Содержание

Скважинные оголовки, адаптеры и крышки

Скважинные оголовок и адаптер являются важными элементами для создания полноценной системы подачи воды. Они обеспечивают сохранность насоса в любое время года и возможность его удобной эксплуатации. Интернет-магазин «СанТех-Сити» предлагает купить скважинные адаптеры и оголовки марок Unipump, Акваробот, ACR, Водолей, Джилекс. Наш ассортимент включает изделия разного диаметра подсоединения от 25 мм до 40 мм для оголовков и резьбой от 1” до 1 1/4″ для адаптеров.

Скважинный адаптер

Скважинный адаптер необходим для создания системы водоснабжения дома. Он осуществляет переход от шланга насоса к обсадным трубам, ведущим в дом. Адаптер для скважины прочно и герметично соединяет два элемента. Исключить протечки позволяет резиновый уплотнитель у съемной части изделия. При необходимости осуществляется дополнительная герметизация соединений. Для изготовления адаптеров используется бронза или латунь.

Применение скважинного адаптера расширяет параметры эксплуатации насоса.

Использование данного элемента делает возможным установку при высоком уровне грунтовых вод. Также он незаменим в ситуациях с осложненным монтажом, например, при близости подземных коммуникаций.

Скважинный оголовок

Оголовок выполняет функцию оформления и защиты устья скважины. Он служит креплением, на которое подвешивается насос на нижние рым-болты. Использование скважинного оголовка имеет следующие преимущества:

  • Исключает попадание посторонних элементов и грунтовых вод в скважину;
  • Минимизирует возможность кражи оборудования благодаря фиксации с помощью «секретных» болтов;
  • Благодаря образующемуся разряжению между понижающимся во время эксплуатации насоса воды и адаптером, повышает дебит скважин маленькой глубины;
  • Делает использование технического колодца более практичным;
  • Обеспечивает надежное крепление насоса, удерживая карабин троса.

Скважинный оголовок прост в монтаже и не требует применения сварочных работ. Корпус изделия выполняется из чугуна или пластика. Фиксация в устье скважины осуществляется посредством болтов. Материалы устойчивы к влиянию внешней среды: они выдерживают любые погодные условия и не подвергаются коррозии.

Покупка скважинных оголовков и адаптеров

На нашем сайте можно приобрести скважинный адаптер и оголовок по доступной цене в Екатеринбурге. Мы гарантируем высокое качество товара, его длительный срок службы и полное выполнение своих функций.

Оголовок антивандальный скважинный ОСАБ 130-14/32

Оголовок Скважинный Антивандальный 130-140/32 с Базовой частью предназначен для гермитизации устья скважины.

Оголовок скважинный предназначен для гермитизации устья скважины с наружним диаметром обсадной трубы

130-140мм и полиэтиленовой напорной трубой диаметром 32мм, а так же кабелем круглого сечения от 4х0,75мм2 до 4х4мм2.

Оголовок скважинный антивандальный ОСА

Оголовок, с базовой  (стационарной) частью крепится на обсадной трубе один раз за весь период эксплуатации оголовка. На базовую часть, в свою очередь, устанавливается съемная крышка, через которую проходят электрокабель и напорная труба. Так же крышка имеет карабин для крепления страховочного троса из нержавеющей стали.

Базовая часть состоит из основания1, установленного на торец обсадной трубы скважины, прижимного фланца 2, резинового кольца 3. Базовая часть фиксируется на обсадной трубе при сжатии винтами 4 резинового кольца 3. В основании 1 выполнена клеммная коробка 5, закрывающая резьбовой герметичной крышкой 6. Коробка имеет гермовводы 7 и 8  сетевого кабеля и электропитания насоса. В коробке закреплена винтовая клеммная колодка 9 для коммутации питающего кабеля и кабеля насоса.

Основание 1 имеет отверстие со скругленными кромками для безопасного опускания насоса и цилиндрическую поверхность для уплотнения съемной крышки 10 с помощью кольца 11.

Съемная крышка 10 крепится к основанию секретными болтами 20 с помощью ключа 21, содержит гермоввод 12 электрокабеля насоса, цанговый зажим напорной трубы, состоящий из накидной гайки, разрезного кольца, стопорного кольца и уплотнительного кольца. Так же в съемной крышке  установлен болт, к которому крепятся рым-гайка и карабин 18 троса. Проушины (рым-болты) 19, установленные в крышке оголовка 10, дают возможность погружения насоса лебедкой, краном и другими грузоподъемными механизмами.

 

Применение антивандального оголовка ОСАБ 130-140/32 скважины позволяет:

  • предохранить скважину от попадания в нее поверхностных грунтовых вод и посторонних предметов.
  • снизить вероятность кражи оборудования и материалов из скважины, при использовании «секретных» болтов.
  • увеличить надежность подвешивания насоса и упростить эксплуатацию технического колодца (кессона)
  • придать скважине элегантный внешний вид
  • Применение скважинного антивандального оголовка позволяет увеличить дебит неглубоких скважин за счет образующегося разрежения между оголовком и понижающимся в процессе работы насоса уровнем воды;

Особенности антивандального скважинного оголовка:

  • монтаж оголовка не требует сварочных работ,так как его установка осуществляется посредством затягивания болтов.
  • Высококачественные и прочные материалы, из которых изготавливается оголовок, позволяют надежно защищать скважину от нежелательных воздействий.
  • возможность погружения насоса при помощи лебедки за верхнии рым-болты, установленные в крышке оголовка
  • крепление троса, прикремпенного к насосу, посредством карабина, подвешиваемого на нижний рым-болт
  • Кабельные вводы (гермовводы) позволяют обеспечить герметичность при вводе-выводе электрокабеля.

Для обслуживания скважины сохраните секретный ключ антивандального оголовка.

 

Разновидности оголовков для скважин — какой выбрать?

Многие владельцы частных домов и коттеджей для обеспечения водой своих участков используют скважины. Оголовок – это одна из важнейших деталей, обеспечивающая нормальную работу скважины.

По сути, это крышка, прикрывающая верхнюю часть трубы скважины. Она защищает ее от различного рода мусора, тем самым оставляя Вашу воду чистой.

Какое предназначение оголовка для скважины? 

 

Есть еще несколько дополнительных функций, которые выполняет данное устройство помимо защиты воды, а именно:

  • защита верхней части скважины от замерзания в зимний период;
  • прочная герметизация Вашей скважины;
  • защита комплектующих материалов от воровства;
  • карабины оголовка предоставляют возможность подвешивать насос и надежно закрепить проводку;
  • увеличение максимального объема воды, добываемой из скважины;
  • возможность перехода с труб большого диаметра на малый;
  • позволяет закрепить страховку глубинного троса.

Разновидности оголовков для скважин

Есть три разных вида оголовка. Сама конструкция каждого из них идентична, они укомплектованы резиновым кольцом, крышкой и фланцем. Различаются данные устройства только материалом изготовления.

Существуют чугунные, пластиковые и оголовки из нержавеющей стали. 

Пластиковые модели более дешевые по сравнению с металлическими оголовками, но и менее надежны. Они способны выдерживать вес массой до 200кг, поэтому данный оголовок лучше использовать для неглубоких скважин, так как в них используются насосы, вес которых не превышает 100кг.

Изделия из нержавейки и чугуна различают только по их надежности и стоимости. Чугунные более надежны, но и стоят дороже. Модели из нержавейки дешевле, по надежности немного уступают чугунным. И те, и другие способны выдерживать вес прикрепляемого оборудования до 500кг, поэтому без проблем используются вместе с глубинными насосами.

Все оголовки для скважин часто снабжаются некоторыми дополнительными приспособлениями. Скрытые болты, предотвращающие взлом, дополнительные отверстия под питающий кабель с предохранителем от перегибов, карабины для подвешивания оборудования, рым-болты и цанговые зажимы – это все, что потребитель может получить в комплекте, приобретая необходимый оголовок для скважины.

При выборе необходимой модели, обязательно учитывайте его диаметр. Используя глубинный насос для скважины, Вам нужен будет оголовок диаметром больше 9 см.

Монтаж оголовка для скважины

Оголовок выполнен настолько просто, что его монтаж не составит большого труда для Вас. Но нужно знать несколько важных фактов, прежде чем устанавливать устройство.

