광산 작업을 형성하는 가장 생산적이고 경제적 인 방법 중 하나는 코어 드릴링입니다. 현장 탐사 및 엔지니어링 지질학에 사용됩니다. 또한 이것은 급수 공급 조직의 지하수에 접근하는 가장 쉽고 빠른 방법입니다.
이 기사에서는 핵심 드릴링의 세부 사항, 구현 및 적용 기능에 필요한 도구에 대해 모두 배웁니다.
코어 드릴링의 범위
코어 드릴링은 지하수 거울의 깊이 표시뿐만 아니라 지붕의 깊이와 토양층의 바닥을 결정하는 가장 정확한 방법입니다.
코어 드릴링 기술은 다음 산업에서 널리 사용됩니다.
- 산업 및 민간 부문의 물 공급. 개인 물 공급을위한 드릴링 우물, 마을 전체 또는 도시 블록의 물 섭취를 조직하는 것은 드릴이 큰 깊이로 쉽게 침투하기 때문에 코어 드릴링으로 효과적으로 수행됩니다. 핵심 발사체는 물 포화되고 느슨한 비 응집성 토양 (모래, 자갈, 자갈)을 제외하고 거의 모든 파괴 된 암석을 키울 수 있습니다.
- 광업 탐험. 암석이 지나갈 때 토양에 미치는 영향은 회전 반경을 따라 발생합니다. 다시 말해, 구조적으로 파이프를 닮은 껍질은 구조와 상태를 방해하지 않으면 서 단단한 암석 덩어리를 뚫습니다.
- 건물. 토양의 물리적, 기계적 특성, 암석 상태를 연구하기 위해 지구 기술 연구 수행. 컬럼 기술은 수위를 정확하게 결정하고 콘크리트에 대한 공격성을 연구하기 위해 수 샘플을 채취 할 수있는 기회를 제공합니다.
코어 드릴링 중에 토양 열 또는 인접한 토양 층의 코어가 추출됩니다. 핵심은 통합 된 자연 구조를 특징으로하며, 연구 된 품종을 종합적으로 분석합니다. 코어 파이프로 드릴링하면 연구의 정확도가 가장 높은 암석의 깊이를 결정할 수 있습니다.
코어 드릴링은 추출 된 코어의 무결성을 보장하여 암석의 질적 연구에 기여합니다. 동시에, 파괴 된 암석에서 얼굴의 최고 품질의 청소가 수행됩니다.
건설에 코어 드릴을 사용하면 공정이 크게 촉진되고 가속화됩니다. 코어 드릴로 준비된 구멍에 파일을 쉽게 망치거나 기성 철근 콘크리트 구조물이 장착됩니다. 코어 드릴링을 사용하면 벽돌 및 콘크리트 구조물에 원통형 구멍을 만들 수 있습니다.
작업 기술 및 장비
코어 드릴을 사용하는 두 가지 방법이 알려져 있습니다. 얼굴에 또는 얼굴에 마른 진흙을 공급하지 않고 유체를 공급하는 작업.
비 침착성 토양이 침투 및 추출에 충분한 양의 천연 수분으로 포화 된 경우 드릴링 유체를 사용하지 않는 드릴링이 사용됩니다. 유동성 플라스틱, 연성 플라스틱 및 뻣뻣한 플라스틱 양토 / 점토, 경질 및 플라스틱 모래 양토를 통과 할 때도 작동 샤프트에 물이 공급되지 않습니다.
유체는 암석 및 반암 층을 드릴링하는 데 필수적입니다. 이 경우 물이 없으면 홈이 훨씬 느립니다.또한 크라운의 조기 고장 가능성이 크게 증가하므로 건식 드릴링이 더 많은 비용으로 간주됩니다.
플러싱을 이용한 코어 드릴링 기술은 작업 장비의 서비스를 확장 할뿐만 아니라 파괴 된 암석으로부터 얼굴을 자유롭게하는 가장 빠르고 가장 시간 소모적 인 방법을 허용합니다.
