Méthodes de forage des puits d'eau

Il n'est pas surprenant que le forage du puits d'eau soit une entreprise ancienne. Il y a environ 8 000 ans, les premiers puits d'eau ont été creusés à la main pour fournir une source d'eau sûre, propre et fiable pour les premières civilisations. Notre besoin d'eau n'a pas changé, mais bien la technologie de forage a parcouru un long chemin depuis lors.

Dans certaines régions du monde, creuser manuellement un puits d'eau est toujours le moyen le moins cher et le plus pratique d'améliorer l'accessibilité de l'eau, en particulier pour les puits ponctuels. Cependant, pour les entrepreneurs et les groupes qui cherchent à ajouter ou à élargir leurs capacités de forage de puits d'eau à long terme, le forage mécanique peut offrir une option plus rapide et plus efficace.

Il y a deux choses à garder à l'esprit lors du choix de l'équipement de forage des puits d'eau: 1) la méthode doit correspondre à la géologie. 2) Considérez les coûts, à court terme et à long terme. Pour un seul puits, les techniques manuelles peuvent ne pas coûter cher, mais les méthodes de forage à main peuvent-elles gérer les conditions du sol sur votre site? Et comment le coût global se déroule-t-il pour creuser plusieurs puits? D'un autre côté, les options de forage des puits mécaniques peuvent être en mesure de terminer le travail rapidement, mais peuvent ne pas tenir dans le budget d'une opération qui ne recherche que quelques puits par an.

Voyons de plus près les avantages et les inconvénients de certaines techniques de forage manuelles et mécaniques populaires pour déterminer quelle pourrait être la meilleure option pour votre opération.

Techniques manuelles

Pour beaucoup, creuser un puits d'eau rappelle un individu dans un trou profond et boueux, passer des seaux de terre et pour raison. La difficulté à main est probablement la méthode manuelle la plus ancienne et la plus fréquemment utilisée pour avoir accès aux eaux souterraines et c'est un travail sale et à forte intensité de main-d'œuvre.

Comme d'autres techniques manuelles - y compris les boues, le forage des percussions manuelles, le point d'entraînement et l'augmentation de la main - la perquisition à la main ne nécessite que des outils simples et beaucoup de travail acharné, c'est pourquoi les individus et les communautés utilisent efficacement ces techniques depuis si longtemps. Comme le dit le dicton, [s'il n'est pas cassé, ne le réparez pas. "Et pour les zones ayant un accès limité à l'équipement lourd ou au carburant, ces techniques sont toujours une option viable.

Avantages:

• Nécessite des outils simples accessibles localement
• Peut atteindre des profondeurs de 230 pieds (70 mètres) ou plus profondément selon la méthode et la géologie
• Les travaux peuvent être achevés rapidement avec de grands équipages

Les inconvénients:

• Risque élevé de contamination de surface
• Difficile ou impossible à percer à travers la roche ou le sol dense
• La plupart des méthodes deviennent instables à moins de 33 pieds (10 mètres)
• La plupart des méthodes nécessitent une nappe phréatique élevée

Peut-être que le plus gros inconvénient pour creuser manuellement les puits d'eau est la façon dont le processus est inefficace pour plusieurs puits. L'installation d'une demi-douzaine de puits dans une seule zone pourrait ne pas casser la banque, mais l'embauche à plusieurs reprises de grands équipages peut s'additionner rapidement. De plus, les obstacles géologiques et le risque de contamination par des techniques manuelles les rendent moins attrayants pour les entrepreneurs et les groupes qui cherchent à produire des puits durables dans plusieurs régions.

Après avoir considéré les avantages et les inconvénients, si le forage manuel semble être la meilleure option pour votre projet, le forage manuel des percussions est probablement la technique la plus efficace et la plus utilisée. Le processus consiste à laisser tomber à plusieurs reprises un lourde foret connecté à une corde ou à un câble dans un trou partiellement rempli d'eau pour desserrer le sol et à giver des morceaux de roche. Un foret aiguisé et une valve à sens unique au bas du tuyau de forage peuvent être ajoutés pour créer une technique de relève de percussion hybride pour une efficacité accrue. Le forage de percussion manuel est plus rapide que les autres méthodes manuelles, capables de pénétrer la roche (très lentement) et est facilement scellée pour éviter la contamination. Cependant, le forage de percussion mécanique - qui mécanisait la méthode manuelle en bas - est une option beaucoup plus efficace pour les opérations à la recherche d'une solution à long terme.

Méthodes mécaniques

Lorsque les méthodes de forage manuel reposent sur des outils simples, les grandes équipes de travail, le travail acharné et la patience pour faire le travail, les méthodes de forage mécanique utilisent des moteurs, des engrenages et du carburant pour alimenter les rochers et les sols difficiles. Ces techniques peuvent creuser plus rapidement et plus profondément que les méthodes manuelles et sont idéales pour les entrepreneurs et les groupes à la recherche d'un équipement facile à utiliser efficace et très maniable. Pour le forage d'un seul puits, ils pourraient ne pas être rentables, mais pour les opérations qui cherchent à ajouter du puits d'eau à former à leurs services, investir dans la plate-forme de forage de puits d'eau pour votre opération peut offrir un retour sur investissement rapide et ouvrir de nouvelles possibilités.

