水井鉆井方法有哪些
打水井是一項(xiàng)古老的事業(yè)也就不足為奇了。大約8000年前,第一口水井是人工挖開的,為最早的文明提供安全、清潔和可靠的水源。我們對(duì)水的需求沒(méi)有改變,但從那時(shí)起鉆井技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。
在世界上的某些地區(qū),人工挖水井仍然是改善水可及性的最便宜和最實(shí)用的方法,特別是對(duì)于一次性水井。然而,對(duì)于希望長(zhǎng)期增加或擴(kuò)展其水井鉆井能力的承包商和團(tuán)體,機(jī)械鉆井可以提供更快、更有效的選擇。
選擇水井鉆井設(shè)備時(shí)要記住兩點(diǎn):1)方法必須與地質(zhì)相匹配。2)考慮短期和長(zhǎng)期的成本。對(duì)于一口井,手動(dòng)技術(shù)可能不會(huì)花費(fèi)太多,但是手動(dòng)鉆孔方法可以處理您現(xiàn)場(chǎng)的土壤條件嗎?挖多口井的總成本如何計(jì)算?另一方面,機(jī)械鉆井選項(xiàng)可能能夠快速完成工作,但可能不適合每年只看幾口井的操作的預(yù)算。
讓我們仔細(xì)看看一些流行的手動(dòng)和機(jī)械鉆孔技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),以確定哪種可能是您操作的最佳選擇。
一、手動(dòng)技術(shù)
對(duì)許多人來(lái)說(shuō),挖一口水井會(huì)讓人想起一個(gè)人在一個(gè)又深又泥的洞里,順著一桶桶泥土,這是有充分理由的。手工挖掘可能是獲取地下水的最古老和最常用的手動(dòng)方法,而且它是一項(xiàng)勞動(dòng)密集型、骯臟的工作。
與其他手動(dòng)技術(shù)(包括淤泥挖掘、手動(dòng)沖擊鉆孔、驅(qū)動(dòng)點(diǎn)和手動(dòng)預(yù)兆)一樣,手動(dòng)挖掘只需要簡(jiǎn)單的工具和大量的艱苦工作,這就是為什么個(gè)人和社區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)一直有效地使用這些技術(shù)的原因。俗話說(shuō),“不破不修”。對(duì)于重型設(shè)備或燃料有限的地區(qū),這些技術(shù)仍然是一個(gè)可行的選擇。
優(yōu)點(diǎn):
需要可在本地訪問(wèn)的簡(jiǎn)單工具
根據(jù)方法和地質(zhì)情況,可以達(dá)到70米或更深的深度
大型工作人員可以快速完成工作
缺點(diǎn):
表面污染的高風(fēng)險(xiǎn)
很難或不可能鉆穿巖石或稠密的土壤
大多數(shù)方法在低于10米時(shí)變得不穩(wěn)定
大多數(shù)方法需要高地下水位
也許手動(dòng)挖水井的最大缺點(diǎn)是該過(guò)程對(duì)于多口井的效率是多么低。在一個(gè)區(qū)域安裝多達(dá)六口井可能不會(huì)讓銀行破產(chǎn),但反復(fù)雇用大量人員可以很快加起來(lái)。此外,地質(zhì)障礙和人工技術(shù)污染的風(fēng)險(xiǎn)使它們對(duì)希望在多個(gè)地區(qū)生產(chǎn)可持續(xù)井的承包商和團(tuán)體的吸引力降低。
在考慮了利弊之后,如果手動(dòng)鉆孔似乎是您項(xiàng)目的最佳選擇,那么手動(dòng)沖擊鉆孔可能是最有效和廣泛使用的技術(shù)。該過(guò)程包括將連接到繩索或電纜的重型鉆頭反復(fù)放入部分充滿水的孔中,以松動(dòng)土壤并切掉巖石碎片??梢栽阢@桿底部添加一個(gè)鋒利的鉆頭和單向閥,以創(chuàng)建一種混合沖擊淤泥技術(shù),以提高效率。手動(dòng)沖擊鉆孔比其他手動(dòng)方法更快,能夠穿透巖石(非常緩慢)并且易于密封以防止污染。然而,機(jī)械沖擊鉆孔——將手動(dòng)潛孔方法機(jī)械化——對(duì)于尋求長(zhǎng)期解決方案的作業(yè)來(lái)說(shuō)是一種更有效的選擇。
二、機(jī)械方法
手動(dòng)鉆孔方法依靠簡(jiǎn)單的工具、大量的工作人員、辛勤工作和耐心來(lái)完成工作,而機(jī)械鉆孔方法則使用電機(jī)、齒輪和燃料在巖石和堅(jiān)硬的土壤中提供動(dòng)力。這些技術(shù)可以比手動(dòng)方法挖掘得更快、更深,非常適合尋求高效、高度可操作且易于使用的設(shè)備的承包商和團(tuán)體。對(duì)于單井鉆探,它們可能不具有成本效益,但對(duì)于希望在其服務(wù)中增加水井鉆探的運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō),為您的運(yùn)營(yíng)投資合適的水井鉆機(jī)可以提供快速的投資回報(bào)并開辟新的可能性。
有幾種流行的方法,每種方法都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),因此在使用機(jī)械鉆機(jī)之前,請(qǐng)考慮您的需求和作業(yè)區(qū)域的地質(zhì)情況。