드릴링 유체로 드릴링하면 심화 속도가 크게 증가합니다. 대부분이 방법은 깊이가 깊은 우물을 드릴링 할 때 사용됩니다. 이를 통해 크라운 손상 위험을 최소화하면서 가능한 가장 짧은 시간에 작업을 수행 할 수 있습니다.
코어 링이 작업이 아닌 경우 느슨한, 비 응집성 토양에서 우물이 개발되는 동안 고압의 증류수가 바닥에 공급됩니다. 이 경우 물이 흘러 얼굴을 씻기고 파괴 된 토양에서 작업 샤프트를 자유롭게합니다.
칼럼 기술의 원리
코어 드릴링의 핵심 요소는 코어 파이프의 바닥에 장착 된 파괴적인 절단 부분입니다. 그들은 그녀를 왕관이라고 부릅니다. 암석 침몰에는 다이아몬드 공구가 장착 된 특수 크라운이 사용됩니다.
크라운은 코어 튜브의 하단 가장자리에 나사로 고정되는 교체 가능한 요소를 절단합니다. 드릴링 과정에서 여러 번 변경해야합니다.
석회석으로 물이 유입되는 동안 드릴의 거의 방해받지 않는 깊이를 보장하는 다이아몬드 크라운입니다. 즉, 기반암에 묻힌 우물을 개발할 때 수백 년 된 응축의 결과로 균열이 생겨 가장 순수한 지하수의 매장량이 형성되었습니다.
드릴 비트는 가장 간단한 방식으로 변경됩니다. 마모 된 부품을 제거하고 코어 파이프에 새 크라운을 조입니다.
바위는 빠른 속도로 회전하는 크라운으로 절단됩니다. 개발 된 토양의 밀도에 따라 드릴의 회전 속도를 조정할 수 있습니다. 크라운은 특이한 실린더의 가장자리를 따라서 만 토양을 "절단"하며, 중앙 부분은 코어 튜브로 압축됩니다.
코어를 추출하기 위해 드릴을 표면으로 올립니다. 그에게 붙잡힌 토양은 말 그대로 파이프의 상부에 공급되는 공기 흐름과 함께 코어 드릴에서 날아갑니다. 슬레지 해머로 쉘을 두드려 분사 공정이 가속화됩니다.
코어 드릴링 중에는 드릴 된 원추형 암석 세그먼트가 코어 파이프로 밀려 들어갑니다. 이를 추출하기 위해 드릴 스트링을 분해하여 코어 쉘을 배럴에서 꺼냅니다. 코어가 파이프에서 날려 져 나옵니다.
강한 암석을 통과하는 동안 기둥 드릴은 매트릭스 및 콘 비트보다 생산성이 높습니다. 이는 드릴의 회전 속도가 빠르기 때문에 개발에 대한 노력이 줄어 듭니다.
또한, 끌은 암석을 완전히 파괴합니다. 암석은 바이엘러에 의해 "스쿠프 아웃 (scoop out)"되거나 얼굴을 씻기위한 압력을 물에 공급해야합니다. 사실, 당신은 같은 세그먼트를 두 번 또는 심지어 세 번 통과해야 할 것입니다. 컬럼 기술을 사용하면 한 번에 얼굴을 통과하고 깨끗하게 할 수 있습니다.
공작 기계 및 드릴링 리그
기계 또는 드릴링 리그의 선택은 우물의 목적과 직경에 의해 결정됩니다. 코어 드릴링 방법의 인기에 따라 전세계 드릴링 리그 및 공작 기계 생산이 결정됩니다. 대형 트랙터, 트럭 및 모든 지형 차량은 탐사 시추 용으로 설계된 설치에 적합합니다.
무거운 트랙 트랙터를 사용하면 통과 할 수없는 표면 수면 및 불안정한 지형에서 코어 드릴링이 가능합니다.
대부분의 경우 드릴링 장비는 클래식 MAZ, KAMAZ 및 우랄 자동차에 장착됩니다. 그러나 개인 건설시 우물을 시추하는 데 사용되는 더 가벼운 장비의 장착 옵션이 있습니다.
