Carottage de puits: technologie et nuances de travail

Avantages et inconvénients du carottage

Les aspects positifs du processus comprennent :

• L'action ponctuelle de la couronne, qui coupe la roche selon son rayon, contrairement au trépan rotatif, détruit le sol lors du passage.
• Méthode performante.
• Possibilité par carottage d'étudier la structure souterraine des sols de la zone de travail.
• En utilisant cette méthode, des puits surélevés, multilatéraux et déviés sont passés; dans toutes les couches, y compris le basalte et le granit.
• La vitesse de rotation de la perceuse est réglable : sur sol meuble, des révolutions plutôt petites, les roches dures en demandent de plus hautes.
• Taux de pénétration relativement élevé, ce qui réduit le coût de l'objet, avec une intensité énergétique réduite du procédé.

Comme dans tout procédé, le carottage présente certains inconvénients :

• Dans les procédés utilisant du lisier, il existe un risque d'envasement de l'aquifère par les produits de lavage.
• Usure rapide de l'outil.
• Le forage à sec est trop coûteux.

Lorsque l'on travaille avec des formations profondes, ces facteurs restent déterminants. Le coût de l'équipement, ainsi que le prix du travail au sol, est un chiffre solide.

Le processus de carottage se déroule en plusieurs étapes, l'équipement est soumis à une inspection régulière pour les dommages et les copeaux.

Les capitaines suivent une formation de sécurité régulière, cette précaution réduit considérablement le pourcentage de dommages

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Choix : avec ou sans filtre ?

Pour empêcher la contamination de pénétrer dans le puits, un deuxième tuyau avec un filtre de puits est installé à l'intérieur du puits de forage. Il est constitué d'un long morceau de tuyau dont le diamètre doit être inférieur au diamètre du tubage. La partie supérieure du tuyau est utilisée pour le presse-étoupe et de nombreux trous sont pratiqués dans la partie médiane.

Sur la section du tuyau à partir de laquelle le filtre du puits est fabriqué, un certain nombre de trous fréquents et suffisamment grands doivent être pratiqués. Une telle perforation assurera l'écoulement rapide de l'eau filtrée dans le puits.

La section perforée est recouverte d'un maillage en dentelle, mais dans les cas extrêmes, un maillage régulier à mailles fines, par exemple, avec des paramètres 0,2X0,13, convient également. Le treillis peut être fixé avec du fil.

La partie inférieure du filtre est un puisard, où la perforation n'est pas nécessaire. S'il est possible d'abaisser le filtre dans le puits, disposé selon la méthode de la tarière, à l'aide de tiges interconnectées, alors lors du forage à percussion, le filtre est livré à l'aide d'un câble métallique.

Le filtre perforé pour le puits doit être fermé avec un treillis métallique de tissage de galon et fixé avec du fil d'acier inoxydable. Au lieu d'un réseau de tissage de galon, vous pouvez prendre un maillage régulier assez fin

Cela ne permet pas d'appuyer avec force sur le filtre pour assurer l'étanchéité de la structure lorsqu'elle est reliée au presse-étoupe. Dans ce cas, vous pouvez utiliser efficacement PSUL - ruban d'étanchéité pré-comprimé. Ce matériau est largement utilisé dans l'installation de fenêtres en PVC.

Une telle bande doit être enroulée autour du bord du filtre et immédiatement abaissée dans l'arbre, car le PSUL se dilate assez rapidement. Si le filtre est abaissé immédiatement après avoir enroulé le ruban, il se dilatera en bas et assurera une bonne étanchéité du filtre. Une fois le filtre abaissé, le tuyau du boîtier est soigneusement soulevé.

