Como fazer um equipamento de perfuração de poços

Métodos de perfuração de poços ↑

O método de perfuração é escolhido dependendo do tipo de solo no local. Existem dois tipos de movimentos da ferramenta que permitem selecionar o solo - impacto e rotação. O golpe permite que você "morda" no chão, após o que a ferramenta é removida e limpa. A rotação remove o solo gradualmente. A broca está imersa no solo e empurra o solo para fora. Os métodos de perfuração podem ser baseados no princípio de impacto, rotação ou uma combinação de ambos os tipos de movimento. Existem alguns dos métodos mais comuns:

broca

O método de perfuração mais comum. As lâminas do trado soltam o solo e o trazem para a superfície. As próprias lâminas são soldadas ao tubo em um ângulo de 90 graus. Tal ferramenta não é muito conveniente, porque. parte do solo triturado é derramado. Se o ângulo de inclinação das lâminas for de 30 a 70 graus, o solo extraído não será esmagado e não retornará ao poço.

Kolinsky

A ferramenta de perfuração do núcleo é um tubo com uma coroa especial equipada com elementos de corte afiados. O princípio de funcionamento baseia-se no desmembramento do solo e no levantamento do lodo através da tubulação. Este método é adequado para perfurar em solo duro. O diâmetro do poço corresponde ao diâmetro do tubo. O lodo, levantado em um "vidro" de metal, é nocauteado com uma marreta. Para que as paredes do poço não desmoronem, a água é fornecida com argila. O tubo é alongado à medida que se aprofunda no solo, aumentando as hastes adicionais de 1,2 a 1,5 m cada.

Corda de choque

O dispositivo para esse tipo de perfuração é um tripé de dois metros, no qual é instalado um bloco com um cabo jogado sobre ele. Um fiador é anexado ao final do cabo - uma ferramenta de corte e aderência. O fiador “escava” a terra, depois é levantado com um cabo e limpo através de um orifício tecnológico especial. Para simplificar o processo, a água é despejada no poço, que depois é removida.

Rotação de choque

O dispositivo para perfuração de percussão rotativa é quase o mesmo que para percussão com corda. Além dos movimentos de percussão, a instalação também realiza movimentos de rotação. Isso permite que você faça o trabalho muito mais rápido. Para solos duros, o método de choque-rotação é considerado o mais eficaz.

Para poços, você pode usar uma broca de gelo convencional. O único problema que pode surgir é o comprimento insuficiente da haste. À medida que se aprofunda no solo, pode ser construído com elementos adicionais caseiros.

Modelos populares

Uma sonda de perfuração de pequeno porte, cujo preço e qualidade estão perfeitamente correlacionados, permite que os usuários resolvam a questão da organização de um poço. Instalações de produção doméstica são muito populares entre os consumidores.

Para perfurar um poço de até 70 m de profundidade, os usuários escolhem a unidade RB-50/220. Este é um equipamento de pistão, cujo custo é de 80 mil rublos. Se pretender criar poços até 100 m de profundidade, deverá dar preferência ao modelo RB100/380. A potência do motor é de 4,2 kW. Este é um equipamento de nível profissional. O preço desta unidade é de cerca de 120 mil rublos.

Para poços pequenos de até 15 m de profundidade, você pode adquirir a broca helicoidal UBK-12/25. O preço do novo equipamento é de 200 mil rublos.

Se você deseja usar a instalação não apenas para criar poços de água, mas também para instalar estacas, organizar a fundação, deve adquirir o equipamento PM-23. O custo do equipamento é de 110 mil rublos.