수동 로터리 드릴링에서는 코어 튜브가 이전 모델 인 유리로 대체됩니다. 이 쉘은 밑창이 뾰족한 모서리를 가진 코어 튜브의 단축 버전입니다. 수동으로 또는 모터 드릴을 사용하는 유리는지면으로 비 틀리고 그 안에 쌓인 모든 것이 표면으로 제거됩니다.
얕은 우물의 수동 드릴링 기계화 및 울타리 및 송전탑 설치를위한 구멍 형성을 위해 가솔린 및 전기 모터가 사용됩니다. 그들은 오거 또는 코어 튜브에 회전 운동을보고
우물 침몰 및 배열 용 장비
코어 드릴링을 구현할 때 깊이있는 작업을 수행하고 다양한 유형의 암석을 개발하고 추출 할 수있는 장비가 필요합니다. 작업하는 동안 발사체에 의해 파괴 된 물질의 표면이 주기적으로 상승해야합니다.
표준 드릴 도구 세트
고품질의 작업 성능을 위해서는 다음이 필요합니다.
- 열 껍질. 수평 드릴링과 수직 작업 드릴링에 모두 사용됩니다. 표준 코어 파이프를 사용하면 최대 45도 각도로 드릴링이 가능합니다. 얇은 코어 코어 쉘은 커뮤니케이션을 배치 할 때 수평 트렌치리스 드릴링에만 사용할 수 있습니다.
- 크라운. 암석의 코어 절삭을 용이하게하기 위해 코어 튜브가 장착 된 암석 파괴 도구입니다. 퇴적 응집력과 응집력이없는 토양을 시추하기 위해 황동 크라운이 사용됩니다. 바위의 침몰을 위해 콘크리트, 아스팔트, 벽돌 벽, 다이아몬드 커터가있는 초경 크라운에 구멍이 형성됩니다.
- 스틸 케이스. 그들은 생산을 케이싱하는 데 필요합니다-웰 보어의 형성은 심화와 동시에 생성됩니다. 그들의 직경은 우물의 직경과 같습니다. 취수를위한 케이싱은 우물에서 작동 될 예정인 코어 파이프 및 펌프의 직경에 중점을두고 미리 선택됩니다.
- 봉. 이들은 서로 꼬인 좁은 파이프입니다. 드릴 문자열을 만드는 데 사용됩니다. 간단히 말해, 코어 튜브 상단에 교대로 나사로 고정되어 발사체 높이를 초과하는 깊이에서 회전 운동을 전달할 수 있습니다. 코어 파이프의 높이 + 드릴로드 스트링의 높이 = 생산 깊이.
- 보결 드릴로드, 회 전자, 플러시 씰 및 기타 구성 요소에 존재하는 다양한 직경의 나사 조인트를 연결하는 데 필요합니다.
- 플러싱 플러그 및 씰. 도움을 받아 전체 코어를 선택할 필요가 없으면 파괴 된 토양의 표면이 상승합니다. 이 경우, 얼굴에 물이 공급되어 주간 표면에 압력을 가하여 파괴 된 토양을 씻어냅니다.
- 끌. 코어 드릴을 통과하기 가장 어려운 곳에서 시추공을 심화시키는 데 사용됩니다. 비트를 사용할 때 회전식 드릴링에서 쇼크 로프 드릴링으로 전환되기도합니다.
제시된 공구는 핵심 기술을 사용한 드릴링 용 표준 세트입니다. 경우에 따라 개발의 복잡성에 따라 추가 도구 및 장비가 필요할 수 있습니다.
굴착을 심화시킬 때 일련의 드릴로드가 코어 파이프의 상단에 순차적으로 나사로 고정됩니다. 표면에 코어 발사체를 추출하기 위해 막대가 뒤틀린 후 막대
핵심 파이프 설계 특징
코어 드릴링 동안 발사체의 설계 특징은 코어 무결성의 최대 보존에 기인하며 자유 통로 주위에 환형 배열로 구성됩니다. 가장 중요한 특성 중 하나는 코어 샘플링 계수입니다. 코어 직경 대 공구의 외부 직경의 비율로 정의됩니다.