PSUL - le ruban d'étanchéité auto-expansible pré-comprimé est utilisé lors de l'installation de fenêtres en PVC, mais convient à la création d'un presse-étoupe de filtre de forage.Il faut enrouler le PSUL d'environ 30 cm dans la partie supérieure du filtre et l'abaisser immédiatement dans le puits

Dans ce cas, la plus grande partie du filtre doit être en dessous du niveau du bord du boîtier. Deux vérins de cinq tonnes peuvent être utilisés pour soulever le tuyau. La partie du tuyau qui est ramenée à la surface est coupée ou dévissée. Pour éviter que la pince ne glisse, des pièces de renfort sont soudées au morceau de tuyau en saillie.

La méthode de forage par corde à choc vous permet de créer un puits sans filtre. Pour l'équiper de cette manière, il est nécessaire d'abaisser le tube de tubage sous l'aquifère d'environ 0,5 mètre. Avec une tarière ou un carottage « humide », il est difficile d'extraire une carotte d'un puits. L'écope enlève facilement les roches clastiques lâches et saturées d'eau.

Schéma du dispositif d'un puits sans filtre: 1 - puits; 2 - aquifère - horizon ; 3 - entonnoir de prise d'eau; 4 - toit; 5 – colonne de tubage ; 6 - sable; 7 - une cavité formée lors du pompage de sable avec un pont aérien

Une fois le tubage solidement installé, deux tuyaux sont descendus dans le puits. Sur l'un d'eux, un courant d'eau est fourni au puits, et sur le second, de l'air est injecté à l'aide d'un compresseur. Ainsi, le soi-disant airlift est obtenu, et l'écoulement de l'eau empêche la formation d'un bouchon de sable.

En conséquence, un mélange d'eau, de sable et d'air traversera le tuyau de tubage, qui doit être évacué dans un récipient séparé. Lorsque le mélange se dépose, le volume de sable rejeté par le puits doit être mesuré. Selon les ouvrages de référence, chaque mètre cube de ce sable équivaut à environ 4,5 mètres cubes de débit.

Un autre article, que nous vous conseillons de lire, présentera la méthode de forage à la carotte et à la tarière d'un puits d'eau.

Caractéristiques technologiques du carottage

Si le diamètre du trou est inférieur à 1 m, l'angle de pénétration peut être ajusté. Les tuyaux de base de 40 à 60 cm de long sont réutilisés conformément à leur destination. Pendant le fonctionnement, le foret est sujet à l'usure et doit être remplacé.

Caractéristiques du carottage d'un puits pour l'eau.

Avant de commencer une nouvelle couronne de diamant, le fond du puits est traité avec un ciseau. Cette mesure prolonge la durée de vie de l'outil. L'appareil de forage doit être sur une plate-forme horizontale.

Le système est monté sur le châssis de véhicules à grande capacité de charge. L'équipement spécial Caterpillar est utilisé pour travailler sur des terrains difficiles. Le forage de puits pour l'eau est effectué à l'aide d'équipements mobiles.

Caractéristiques technologiques

Avec la méthode du noyau, la pression sur le sol est effectuée par des couronnes spéciales sous la forme de cylindres creux avec des fraises d'un côté. Les fraises sont capables de forer des sols de différentes duretés, grâce au travail à grande vitesse. Pour que l'outil dure plus longtemps, la roche est préalablement traitée avec un foret. Lorsque vous travaillez avec des roches dures, un strict respect de l'alignement des éléments constitutifs de l'outil est requis, pour lequel l'étalonnage est effectué à l'aide d'un expanseur en carbure.

Le carottage peut être effectué à n'importe quel angle d'inclinaison par rapport à la surface. Les puits creusés en même temps se distinguent par un petit diamètre avec une profondeur suffisante. La machine elle-même pèse un peu, elle est donc assez maniable.Le traitement diamétral vous permet d'extraire une partie intégrante du sol et de l'analyser en tenant compte de la séquence naturelle des couches.

Une condition préalable est la présence d'une procédure de rinçage, dans laquelle la machine est lavée avec des solutions d'eau ou d'argile qui protègent le puits des effondrements. La dernière étape est l'excavation avec une machine à vis.