Vantagens e desvantagens dos poços

Um poço na areia tem várias vantagens, incluindo:

1. custos de caixa insignificantes devido à ocorrência rasa do aquífero arenoso;
2. a instalação não requer muito tempo (coleta e preparação para operação 1-2 dias);
3. uma pequena quantidade de ferro dissolvido, o que melhora significativamente suas propriedades;
4. não há necessidade de obtenção de documentação especial, necessária na perfuração de poços artesianos;
5. a produtividade é maior que a dos poços (1-1,5 m3/hora);
6. a conveniência de usar o MBU em um espaço limitado, bem como em porões e salas onde não há acesso a um carro;
7. nenhum dano sério à paisagem do quintal;

Os poços de areia também têm desvantagens:

• acontece que ao desenvolver um poço, um aquífero arenoso está ausente;
• a vida útil é de 6 a 10 anos, sujeita a limpeza periódica;
• nem sempre água de alta qualidade, quando utilizada, há necessidade de filtração;
• com uma bitola de 135 mm, o abastecimento de água é limitado a 500 litros.

Os principais prós e contras de um poço para calcário:

• maior produtividade em relação a um poço de areia;
• a vida útil é de 50 a 60 anos;
• não sedimenta, portanto, a limpeza constante não é necessária;
• a localização do poço no terreno não é importante, pois o aquífero está em toda parte;
• a profundidade do aquífero é significativa, então o desenvolvimento do poço é caro;
• a instalação requer um tempo maior (coleta e preparação para operação pelo menos 3 dias);
• alto teor de ferro dissolvido, o que piora as propriedades da água potável.

Com uma instalação de pequeno porte, é mais prático perfurar um poço na areia, mas também é possível realizar perfurações mais profundas. Um poço de água em um aquífero arenoso pode estar a uma profundidade não superior a 40 metros e um calibre de 125-135 mm. Não tem grandes diferenças da fonte artesiana, exceto que o interior do poço de areia é sempre feito de um tubo (geralmente plástico, PVC). Para proteger a bainha de PVC da pressão do solo em grandes profundidades, é feita uma luva protetora metálica em poços artesianos.

Desvantagens e vantagens

Uma máquina de perfuração de poços de água caseira tem vantagens e desvantagens, como qualquer outra técnica. As vantagens são as seguintes:

• • Alto grau de manutenibilidade. Cada peça é substituível, o que torna a vida útil bastante longa.
  • Dimensões compactas, peso leve.

• Dispositivos caseiros são muito mais baratos.
• Versatilidade e eficiência.Capacidade de aplicar em uma área limitada.
• Rápida instalação e desmontagem, uma furadeira DIY de pequeno porte pode ser transportada em um trailer de carro.

As principais desvantagens são a necessidade de trocar regularmente os tubos por tubos mais longos se a profundidade de imersão atingir mais de 10 metros, bem como a necessidade de gastar tempo na sua fabricação.

A fabricação de uma sonda de perfuração de água permitirá ao proprietário criar um sistema autônomo de abastecimento de água sem o envolvimento de especialistas. O projeto de engenharia não é difícil, então cada pessoa pode criá-lo sem habilidades e experiências especiais.

Divisão por tipo de trabalho realizado

De acordo com este critério, as sondas de perfuração de poços são:

• Operacional. As máquinas são utilizadas na fase de exploração das rochas no campo. Seu principal objetivo é coletar amostras de solo para esclarecer dados sobre geologia.
• Inteligência. Esta técnica é usada para coletar amostras de solo do campo. Com base nos resultados de sua pesquisa, é necessário determinar o valor da instalação industrial.
• Para perfuração de poços técnicos. Os furos são necessários na construção de edifícios e estruturas para diversos fins, para a construção de fundações. Eles também podem ser classificados como um tipo de sondas de perfuração de petróleo e gás.

Tipos de instalação

As sondas de perfuração são usadas não apenas em terra, mas também na água. Eles podem muitas vezes realizar vários tipos de trabalho. Para perfurar um determinado poço, uma sonda é selecionada de acordo com a carga permitida no gancho. A carga não deve exceder o peso (no ar) da coluna de revestimento mais pesada. Ao escolher o modelo e o tamanho do equipamento, é necessário levar em consideração as condições climáticas, geológicas, de tráfego e de energia.De acordo com esses dados, o tipo de acionamento (elétrico ou diesel) e o esquema de instalação são selecionados. Existem muitas abordagens para a classificação de sondas de perfuração. Eles podem ser subdivididos de acordo com:

Luxações: flutuantes e terrestres. Flutuantes são:

• PBBU (semi-submersível);
• SME (estacionário marítimo);
• SPBU (auto-submersível)

Modo de movimento: não automotor e automotor.