코어 드릴링 공구는 표준화되어 있으며 주로 직경 만 다릅니다. 구조적 특성에 따라 코어 파이프는 단일 및 이중으로 분류됩니다. 정상적인 지질 조건에서 작동하도록 설계된 단일 껍질은 우물 개발에 좋습니다.
비 회전식 내부 파이프가있는 이중 공구는 지질 탐사에만 사용됩니다. 다양한 요인의 영향으로 쉽게 파괴되는 암석 샘플을 추출해야합니다. 천연 성분의 미네랄과 폐석을 사용하여 천연 성분으로 샘플을 채취 할 수 있습니다.
엔지니어링 및 지질 연구를위한 샘플링, 송전선 지지대 설치를위한 구멍의 지질 탐사 및 드릴링에서 단일 코어 파이프가 사용됩니다.
모든 코어 파이프는 퍼지, 드릴링 머드를 바닥에 공급하고 우물을 플러시하는 용도로 설계되었습니다. 그들의 상단에는 물이나 공기 흐름이 주입되는 기술 구멍이 있습니다.
발사체의 절단 부분의 특이성
모든 크라운은 코어 튜브에 나사로 고정하는 데 필요한 나사산이 상단에 있고 하단에 커터가있는 링 형태로 제공됩니다. 절단기는이 절단 금속 부품에 주조되거나 용접됩니다.
코어 링 할 때는 다음 크라운을 사용하십시오.
- 초경-미세하게 자르고 늑골이 있습니다.
- 다이아몬드-함침 및 작은 다이아몬드.
초경 절삭 요소는 "연질"토양을 드릴링하도록 설계되었습니다. 그들의 도움으로 고밀도의 조성, 반암, 저 수분 및 습한 모래와 밀도가 높은 모든 유형의 점토 암석이 뚫립니다. 사암과 말뚝을 뚫기 위해 텅스텐 코발트 절개가있는 크라운이 사용됩니다.
얕은 비트는 마모가 적은 중간 경질 암반 드릴링 용으로 설계되었습니다. 팔각형 또는 사각 절단기가 장착되어 있습니다. 절치 부가 서로 다른 높이에 위치 할 때, 단계적 도축도 달성되며, 그 장점은 위에서 설명되었다.
리브 드 크라운을 사용하면 우물의 직경을 확장하여 세척액의 순환을 향상시킵니다.
늑골이있는 크라운은 중간 정도의 거친 표면을 뚫을 수 있도록 설계되었습니다. 이러한 크라운의 커터는 초경 인서트가있는 강철 원통형 또는 프리즘 헤드로 구성됩니다. 이 경우 크라운이 마모 된 경우에도 작업 효율이 저하되지 않습니다.
다이아몬드 공구가 장착 된 크라운은 높은 내마모성을 가진 암반 및 반암 드릴링 용으로 설계되었습니다.
강도를 높이고 마모 특성을 높이기 위해 생산 공정 중에 산업용 다이아몬드가 주조 질량으로 압축됩니다. 최근에, 천연 결정은 종종 인위적으로 성장한 것으로 대체됩니다
갈비뼈의 수는 크라운의 디자인과 지름에 따라 결정되며 3-6 개가 될 수 있습니다. 크라운의 끝면을 기준으로 리브를 위로 움직여 암석 파괴 과정을 가속화 할 수 있습니다. 따라서, 계단 형 바닥이 보장되고 플러싱 유체의 통과가 촉진된다.
웰 보어 케이싱 튜브
코어 및 케이싱 강관은 GOST 51682-2000에 따라 생산됩니다. 탐사 및 공학 지질학에서는 바닥의 토양 붕괴를 막기 위해 사용되는데, 한 지질층이 다른 지질층으로 대체되는 깊이를 이해할 수 없습니다.
물 유입구의 배열에서, 케이싱은 우물의 벽을 형성한다. 그들로부터 조립 된 케이싱에, 다른 파이프 스트링이 침지된다. 이제는 대부분 플라스틱으로 조립됩니다. 생산 케이싱에는 펌핑 중에 모래 알갱이와 미세 자갈을 고정하기위한 필터가 장착되어 있습니다.