Variétés d'outils de forage

Le principal outil de travail pour forer un puits et soulever le sol est une perceuse. Pour diverses méthodes de forage sont utilisées:

1. Une tarière, ou bobine, est utilisée pour une plate-forme de forage rotative lors du passage de sols de densité moyenne - loam, loam sableux, argile et terre. Il est équipé d'une buse en métal avec des bords aiguisés qui effectuent un forage dans le sol.
2. Un verre, ou projectile Schitz, est utilisé pour les sols visqueux et denses dans les foreuses à percussion par câble.
3. La cuillère est utilisée pour les sols meubles et mobiles - sableux, gravier. La méthode de forage est rotative et percussion-rotative.
4. L'écope est utilisée pour nettoyer le canal du trou de forage des mélanges de sol semi-liquides et meubles restant après le passage du trépan. Destiné à l'installation de perçage de câbles.
5. Le ciseau est utilisé pour passer des roches dures et pierreuses. Il s'agit d'une plaque spéciale aux bords arrondis d'un calibre égal au diamètre intérieur de la colonne de tubage moins 5 mm. Conçu pour la méthode de forage par câble-percussion.

Les éléments de coupe des forets sont constitués de tôles d'acier trempé d'une épaisseur de 3 à 5 mm.

Caractéristiques du forage à la tarière

Ce type de forage est le plus souvent utilisé aujourd'hui dans la construction d'aquifères dans les ménages privés.Une caractéristique du forage à la tarière est que la roche développée est complètement retirée de l'alignement. puits sans équipement supplémentaire. La méthode ressemble au vissage, vous permet de forer à une profondeur et en même temps d'éliminer le sol inutile.

L'outil utilisé pour le forage s'appelle une tarière. C'est une tige métallique avec des lames. En se vissant dans le sol, la tarière détruit la roche qui s'attarde sur ses pales. En raison de la conception spécifique de la tarière, il est impossible de libérer complètement le front de la décharge. Par conséquent, il est principalement utilisé pour couler les couches supérieures.

Le forage à l'aide d'une tarière ne nécessite pas beaucoup d'efforts et de coûts financiers, de sorte que le champ d'application de cette méthode est assez large: puits d'exploration, pose de communications, aménagement de puits forés et forage partiel pour l'eau. Il est maintenant activement utilisé pour la construction de puits abyssins, afin de ne pas obstruer complètement le trou de l'aiguille dans un sol dense, mais de faciliter légèrement le processus d'immersion du tronc dans la roche pré-détruite.

La méthode convient au développement d'aquifères jusqu'à 30 m de profondeur sur des sols meubles et meubles et jusqu'à 20 m sur des sols moyennement denses. Après l'enfoncement de la tarière et l'installation du tubage, le puits de forage doit être nettoyé à l'aide d'une écope à partir de roche non extraite.

La tarière n'est catégoriquement pas adaptée au travail dans les rochers ! Il est utilisé pour le forage partiel de puits jusqu'à 120 m, tandis que cette méthode est combinée avec d'autres: rotatif, shock-rope, core.

Le carottage est utilisé pour réaliser des puits d'exploration à grande profondeur, s'enfoncer dans des horizons rocheux, poser des puits artésiens.La méthode présente de nombreux avantages, qui sont la mobilité des installations, la possibilité de prélever des roches. L'extraction du matériau de base à la surface permet d'étudier la géologie de la région et d'étayer les perspectives de recherche et de développement ultérieurs.

Forage d'un puits sur l'eau kolonkovy.

Méthodes mécaniques de construction de puits

La méthode mécanique la plus efficace est la méthode de forage de puits. Avec lui, vous pouvez obtenir un puits d'une profondeur considérable (jusqu'à 1000 m). Plus souvent, cette méthode est applicable dans les roches. Le procédé consiste en la mise en rotation d'un train de tiges équipé d'une buse robuste. Choisissez une méthode en raison de la vitesse de pénétration. Dans le processus, il sera nécessaire d'utiliser de petites installations maniables qui offrent un haut niveau d'efficacité, ce qui est dû à la destruction du sol non pas en continu, mais par l'abattage annulaire.