Tipo de trabalho:

• para o desenvolvimento de jazidas: gás, petróleo e águas subterrâneas;
• para pesquisas geológicas profundas.

Estes últimos, por sua vez, são divididos em desmontáveis ​​e não desmontáveis. Dobráveis ​​(bloco pequeno e bloco grande) são usados ​​para a construção de poços de até 10.000 m de profundidade.

As estruturas de perfuração variam em tamanho. Podem ser pequenas máquinas que podem ser operadas e instaladas por duas pessoas, ou grandes equipamentos montados em torres de aço e atendidos por uma equipe de especialistas.

As sondas de perfuração também são divididas de acordo com o tipo de rocha a ser perfurada. Em áreas cobertas por um estrato sedimentar espesso e rochas duras, a perfuração de poços é realizada com os seguintes equipamentos:

• trado (para solo macio);
• corda de choque (é usada muito raramente, apenas para perfuração exploratória);
• rotacional (em depósitos improdutivos);
• máquinas "Empire" (ao explorar depósitos de bauxita para perfuração a uma profundidade de 9-12 m de depósitos soltos).,

Pode ser classificado de acordo com o método de perfuração. Mas o principal parâmetro de classificação é a capacidade de carga, que determina o design e as características da energia de entrada e dos equipamentos de perfuração. A capacidade de elevação depende das cargas durante a elevação e abaixamento da broca e da coluna de revestimento e das cargas.

Existem duas características das máquinas de perfuração:

1. Capacidade de carga nominal, que é determinada pela duração de uso do equipamento.
2. A capacidade máxima de carga é determinada por sobrecargas de curto prazo da instalação.

A diferença entre a capacidade de carga máxima e nominal aumenta com a profundidade do poço. Devido ao fato de que a sobrecarga de curto prazo é possível ao perfurar um poço profundo, o equipamento deve ser maior do que ao trabalhar com um poço raso.

De acordo com a capacidade de elevação da instalação nominal para perfuração de produção e exploração, eles são divididos em cinco classes. Na presença de uma ampla variedade de designs e profundidades do poço, vários propósitos e condições, é impossível ficar satisfeito com um tamanho padrão da instalação. Portanto, de acordo com o GOST, o equipamento difere na carga permitida no gancho.

Tipos de trabalho realizado

Dependendo dos parâmetros das tarefas executadas, o equipamento operado possui subcategorias:

• equipamentos operacionais;
• dispositivos de reconhecimento;
• máquinas para processos técnicos e auxiliares.

Tipos de poço

Complexos operacionais são usados ​​na amostragem preliminar de rochas para trabalhos adicionais e pesquisa do solo. Durante o trabalho de engenharia, o parâmetro do poço tem uma profundidade insignificante.

Veículos de reconhecimento são usados ​​para prospecção geológica de minerais. Na exploração geológica, eles são usados ​​para encontrar petróleo e gás.

Nos mesmos processos para estudo de reservatórios de água e perfuração de poços artesianos.

O equipamento auxiliar é usado para fazer furos para estacas na construção ao lançar fundações de várias profundidades e propósitos.

Como perfurar poços?

A passagem para o aquífero situado em águas rasas pode ser feita manualmente usando um dos três tipos de perfuração:

1. manual;
2. corda de choque;
3. choque.

O método de fazer o poço é selecionado dependendo do tipo de solo e da profundidade da passagem.

Perfuração manual de poços

Se não forem utilizados equipamentos adicionais, um tripé de perfuração (torre) e um sistema de blocos, um “poço” pode ser perfurado a uma profundidade de até 20 m.