Устанавливая скважинный оголовок, не забудьте, что для герметического контакта крышки и фланца Вам необходимо очень хорошо затянуть резиновое кольцо специальными монтажными болтами. Иногда обсадная труба нуждается в подрезке. Сделайте ее перпендикулярно самой трубе.

После этого края необходимо зачистить и сделать их гладкими. Если эта труба из металла, то обязательно загрунтовать и покрыть краской с антикоррозийным эффектом:

  1. На трубу накладываем фланец, а затем с определенным усилием одеваем резиновый уплотнитель.
  2. Трос насоса и шланг крепим снизу к крышке оголовка при помощи специальных карабинов. Лучше подбирать тросы, которые защищены пластиком, для защиты от коррозии. Подводим кабель к крышке и опускаем зажим. Двигаться кабель должен свободно.
  3. Насос крепим к кабелю и плавно спускаем его в скважину.
  4. Когда кабель натянется и насос окажется на необходимой глубине, крепим крышку оголовка к трубе. С помощью зажимных болтов и фланца поджимаем уплотнитель к крышке. Не перетягивайте болты при затягивании, иначе рискуете повредить кольцо.
  5. Кабель не должен провисать. Если это произошло, подтяните его и зафиксируйте зажимом.
  6. И в завершении, подводим трубы и запускаем тестирование системы.

Надеемся, наша статья поможет Вам в выборе оголовка, и данный процесс теперь не вызовет у Вас затруднений. При возникновении любых вопросов, связанных с выбором или установкой данного устройства, свяжитесь со специалистами компании «АЛЬФАТЭП».  Наши опытные сотрудники предоставят Вам качественную консультацию, помогут выбрать оголовок для скважины, доставят и установят.  

Скважинные оголовки: конструкции и возможности

Опубликовано: 15 мая 2018 г.

320

Скважинные оголовки предназначены для защиты устья скважины от попадания в нее посторонних предметов. Отсутствие на скважине оголовка является признаком ее неправильной эксплуатации, так как при этом в скважину могут попадать грунтовые воды с грязью, насекомые, мелкие животные (лягушки, мыши), что приводит к потере качества и со временем количества воды из скважины. Бывают и случаи вандализма, когда в скважину через устье умышленно бросают посторонние предметы: камни, кирпичи, грязь. Наличие скважинного оголовка является гарантией от подобных ситуаций.

Основные конструкции российских и зарубежных оголовков обеспечивают герметизацию устья за счет использования резиновых уплотнений, прижимаемых к обсадной трубе с помощью различных механических конструкций. Они делятся на два основных типа, оба которых используют два фланца: а) конструкция, в которой сжатие фланцев деформирует резиновое кольцо, надеваемое на обсадную трубу снаружи ( «Джилекс», «Акваробот» (рис. 1)), и б) конструкция, сжатие фланцев которой деформирует резиновую втулку, вставляемую вовнутрь обсадной трубы скважины (BELAMOS, WWSYSTEM). Кроме того, достаточно редко, но встречаются оголовки американского производства, выпускаемые под единственный диаметр обсадной трубы и уплотняющиеся за счет тонкой кольцевой резиновой прокладки.

Рис.1 Оголовок, в котором сжатие фланцев деформирует резиновое кольцо, надеваемое на обсадную трубу снаружи

Недостатки оголовков

Все имеющиеся на российском и мировом рынке конструкции оголовков имеют общие недостатки:

1. Узкий диапазон применения по диаметру скважин (например, для диапазона бытовых скважин от 90 до 160 мм приходится выпускать 4 типоразмера оголовков: 90-110 мм., 110-130 мм., 130-140 мм., 140-160 мм.)

2. Узкий диапазон применения по диаметру труб, поднимающих воду от насоса — все существующие оголовки комплектуются несменяемым фитингом под трубу диаметром либо 25, либо 32, либо 40 мм.

3. Часто бывает, что при монтаже кессона для скважины, несведущие монтажники обрезают устье скважины слишком близко к дну кессона, и тогда установить оголовок с внешними фланцами («Джилекс», «Акваробот») становится невозможно.

4. Герметизация существующих оголовков осуществляется за счет сжатия резинового уплотнителя болтами, которые во влажных условиях кессона или скважины за 3-5 лет корродируют, и при попытке их отвернуть, заклинивают в гайках. Причем, если у оголовка Джилекс в дорогом чугунном исполнении еще можно срезать заклинившие болты и вынуть и заменить их, то у пластиковых оголовков Джилекс и всех остальных оголовков ответные гайки болтов вмурованы в пластик. И заклинивший болт означает замену всего оголовка. А для оголовков, вставляемых вовнутрь скважин, это составляет вообще практически нерешаемую проблему, т.к. при срезании заклинивших болтов нижняя часть оголовка падает в скважину вместе с прикрепленным к ней насосом.

5. Ряд скважинных насосов (GRUNDFOS и др. ) комплектуется электрическим кабелем плоского сечения. Ни один из существующих оголовков не в состоянии обеспечить герметизацию плоского кабеля.

Если использование таких оголовков особых проблем не вызывает, то их монтаж и демонтаж требует определенной квалификации и, как правило, требует вызова специалиста. Кроме того, привязка оголовков описанных конструкций к размеру обсадной  трубы скважины вызывает определенные проблемы и у их производителей, и у продавцов. Так, продавцу приходится держать на складе от 12 до 26 типоразмеров оголовков. И даже при этом он не может ничего предложить покупателю, у которого в скважине вибрационный или иной насос на шланге, насос с плоским электрическим кабелем, а также покупателю, который не знает точного диаметра своей скважины или водоподъемной трубы от насоса (а это типовая в торговле ситуация).

Преодоление недостатков

Попытка преодолеть недостатки классических конструкций привела к появлению на рынке еще одного типа оголовков (рис. 2), разработанного российской компанией «Сантехник-Ф» на основе пятнадцатилетнего опыта по ремонту и обслуживанию скважин (патент РФ №177395).

Рис.2 Внешний вид оголовка ОС-У

В силу специфических особенностей его конструкции, опишем ее более подробно.

Идея, положенная в  основу оголовка (рис. 3) довольно проста: устье скважины герметизируется за счет прижатия к нему сверху конуса из эластичного материала, а прижимное усилие обеспечивается за счет веса самого оголовка, веса прикрепленного к оголовку насоса и водоподъемной трубы, заполненной водой. При этом никаких дополнительных болтовых или иных соединений не требуется. Конусная форма оголовка обеспечивает возможность использования конструкции одного и того же размера для довольно широкого диапазона скважин.

Рис. 3 Схема установки оголовка в устье скважины

Конструкция оголовка совмещает в себе подвес для насоса, кабельный ввод и ввод водоподъемной трубы. Вводы трубы и кабеля герметизируются путем обжатия нержавеющими хомутами имеющихся на оголовке штуцеров. Сам оголовок выполнен из прочного эластичного морозостойкого композитного материала. Насос крепится к подвесу, вмурованному в тело оголовка. При этом с оголовком допускается использование любого типа погружного насоса (центробежного, вибрационного), а также расположенной вне скважины насосной станции.

Температура эксплуатации оголовка от -50 ºС до +50°С, грузоподъемность — 100 кг.

Для обеспечения возможности использования оголовка с водоподъемными трубами диаметром в диапазоне от 16 до 32 мм (практически все диаметры для бытовых скважин) из любого материала (ПНД, полипропилен, шланги, металл), включая и гофрированные трубы, в комплект оголовка включены дополнительные уплотнительные втулки, которые в случае необходимости вставляются вовнутрь штуцера для водоподъемной трубы.

Преимущества и существующие недостатки оголовка ОС-У

Вследствие указанных особенностей описываемой конструкции оголовка возникают и его преимущества.

Оголовок ОС-У подойдет к любой скважине от 90 до 160 мм. с трубой от 16 до 32 мм., что весьма удобно, когда покупатель не знает точный диаметр своей скважины или диаметр трубы от насоса (это является достаточно типичной ситуацией)

Площадь склада продавца экономится от  4 до 32 раз – вместо большого количества оголовков различных типов и диаметров продавец может держать на складе один универсальный в достаточном количестве.

Оголовок ОС-У герметизирует скважины, изготовленные из любых материалов (металл, пластик, комбинация металла и пластика).