Le forage de puits peut également être effectué de manière rotative. La technologie nécessite l'utilisation d'un mors fixé sur un projectile en rotation. La méthode est utilisée avec succès dans des sols extrêmement durs. La méthode a mérité le titre de méthode la plus productive.

Avantages du perçage mécanique :

• la possibilité de forer un puits d'eau à une profondeur considérable;
• excellente pression d'eau, du fait qu'il est possible d'utiliser une pompe submersible;
• vitesse de passage élevée.

Inconvénients du forage mécanique :

• l'incapacité à effectuer des travaux par eux-mêmes sans l'intervention de spécialistes;
• la nécessité de louer de la machinerie et de l'équipement coûteux;
• gros frais.

Méthodes mécaniques de forage des aquifères

Dispositif de puits artésien.

Le forage mécanique est effectué à l'aide de buses en alliages durs. Ils sont situés sur le projectile de forage. Cela nécessite également du matériel lourd.

Les puits ainsi réalisés se caractérisent par une productivité élevée et une excellente qualité de l'eau. Cette catégorie de méthode de forage de sources pour l'extraction d'eau, à son tour, est divisée en sous-types.

Ainsi, les 3 principaux types suivants qui sont utilisés dans l'hydrogéologie technique moderne peuvent être attribués aux méthodes mécaniques :

• sous-type rotatif mécanique ;
• sous-type colonnaire ;
• sous-type à vis.

Caractéristiques de la méthode des colonnes

Photo d'une couronne de diamants.

Le carottage des puits est considéré comme une bonne option efficace dans la catégorie des méthodes mécaniques, dans laquelle le sol travaillé est une tige intégrale appelée "noyau". Il est opportun d'utiliser cette méthode pour les puits de fond avec un grand indicateur de profondeur (jusqu'à 1000 m) dans les zones dominées par les roches.

La technologie de carottage est réalisée en faisant tourner le train de tiges, qui a une buse à haute résistance qui ressemble à une couronne de diamant.

En plus de ces avantages, cette méthode présente plusieurs autres avantages importants :

• excellente vitesse de forage;
• les plates-formes de carottage se caractérisent par leur compacité et leur bonne maniabilité ;
• du fait que la destruction de la roche ne se produit pas par une méthode d'abattage continue, mais par une méthode annulaire, l'efficacité du forage augmente.

Les inconvénients de cette méthode incluent le fait qu'avec elle, il est possible de faire des puits uniquement avec un petit diamètre (jusqu'à 15-16 cm). De plus, lorsqu'ils sont formés de cette manière, l'usure des forets se produit assez rapidement.

Caractéristiques de la méthode rotative mécanique

Photo de la méthode rotative mécanique.

La technologie de forage rotatif de puits comprend l'utilisation d'un trépan, qui est fixé sur un train de tiges capable d'effectuer une rotation. Celui-ci, à son tour, est entraîné par un dispositif spécialement intégré appelé "rotor".

Cette méthode de forage est considérée comme l'une des plus productives, car elle permet d'atteindre des aquifères profonds, où se trouve l'eau la plus pure sans divers composés, dont le fer. De plus, le forage de puits à l'aide d'une méthode rotative permet d'obtenir un débit stable élevé de la source sur presque tous les sols.

Les inconvénients de cette méthode incluent peut-être la forte consommation d'argile et d'eau, nécessaires à la fabrication du mélange de rinçage, ainsi que le fait que lors du rinçage du tronc lui-même, des éléments d'argile pénètrent dans l'aquifère. Tout cela, bien sûr, rend cette méthode de formation de puits plus laborieuse.

Le burin dans la méthode rotative mécanique doit être refroidi avec de l'eau.

De plus, en hiver, certaines difficultés surviennent lors du choix de cette méthode. Cela s'explique par le fait que dans ce cas il faudra chauffer le mélange de rinçage, ce qui n'est pas du tout facile à faire dans de tels volumes.

