkit” pracuje v této oblasti od roku 1999 v Moskvě a regionu, má velkou flotilu zařízení a provádí vrtání jakéhokoli stupně složitosti. Specialisté se zabývají výstavbou artézských vrtů na klíč.

Artéskou studnu na klíč ve městě Jekatěrinburg lze objednat u společnosti BUR Service. Náklady na práci se pohybují od 1800 5 rublů do 000 XNUMX rublů. Vše závisí na požadované technologii a kvalitě, průměru plášťové trubky.

Společnost Geoistok profiluje artéské vrty na klíč v Petrohradě a regionu. Cena za metr vrtání na klíč je od 3 500 rublů.

Video k tématu článku

Vrtání artéské studny – ve videu:

Závěr

Artézská voda je ceněna pro svou přirozenou čistotu a zdravotní přínosy. Taková studna na místě vydrží velmi dlouho. Zároveň se nebude usazovat ani zanášet cizími nečistotami.

Jeho výstavba však vyžaduje značné náklady. kromě Chcete-li provádět práce na soukromém pozemku, budete muset splnit řadu důležitých požadavků.

Stavba zařízení na klíč zahrnuje nejen samotný proces vrtání, ale také dodání zařízení, zajištění spotřebního materiálu, čerpání, opláštění a dokumentační podporu (vydání pasu).