С этим оголовком можно использовать насосы любого типа — центробежные, винтовые, вихревые, вибрационные типа «Малыш», поверхностные насосные станции

Оголовок ОС-У уникален по диапазону допустимых для использования с ним водоподъемных труб – к насосу можно крепить любую трубу от пластиковой до стальной, шланги мягкие, жесткие, и даже гофрированные спиральной гофрой.

Этот оголовок также уникален по диапазону допустимых для использования с ним электрических кабелей.– с насосом можно использовать и круглые и плоские, и тонкие и толстые. ОС-У — единственный из известных оголовок, с которым можно применять кабели плоского сечения.

Оголовок ОС-У изготовлен из специально разработанного композитного материала, сохраняющего прочность и эластичность даже при сильных морозах.

Элементарный монтаж оголовка ОС-У не требует ни сварки, ни затягивания фланцевых соединений, а, следовательно, не требует использования квалифицированного персонала.

Еще более прост демонтаж ОС-У: не нужно ничего отсоединять и раскручивать, просто вынуть оголовок и оборудование из скважины.

В этом оголовке отсутствуют подверженные коррозии стяжные болты, за счет которых осуществляется герметизация у оголовков-аналогов.

Из недостатков оголовка ОС-У следует отметить ограничения на вес монтируемого в скважине оборудования (до 100 кг), что может стать существенным при герметизации промышленных скважин. Еще один недостаток – слабая вандалоустойчивость вследствие простоты его демонтажа. Впрочем, последний недостаток достаточно условен, так как исправный скважинный оголовок любой конструкции демонтируется менее, чем за 5 минут.

Из сделанного обзора нетрудно сделать вывод, что из всех имеющихся на рынке скважинных оголовков, покрывающих потребность в оголовках для подавляющего большинства бытовых скважин, по-настоящему универсальным можно считать только оголовок ОС-У. Это, впрочем, не исключает возможность использования и оголовков иных типов в случаях, когда либо условия эксплуатации скважин не допускают использования оголовка ОС-У.

Статья из журнала «Аква-Терм» №2/2018. Рубрика «Водоснабжение и водоподготовка».


вернуться назад

Читайте также:

Сравнение описания скважины 6 и измеренного концевого сопротивления и…

Контекст 1

… 1 было взято рядом с местом заложения скважины 6. Сравнение двух (Рисунок 4) ясно показывает верхнюю зону голоценовых морских отложений, представленных относительно высоким концевым сопротивлением и низким индуцированным поровым давлением воды, распространяющимся на глубину 1,5 м на участке СРТ 1. …

Контекст 2

… глубин сложно, так как неясно, сколько материала было удалено с верхней части профиля в углубленной части канала (участок СРТ1), но сравнение на рис. 4 представлена ​​наша наилучшая оценка того, как они соотносятся, а положение игнимбрита хорошо согласуется между данными CPT и скважинными данными.Ниже слоя игнимбрита концевое сопротивление имеет тенденцию к увеличению, а материалы дренируются лучше, чем выше по профилю – это, как правило, пески, гравий и органические (лигнит) слои в скважинах и открытых участках. …

Контекст 3

… слой игнимбрита сопротивление наконечника имеет тенденцию к увеличению, и материалы лучше дренируются, чем выше по профилю — это, как правило, пески, гравий и органические (лигнит) слои в скважины и открытые площадки.Включение соответствующего участка сейсмопрофиля 1 (рис. 4б) показывает два узнаваемых рефлектора в сейсмокомплексе: один соответствует основанию голоценовой толщи (зеленая линия на рис. 4б), а второй (синяя линия на рис. 4б) соответствует разрыв в верхней части пемзовых илов, который также отмечен резким падением индуцированного порового давления воды на этой глубине (рис. 4d). …

Контекст 4

… слой игнимбрита сопротивление наконечника имеет тенденцию к увеличению, и материалы лучше дренируются, чем выше по профилю — это, как правило, пески, гравий и органические (лигнит) слои в скважины и открытые площадки.Включение соответствующего участка сейсмопрофиля 1 (рис. 4б) показывает два узнаваемых рефлектора в сейсмокомплексе: один соответствует основанию голоценовой толщи (зеленая линия на рис. 4б), а второй (синяя линия на рис. 4б) соответствует разрыв в верхней части пемзовых илов, который также отмечен резким падением индуцированного порового давления воды на этой глубине (рис. 4d). …

Контекст 5

… слой игнимбрита сопротивление наконечника имеет тенденцию к увеличению, и материалы лучше дренируются, чем выше по профилю — это, как правило, пески, гравий и органические (лигнит) слои в скважины и открытые площадки. Включение соответствующего участка сейсмопрофиля 1 (рис. 4б) показывает два узнаваемых рефлектора в сейсмокомплексе: один соответствует основанию голоценовой толщи (зеленая линия на рис. 4б), а второй (синяя линия на рис. 4б) соответствует разрыв в верхней части пемзовых илов, который также отмечен резким падением индуцированного порового давления воды на этой глубине (рис. 4d). …

Контекст 6

… слой игнимбрита сопротивление наконечника имеет тенденцию к увеличению, и материалы лучше дренируются, чем выше по профилю — это, как правило, пески, гравий и органические (лигнит) слои в скважины и открытые площадки.Включение соответствующего участка сейсмопрофиля 1 (рис. 4б) показывает два узнаваемых рефлектора в сейсмокомплексе: один соответствует основанию голоценовой толщи (зеленая линия на рис. 4б), а второй (синяя линия на рис. 4б) соответствует разрыв в верхней части пемзовых илов, который также отмечен резким падением индуцированного порового давления воды на этой глубине (рис. 4d). …

Численное моделирование влияния прорыва скважины и размера скважины с использованием метода дискретных элементов

https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2020.05.019Получить права и содержание

Abstract

Оценка величины горизонтального напряжения от прорывов ствола скважины была привлекательной темой в нефтяной и горнодобывающей промышленности, хотя есть критические пробелы в исследованиях, которые остаются незаполненными. В этой статье проводится численное моделирование песчаника Госфорд для исследования прорыва ствола скважины и связанного с ним влияния размера ствола скважины, включая влияние температуры. Модель метода дискретных элементов (DEM) показывает, что угловой размах прорыва ствола скважины остается постоянным после первоначального формирования, тогда как его глубина распространяется вдоль направления минимального горизонтального напряжения.Это указывает на то, что угловой размах прорыва является надежным параметром для оценки горизонтального напряжения. Моделирование эффекта размера ствола скважины показало важность размера ствола скважины для геометрии прорыва, в которой меньший размер ствола скважины приводит к более высокому инициирующему напряжению прорыва, а также к перераспределению напряжения от стенки ствола скважины наружу через микротрещины. Это означает, что напряжение может быть усреднено по расстоянию вокруг ствола скважины, и инициирование прорыва происходит на стенке ствола скважины, а не на некотором расстоянии в породе.Кроме того, при численном моделировании учитывался тепловой эффект, широко распространенный в глубоких геотермальных скважинах. Основываясь на результатах, более высокая температура привела к более низкому начальному напряжению прорыва при том же размере скважины, и при более высокой температуре образовалась большая доля сдвиговых трещин. Это указывает на то, что температура может вносить вклад в режим микротрещиноватости и, следовательно, влияет на результаты оценки горизонтального напряжения из геометрии прорыва ствола скважины. Численное моделирование показало, что форма и размеры прорыва значительно изменились в условиях высокого напряжения и температуры, что позволяет предположить, что температуру необходимо учитывать при анализе напряжения прорыва в глубоких местах.

Ключевые слова

Ключевые слова

Ключевые слова

Разрыв

Разрыв Угловой диапазон

Размер скважины

Численное моделирование

Тепловой эффект

Рекомендуемая стационарные изделия (0)

© 2020 Опубликовано Elsevier BV от имени Китайского университета добычи и технологии .