Caractéristiques de la méthode à vis

Outil de dispositif pour forage à la tarière.

Cette méthode est considérée comme la plus optimale pour créer des sources peu profondes dans les zones où se trouvent des sols meubles. En utilisant l'option de forage à la tarière, les travaux de formation d'un puits pour l'extraction d'eau potable sont effectués assez rapidement.

De plus, cette méthode ne nécessite pas l'emploi de travailleurs hautement qualifiés et l'utilisation d'équipements spéciaux lourds. C'est pourquoi il est souvent choisi de créer des aquifères en propriété foncière privée.

Tous les travaux avec ce type de forage sont effectués à l'aide d'une tarière. Cet appareil est une tige avec des lames et des couteaux. À l'aide de ces éléments, les roches sont retirées du canal de forage.

Appareil de forage pour la méthode à la tarière.

La méthode de tarière présente les avantages supplémentaires suivants :

• fournir une vitesse mécanique élevée ;
• en cours de travail, le nettoyage du trou de fond se produit en continu, c'est-à-dire parallèlement au processus de destruction de la roche;
• il est possible, simultanément au forage, de fabriquer et de poser les parois du puits en béton ou en acier, nécessaires pour retenir la roche afin d'éviter son effondrement.

Une source hors du périmètre ou un puits dans la maison ?

Les propriétaires qui sont encore indécis quant à la meilleure option pour eux-mêmes devraient envisager les options d'hébergement sous tous les angles.

1. Bâtiment résidentiel : existe-t-il ou est-il seulement prévu ? Dans le premier cas, il vaut mieux préférer une structure de rue, car les travaux et la construction ne sont limités par rien : ni la surface nécessaire pour l'équipement, ni la profondeur du puits.
2. Sélection du type de source. L'aiguille d'Abyssinie minimale profonde reste idéale pour l'habitation, qui peut être aménagée relativement facilement en "résidence permanente" au sous-sol. Les puits plus sérieux sont toujours préférables à construire dans la rue.
3. Dépenses. Si un immeuble résidentiel n'a pas encore été construit, les travaux internes coûteront moitié moins cher que les travaux externes. Lorsqu'elle est déjà complètement prête, la situation est inverse : la construction dans la maison sera 2 fois plus chère qu'à l'extérieur.
4. La possibilité d'utiliser des équipements spéciaux : à la fois « maintenant » et à l'avenir, pour la maintenance. Le meilleur endroit est à la porte, à côté de la route. Dans ce cas, il est possible de prévoir une section amovible dans la clôture.

La durée de vie est un autre critère important. On pense que les puits de rue sont plus durables que ceux qui sont protégés à la maison. Il existe une autre option - un puits situé sous le bâtiment, mais pas sous le résidentiel (atelier, garage, cave séparée, serre). Il est préférable qu'il soit possible de démonter partiellement la structure afin de fournir à la source d'eau un entretien ou des réparations programmés sans problème.

Comment faire un puits dans le pays

Presque chaque propriétaire d'une maison de campagne, et même un villageois, souhaite avoir un puits sur son site. Une telle source d'eau à partir de laquelle il serait possible d'obtenir en permanence une eau de haute qualité.

Il convient de noter que si l'eau est à une profondeur maximale de dix mètres, un tel puits peut être foré indépendamment. Ce n'est pas un processus aussi laborieux que cela puisse paraître à première vue. Nous avons besoin d'une pompe standard. Il va pomper de l'eau et en même temps, en quelque sorte, forer un puits.

Vidéo-comment forer un puits dans le pays

Passons au processus de forage lui-même. Il convient de noter que le tuyau que nous allons abaisser dans le puits doit être situé verticalement. L'eau sera pompée dans ce tuyau à l'aide d'une pompe. Les dents doivent être situées à l'extrémité inférieure du tuyau. Ces dents peuvent être fabriquées à la main. L'eau, qui est sous pression depuis l'extrémité inférieure, érode le sol.Comme le tuyau est lourd, il coule de plus en plus bas et atteint bientôt l'aquifère.

