حفر الآبار المثقوبة: ميزات التكنولوجيا وأداة الحفر يدويًا واستخدام التثبيت
يعد حفر الآبار لمياه الشرب الطريقة الأكثر شيوعًا للحفر اليوم في أراضي المنازل الخاصة. يمكنك عمل بئر مياه ضحل بنفسك باستخدام مثقاب أرضي محمول باليد. لتسهيل العمل، غالبا ما تستخدم منصات الحفر الصغيرة الحجم مع محرك الأقراص.
سنخبرك لماذا تحظى هذه الطريقة بشعبية كبيرة. دعونا نلقي نظرة على مدى اختلافها عن طرق الحفر الأخرى وفي أي المواقف يكون استخدامها فعالاً. توضح المقالة بالتفصيل تقنية البريمة وتصميم معدات الحفر، بالإضافة إلى أدوات الحفر المستخدمة في الحفر اليدوي والميكانيكي.
محتوى المقال:
مواصفات الحفر اوجير
البئر هو حفر أسطواني في القشرة الأرضية، وهو على الرغم من اتساعه، إلا أن مقطعه العرضي صغير. بدايته تسمى الفم، والسطح الجانبي يسمى الجدران، وأسفل الحفر يسمى الوجه.
يتم اختيار طريقة الحفر الأمثل مع الأخذ في الاعتبار الغرض الوظيفي للبئر والقطر والعمق المطلوب. من المهم أن تأخذ في الاعتبار الخواص الفيزيائية والميكانيكية للصخور التي يجب المرور من خلالها في عملية تشكيل حفر سحب المياه.
تؤثر أيضًا الجدوى الفنية والاقتصادية للحفر في ظروف محددة. وهذه مرحلة مهمة في تصميم البئر، حيث يتم خلالها تحديد الحلول التكنولوجية الأساسية - نوع المعدات المستخدمة وطرق الحفر.
عند تصميم آبار سحب المياه وحفرها لاحقًا، من الضروري التركيز بشكل خاص على الاستخدام طويل المدى. تعد القدرة على الحفاظ على معدل تدفق ثابت ونفاذية ثابتة للمياه لمنطقة قاع البئر على مدى فترة طويلة من الزمن أمرًا مهمًا.
تتضمن عملية حفر البئر عدة خطوات عمل:
- تدمير الصخور على الوجه، أي فصل جزيئاتها عن الكتلة الصخرية.
- نقل التربة النفايات إلى السطح.
- تجهيز البئر للتشغيل من خلال تنظيف وتجهيز البئر وكذلك غسل رمح كمية المياه.
وتعتمد كفاءة الحفر بشكل مباشر على الخواص الفيزيائية والميكانيكية الكامنة في الطبيعة، وهي: الكثافة الظاهرية، والمسامية، ونفاذية الماء للترب غير المتماسكة، وتماسك الصخور الطينية المتماسكة.
هذه الطريقة غير مناسبة لحفر الصخور التي تتميز بالصلابة والنوع البلوري من الوصلات بين جزيئاتها. كلما كانت الحبوب المعدنية ثابتة في الصخر، كلما زاد العمل على تدميرها.
مزايا وعيوب الطريقة
يتم استخدام خيار الحفر البري في الصناعة والهندسة المدنية و الحفر اليدوي للآبار. السمة المميزة لها هي إزالة الصخور المدمرة ليس بسائل الغسيل أو مخاليط الغاز السائل الخاصة، ولكن مباشرة بأجزاء قذيفة البريمة.
هناك حفر أوجير موجه عموديًا وأفقيًا. يتم استخدام الطريقة الأولى عند بناء الآبار الحاملة للمياه، وكذلك لتشكيل فتحات للأكوام. يتم استخدام الثاني عند وضع المرافق باستخدام طريقة الخنادق.
توفر هذه الطريقة في الوقت نفسه سرعة اختراق عالية في التربة غير الصخرية إلى عمق 50-80 مترًا، مما يسمح لك بتشكيل جدران الحفر على الفور عن طريق تثبيت سلسلة غلاف.
ميزة أخرى هي استخراج نفايات التربة إلى السطح دون رفع الأداة. وأكثر من ذلك: نظرا لأن الحفر البري لا يتطلب سائل التنظيف، يتم استخدامه بنجاح في المناطق الخالية من الماء، ويستخدم أيضا خلال الفترات التي تسود فيها درجات الحرارة المنخفضة.