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Прорывы скважины в пористом песчанике, подверженном дальнему полевому напряжению, варьирующему от гидростатического до высокодифференциального: явление локализации деформации

Аннотация

Мы провели две серии испытаний скважин, пробуренных в Санкт-Петербурге. Песчаник Мейнрад (богатый кварцем, пористость 28%, очень мелкозернистый), подвергшийся критическим напряжениям в дальней зоне, которые привели к образованию прорывов. В одной серии диам. 50 мм. образцы со сквозными центральными отверстиями диаметром 5 мм подвергались гидростатической нагрузке с постоянной скоростью 1 МПа/мин до тех пор, пока ускоренная акустическая эмиссия (АЭ) не сигнализировала о зародыше прорыва. Обычно наблюдаются два диаметрально противоположных локализованных скопления АЭ, формирующихся на поверхности скважины и растущих радиально. Однако направления кластеров не всегда совпадают по всей длине образца 100 мм, часто они постепенно вращаются, а в некоторых тестах превращаются в три равномерно ориентированных кластера, что указывает на тройные прорывы.Возникающие прорывы имеют остроконечную форму, сужающиеся по мере удаления от ствола скважины. Прорывы, по-видимому, возникают в самом слабом месте на стенке скважины. Как только это происходит, происходит перераспределение условий напряжения, и пиковая концентрация касательных напряжений достигается в точке, удаленной примерно на 180 градусов на стенку ствола скважины (создавая общий плоский прорыв), или, в некоторых случаях, в двух точках при плюс и минус 120°. градусов (создавая тройной прорыв). Вторая серия испытаний была проведена путем бурения центральных вертикальных скважин диаметром 22 мм в стальных листах размером 150х150х230 мм.Блоки Meinrad подвергаются трем неравным главным напряжениям в дальней зоне. Величина критического напряжения привела к образованию двух прорывов на расстоянии 180 градусов друг от друга, образующих длинную и узкую (несколько диаметров зерен) плоскую щель, перпендикулярную направлению максимального горизонтального основного напряжения в дальней зоне по всей длине ствола скважины. Ширина прорыва не изменяется независимо от величины напряжения в дальней зоне. Зарождение и распространение щелевидного прорыва локализованы вдоль плоскости концентрации наибольших касательных напряжений.СЭМ-анализ горизонтальных сечений перед вершиной прорыва показывает длинную полосу такой же ширины, как и прорыв, демонстрирующую уменьшенную пористость, что свидетельствует об уплотнении. Зерна в ближнем к вершине прорыва участке уплотненной полосы в основном разрушены и растрескивались. Ориентация прорыва, его постоянная узкая ширина, уменьшение пористости и раздробленные зерна непосредственно перед его вершиной указывают на частично опустошенную полосу уплотнения.

5 шагов по предотвращению отклонения ствола скважины


Даже если невозможно пробурить полностью прямую скважину, иногда буровое долото начинает бурить непредсказуемо, и бурильщикам приходится иметь дело с отклонением ствола скважины.Существует множество факторов, которые могут влиять на направление бурения скважины, в том числе тип горной породы в грунте, который вы бурите, тип используемого долота, вес долота, тип штанг и оборудования, настройка буровой установки и ее расположение среди прочего.

 

 
Конечно, лучший способ справиться с искривлением скважины — принять меры для его предотвращения.

Опытный бурильщик может  свести к минимуму   отклонение , используя надлежащие буровые инструменты, убедившись, что они в хорошем состоянии, и применяя правильные параметры бурения.

Безусловно, лучший способ борьбы с отклонением ствола скважины – это принять меры по его предотвращению.

 

Вот 5 шагов вы можете сделать:

  1. Убедитесь, что ваша буровая установка настроена в соответствии с информацией, предоставленной геологом. Даже небольшой перекос на воротнике может привести к разнице в несколько метров внизу.
  2. Проверьте нагрузку на долото (WOB) — используйте полнопроходную или шестигранную наружную трубу в сочетании с передним и задним расширителями, чтобы уменьшить деформацию на переднем конце бурильной колонны.
  3. Используйте более длинную насадку для расширения, чтобы расширить отверстие до нужного постоянного диаметра и для еще лучшей стабилизации.
  4. Рассмотрим буровую колонну большего размера, которая будет меньше отклоняться от запланированной траектории ствола скважины.
  5. Геологические условия, такие как трещиноватая порода, могут влиять на направление сверления. Добавки для бурения могут помочь вам справиться с этими проблемами.


ВЫВОД:

Если уже поздно и ваша лунка уже отклонилась от выбранной вами траектории, не отчаивайтесь, есть оборудование, например клинья , которые могут помочь исправить проблему.


Столкнувшись с трудными условиями бурения, не стесняйтесь обращаться за технической помощью к квалифицированным специалистам, которые помогут увеличить процент восстановления.


 

Влияние забуривания фундаментных свай на несущую способность существующих нагруженных фундаментных свай: тематическое исследование

Механизм бурения скважины и его влияние на несущую способность существующих фундаментных свай неясны, что затрудняет применение методов земляных работ .В этой статье предлагается новая схема земляных работ для высотных зданий в центре города и разработаны теоретические формулы для расчета поверхностного трения и торцевого сопротивления существующих фундаментных свай, на которые влияет бурение соседних скважин для установки опорных свай. Эти опорные сваи устанавливаются и соединяются с существующей сваей оголовком перед земляными работами. В тематическом исследовании затем был проведен анализ параметров, чтобы понять влияние опорной конструкции на несущую способность существующих фундаментных свай с точки зрения поверхностного трения и торцевого сопротивления.Результаты показывают, что диаметр скважины, глубина бурения скважины, расстояние между существующей фундаментной сваей и буровой скважиной, а также количество скважин оказывают незначительное влияние на торцевое сопротивление существующих фундаментных свай. Влияние параметров бурения на поверхностное трение существующей сваи фундамента, а также степень влияния различаются для разных параметров. Глубина бурения скважины и количество скважин имеют существенное влияние и поэтому должны учитываться при реальном инженерном проектировании, в то время как диаметр скважины и расстояние между сваями оказывают незначительное влияние.Предлагаемый новый метод земляных работ потенциально может быть принят для реального инженерного проектирования проектов земляных работ под высотными зданиями в центре города.

1. Введение

По мере развития экономики и роста городского населения застройщики должны удовлетворять быстро растущий спрос на жилье и, особенно, на рынок парковки. Одним из способов является замена старых зданий с ограниченными парковочными местами на новые сооружения с достаточной вместимостью парковок, что экономически неэффективно [1].

Более экономичным способом добавления парковочных мест к существующим зданиям является модернизация, например, земляные работы под существующими зданиями. Цю и др. [2] сообщил о структурном проекте реконструкции и расширения Пекинского мюзик-холла. Соответствующие методы являются сложными и все еще несовершенными, поскольку сообщалось об ограниченном применении этих методов в полевых условиях. Вен и др. [3] предложил методы контроля деформации для раскопок под существующими зданиями. Симпсон и Варданега [4] и Shan et al.[5] наблюдали за всем процессом строительства раскопок Британской библиотеки и подучастком № 3 строительного проекта Ганьшуйсян соответственно.

Выемка грунта под существующими зданиями, особенно высотными, неизбежно вызывает поле напряжений грунта, что приводит к изменению напряжений на поверхности сваи-грунта и на конце сваи, что снижает несущую способность сваи и целостность свайного фундамента . Учитывая, что несущую способность свай после выемки грунта практически невозможно измерить в полевых условиях, очень важно провести теоретический и численный анализ для оценки их несущей способности после выемки и неблагоприятного воздействия движения грунта, вызванного выемкой, на соседний существующий свайный фундамент. , особенно на этапе технического проектирования.

Влияние выемки грунта на соседнюю одиночную сваю в разных типах пород (например, мягкая глина и песок) изучалось несколькими исследователями [6–10]. Эти исследования в целом показывают, что возникают изгибающий момент и прогиб, а граничные условия оголовка сваи и глубина погружения в стену, а также уровень породы выемки играют важную роль в влиянии на реакцию сваи из-за соседней выемки. Поскольку сваи часто используются группами, исследователи также заинтересованы в изучении влияния выемки грунта на сваи внутри группы свай [11–13].Как правило, их результаты показывают, что эффект взаимодействия между сваями зависит от расположения свай (например, расположены ли сваи в ряд, параллельный подпорной стене, или в линию, перпендикулярную стене), расстояния между сваями, количества свай и того, сваи бывают с наголовником или без наголовья. Изгиб, вызванный земляными работами, уменьшается с увеличением количества свай. Внутренние сваи свайной группы испытывают меньшие изгибающие моменты, чем периферийные сваи.