가장 일반적인 것은 니플 조인트가있는 케이싱 파이프입니다.이 경우 파이프의 한쪽에는 내부 나사산이 있고 반대쪽에는 외부 나사산이 있습니다. 나사산 배럴은 매우 간단하고 신속하게 조립됩니다.
코어 및 케이싱 파이프는 한쪽 끝에서 바깥쪽으로, 다른 쪽 끝에서 안쪽으로 스레드됩니다. 이를 통해 케이싱을 빠르고 쉽게 조립할 수 있습니다. 나사산의 치수가 통일되어 있습니다-모든 케이싱은 코어 파이프 역할을 할 수 있으며 크라운과 상단을 나사로 조이면 충분합니다
용접 조인트 용으로 설계된 케이싱 파이프가 있습니다. 열 조립 과정이 까다로워 민간 부문에서는 사용되지 않습니다.
케이싱 파이프와 코어 파이프는 강도 그룹 "K"를 가진 강철 등급 45로 만들어집니다. 표면 마모에 대한 내성을 높이기 위해 파이프 끝이 굳어집니다. 사용되는 드릴링 장비 및 수중 펌프의 직경에 따라, 100-200mm 직경의 파이프가 개인 취수 장치에 사용됩니다.
코어 드릴링 단계
작업을 시작하기 전에 지적 계획을 연구하고 작업 표면을 준비해야합니다. 시추 장비 자체와 세척 유체가있는 기계의 시추 장소에 방해없이 접근 할 수 있어야합니다.
다음 단계는 2 입방 미터 이상의 양으로 구덩이를 파는 것입니다. 이는 추가 탱크를 사용할 필요가 없습니다. 구덩이는 지하수를 배출하고 유체를 플러싱하도록 설계되었습니다. 트렁크의 주요 부분을 설치하려면 토양을 펀칭해야합니다.
다음으로, 선택된 크라운은 코어 드릴 파이프 및 선택 케이싱 파이프와 연결되며 깊이가 증가함에 따라 증가합니다. 드릴링 리그가 시작된 후 설치를 단단히 고정해야합니다.
물의 바닥을 플러싱하는 컬럼 기술을 통해 파괴 된 암석으로부터 작업 샤프트를 가장 간단하고 빠르게 제거 할 수 있습니다.
코어 드릴이 깊어지고 채워짐에 따라 드릴은 주간 표면으로 주기적으로 들어 올려 져 드릴링 중에 공구에 의해 포집 된 토양에서 제거됩니다. 그 후, 코어로부터 분리 된 코어를 다시 웰의 구멍에 침지시켜 드릴링을 계속할 수있다.
핵심 발사체와 막대로 구성된 드릴 줄을 오르기 위해 해체했습니다. 즉, 막대 뒤의 막대는 코어 튜브가 배럴에서 제거 될 때까지 순차적으로 분리됩니다.
개인 거래자를 위해 우물을 개발하는 가장 좋은 방법은 코어 드릴링과 플러싱입니다. 이 경우 샘플을 채취하지 않아야합니다. 가장 중요한 것은 배럴을 신속하게 형성하고 슬러지를 깨끗이하는 것입니다.
세척을 위해 물을 사용할 수 있으며 근처 연못이나 강에서 매우 적합합니다. 모래 우물이 개발되는 경우에도 드릴링 작업을 건식으로 수행 할 수 있습니다. 일반적 으로이 경우 시추 유체 인 한 쌍의 물통은 바닥의 껍질을 냉각시키기에 충분합니다.
핵심 기술에 따르면, 구멍은 콘크리트 및 철근 콘크리트 구조물, 기초 및 벽돌 벽에 뚫습니다.
느슨하고 습기가 적은 모래에서 작업 할 때 작업 용액의 구멍 벽을 강화하려면 액체 유리 또는 점토 덩어리를 추가하는 것이 좋습니다. 어쨌든 드릴이 불안정한 구조로 수평선을 통과하면 케이싱 파이프로 우물의 벽을 강화하는 것이 정당합니다.