اليوم يتم استخدام الحفر بوحدات البريمة:
- لتركيب آبار المياه الفردية.
- عند بناء الأساسات من الأكوام اللولبية/المملة؛
- لتركيب الأسوار والدعامات الخرسانية المسلحة؛
- عند إجراء تركيب الاتصالات بدون خنادق؛
- لبناء الآبار والحفر الضحلة.
ومع ذلك، هناك أيضا عيوب. من المستحيل حفر بئر باستخدام المثاقب في الصخور ذات الصلابة العالية. عند الحفر في الطميية الصلبة وشبه الصلبة، والطين مع طبقات من الحجر الجيري، قد تنشأ مضاعفات، وعند حفر الصخور الكاشطة، هناك استهلاك كبير لمعدات الحفر.
وبالإضافة إلى ذلك، هناك قيود على عمق الحفر.ومن الصعب جداً إنشاء بئر يزيد عمقه عن 80 متراً بهذه الطريقة.
تكنولوجيا الأنفاق العمودية
البريمة عبارة عن أنبوب حفر عالي القوة مزود بحلقة حلزونية، ويعمل بمثابة ناقل لولبي رأسي. تحت تأثير الحمل المحوري، يخترق الجزء العامل من لقمة الحفر الصخور ويدمرها عن طريق القطع والفك. وفي الوقت نفسه، يقوم المثقاب المثقاب بتغذية التربة المهملة إلى اللولب المثقب.
تحت تأثير قوى الطرد المركزي، ترتفع التربة المفككة إلى أعلى على طول شفرات سلسلة الحفر. يحدث الرفع بسبب الانزلاق الحلزوني، حيث أن احتكاك التربة على البريمة أقل من احتكاكها على جدران البئر.
وهكذا، يتم تسليم الصخور المدمرة في حالة سحق من الوجه إلى السطح ويتم طرحها من خلال رأس البئر. مع سهولة النقل، تملأ التربة 30-40% من الحجم الإجمالي للمساحة البينية.
يجب أن تضمن معلمات عمود البريمة الرفع السريع لكامل كتلة التربة التي دمرتها البريمة. ومع ذلك، عند الحفر، يقع جزء من التربة المخففة في القاع. لذلك، عند إجراء الحفر البري، يلزم تنظيف أكثر كثافة للبرميل، وعند الانتهاء، يلزم التنظيف الإلزامي.
الحفر الأفقي الاتجاهي
عند تركيب خطوط المرافق لأغراض وظيفية مختلفة تحت العوائق (الطرق السريعة والسكك الحديدية والغابات)، يتم استخدام الحفر المثقب الموجه أفقيًا.
في المرحلة الأولية من العمل، يتم حفر حفرتين – حفرة البداية (العمل) وحفرة الاستقبال.ويجب أن تكون على نفس مستوى البئر المصمم. بعد ذلك، يتم إنزال المعدات اللازمة في حفرة العمل وتركيبها.
تتميز هذه المعدات بضربة تغذية كبيرة ومجهزة برأس حفر مقاوم للتآكل مصنوع من الفولاذ عالي السبائك. كما أن لديها مسبار تتبع الحفر مثبتًا. من خلال استقبال الإشارات على الشاشة، يتحكم المشغل في تقدم العملية ويمكنه ضبط اتجاه الحركة، بالإضافة إلى زاوية ميل رأس الحفر.
عندما يدخل البريمة إلى حفرة الاستلام، أي نقطة النهاية وفقًا للمشروع، تتم إزالة المثقاب. بدلا من ذلك، يتم إصلاح الموسع والأنابيب. بعد ذلك، يتم تدوير الشفرات في الاتجاه المعاكس لسحب الأنبوب إلى البئر النهائي. في نهاية أعمال الحفر، تتم إزالة تثبيت البريمة من حفرة البداية.
تتيح الطريقة بدون خنادق مد أنابيب للاتصالات تحت مستوى المياه الجوفية بطول يصل إلى 80 مترًا، علاوة على ذلك، يتم تنفيذ جميع الأعمال المعقدة دون حفر خنادق كثيفة العمالة، مما يجعل من الممكن تقليل وقت التنفيذ وخفض التكاليف المالية.
