Бурение

В геотехнической инженерии используются различные методы бурения, чтобы лучше понять почву под поверхностью. Следует учитывать три распространенных метода: шнек со сплошным штоком, шнек с полым штоком и роторный шнек. Вот что вам следует знать о каждом методе.

Шнеки со сплошным штоком (SSA) используют шнеки непрерывного действия, которые механически выкапывают и непрерывно транспортируют шлам на поверхность. Доступны шнеки диаметром от 3 до 14 дюймов. Шнек с твердым стволом имеет ряд преимуществ. Он производит умеренное количество легко удерживаемого шлама, и в процессе бурения не требуется жидкости. Поддерживаются операции отбора проб из тонких стенок и раздельных цилиндров. Из-за более низких требований к крутящему моменту для шнека со сплошным штоком можно использовать буровые установки меньшего размера. Это упрощает маневрирование на площадке и часто снижает затраты. Бентонитовый кран 278003001 используется во многих буровых установках. Его легко приобрести не выходя из дома.

Однако этот метод бурения также имеет ряд недостатков. Чтобы получить образцы почвы, необходимо извлечь твердый шнек из ямы. Следовательно, этот метод ограничен устойчивыми почвами, которые не разрушатся при снятии шнеков. Отбор проб почвы во время бурения шнеком со сплошным штоком — трудоемкий процесс, особенно в более глубоких отверстиях, поскольку шнеки необходимо снимать с отверстия во время каждой процедуры отбора проб.

Шнеки с полым штоком (HAS) обычно используются для установки скважин для мониторинга грунтовых вод в экологических и геотехнических целях, но также могут использоваться для получения образцов почвы. При бурении шнеком с полым штоком используются шнеки большого диаметра (внешний диаметр до 14 дюймов), которые механически выкапывают и непрерывно транспортируют шлам на поверхность. Центральное долото, которое прикреплено к буровой штанге и прикручено болтами к крышке привода шнека, вставляется через режущую головку для выемки центра отверстия. По мере того, как бурение продвигается путем добавления секций шнека, добавляются секции буровой штанги, сохраняя центральное долото на торце фрезерного долота.

Шнек с полым штоком имеет ряд преимуществ. Шнеки действуют как временная обсадная колонна во время и после завершения бурения. Это облегчает отбор проб почвы и воды, а также установку контрольных колодцев. Это относительно быстро, и в процессе бурения не требуется жидкости или требуется совсем немного жидкости. Кроме того, этот метод бурения легко поддерживает отбор проб из тонкостенных и раздельных стволов.

Шнек с полым штоком имеет ряд недостатков. Например, оно ограничивается бурением от плохо литифицированных до нелитифицированных отложений. Он также ограничен максимальной глубиной 150 футов. Неглубокая коренная порода или другие труднодоступные для бурения материалы могут значительно уменьшить эту глубину. Высокое гидростатическое давление при бурении скважины может вызвать проблемы с подъемом песка в шнек при отборе проб почвы и установке скважины.

При вращательном методе бурения с использованием бурового раствора используется буровое долото, которое устанавливается на конце буровой штанги и продвигается за счет быстрого вращения долота. Шлам удаляется закачкой бурового раствора (воды или воды, смешанной с бентонитом или другими усилителями жидкости) вниз через буровые штанги и долото и вверх по кольцевому пространству между стволом скважины и буровыми штангами. Буровой раствор также служит для охлаждения бурового долота и стабилизации стенок ствола скважины.

Методы роторного бурения имеют ряд преимуществ. Это очень быстрое и эффективное средство бурения — эффективные буровые установки могут производить несколько сотен футов скважин в день. Вращающийся буровой раствор можно адаптировать к широкому диапазону геологических условий. Однако исключительно большие, плохо стабилизированные валуны не подходят для вращательного бурения. Отбор проб отложений широко поддерживается, возможен отбор проб из тонкостенных и раздельных стволов.

Грязевой роторный имеет ряд недостатков. Использование буровых растворов может потребовать вспомогательных транспортных средств для надлежащего управления и удержания как шлама, так и буровых растворов. Использование буровых растворов может также проникнуть в проницаемые зоны, что поставит под угрозу достоверность отбора проб из контрольной скважины.