На практике применение методов земляных работ находится в стадии разработки, особенно для высотных зданий в центре города, где в большинстве стран разрешено ограниченное пространство для строительства.В этом исследовании была предложена новая техника земляных работ, и ее применение было смоделировано в реальном проекте. Для этого сценария земляных работ опорные сваи были установлены и соединены с существующей сваей оголовком перед земляными работами. Чтобы понять влияние бурения фундаментных свай на несущую способность существующих свай, в данной статье изучается влияние бурения фундаментных свай на несущую способность фундаментных свай на конкретном примере. Наши результаты показывают, что для проектировщиков перспективно использовать предложенную технику земляных работ в будущих инженерных проектах.

1.1. Схема раскопок

На рис. 1 показан процесс строительства для добавления дополнительного пространства под существующее здание. Весь процесс включает пять этапов, и они описываются следующим образом: (1) Подпорная конструкция (стена) устанавливается для поддержки котлована, как показано на рисунке 1 (а). (2) По мере снижения несущей способности существующих свай с глубиной котлована может произойти осадка существующих построек; подкрепляющие сваи устанавливаются группами и соединяются с существующими сваями через заглушки перед выемкой грунта, как показано на рис. 1(б).(3) Грунт выкапывается слой за слоем до проектной глубины, а затем отливаются нижние плиты нового фундамента, как показано на рисунке 1(c). (4) Столбы отливаются в определенном месте нового фундамента. Столб подготовлен для поддержки надстройки, как показано на рис. 1(d). (5) Чтобы максимально увеличить пространство, сегменты свай над нижней плитой нового фундамента вырезаются и удаляются, как показано на рис. 1(e). . После выполнения вышеуказанных пяти шагов получается основная конструкция нового подвала.Соответствующий анализ напряжения затем представлен в следующем разделе.

1.2. Модель расчета напряжения

На рис. 2 показана модель расчета вышеуказанной конструкции сваи в процессе бурения.


Вертикальное эффективное напряжение перед подпиранием свайно-буровой конструкции можно оценить с помощью следующего эмпирического уравнения: где – эффективный удельный вес грунта, а q – нагрузка на грунт, вызванная нагрузкой верхнего строения.

Вертикальное эффективное напряжение после подпирания свайно-буровой конструкции, где — вертикальное эффективное напряжение в расчетной точке.

Эффективное напряжение в расчетной точке можно оценить по решению Миндлина [14–16], как показано на рис. 3, где μ — коэффициент Пуассона; a — ширина загрузки полосы; h – глубина сверления; z – глубина расчетной точки; Z 1 , Z 2 , R 1 и R 2 — это параметры расчета, Z 1 = Z — H ; z 2  =  z  +  ч ; ; ; p — вертикальное эффективное напряжение на забое скважины опорной сваи. p  =  γ ′ ч .


Эффективное напряжение σ zd из-за бурения фундаментной сваи можно рассчитать по следующей формуле с использованием принципа суперпозиции, как показано на рис. 1 и и 2 соответственно. Из формулы (3) можно сделать вывод, что при условии определения глубины бурения, диаметра скважины и расстояния между скважиной и существующей сваей эффективное напряжение грунта в расчетной точке связано только с его глубиной. Между тем, земляные работы для установки фундаментных свай должны проводиться с осторожностью, чтобы свести к минимуму нарушение почвы.


Несущая способность сваи может быть оценена по поверхностному трению и торцевому сопротивлению, формулы которых выводятся в следующих двух разделах.

1.2.1. Skin Friction

Как правило, расстояние между фундаментной сваей и существующей фундаментной сваей невелико [17, 18]. Таким образом, процесс закрепления шпура сваи может повлиять на поверхностное трение вдоль существующей сваи фундамента.

Согласно предложениям Бурланда [19] и Лукидиса и Сальгадо [20], единицу предельного поверхностного трения вдоль сваи f s можно записать в виде, где K – коэффициент бокового давления грунта; σ v – вертикальное эффективное напряжение; δ — угол трения на существующей границе раздела свая-грунт фундамента. Произведение K  tan  δ иногда обозначается как β , а использование βσ v для вычисления f s [917 β0] 90].

Что касается коэффициента бокового давления грунта K , Zhang et al. В работе [22] предложено следующее выражение: где φ — угол внутреннего трения.

Чжан и др. [23] предположили, что значение К для различных взаимодействий сваи с грунтом составляет (0,7~4,0) К 0 на основании статистических данных. Обратите внимание, что K 0 — это коэффициент давления грунта в состоянии покоя. Как правило, свайно-грунтовая система имеет длительное время для укрепления перед инженерными работами по модернизации фундамента.Поэтому в данной статье предполагается, что грунт вокруг сваи находится в нормальном состоянии консолидации [24]. Коэффициент бокового давления грунта K может быть выражен как где эффективный угол внутреннего трения.

Бурение конструкции фундаментных свай можно рассматривать как выемку грунта, как показано на рис. 2. Это нарушило бы существующее состояние равновесия в системе свая-грунт, которое не могло своевременно достичь нового равновесия. Следовательно, почва находится в состоянии переуплотнения.Коэффициент бокового давления грунта ( K OCR ) связан с коэффициентом переуплотнения (OCR) [25]:

Следует отметить, что формула для K OCR применима до предела . Коэффициент переуплотнения определяется как отношение вертикального эффективного напряжения до подкрепления свайно-буровой конструкции к таковому после буронабивной конструкции.

1.2.2. Торцевое сопротивление

Критерий Хука–Брауна показан на рис. 5, а его формула имеет следующий вид [26, 27]: где σ 1 и σ 3 — основное и второстепенное напряжения разрушения соответственно. ; σ c – прочность на сжатие неповрежденной породы; м и с – соответственно параметры критерия Хука–Брауна.


Модуль прочности β и коэффициент прочности на растяжение массива горных пород ξ составляют, где β и ξ находятся непосредственно на параметрах м и 7 с.

Переменные Ламбе (безразмерные) p и q можно выразить через мгновенный угол трения ρ .

Средняя нагрузка на грунт h м (безразмерная) равна [28], где γ s и γ R – эффективные массы грунта и породы соответственно; H s – толщина грунта; H R – глубина заглубления сваи в скалу.

Конструкция бурения опорной сваи будет влиять на предельную несущую способность оголовка сваи. До строительства фундаментной сваи средняя нагрузка на грунт h м составляет [29]

— эффективное напряжение на кончике сваи из-за подпирающей конструкции бурения сваи.Его можно рассчитать по формуле (4).

Вертикальное напряжение σ v , действующее на границу 1, где α — угол наклона предполагаемой виртуальной поверхности разрушения.

Составляющая напряжения σ v в направлении плоскости, представляющей границу 1 ( t 1 ) и перпендикулярной ей ( s 1 ), равна 905: Для круга Мора на границе 1 справедлива следующая формула (см. рис. 6): где p 1 и q 1 — переменные Ламбэ, проверяющие критерий Хука–Брауна, выраженный формулами (13)–(14) , в зависимости от мгновенного угла трения ( ρ ).


В формулах (19)–(20) угол α для виртуальной границы 1 выражается следующим образом:

Угол наклона главного главного напряжения для границы 1 относительно вертикальной оси 1 — где ε — угол, образующий главное основное напряжение с наклоном грунта.

Из рисунка 6 также можно сделать вывод, что угол ε выражается как

. Учитывая это, угол ε и угол ψ 1 могут быть выражены как функция угла α и, следовательно, как a функция угла ρ 1 ( ρ 1 – мгновенный угол внутреннего трения для границы 1) по формуле (22).

Угол θ 1 , образующий семейство характеристической линии 1 с землей, равен

Инвариант Римана является функцией ρ , определяемой следующей формулой: окружающей особую точку O, можно было бы проверить следующее соотношение [30]:

Это соотношение позволяет перенести напряженное состояние с границы 1 на границу 2, поскольку где мгновенный угол внутреннего трения для границы 2 и угол наклона главного главного напряжения для границы 2 (относительно вертикальной оси). Нагрузка на острие сваи всегда вертикальна; следовательно, ψ 2  = 0,

Коэффициент заделки n может быть выражен как B , где B — диаметр сваи.