يتم استخدام الحفر الأفقي عند مد خطوط أنابيب الضغط وتركيب أنظمة الاتصالات في المناطق التي يكون فيها التثبيت بوسائل أخرى مستحيلاً. الميزة الرئيسية تركيب بدون خندق - الربحية. بالإضافة إلى ذلك، ليست هناك حاجة لاستخدام البنتونيت أو البوليمرات الأخرى للحفاظ على استقرار الحفريات النهائية.
مميزات الحفر في الصخور المختلفة
المعلمات التكنولوجية الأساسية لحفر البئر هي الحمل المحوري وسرعة دوران الناقل اللولبي. ومع زيادة الحمل، تزداد بالتأكيد سرعة الاختراق، مما قد يؤدي إلى حالات طوارئ مختلفة.
لذلك، من الضروري التأكد من أن حجم الصخور المنفصلة لكل وحدة زمنية بواسطة البريمة لا يتجاوز إنتاجية الناقل. خلاف ذلك، سيتم تشكيل المقابس على المنعطفات.
كقاعدة عامة، يتم حفر الصخور الطينية البلاستيكية والرمال السائبة والمتوسطة الكثافة دون تحميل محوري قسري. يتم إدخال أداة البريمة في الأرض تحت ثقلها، وكذلك بسبب القوة التفاعلية التي تحدث عند تغذية النفايات الصخرية إلى فم الفتحة الأسطوانية.
عادة ما يتم إنشاء أحمال محورية تصل إلى 5 كيلو نيوتن أثناء الحفر الأولي للبئر، عند الحفر في الطميية الرملية الصلبة، والطميية، والطين، والأحجار الطينية، وأحجار الغرين. يجب ألا يتجاوز تردد دوران العمود 1.7-3.3 ثانية-1.
عند الترددات الأعلى، تحدث اهتزازات داخلية، مما قد يتسبب في ارتخاء وصلات سلسلة الحفر. نتيجة لذلك، ستبقى الحفر في الأسفل، يكاد يكون من المستحيل إخراجها، مما يعني أنه سيتعين عليك ذلك حفر عمل جديد. وفي الترددات المنخفضة، يصبح نقل التربة النفايات إلى الأعلى أمرًا صعبًا للغاية.
ومع زيادة صلابة الصخور، تزداد الأحمال المحورية.يتم الحفر في التربة المرصوفة بالحصى والحصى والطين المتجمد والرمال المشبعة بالماء والأحجار الغرينية مع شوائب الكوارتز بحمل محوري يتراوح من 8 إلى 10 كيلو نيوتن لكل بت وسرعة دوران العمود تتراوح من 1.3 إلى 2.2 ثانية-1.
لا يتم حفر الحصى والصخور التي تحتوي على الصخور باستخدام طريقة البريمة. يتم تدمير هذه الأجزاء الصخرية المستديرة بإزميل ويتم رفعها إلى السطح باستخدام أداة الرفع.
يتم الحفر في الرمال ذات الكثافة المتفاوتة ودرجة التشبع بالمياه والحصى والأحجار المكسرة بسرعات عالية وفي نفس الوقت يتم تقوية جدران الحفر بهياكل الغلاف.
لتجنب ذلك، قم بتقليل سرعة الحفر إلى أدنى حد ممكن، وقم بتحريك العمود وإضافة الماء إلى البئر. وفي مثل هذه الحالة أيضًا، يساعد رفع أداة الحفر بشكل دوري إلى السطح وتنظيفها من الطميية الملتصقة.
أداة الحفر اوجير
تتميز أدوات حفر الآبار حسب نوع التصميم بعدد اللفات وهندسة جزء القطع. للتغلغل في الطميية والطميية الرملية الصلبة وشبه الصلبة، غالبًا ما تستخدم أدوات الحفر، والتي تم تجهيز حوافها بقواطع إضافية.
في أغلب الأحيان، لقيادة حفر سحب المياه لأصحاب القطاع الخاص، يتم استخدام مثقاب بداية واحد فقط دون أي إضافات، لأن سوف تحتاج إلى حفر الصخور الرسوبية المتماسكة وغير المتماسكة. عند التعميق، يتم تمديد الأداة ببساطة بقضبان الحفر.
في هذه الحالة، تتم إزالة المقذوف من حفرة البئر كل 0.5 - 0.7 متر من أجل تنظيف الحفر نفسه وأسفل الصخرة المدمرة. يعد هذا خيار حفر أكثر اقتصادا، ولكنه يتطلب أيضًا عمالة كثيفة.