1、噴射:使用這種方法,泵將水壓入鉆桿并從狹窄的噴嘴中流出,以產(chǎn)生水射流,使沉積物松動(dòng)。鉆桿外的水將巖屑帶到地面并進(jìn)入在鉆孔旁邊挖出的沉降坑。然后泵將水送回管道。鉆桿懸掛在三腳架上并用手旋轉(zhuǎn)以保持孔直。在細(xì)沙中,這種方法可以達(dá)到60米的深度。
優(yōu)點(diǎn):
只需要兩個(gè)人
只有工具是能產(chǎn)生足夠壓力的泵和管道
缺點(diǎn):
僅適用于柔軟、細(xì)粒的沉積物
難以安裝衛(wèi)生密封以防止表面污染
2、電纜工具:這是手動(dòng)沖擊鉆孔的機(jī)械化版本。一個(gè)重型鉆頭連接到鋼索上,然后從鉆孔中升起和落下。巖屑仍需用打撈器手動(dòng)清除,鉆孔中必須保持?jǐn)?shù)米深的水以保持巖屑懸浮。設(shè)備范圍從帶有三腳架的基本撬裝絞盤到帶有大桅桿的復(fù)雜滑輪和滾筒。大型電纜工具鉆機(jī)安裝在拖車或卡車的底盤上,并使用液壓馬達(dá)來(lái)升高和降低桅桿并旋轉(zhuǎn)電纜的卷筒。這些較大的裝置能夠在幾乎任何地質(zhì)條件下鉆進(jìn)數(shù)百英尺深。
優(yōu)點(diǎn):
使用最少的燃料
缺點(diǎn):
最慢的機(jī)械方法
在松散的沉積物中工作時(shí)需要鋼套管以防止孔塌陷
可能需要額外的設(shè)備,如用于驅(qū)動(dòng)外殼的弧焊機(jī)和割炬
3、泥漿旋轉(zhuǎn):泥漿旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)背后的基本概念類似于噴射。添加一個(gè)大切割鉆頭、一段帶螺紋接頭的鋼鉆桿、一個(gè)用于轉(zhuǎn)動(dòng)和提升鉆桿的電機(jī)以及一個(gè)支撐鉆桿的堅(jiān)固桅桿,您就可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鉆井了。泥漿旋轉(zhuǎn)鉆孔還在噴射水中混合膨潤(rùn)土或其他材料,以提高其提升巖屑的能力。這種流體被稱為“鉆井泥漿”,是方法名稱中提到的“泥漿”。
泥漿旋轉(zhuǎn)鉆井的兩個(gè)基本類別是:工作臺(tái)驅(qū)動(dòng),鉆機(jī)底部附近的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿,以及頂頭驅(qū)動(dòng),連接到鉆桿上端的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿。在這兩種情況下,管道的上端都連接到一個(gè)提升機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)沿著桅桿移動(dòng)它。兩種類型的泥漿旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)在管道的上端也有一個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭,允許在管道旋轉(zhuǎn)時(shí)將鉆井泥漿泵入管道。
根據(jù)尺寸的不同,泥漿旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)最多可鉆1,000米,但即使是這些較小的機(jī)器也可以鉆出20厘米的鉆孔,深度為60米。為了在具有挑戰(zhàn)性的土壤中獲得更多動(dòng)力,
優(yōu)點(diǎn):
鉆井泥漿使鉆孔保持暢通,無(wú)需驅(qū)動(dòng)套管
比電纜工具和噴射方法更快
缺點(diǎn):
只有使用更大的鉆機(jī)才能鉆穿巖石
多臺(tái)電機(jī)每小時(shí)消耗的燃料比電纜工具鉆機(jī)多
大型鉆井平臺(tái)需要支持車輛來(lái)運(yùn)輸水和鉆桿
4空氣旋轉(zhuǎn):空氣旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的機(jī)械元件類似于泥漿旋轉(zhuǎn)鉆機(jī),包括用于旋轉(zhuǎn)管道的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)或頂頭驅(qū)動(dòng)選項(xiàng)。主要區(qū)別在于使用壓縮空氣去除巖屑而不是鉆井泥漿。氣旋鉆機(jī)使用與泥漿鉆機(jī)相同類型的鉆頭,但也可以使用潛孔錘進(jìn)行鉆孔。它使用壓縮空氣來(lái)破碎巖石,并且可以非??焖俚劂@孔。在合適的地質(zhì)條件下,大型空氣旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)可以鉆500米以上。
優(yōu)點(diǎn):
最快的鉆孔方法
比其他方法更快的設(shè)置
缺點(diǎn):
最昂貴的方法
每小時(shí)消耗的燃料最多
需要支持車輛和大型空壓機(jī)
如您所見,打水井有很多選擇。最適合您的鉆孔方法取決于您的地質(zhì)條件、選擇合適的地質(zhì)條件可以使用普奇打井找水儀來(lái)定位地下水資源,來(lái)找到合適打井的地點(diǎn)。