Tecnologia de perfuração:

• Um tripé é instalado na área de passagem selecionada. A altura da torre deve ser 1-2 m mais alta que o comprimento da seção da haste de perfuração.
• Uma pá faz um recesso para uma ou duas baionetas para centralizar e guiar a passagem da aresta de corte da broca.
• Para aprofundar a perfuração a uma profundidade de mais de um metro, você precisará da ajuda de um parceiro. Uma pessoa não pode continuar perfurando sob as estacas.
• Se surgirem dificuldades com a remoção da broca do furo, é necessário girá-la na direção oposta à perfuração em 2-3 voltas e removê-la.
• A cada 500 mm de aprofundamento, é necessário retirar a broca e limpá-la do solo.
• O processo de perfuração é repetido até que o cabo da sonda de perfuração atinja o nível do solo.
• A haste de perfuração é levada junto com a broca e estendida com uma seção adicional.
• Todas as operações são repetidas até chegar ao aquífero. Isso é determinado pelo tipo de solo que está sendo extraído.
• Depois de atingir o reservatório com água, você precisa continuar perfurando até uma camada sólida (resistente à água). Isso encherá o poço com o volume máximo de água.
• O bombeamento de água contendo solo pode ser realizado usando uma bomba do tipo manual ou submersível.
• Depois de bombear 3 a 4 baldes de água barrenta, deve aparecer água limpa. Se a água limpa não tiver desaparecido, é necessário aumentar a profundidade de desenvolvimento em 1,5 a 2 metros.

Dica: Use as opções de projeto da plataforma para escavar o máximo de solo possível, pois esta é uma operação demorada.

Ferramentas:

• tripé;
• Bôer;
• Mangueiras para bombear água;
• haste de perfuração composta;
• bomba ou bomba.

Perfuração de percussão

O poço, feito por este método de perfuração, tem uma longa vida útil de 80 anos ou mais, uma maior reserva e afluência de água. O processo de trabalho consiste na destruição e trituração da rocha em um ciclo fechado com um impactor especial.

Processo de perfuração:

1. A sonda de perfuração é colocada acima do ponto de aprofundamento do vidro de condução (calha, broca).
2. Um recesso guia é feito para a passagem do talude.
3. A perfuração do primeiro metro do poço pode ser feita manualmente.
4. Em seguida, é instalada uma guia, na forma de um tubo de aço de diâmetro maior que o diâmetro do vidro.
5. A inclinação é lançada no tubo soltando o guincho com o impacto, o solo é destruído e esmagado, enchendo assim o vidro. A presença de uma válvula especial evita que o solo saia do projétil.
6. Depois disso, o vidro sobe e o solo quebrado é escavado.
7. O ciclo se repete novamente até chegar ao aquífero.

Este método de perfuração é trabalhoso e dura várias semanas. Portanto, é melhor usá-lo para perfurar poços nos seguintes tipos de solo:

• argila;
• em lomas;
• em solo macio (regado);

perfuração percussiva

O princípio da passagem de choque como corda de choque. A diferença é que as brocas para furação ficam na face e o golpe é realizado nelas com a ajuda de um percutor.Desta forma, você pode ir a profundidades de mais de 100 m.

A perfuração pode ser realizada em muitos tipos de solos:

1. solo macio - é usado um cinzel em forma de cunha;
2. solo viscoso - um cinzel em forma de I;
3. rochas duras - formato cruzado da broca;
4. pedregulhos - uma forma piramidal de um cinzel.

Como funciona a perfuração:

• uma sonda de perfuração é instalada;
• um cinzel é inserido na face, selecionado para um determinado solo;
• um projétil desce, peso de 500 a 2500 kg, de uma altura de 300 a 1000 mm;
• após o impacto, o solo se divide, o cinzel se enterra no solo;
• o projétil sobe e o ciclo se repete;
• frequência do ciclo - 45 - 60 batimentos / min.;
• depois de passar a cada 200 - 600 mm, a broca é removida da face e limpa do solo.