프로세스의 기술적 특징
심화 과정에서 드릴 속도를 조정할 수 있습니다. 드릴은 저속에서 퇴적암층을 쉽게 극복한다는 점에 유의해야합니다. 그러나 토착 암석을 통과 할 때는 회전 속도를 높여야합니다. 코어 드릴링 방법으로, 다양한 조성물의 형성 및 임의의 경도가 통과 될 수있다.
드릴링 리그는 준비된 수평 수평 플랫폼에 위치해야한다는 사실을 고려해야합니다. 현상되는 구멍의 직경이 1 미터를 초과하지 않으면 관통 각을 조정할 수 있습니다. 그런 다음 생산의 수직 성은 케이싱에 의해 지원됩니다.
케이싱 파이프는 싱킹 직후에 광산에서 제거 될 경우 재사용 할 수 있습니다. 코어 튜브는 재사용 가능한 쉘이며 크라운에 대해서는 말할 수 없습니다. 퇴적 지평에서의 시추에는 적어도 2 개 이상이 필요합니다. 석회석에 우물을 만들 때 지워진 크라운의 수를 정확하게 예측하는 것은 불가능합니다.
다이아몬드 코어를 설치 또는 교체 한 후 수명을 연장하려면 웰 바닥을 치 즐링해야합니다. 이 측정은 침투 속도를 크게 증가시킵니다.
굴착 장치는 운반 능력이 높은 차량 또는 어려운 지형에서 작업 할 경우 추적 특수 차량에 장착 할 수 있습니다. 우물 코어 드릴링에 더 가벼운 이동식 장비를 사용할 수 있습니다.
컬럼 방법의 장단점
크라운의 반경에서의 포인트 작용으로 인해 전체 코어를 표면으로 정확하게 절단 및 제거 할 수 있습니다. 이 기술은 XII 카테고리까지의 암석 드릴링에 적용 가능하며 수직 및 각도로 작업 할 수 있습니다.
핵심 방법의 가장 중요한 지표 중 하나는 높은 생산성과 드릴링 속도로 간주됩니다.
또한 다음과 같은 장점이 있습니다.
- 플러싱 유체 또는 공정 수를 사용하는 경우의 드릴링 부피는 85 %입니다.
- 작업 용액에 활성 에멀젼을 도입하면 웰의 벽을 원래 상태로 유지할 수 있습니다.
- 암석이 연속적으로 파괴되지 않기 때문에 축 방향 하중이 감소하기 때문에 에너지 비용이 절감됩니다.
- 이 방법을 사용하면 현무암과 화강암을 포함한 모든 암석으로 작업 할 수 있습니다.
- 프리 캐스트 모바일 머신을 사용하면 접근하기 어려운 곳에서 작업을 수행 할 수 있습니다.
장점과 함께 코어 드릴링에는 다음과 같은 단점이 있습니다.
- 골절 된 암석에서 작업 할 때 코어 걸림이 종종 발생하여 파이프를 제거하여 노크해야합니다.
- 과열로 인해 단단한 암석이 지나가는 동안 크라운을 빨리 잡습니다. 이를 피하려면 냉각수를 사용하고 이송 속도를 줄여야합니다. 결과적으로 드릴링 속도가 줄어 듭니다.
- 드릴링의 작은 단면적 (최대 200mm)으로 강력한 수중 펌프를 사용할 수 없습니다.
저수조를 여는 동안 점토 용액을 사용하는 경우 물용 우물을 개발할 때 대수층의 사일 확률이 높습니다.
비디오 1. 핵심 방법에 의한 우물 드릴링의 초기 단계 :
비디오 2. 화강암 암석의 우물 코어 드릴링 :
코어 드릴링 작업을 시작하기 전에 경제적 인 계산이 이루어져야합니다. 장비의 안전 표준 및 작동 규칙을 준수하면 고장 위험을 최소화하여 높은 효율, 드릴링 속도 및 낮은 경제 비용을 보장합니다.
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