Il existe plusieurs méthodes populaires, chacune avec ses propres avantages et inconvénients, alors considérez vos besoins et la géologie de votre domaine d'opération avant de vous engager dans un forage mécanique.

Jet de jet: Avec cette méthode, une pompe force l'eau dans un tuyau de forage et sort une buse étroite pour faire un jet d'eau qui desserre les sédiments. L'eau à l'extérieur du tuyau de forage transporte les coupes jusqu'à la surface et dans une fosse de décantation, creusée à côté du forage. La pompe ramène ensuite l'eau dans le tuyau. Le tuyau de forage est suspendu d'un trépied et tourné à la main pour garder le trou droit. Dans le sable fin, cette méthode peut atteindre des profondeurs de 197 pieds (60 mètres).

Avantages:

• Ne nécessite que deux personnes
• Seuls les outils sont une pompe qui peut générer une pression et un tuyau suffisants

Les inconvénients:

• Fonctionne uniquement dans des sédiments doux et à grains fins
• Difficile à installer le joint sanitaire pour protéger de la contamination de la surface

Outil de câble: il s'agit d'une version mécanisée du forage de percussion manuelle. Un foret lourd est fixé à un câble en acier et surélevé et a déposé le forage. Les boutures sont toujours enlevées manuellement avec un bailer et plusieurs mètres d'eau doivent être maintenus dans le forage pour maintenir les boutures en suspension. L'équipement va d'un treuil de base monté sur le dérapage avec un trépied à un ensemble complexe de poulies et de tambours avec un grand mât. Les grandes plates-formes de câble sont montées sur une remorque ou le lit d'un camion et utilisent des moteurs hydrauliques pour soulever et abaisser le mât et faire pivoter les tambours du câble. Ces unités plus grandes sont capables de percer des centaines de pieds de profondeur dans pratiquement toutes les conditions géologiques.

Avantages:

• Utilise le moins de carburant

Les inconvénients:

• Méthode mécanique la plus lente
• Boîtier en acier nécessaire pour empêcher le trou de l'effondrement lorsque vous travaillez dans des sédiments en vrac
• Peut nécessiter un équipement supplémentaire comme le soudeur à l'arc et la torche de coupe pour le boîtier d'entraînement

Rotary de boue: Le concept de base derrière la forage rotatif de boue est similaire à la jet. Ajouter un grand bit de coupe, des longueurs de tuyau de forage en acier avec des joints filetés, un moteur pour tourner et soulever le tuyau de forage et un mât robuste pour soutenir le tuyau et vous êtes prêt pour le forage du puits rotatif. Le forage rotatif de boue mélange également de l'argile bentonite ou d'autres matériaux dans l'eau de jet pour améliorer sa capacité à soulever les boutures. Ce fluide est appelé [forage de boue "" et est la [boue "référencée au nom de la méthode.

Les deux catégories de base de forage rotatives de boue sont: le disque de table, où un mécanisme rotatif près de la base de la plate-forme tourne le tuyau de forage, et le lecteur supérieur, où un moteur attaché à l'extrémité supérieure du tuyau le tourne. Dans les deux cas, l'extrémité supérieure du tuyau est fixée à un mécanisme de levage qui le déplace le long du mât. Les deux types de plates-formes rotatives de boue ont également un pivot attaché à l'extrémité supérieure du tuyau, permettant à la boue de forage d'être pompée dans le tuyau pendant qu'il tourne.

Selon la taille, une plate-forme rotative de boue peut percer jusqu'à 3 281 pieds (1 000 mètres). Les gréements de forage LS100 et LS200 sont des plates-formes rotatives de boue à la petite extrémité des tailles de plate-forme de forage, mais même ces petites machines peuvent percer un forage de 8 pouces (20 centimètres) à une profondeur de 197 pieds (60 mètres). Pour plus de puissance dans les sols difficiles, Lone Star a développé la série hydraulique. Le LS300H + est capable de percer un forage de 6 pouces (15 centimètre) jusqu'à 300 pieds (91,4 mètres).

Avantages:

• Le forage de la boue maintient le forage ouvert en éliminant le besoin de boîtiers d'entraînement
• Plus rapide que l'outil de câble et les méthodes de jet

Les inconvénients:

• Forage à travers la roche uniquement possible avec des plates-formes plus grandes
• Plusieurs moteurs consomment plus de carburant par heure que la plate-forme à outils de câble
• Les grandes plates-formes nécessitent des véhicules de soutien pour transporter l'eau et les tuyaux de perceuse

Rotary d'air: les éléments mécaniques d'un forage rotatif d'air sont similaires à une plate-forme rotative de boue, y compris une option de lecteur de table ou un entraînement supérieur pour le tuyau rotatif. La principale différence est l'utilisation de l'air comprimé pour éliminer les boutures plutôt que de former de la boue. La plate-forme rotative d'air utilise le même type de forets que la plate-forme de boue, mais il peut également percer avec un marteau en bas. Il utilise de l'air comprimé pour briser la roche et peut percer très rapidement. Une grande plate-forme rotative d'air peut percer plus de 1640 pieds (500 mètres) dans les bonnes conditions géologiques.

Avantages:

• Méthode de forage la plus rapide
• Configuration plus rapide que les autres méthodes

Les inconvénients:

• Méthode la plus chère
• Consomme le plus de carburant par heure
• Nécessite des véhicules de soutien et un grand compresseur d'air