Como fazer um equipamento de perfuração rotativo

A furadeira hidráulica deve ter uma estrutura que permita a movimentação para cima/baixo do motor, ao qual a furadeira é conectada por meio de um swivel. A água também é fornecida através do swivel para a coluna.

Princípios de construção de uma broca

Ao fazer um equipamento de perfuração com suas próprias mãos, o seguinte procedimento é recomendado:

• Primeiro, deve haver um giro e hastes. Se você não é um torneiro qualificado ou não tem um em mente, é melhor comprar essas peças. Em sua fabricação, é necessária alta precisão, que pode ser alcançada com alta qualificação. Além disso, as roscas do swivel e das hastes devem ser as mesmas, ou será necessário um adaptador. A rosca nas hastes é melhor - um trapézio, desde então poucos torneiros podem fazer um cônico.
• Compre redutor de motor. Se a potência for de 220 V, suas características são as seguintes: potência 2,2 kW, rotações - 60-70 por minuto (o melhor: 3MP 31,5 ou 3MP 40 ou 3MP 50).Os mais potentes só podem ser fornecidos se houver uma fonte de alimentação de 380 V, e raramente são necessários mais potentes.
• Compre um guincho, pode ser manual ou elétrico. A capacidade de carga é preferencialmente de pelo menos 1 tonelada (se possível, mais é melhor).

• Quando todos esses componentes estão à mão, você pode cozinhar o quadro e fazer uma furadeira. Afinal, todo esse equipamento está conectado a ele, e os tipos de fixação podem ser diferentes, é impossível adivinhar.

A estrutura do mini equipamento de perfuração consiste em três partes:

• plataforma horizontal;
• moldura vertical;
• estrutura móvel (carro) na qual o motor é fixado.

A base é cozida a partir de um tubo de paredes grossas - espessura da parede 4 mm, mínimo - 3,5 mm. Melhor - de uma seção perfilada de 40 * 40 mm, 50 * 50 mm ou mais, mas uma redonda também é adequada. Na fabricação da estrutura de um pequeno equipamento de perfuração, a precisão não é importante

É importante observar a geometria: verticalidade e horizontalidade, os mesmos ângulos de inclinação, se necessário. E os tamanhos são "personalizados" de fato

Primeiro, o quadro inferior é cozido, medido. Sob as dimensões disponíveis, é feita uma estrutura vertical e, de acordo com suas dimensões, uma carruagem.

Você pode fazer um forte simples - eles são feitos de aço comum (desenho na foto abaixo). Se você pegar aço de alta liga, é difícil soldá-lo nas hastes. Para solos complexos e rochosos, é melhor comprar uma broca em uma campanha especializada - eles têm uma forma complexa, existem muitos tipos diferentes.

Desenho da broca 159 mm

Para facilitar o trabalho, conecte dois controles remotos com possibilidade de marcha à ré. Um é colocado no motor, o segundo no guincho. Isso, na verdade, é tudo.

No projeto de um equipamento de perfuração para perfuração rotativa ou sem-fim, o principal é um destorcedor, mas não é realista fabricá-lo sem experiência. Para quem quiser fazer por conta própria, postaremos uma foto e seu desenho.

Dispositivo giratório para instalação de entulho

Desenho de um giro para um pequeno equipamento de perfuração

Características da perfuração de percussão pneumática

A perfuração com martelo pertence às tecnologias de perfuração de percussão rotativa e é mais amplamente utilizada na área de engenharia e pesquisas geológicas, bem como na perfuração de poços de água. Com o auxílio da perfuração com ferramenta pneumática, é possível realizar lavra de poços verticais e direcionais no solo até a 10ª categoria de perfurabilidade.

A principal característica distintiva da técnica é destruir a rocha
usado simultaneamente impacto e ação rotacional realizada
respectivamente com um martelo pneumático e um rotor de perfuração.