Следующая формула может быть выражена треугольником OBC, пластифицированной радиальной зоной OAB Prandtl и треугольником OMA:

Предельная несущая способность по гипотезе двумерности равна

После получения предельной несущей способности по гипотезе плоской деформации необходимо учитывать трехмерную геометрию сваи.

Коэффициент формы S β где ρ m — средний угол трения. Определяется по следующей формуле:

Предельная несущая способность на острие сваи σ л.с. равна

Предельная несущая способность на острие сваи при забуривании сваи может быть рассчитана путем замены формул (16)–(17) с формулой (15).

1.3. Практический пример

Типичное старое здание в центре города было выбрано в качестве прототипа для анализа раскопок. Это старое здание, то есть гостиница «Чжэцзян», было построено в 1997 году и открыто для посетителей в 1999 году. Оно расположено в центральном деловом районе города Ханчжоу, Китай, как показано на рис. 7. Главное здание и пристроенное здание Чжэцзян В отеле 12 этажей и четыре этажа соответственно. Был один слой подвала. Использовался свайно-ростверковый фундамент диаметром от 0,6 м до 0,9 м. Свая была залита с уровнем прочности С30 (класс прочности бетона в Китае), а ее глубина заглубления в скале составляет более 1.0  м. Строительная площадка представляет собой типичный участок с мягким грунтом, механические параметры грунтов показаны в таблице 1. Уровень грунтовых вод на этом участке находился примерно на 0,5 м ниже поверхности земли. Для расчета концевого сопротивления свай для сильно выветрелых андезитов (табл. 1) в нашем примере м и с составляют 0,09 и 10 -5 соответственно [31, 32]. Примечание m и s — параметры критерия Хука–Брауна соответственно (см. формулу (10)).


Примечание . t – мощность слоя грунта; γ – удельный вес почвенного слоя; c и φ — когезионный угол и угол внутреннего трения соответственно; E s – модуль сжатия; μ — коэффициент Пуассона; N 63,5 Значения представляют собой количество ударов, полученное в результате тяжелого динамического испытания на проникновение.

E S (MPA)
9 9
Уровень слоя Название почвенного слоя T (M) γ (Kn / M 3 ) C (KPA ) Φ (°) μ N 9015 9
① 2 заполнить 5.1 17,7 9,0 12,0 20,0 0,35 55
③ 2 Mucky пылеватый глина 11,5 17,9 11,2 19,5 17,5 0,35
③
Mucky Clay 6.0 17,6 19.6 7,0 7,0 15,0 0,35
④ 3 глиняные 5. 0 19,0 37,0 14,5 36,5 0,35
⑤ пылеватый глина 5,0 18,9 35,0 16,0 35,0 0,35
⑥ 1 глина 50533 5.4 18.0 52.0 9.0 9.0 29.0 0,35
⑧ 1 Высоковысывленные Andesite — 22.0 450 450 53 1505333 150,0 0,25 0,25

Так как отель Чжэцзян расположен на самой процветающей торговой улице, здесь нет свободного места для парковки. Существующий одноуровневый подвал не соответствовал растущим требованиям к парковке. Таким образом, владелец гостиницы Чжэцзян решил выкопать еще один слой подвала под существующим. Затем проектный подвал добавит площадь 2800  м 2 . Проект этого проекта раскопок завершен, но инженерные работы еще не начались.Новый метод земляных работ, предложенный в этой статье, применяется в этом случае проекта, после чего следует анализ параметров, касающихся влияния диаметра опорной сваи, глубины бурения скважины, расстояния между существующей фундаментной сваей и буровой скважиной, а также количества скважин на обшивке. трение и торцевое сопротивление существующей сваи при возведении подкрепляющей сваи.

1.4. Анализ параметров и обсуждение

В соответствии с проектом земляных работ в случае проекта, начальный диаметр, длина и глубина заглубления в скале существующей фундаментной сваи равны 0. 9 м, 34 м и 1,1 м соответственно. Нагрузка, приложенная к оголовку существующей фундаментной сваи, составляет 4330 кН. Глубина заглубления существующего подвала составляет 5,1 м. Слой пласта по глубине представляет собой перегнойную илистую глину, перегнойную глину, глину, пылеватую глину и глину, как показано на рисунке 8.


1.4.1. Диаметр буровой скважины

В этом разделе анализируется влияние диаметра скважины на поверхностное трение и торцевое сопротивление существующей фундаментной сваи, и результаты показаны на Рисунке 8 и в Таблице 2.Глубина скважины 17,5 м, расстояние между существующими сваями фундамента 0,5 м. Влияние диаметра скважины на поверхностное трение и торцевое сопротивление существующей сваи исследовали путем изменения диаметра скважины от 0,26 м до 0,34 м при сохранении других параметров постоянными. Приведенные выше значения параметров вводятся в формулы (5)–(9) для получения поверхностного трения существующей сваи и вводятся в формулы (10)–(34) для получения концевого сопротивления существующей сваи.

+
Диаметр (м) 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34
R д 0,9701 0.9675 0.9675 0,9650 0,9626 0,9601
Уменьшение процента — -0.3 -0.5 -0.5 -1.0

На рис. 8 показано влияние диаметра скважины на поверхностное трение существующей сваи. Поверхностное трение зависит от различных слоев грунта вокруг сваи. Она медленно уменьшается с увеличением диаметра скважины в пределах глубины скважины (17,5 м). Это уменьшение достигает максимума в межфазной зоне между перегнойно-пылеватой глиной и перегнойно-глинистой формацией при увеличении диаметра скважины с 0,26 м до 0,26м.34 м.

Буровое сооружение, как и земляное, можно рассматривать как разгрузку грунта на сваю, что приводит к уменьшению вертикального эффективного напряжения и, следовательно, поверхностного трения по формуле (5). Чем больше диаметр буровой скважины, тем больше объем выемки. Следовательно, поверхностное трение уменьшается с увеличением диаметра буровой скважины, как показано на Рисунке 8.

Значения поверхностного трения уменьшаются до отрицательных значений вместе с глубиной глинистой зоны.В целом поверхностное трение уменьшается с увеличением диаметра в пределах глубины нейтральной точки и увеличивается с увеличением диаметра за пределами нейтральной глубины. При глубине залегания 22,0 м отрицательное трение достигает максимума -13,91 кПа. Затем трение кожи быстро увеличивается. Влияние диаметра скважины на поверхностное трение существующей сваи становится все меньше и меньше в пределах глины, пылеватой глины и глины.

В таблице 2 показано влияние диаметра скважины на торцевое сопротивление существующей сваи.На это влияние указывает значение R d , представляющее собой отношение торцевого сопротивления при различных диаметрах скважины к торцевому сопротивлению существующей сваи, когда она не была забурена. Из него видно, что величина R d очень медленно уменьшается с увеличением диаметра скважины; таким образом, диаметр скважины нечувствителен к торцевому сопротивлению существующей сваи. Обратите внимание, что средняя нагрузка на грунт 90 157 h 90 158 90 173 м 90 174 изменяется по мере выемки грунта, вызывая изменение вертикального напряжения σ v и, следовательно, компонент напряжения σ v в направлении плоскости, представляющей границу 1 ( t 1 ) и тот, что проходит перпендикулярно ему ( s 1 ) меняются.Однако их последующее влияние на концевое сопротивление из-за изменения диаметра скважины незначительно.

1.4.2. Глубина бурения скважины

Во время земляных работ может произойти снятие напряжения; это может повлиять на несущую способность существующей сваи. На рисунке 9 и в таблице 3 показано влияние глубины скважины на поверхностное трение и торцевое сопротивление существующей сваи соответственно. Диаметр скважины 0,3 м, расстояние между существующими сваями 0,5 м.Поверхностное трение существующей сваи распределяется по-разному в разных слоях грунта, но тенденция одинакова в разных слоях грунта, как показано на рисунке 9. Поверхностное трение обычно увеличивается с увеличением глубины бурения. Влияние глубины сверления на поверхностное трение в глине может быть незначительным. Результаты также показывают, что отрицательное трение появляется примерно на 3 м выше вершины скважины, за исключением случаев, когда глубина бурения составляет 10,85 м. Поверхностное трение быстро меняется с отрицательного на положительное трение вблизи кончика скважины.