Vidéo-comment forer un puits sous l'eau

Pour vraiment obtenir un forage, nous n'avons besoin que d'un tuyau en acier. Le rayon d'un tel tuyau doit être d'au moins 60 mm (de préférence plus). Un tel tuyau servira de tuyau de tubage. La longueur d'un tel tuyau en acier ne doit pas être inférieure à la profondeur des eaux souterraines. L'extrémité du tuyau, que nous fermons en haut avec une bride et un raccord spécial.

Pour ce faire, nous utilisons un raccord traversant. Grâce à cet élément, l'eau va pomper à travers le tuyau. Nous devons également utiliser une machine à souder. Avec lui, nous souderons quatre "oreilles" avec des trous spéciaux. Ces trous doivent correspondre aux boulons M10.

En tant que réservoir d'eau, nous prendrons un baril d'un volume de 200 litres. Pour que nous puissions accélérer quelque peu le processus de forage, nous devons secouer le tuyau et le tourner un peu dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Ainsi, nous laverons une grande quantité de terre. Pour la commodité de la rotation des tuyaux, nous pouvons utiliser une porte. Pour ce faire, prenez deux tubes métalliques et fixez-les au tuyau. À ces fins, nous pouvons utiliser des pinces spéciales.

Pour le forage, plusieurs personnes sont nécessaires (deux sont possibles). A l'endroit prévu pour le puits, un trou est creusé. La profondeur d'une telle fosse doit être d'au moins 100 cm et un tuyau est descendu dans cette fosse. Et la fin dentelée vers le bas. Ensuite, à l'aide du collier, approfondissez le tuyau. Il convient de noter que le tuyau doit être en position verticale. Ensuite, nous allumons la pompe. Le trou se remplira d'eau. Nous le récupérons. Ensuite, il peut être renversé à travers un tamis et versé dans le baril.Il est tout à fait possible de forer six mètres en quelques heures.

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Principe et technologie de travail

Dans la configuration de base, l'équipement de carottage est placé sur le châssis d'un camion; en état de marche, il est capable de prendre une position verticale, ainsi que de s'incliner à l'angle requis. Cependant, pour les travaux plus complexes, il existe des plates-formes de chenilles spécialement conçues. Cela indique la large application de cette méthode dans différentes conditions climatiques.

La technologie du travail est la suivante:

le mécanisme de forage est installé sur le site du forage à venir et est fermement fixé à la surface de la terre ;
il est possible d'utiliser différentes buses, ce qui vous permet de travailler avec différents sols, y compris les roches ;
cette méthode vous permet de soulever le sol sans le mélanger, ceci est particulièrement important pour l'étude ultérieure du sol;
il est largement utilisé dans la construction lors du forage de fosses de fondation pour soutenir des pieux;
vous permettra de produire rapidement de l'eau en créant un puits domestique ;
conçu pour la construction de puits profonds atteignant plusieurs milliers de mètres de profondeur.

Il est possible de modifier la vitesse de rotation de la plate-forme de forage, grâce à laquelle le processus de son chauffage est contrôlé et l'efficacité des opérations de forage augmente.

Caractéristiques du carottage à l'exposition

Caractéristiques du carottage de puits, la technologie de son application est couverte sur le plus grand salon de l'industrie "Neftegaz", qui a lieu chaque année à l'Expocentre Fairgrounds.

Il s'agit d'un événement international auquel participent des entreprises de tous les domaines liés à l'industrie pétrolière et gazière.

Le forage de puits est l'un des sujets d'actualité qui fait l'objet d'une attention particulière au salon Neftegaz. Parmi les sujets abordés : le développement et l'amélioration des équipements, l'utilisation des nouvelles technologies, ainsi que les méthodes de forage

Équipement de prévention des éruptions utilisé dans le forage