لحفر الصخور والحصى التي يمكن العثور عليها في التربة الرسوبية، يتحولون إلى طريقة حبل الصدمة. كقاعدة عامة، يتم استخدام إزميل مصنوع من أداة الصلب لهذا الغرض. يتم "رمي" هذا المثقاب، المدبب في الطرف السفلي، بقوة على الوجه حتى يتم تدمير "الحاجز الصلب".
بعد تدمير حصاة أو صخرة، تتم إزالة الشظايا إلى السطح باستخدام الزجاج (الأنبوب الأساسي) أو النازح. ثم يتحولون إلى الطريقة اللولبية مرة أخرى. في أغلب الأحيان، لحفر منجم، من الضروري استخدام عدة طرق حفر مجتمعة.
عند حفر الرمل السائب والطين الناعم، يتم استخدام المثاقب المثقوبة بشفرات موجهة نحو الأسفل بزاوية 30-60 درجة، وللحفر في الصخور الطينية المتماسكة - 90 درجة.
يتم الحصول على هذا اللولب عن طريق لف شريط فولاذي عالي القوة بقطر 5-7 مم على مغزل لولبي. يتم تمديده على أنبوب/قضيب ثم يتم لحامه.
كلما زاد قطر الأنبوب الأساسي، انخفضت قدرة النقل للمثقاب. ومع ذلك، فإن قطر المنتج الطويل محدود بالقوة الميكانيكية للمسمار، فضلاً عن تكنولوجيا الإنتاج الخاصة به.
اليوم يتم تصنيع نوعين من البراغي:
- مع وجود ثقب مركزي، أي جوفاء؛
- مرجح - بدون ثقب.
لتقليل تآكل الناقل اللولبي عند الحفر في الصخور الكاشطة، يتم تثبيت شريط من الفولاذ على الحافة الخارجية أو يتم دمج طبقة من المعدن على السطح.
عند سرعات الحفر العالية، يتم تثبيت محول خاص بلف ثنائي الاتجاه من شريط الفولاذ فوق المقذوف. في هذه الحالة، يقع الجزء الأكبر من الصخور على الناقل اللولبي دون طحن.
في نهاية الأنبوب مع دوامة الجرح، يجب أن تكون ملحومة عناصر الاتصال. هناك نوعان من التوصيلات اللولبية: غير ملولبة وملولبة. في الحالة الأولى، يتم توصيل البراغي بواسطة أقفال اقتران ويتم تثبيتها بواسطة دبابيس معدنية مع مشابك، وفي الحالة الثانية، عن طريق البراغي.
يتيح التوصيل الملولب للمثاقب في سلسلة الحفر إمكانية مكننة توصيلها وفصلها عند إجراء عمليات التعثر وعند إمداد الوجه بالسوائل. ولكن هناك أيضًا عيبًا كبيرًا - في هذه الحالة لا توجد إمكانية للدوران العكسي للبراغي. ولذلك، أصبحت الاتصالات غير الخيطية أكثر انتشارا.
تشتمل أجهزة الحفر الخاصة عادةً على مجموعة من المثاقب بأقطار مختلفة.
يتم استخدام المثاقب المجوفة ذات النوع الملولب عند الحفر بالنفخ، لضخ المياه عند تحريك الفتحات الأسطوانية في القشرة الأرضية، لتثبيت الشحنة في الآبار الجيوفيزيائية، لضخ الخرسانة في فتحات الأكوام. يمكن استخدامها أيضًا كغلاف.
عند الحفر بوجه مستمر، يتم سد القناة المركزية بأداة حفر على حبل.
نظرة عامة على منصات الحفر
لحفر اوجير يستخدمون كليهما أدوات يدويةوالمنشآت الآلية. أبسط تصميم هو مثقاب أرضي محمول باليد.يتكون من قضيب/أنبوب بشفرة على شكل لولبي ومقبض ثابت على شكل حرف T.
يتم تثبيت هذا النوع من أدوات الحفر في الأرض مثل المفتاح. أثناء عملية الحفر يتم توسيعها بالقضبان. تم تصميم المثاقب الأرضية المحمولة باليد لتكون قابلة للطي لجعلها ملائمة قدر الإمكان لنقلها في سيارات الركاب. يتيح لك هذا أيضًا تغيير طول سلسلة الحفر المثقوبة.