+ 9077
Глубина (м) 10,85 16,6 19,6 22,6 25,1 27,6
R ч 0,97533 0,9724 0,9694 0,9652 0,952 0,9599 0,9519
Уменьшение процента — -0. 3 -0.7
8 -0.7		 -1.1 -1,6 -2.4 -2.4 -29.4

Таблица 3 показывают влияние глубины бурового скважины на конечное сопротивление существующей ворса. На это влияние указывает величина R h , представляющая собой отношение торцевого сопротивления при разной глубине бурения к торцевому сопротивлению существующей сваи, когда она не была забурена. Из него видно, что значение R h довольно медленно уменьшается с увеличением глубины бурения скважины от 10.от 85 м до 27,6 м. Таким образом, торцевое сопротивление существующей сваи нечувствительно к изменению глубины бурения.

1.4.3. Расстояние между существующей сваей фундамента и буровой скважиной

Расстояние между существующей фундаментной сваей и буровой скважиной является ключевым параметром. Как и ожидалось, чем меньше расстояние, тем больше влияние несущей способности существующей сваи фундамента. На рис. 10 показано влияние расстояния между существующей сваей и скважиной на поверхностное трение существующей сваи.Глубина и диаметр буровой скважины составляют 17,5 м и 0,3 м соответственно. Как показано на Рисунке 10, влияние может быть незначительным в пределах глубины ствола скважины. Например, расстояние бурения скважины увеличивается с 0,3 м до 0,9 м, а соответствующие поверхностные трения существующей фундаментной сваи на глубине заглубления составляют 10,50 кПа, 10,54 кПа, 10,54 кПа, 10,55 кПа и 10,55 кПа соответственно. Отрицательное поверхностное трение появится ниже 2,3–4,9 м от конца скважины. По мере увеличения расстояния крайняя точка несколько уменьшается.Это явление также имеет место в глине. Как правило, кривые влияния расстояния на поверхностное трение существующей сваи совпадают, но пренебрежимо малы.


В таблице 4 показано влияние расстояния бурения скважины на торцевое сопротивление существующей фундаментной сваи. На это влияние указывает R s , представляющее собой отношение концевого сопротивления на разных расстояниях к концевому сопротивлению существующей сваи, когда она не была забурена. Он показывает, что R s медленно увеличивается с увеличением расстояния, но приращение довольно мало.

+
Расстояние (м) 0,3 0,5 0,7 0,9
R с 0,9651 0,9652 0,9652 0,9653
Процент убывания — 0.1.4.4. Количество скважин

При строительстве фундамента каждый ростверк соединяется с несколькими фундаментными сваями. Таким образом, количество скважин также является важным параметром. В этом разделе анализируется количество скважин, как показано на рисунке 11 и в таблице 5. Глубина и расстояние скважины составляют 17,5 м и 0,5 м соответственно. Результаты показывают, что поверхностное трение существующей фундаментной сваи быстро уменьшается с увеличением количества скважин от одной до четырех в илистой илистой глине. Например, поверхностное трение вокруг илистой илистой глины положительно при наличии одной или двух скважин; отрицательное поверхностное трение возникает при наличии трех скважин; отрицательное поверхностное трение достигает минимального значения при наличии четырех скважин. Склонность кожи к трению вокруг вязкой глины подобна вязкой илистой глине. Однако поверхностное трение вокруг глины становится положительным и его величина уменьшается с увеличением глубины, а увеличивается с увеличением числа скважин.Причина может заключаться в том, что количество скважин будет влиять на вертикальное эффективное напряжение, вызывая изменения поверхностного трения.


Число 1 2 3 4
R н 0,9650 0,9650 0,9650 0,9650
Уменьшение процента — 0 0 0

Таблица 5 показано влияние количества скважин на конечное сопротивление существующих фундаментная свая. Это влияние указано в R n , которое представляет собой отношение торцевого сопротивления с разным количеством отверстий к торцевому сопротивлению существующей сваи, когда она не была пробурена. Коэффициент концевых сопротивлений составляет 0,9650 независимо от номера скважины. Таким образом, нет влияния количества отверстий на коэффициент торцевого сопротивления.

Подводя итог, можно сказать, что все параметры, включая диаметр скважины, глубину бурения скважины, расстояние между существующей сваей фундамента и буровой скважиной, а также количество скважин, оказывают незначительное влияние на торцевое сопротивление.Это ожидается в соответствии с нашим выводом теоретических формул конечного сопротивления. Подробности можно найти в формулах (10)–(34). Однако были обнаружены различные закономерности влияния различных параметров на поверхностное трение существующей сваи фундамента, и степень влияния различных параметров также различна. Среди четырех параметров диаметр скважины и расстояние между сваями оказывают гораздо меньшее влияние на поверхностное трение существующей фундаментной сваи по сравнению с глубиной бурения скважины и количеством скважин. Этот результат указывает на то, что при проектировании предлагаемой схемы земляных работ необходимо учитывать глубину бурения скважины и количество скважин. Например, анализ чувствительности этих двух параметров должен быть выполнен для оптимизации проекта земляных работ. Мы также обнаружили, что параметры бурения могут оказывать противоположное влияние на поверхностное трение существующих свай. Например, в верхних слоях грунта с увеличением числа и диаметра скважин поверхностное трение уменьшается, а в нижних слоях грунта поверхностное трение увеличивается с увеличением числа и диаметра скважин.

Наше исследование показывает, что новый метод земляных работ дает удовлетворительные результаты в отношении несущей способности существующих фундаментных свай в отношении поверхностного трения и торцевого сопротивления в конкретном примере. Анализ параметров может способствовать пониманию основных параметров (глубина бурения скважины и количество скважин) и диапазона их значений в процессе земляных работ. Таким образом, эти параметры могут быть использованы в качестве расчетных в инженерно-конструкторских работах. Поскольку проект гостиницы в Чжэцзяне все еще находится на стадии планирования, наша новая схема земляных работ еще не была проверена в реальных инженерных проектах.Будущие отчеты будут выпущены после завершения проекта после использования предложенной техники раскопок.

2. Выводы

Учитывая, что метод земляных работ для высотных зданий в центре города все еще находится в стадии разработки, в этом документе предложена новая схема земляных работ, которая удовлетворяет ограниченному строительному пространству. При выполнении земляных работ устанавливаются опорные сваи и соединяются с оголовком существующих фундаментных свай. Было проведено тематическое исследование (проект гостиницы в Чжэцзяне), чтобы проиллюстрировать эффективность этой схемы раскопок.Кроме того, был проведен анализ параметров для изучения влияния фундаментной конструкции на несущую способность существующих фундаментных свай в отношении поверхностного трения и торцевого сопротивления существующих фундаментных свай.

Результаты тематического исследования заключаются в том, что влияние диаметра скважины, глубины бурения скважины, расстояния между существующей фундаментной сваей и буровой скважиной, а также количества скважин на торцевое сопротивление можно пренебречь. Поверхностное трение существующей сваи уменьшается с увеличением количества и диаметра скважин в верхних слоях грунта.Однако она увеличивается с увеличением количества и диаметра скважин в нижних слоях почвы. Влиянием диаметра скважины и расстояния между существующей сваей и скважиной на поверхностное трение можно пренебречь, а глубину бурения скважины и количество скважин следует учитывать при проектировании предлагаемой схемы выемки. Предлагаемый новый метод земляных работ потенциально может быть использован для реального инженерного проектирования проектов земляных работ под высотными зданиями в центре города.

Доступность данных

Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Благодарности

Это исследование было поддержано Исследовательским проектом Фонда естественных наук Чжэцзян (грант № LQ20E080010), Фондом постдокторских наук провинции Чжэцзян (грант №zj20180081), Общие промышленные проекты Тайчжоуского научно-технического бюро (грант № 1801gy22) и Учебный проект Тайчжоуского университета (грант № 2017PY004).

Насколько глубока самая глубокая яма?

Портал к центру Земли находится среди руин заброшенной строительной площадки в Мурманске, Россия, недалеко от норвежской границы. Конечно, он закрыт и заварен, но для меня это все равно звучит как фильм ужасов. Самая глубокая яма, когда-либо вырытая, может быть довольно скромной, но я подозреваю, что не я одинок, когда это немного испугало меня.Поиск в Интернете о самой глубокой скважине в мире приводит к предположению: «Кольская сверхглубокая скважина кричит». Недаром местные жители называют его колодцем в ад.