O corpo de trabalho da máquina é um martelo de fundo de poço. Com a ajuda de um dispositivo de válvula, o ar comprimido que flui através da haste de perfuração coloca o martelo em movimento de avanço e retorno, atingindo a haste da broca. Ao mesmo tempo, o martelo pneumático gira junto com a haste; o rotador está localizado fora do poço. Os cavacos de perfuração são removidos do poço com ar comprimido.

Vantagens e desvantagens de perfurar com
martelo

As principais vantagens da perfuração com martelo pneumático são a alta velocidade
criação de poços, limpeza eficaz de cortes, capacidade de trabalhar
rocha fraturada e eliminar o custo de bentonita e transporte
água para lavar.

Também incluímos os seguintes benefícios:

• O ciclo de perfuração é várias vezes mais curto do que os considerados anteriormente.A tecnologia de perfuração com martelo possibilita a criação de poços muito mais rápido do que a perfuração com fluido de perfuração. A principal razão é que a velocidade do fluxo de ar é muito maior que a velocidade da solução de lavagem;
• Limpeza associada do poço durante a perfuração. A remoção de cascalhos é conseguida pelo movimento de um poderoso fluxo de ar ascendente no espaço entre a coluna de perfuração e a parede do poço;
• Não há necessidade de usar uma solução de lavagem, para a fabricação da qual é necessário adquirir bentonita e organizar o transporte de água até o local de trabalho;
• Troca rápida e conveniente da ferramenta de perfuração.

As desvantagens da perfuração pelo método de percussão pneumática incluem a necessidade de um grande volume de ar comprimido, é possível furar a coluna de perfuração ao perfurar aquíferos e rochas com maior fraturamento. A estabilidade das paredes do poço deve ser assegurada.

Brocas de diamante

A ferramenta de perfuração diamantada é uma matriz de trabalho diamantada de liga dura em uma caixa de aço, que é equipada com uma rosca de travamento tipo cone de conexão interna.

Tais ferramentas de perfuração diferem na forma da matriz de trabalho, nas características de qualidade dos diamantes utilizados, bem como nos sistemas de lavagem utilizados.

Esses pós contendo metal retêm bem os diamantes e possibilitam a produção de matrizes de trabalho com diferentes durezas e resistência ao desgaste. Matrizes de diamante à base de tungstênio têm o melhor desempenho em termos de características qualitativas como resistência, resistência ao desgaste e condutividade térmica.

Na fabricação de cabeças de broca para ferramentas de perfuração diamantadas, são utilizados os chamados diamantes industriais com peso de 0,05 a 0,34 quilates. Na produção de tal bit, por exemplo, com um diâmetro de 188 milímetros, são consumidos de 400 a 650 quilates (de dois a dois mil e quinhentos grãos de diamante).

As cabeças de perfuração das brocas diamantadas são fabricadas em duas modificações:

• camada única (tipos KR. KT, DR, DT t DK), na qual os grãos de diamante são colocados na camada superficial das bordas de trabalho das matrizes metálicas de acordo com certos esquemas;
• impregnado (tipo DI) Yu em que os grãos finos de diamante são distribuídos uniformemente por toda a matriz.

Ferramenta de perfuração de diamante

Os cinzéis de diamante são dos seguintes tipos:

• com um arranjo de superfície de diamantes;
• impregnado (os diamantes são colocados na superfície até 8 milímetros);
• ferramentas de desenhos especiais;
• com um arranjo radial de canais e com uma superfície externa do tipo bicônico (DR);
• com canal de pressão e com saliências toroidais (DK);
• com um tipo sintético de colocação de grãos de diamante (C);
• com grãos de diamante impregnados (I);
• laminado (DL);
• com cone interno (DV);
• impregnado com pontas pontiagudas das lâminas (DI);
• universais (DU).

Essa ferramenta de corte de rocha é usada na perfuração de poços profundos (mais de três quilômetros). A durabilidade de uma ferramenta diamantada é 20 a 30 vezes maior que a de uma ferramenta cônica.