باستخدام الأدوات اليدوية، يمكنك عمل ثقوب يصل عمقها إلى مترين وقطرها لا يزيد عن 20 سم. هناك أيضًا تدريبات بمحرك يعمل بالبنزين أو المحرك الكهربائي. يشتمل تصميمها على ناقل لولبي، أي مثقاب، ومحرك مزود بعلبة تروس. يضمن دوران عمود المحرك حركة البريمة.
مع استخدام أداة مدفوعة ووجود قضبان الحفر للتمديد، يمكن حفر آبار يصل عمقها إلى 25 مترًا. بقطر يصل إلى 30 سم، يستخدم لتركيب أعمدة الإنارة في الشارع، ولتركيب أعمدة السياج، وحفر فحص الأساسات، وأساسات التربة.
الوحدات المتنقلة هي آلات صغيرة بمحرك كهربائي أو بنزين. بمساعدتهم يمكنك الحفر بسرعة جيد للإقامة الصيفية قم بإعداد عدد كبير من الثقوب للدعامات لأغراض وظيفية مختلفة.
غالبًا ما يتم تصنيع منصات الحفر هذه على شكل مقطورة لسيارات الركاب لتسهيل النقل إلى موقع العمل.
في البناء المدني والصناعي، يتم استخدام معدات مثقاب خاصة مثبتة على المعدات المتنقلة - الشاحنات والجرارات، لتشكيل أعمال ذات عمق وقطر كبيرين.
يتم استخدامه عند تركيب دعامات خطوط الكهرباء ذات الجهد العالي وأعمدة إنارة الشوارع، وعند تركيب دعامات السياج للملاعب والمجمعات الرياضية والمنشآت الصناعية والمطارات. بالإضافة إلى ذلك، باستخدام منصات الحفر المثقوبة على المعدات المتنقلة، يقومون ببناء سياج من الألواح للحفر وتثبيت أكوام لولبية.
فيديو مفيد حول الموضوع
حفر بئر ماء بعمق 20 م على أراضي منزل خاص:
يوضح هذا الفيديو تقنية الحفر الأفقي لبئر لوضع الاتصالات تحت الطريق السريع:
تركيب الخوازيق باستخدام مثقاب متواصل ذو قطر كبير مع قناة مركزية. لتنفيذ العمل، يتم استخدام جهاز الحفر Bauer BG-30 ومضخة الخرسانة Liebherr الثابتة عالية الأداء:
توفر طريقة البريمة معدلات عالية لحفر الآبار. يتم تطوير البئر وتوريد التربة العادمة من الوجه إلى فم منطقة العمل بشكل متزامن ومستمر، مما يوفر وقت وجهد الحفارين والأموال المستثمرة في المشروع. ولذلك، فإن طريقة الحفر باستخدام المثقاب تحظى بشعبية كبيرة.
يرجى ترك التعليقات في نموذج الكتلة أدناه. أخبرنا إذا كنت قد استخدمت مثقابًا يدويًا أو قمت بالحفر على جهاز حفر صغير باستخدام المثقاب. مشاركة التفاصيل التكنولوجية التي قد تكون مفيدة لزوار الموقع.
يعد الحفر باستخدام التكنولوجيا هو الخيار الأفضل للآبار الضحلة.لا عجب أن هذه الطريقة تحظى بشعبية كبيرة. أما بالنسبة للحفر اليدوي باستخدام المثقاب فهو للمازوشيين، أو عندما لا يكون هناك مال على الإطلاق، ولكن هناك حاجة إلى البئر حقًا.
أرغب في الحصول على نصيحة - صادف أن كان لدي ثقب للحفر تحت دعامات خطوط الكهرباء، استنادًا إلى سيارة GAZ-66، ولدي فكرة لتكييف هذه الوحدة لحفر الآبار للأفراد. المشكلة برمتها تكمن في قصر طول قضبان البريمة، لأن... تبلغ المسافة من الطريق إلى الأرض حوالي 1.2 متر، وتكمن جاذبية الفكرة في ذلك. أن الوحدة متحركة، وجميع العمليات ممكنة - التدوير والخفض والرفع، والعكس أيضًا... أين يمكنني طلب قضبان المثقاب، يرجى تقديم المشورة. شكرًا لك.