Прежде чем сама мысль о сверхглубокой яме начнет преследовать вас во сне, имейте в виду, что дыра всего девять дюймов в диаметре (это примерно 23 сантиметра). Ты никак не мог попасть в него.

Насколько глубока самая глубокая дыра?

Известная как Кольская сверхглубокая скважина, самая глубокая скважина из когда-либо вырытых достигает примерно 7.5 миль ниже поверхности Земли (или 12 262 метра), глубина, на достижение которой ушло около 20 лет.

Яма должна была пройти «как можно глубже», что, по расчетам исследователей, должно было составить около 9 миль (это ~ 14 500 метров). Но ученые и инженеры были вынуждены сдаться, когда они столкнулись с неожиданно высокими температурами. На глубине 7,5 миль ниже поверхности скалы возрастом 2,7 миллиарда лет находятся там при температуре около 180 градусов Цельсия (или палящих 356 градусов по Фаренгейту).Было почти в два раза жарче, чем они предсказывали.

Российские ученые на Кольском полуострове охарактеризовали породы на этих глубинах как более похожие на пластик, чем на скалу.

Такие высокие температуры деформируют буровые долота и трубы. Сами камни также становятся более податливыми. Российские ученые на Кольском полуострове описали породы на этих глубинах как больше похожие на пластик, чем на скалу.

С тех пор, как в 1992 году бурение было остановлено, а проектная площадка была заброшена примерно десять лет спустя, Кольская сверхглубокая скважина сохраняет рекорд самой глубокой искусственно созданной точки на Земле.С тех пор люди вырыли более длинные скважины, в том числе 12 289-метровую скважину, пробуренную на нефтяном месторождении Аль-Шахин в Катаре, и 12 345-метровую морскую нефтяную скважину рядом с российским островом Сахалин. Но яма на Кольской остается самой глубокой.

Почему мы копаем глубокие ямы?

Есть несколько причин, по которым мы, люди, углубляемся в землю — для начала добыча таких ресурсов, как ископаемое топливо и металлы. В медном руднике 100 летней давности в горах недалеко от Солт-Лейк-Сити, штат Юта, есть яма, глубина которой составляет три четверти мили, а ширина – 2. 5 миль. Алмазный рудник Кимберли в Южной Африке высотой 215 метров является одной из самых больших ям в мире, вырытых руками человека.

[Большие] глубины необходимы, чтобы выделить слабый сигнал нейтрино из более сильного фонового излучения на поверхности Земли.

Мы тоже копаем, конечно, по науке. Эксперименты по поиску нейтрино, почти безмассовых субатомных частиц, которые образуются во взрывных астрономических событиях, таких как взрывы звезд и гамма-всплески, должны размещать свои детекторы глубоко под поверхностью Земли.Так обстоит дело с нейтринной обсерваторией IceCube Университета Висконсина в Антарктиде. Эти глубины необходимы, чтобы выделить слабый сигнал нейтрино из более сильного фонового излучения на поверхности Земли. В случае с IceCube их эксперименты проходят на глубине до 1,5 миль через ямы, «вырытые» путем заливки десятков тысяч фунтов горячей воды, чтобы растопить лед.

Бурение Кольской сверхглубокой скважины в основном было чисто научным. Советские ученые хотели узнать больше о самом внешнем слое нашей планеты, называемом корой, чтобы понять, как эта кора сформировалась и как она развивалась. Теперь я говорю «по большей части», потому что люди сравнивали попытки выкопать самую глубокую яму с космической гонкой. Наука была целью, но все хотели похвастаться победой в гонке к центру Земли.

В 1958 году американская компания, известная как Проект Мохоле, предприняла попытку глубокого бурения на дне Тихого океана у побережья Мексики. Целью проекта было достичь границы, где земная кора встречается со следующим слоем, называемым мантией. . Конгресс прекратил финансирование в 1966 году, когда бурильщики достигли глубины всего 183 метра (или десятая часть мили).

В начале 90-х годов немецкие ученые достигли глубины около 6 миль под поверхностью земли в Баварии в рамках Германской континентальной программы глубокого бурения. Там они столкнулись с сейсмическими плитами и обнаружили температуру 600 градусов по Фаренгейту. Из-за нехватки средств и этот проект был заброшен.

Японское буровое судно Chikyu пробурило дно океана почти на 2 мили, что стало самым глубоким из тех, что мы вырыли в океане для науки. Глубоководный горизонт BP, который был потерян в результате печально известного взрыва и разлива нефти в 2010 году, является рекордсменом по самой глубокой морской скважине на глубине около 5 миль ниже морского дна.

Что мы узнали из скважины?

Несмотря на то, что она не достигла запланированной глубины, Кольская сверхглубокая скважина по-прежнему представляла собой впечатляющий инженерный подвиг. Для реализации проекта необходимо было разработать новую технологию бурения. Это включает в себя буровое долото на конце вала, которое вращалось отдельно, и специальное буровое долото, которое закачивало тип смазки, известный как буровой раствор под давлением, на буровую площадку.

На глубине 4,4 мили (~7 километров) ученые обнаружили окаменелости одноклеточных морских организмов возрастом два миллиарда лет.

Ученых тоже удивило то, что они нашли в этой дыре. Во-первых, они, очевидно, узнали, что нашу температурную карту недр Земли необходимо обновить, поскольку они достигают более высоких температур раньше, чем ожидалось. На глубине 4,4 мили (~7 километров) они обнаружили окаменелости одноклеточных морских организмов возрастом два миллиарда лет. И как бы глубоко они ни копали, они обнаружили жидкую воду, которая намного глубже, чем мы думали раньше, что вода может существовать. Ученые считают, что вода могла быть выдавлена ​​из горных кристаллов из-за невероятно высокого давления.

Как низко мы можем пасть?

Мы на удивление мало знаем о внутренней части нашей планеты, учитывая, что она находится прямо у нас под ногами.

Самый внешний слой Земли, земная кора, имеет толщину около 25 миль под землей. Это означает, что следующий слой, мантия, даже не начинается до глубины почти 25 миль (40 километров) под поверхностью и продолжается еще 1800 миль. Это означает, что, несмотря на впечатляющий характер Кольской сверхглубокой скважины, она по-прежнему проходит только около трети земной коры и 0.2% всего расстояния до центра Земли.

Возможность исследовать более глубокие слои мантии поможет нам понять, почему происходят землетрясения, как образовалась наша планета и как на Земле могла возникнуть жизнь.

Следующим большим толчком для науки будет добраться до мантии. Ученые ожидают, что там температура достигнет 250 градусов Цельсия или около 500 градусов по Фаренгейту. Мантия хранит отпечаток геологической летописи земной истории, подобно тому, как мы можем проследить историю организмов на поверхности Земли по слоям горных пород, которые мы там видим.Возможность исследовать более глубокие слои мантии поможет нам понять, почему происходят землетрясения, как образовалась наша планета и как могла возникнуть жизнь на Земле.

Последняя попытка добраться до мантии возглавляется Центром глубоководных исследований, владельцами бурового судна Chikyu. Они ожидают, что проект займет десятки лет и один миллиард долларов. Chikyu в основном финансируется Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии и Национальным научным фондом США.Другие партнеры включают Европейский консорциум по исследованию океана, Китайскую Народную Республику, Республику Корея, Индию, Австралию, Новую Зеландию и Федеративную Республику Бразилия.

Возможно, чтобы выяснить, что находится у нас под ногами, потребуются поистине глобальные усилия.

Весенние советы для пользователей скважин

Понедельник, 22 марта 2021 г.

По мере того, как весенняя погода продолжает медленно прогреваться, это традиционно время, когда скважины снова начинают работать, чтобы обеспечить орошение и подачу воды.

От полей для гольфа до ферм, от производителей до садовых центров — множество организаций полагаются на свои скважины, чтобы вода текла в засушливые месяцы года.

Однако, поскольку многие системы были законсервированы зимой или оставались бездействующими из-за блокировки Covid, важно выполнить несколько простых проверок, прежде чем запускать их и запускать.

Компания Geoquip Water Solutions, являющаяся экспертом в области обслуживания скважин, предлагает следующее: