Vad är kvicksand i en brunn och hur man kommer igenom den vid borrning

Kvicksand är ett instabilt, vattenmättat jordskikt med en tjocklek som varierar från en till tio meter. På grund av tryckfallet börjar det röra sig, vilket leder till att brunnarna kollapsar. Men med korrekt borrning kan du smärtfritt passera ett farligt avsnitt.

Kvicksandskyltar

Experter delar upp instabila lager i äkta och falska.

Den förstnämnda kännetecknas av följande funktioner:

• De innehåller sand- och dammpartiklar i olika storlekar. Mikroskopiska fragment fungerar som smörjmedel och omsluter och binder hela jordvolymen.
• De är rika på lera i form av en suspension, överdrivet hydrofob. Lerkomponenter bibehåller pålitligt fukt. De börjar röra sig under påverkan av en vattenhammare när kvicksandskiktet öppnas.
• De har låga filtreringsegenskaper och hög fuktinnehåll, vilket överstiger tre procent. Dessutom är deras fuktinnehåll nära flytbarhet.
• De sväller när de fryser och får en monolitisk hårdhet när de är helt torra.

Åsikterna om bildandet av sådana lager skiljer sig åt, men det finns en version som de verkar som ett resultat av aktiviteten hos mikroskopiska levande organismer.

Porösa skikt, bestående av små sandpartiklar, kallas falska. De är övermättade med vatten. De ligger på ett djup av upp till 50 m, vilket leder till att alltför stort marktryck verkar på dem. Som ett resultat tvättades små sandkorn in i brunnaxeln.

Falska kvicksand ger tillräckligt med vatten och med en naturlig eller konstgjord minskning av hydraultrycket passerar de i ett stabilt tillstånd. Vid borrning utgör de inte någon särskild fara.

Farorna med rörliga formationer

Stansning av brunnar genom kvicksand utan förberedelse kan leda till problem:

• fylla brunnens ring med jord, som bokstavligen flyter;
• nedbrytning av tryckutrustning som inte klarar den ökade belastningen;
• förlust av en borrsträng som dras in i håligheten som uppträder efter bergutspolning.

Därefter kan borrhålet förskjutas, dess torkning ofta och regelbundet inträngning av lera partiklar i vattnet.

Funktioner i arrangemanget av vattenintag i områden med kvicksand

Om det finns en sannolikhet för förekomst av kvicksand måste du ta hänsyn till vissa nyanser av arrangemanget av vattenintaget. Förbjuden:

• Installera plaströr. Med tiden kommer den rörliga formationen att krossa polymerelementet, vilket förvärrar systemets funktion eller stoppar det efter fullständig förstörelse av strukturen.
• Gör en vanlig brunn. Även om det visar sig att nå den önskade höjden på vattenpelaren i den, kommer vattenintaget ganska snabbt att sluta fungera och leverera vatten till sina ägare.
• Ignorera den årliga rengöringen av brunnen, annars täpps den snabbt upp.

Under naturliga förhållanden är det flytande skiktet i ett tillstånd av instabil vila. Men i början av varje utgrävningsarbete börjar jordskiktet, som är alltför mättat med fukt, omedelbart röra sig, enligt dess fysiska egenskaper blir det som en vätska. Alla ansträngningar för att gräva en brunn i sådan jord kan jämföras med försök att göra en fördjupning i vattenytan, eftersom det flytande skiktet omedelbart kommer att fylla grundgropen.

Det är ganska svårt att ta reda på exakt om det finns kvicksand eller inte.För att ta reda på det är det nödvändigt att utföra prospekteringsarbete innan man borrar en gruva.

Om det inte är möjligt att anställa proffs, ta ett jordprov med en handborr innan du stansar en gruva. Det är möjligt att bestämma närvaron av ett instabilt skikt när man fördjupar 1,5–2 m genom hur verktyget kommer att doppa ner: det faller som i ett tomrum.

Dessutom kan du chatta med grannar som har brunnar, eller se planer för området skapade på grundval av teknik och prospekteringsaktiviteter. De innehåller information om markens särdrag och förekomsten av akviferer.

Passage av kvicksand på grunt vattenintag

Om ett grunt borrhål är tillräckligt - upp till 20 m kan det instabila skiktet trängas igenom med traditionell slagborrning. De abessinska vattenintagen är utrustade med en liknande metod. Det är inte svårt att gå igenom kvicksand när man slagar en brunn för hand: allt som krävs är att hamra röret med en "kvinna" av tungmetall.

Du kan använda slagverkstekniken, som innebär att en bailer placeras inuti höljet. I en sådan situation låter enheten dig dra ut den flytande jorden. För att underlätta arbetet är det lämpligt att fästa kabeln på ett speciellt stativ och lyfta den med hjälp av en växelmotor med en koppling.

För att förhindra att trumman snurrar av tröghet efter att ha träffat bailern kan du installera en speciell bromsanordning.

Om gruvan är grund och själva lerlagret ligger nära ytan kan en annan metod tillämpas. Kvicksand passeras här med en handmonterad plankonstruktion för tunga och spår. Varje element är 5 cm tjockt och 200 m långt, slipat i botten.

För att stoppa leraflödet måste du:

1. Kör träämnen till 0,4 m djup längs hela axelns omkrets.
2. Plocka försiktigt jorden upp till den spetsiga botten på tungan och spårbrädorna och börja borrningen.
3. Upprepa cykeln - fördjupa arkstapeln genom att köra in och borra igen. Detta måste göras tills det vattendränkta skiktet har passerat helt.

Brunnens botten är förstärkt med en enkel trälåda med hål. Den placeras på en sandgruskudde. Således skapas ett hemgjort filter från smuts och sandkorn. Det är också möjligt att täcka botten med ett brädskydd, i vilket hål borras för vattenintag efter att borrningen är klar.

Sådana metoder för skydd mot kvicksand fungerar emellertid bara när vattenflödet med en blandning av lera inte är för kraftigt, rinner utan tryck.

Problemlösning för djupa brunnar

Huvuduppgiften när du stansar en gruva genom kvicksand är att komma igenom detta instabila, rörliga jordlager utan att förlora borrsträngen. För att lösa problemet används tre metoder aktivt:

• Parallell höljesborrning. Tekniken består i det faktum att höljesröret under stansning sänks ner i borrhålsaxeln tillsammans med borrmaskinen. Detta fördröjer avsevärt hela arbetsförloppet och gör dem dyrare.
• Användning av polymerlim eller bentonit. De behövs för att bilda gruvan, förstärka dem och skydda dem från förstörelse med kvicksand.
• Tillämpning av en speciell ledare. Det är avsett, som är fallet med höljet, att skydda borrstången och väggarna i det genomborrade borrhålet från det flytande skiktet.

Det senare alternativet skiljer sig från det första genom att ledaren används för att borra genom ett alltför fuktmättat lager av jorden. Borrning upp till gränsen för denna formation utförs på vanligt sätt. Stansning utförs också med den traditionella metoden, utan användning av en ledare, efter att kvicksand har passerat helt.

Att borra genom en instabil formation är utmanande. Det är bättre att välja en plats med ett mer stabilt underlag eller bygga en abessinisk brunn istället för en konventionell brunn.