Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жерге бұрғыланған тар шахта
Narrow shaft bored in the ground
Ұңғыма – жерге тік немесе көлденең бұрғыланған тар шахта. Ұңғыма суды (бұрғыланған су ұңғымасы және құбыр ұңғымасы), басқа сұйықтықтарды (мысалы, мұнай) немесе газдарды (мысалы, табиғи газ) алу сияқты әртүрлі мақсаттарда салынуы мүмкін. Ол сондай-ақ геотехникалық зерттеулер, қоршаған ортаны бағалау, минералдарды іздеу, температураны өлшеу, тіреулерді немесе жер асты коммуникацияларын орнатуға арналған бастапқы тесік ретінде, геотермальдық қондырғылар үшін немесе көміртегіді жинау және сақтау сияқты қажетсіз заттарды жер астында сақтау үшін қолданылуы мүмкін.
A borehole is a narrow shaft bored in the ground, either vertically or horizontally. A borehole may be constructed for many different purposes, including the extraction of water (drilled water well and tube well), other liquids (such as petroleum), or gases (such as natural gas). It may also be part of a geotechnical investigation, environmental site assessment, mineral exploration, temperature measurement, as a pilot hole for installing piers or underground utilities, for geothermal installations, or for underground storage of unwanted substances, e. g. in carbon capture and storage.
Маңыздылық
Инженерлер мен экологиялық консультанттар бұрғылау ұңғымасы терминін геотехникалық зерттеу немесе қоршаған ортаны бағалау (II кезең ЭҚЖ деп аталатын) аясында бұрғыланған барлық түрлі тесіктерді бірлесіп сипаттау үшін қолданады. Бұл топырақ, су немесе тау жынысы үлгілерін алу, орналасқан жердегі үлгілеу құралдарын орнату немесе бақылау ұңғымалары мен пьезометрлерді орнату үшін жасалған тесіктерді қамтиды. Ұңғымалардан алынған үлгілер зертханада олардың физикалық қасиеттерін анықтау үшін немесе әртүрлі химиялық құрамдастардың немесе ластаушы заттардың деңгейін бағалау үшін жиі сыналады. Әдетте, су ұңғымасы ретінде пайдаланылатын бұрғылау ұңғымасы тік құбыр (қаптама) және ұңғыма экраны орнату арқылы аяқталады, бұл ұңғыманың құлауын болдырмайды. Сондай-ақ, бұл жер бетіндегі ластаушы заттардың ұңғымаға енуіне кедергі келтіреді және орнатылған сорғыны құм мен шөгінділерден қорғайды. Мұнай және табиғи газ ұңғымалары да ұқсас, бірақ көбінесе күрделірек жолмен аяқталады. Прокси (климат) бөлімінде егжей-тегжейлі сипатталғандай, әртүрлі тереңдіктегі бұрғылау температурасының өлшемдерін тарихи беткі температураны бағалауға көмектесу үшін тиімді түрде "кері аударуға" болады (матрицалық теңдеуді шешуге арналған математикалық формула). Пластмасса PEX түтігінен жасалған жылу алмастырғыштармен жабдықталған шағын диаметрлі бұрғылау тесіктерінің топтары қарсы маусымдар арасында табиғи тау жынысы массасында жылуды немесе суықты сақтау үшін қолданылуы мүмкін. Бұл техника маусымдық жылу энергиясын сақтау деп аталады. Бұл техникада қолданылатын материалдар шағылдан тасқа дейін өзгеруі мүмкін. Мүмкін бірнеше тесік болуы мүмкін, ал тәжірибеде тереңдігі 150-ден 1000 футқа дейін жетеді.
Engineers and environmental consultants use the term borehole to collectively describe all of the various types of holes drilled as part of a geotechnical investigation or environmental site assessment (a so called Phase II ESA). This includes holes advanced to collect soil samples, water samples or rock cores, to advance in situ sampling equipment, or to install monitoring wells or piezometers. Samples collected from boreholes are often tested in a laboratory to determine their physical properties, or to assess levels of various chemical constituents or contaminants. Typically, a borehole used as a water well is completed by installing a vertical pipe (casing) and well screen to keep the borehole from caving. This also helps prevent surface contaminants from entering the borehole and protects any installed pump from drawing in sand and sediment. Oil and natural gas wells are completed in a similar, albeit usually more complex, manner. As detailed in proxy (climate), borehole temperature measurements at a series of different depths can be effectively "inverted" (a mathematical formula to solve a matrix equation) to help estimate historic surface temperatures. Clusters of small diameter boreholes equipped with heat exchangers made of plastic PEX pipe can be used to store heat or cold between opposing seasons in a mass of native rock. The technique is called seasonal thermal energy storage. Media that can be used for this technique ranges from gravel to bedrock. There can be a few to several hundred boreholes, and in practice, depths have ranged from 150 to 1000 feet.
Тарих
Ұңғыма бұрғылаудың тарихы ұзақ. Кем дегенде Хан әулеті кезінде (б.з.д. 202 – 220 ж.) қытайлар кен өндіру және басқа да жобалар үшін терең бұрғылауды қолданған. Британдық синолог және тарихшы Майкл Лоуэ бұрғылау орындарының тереңдігі 600 м (2000 фут) дейін жететін болған. К. С. Том бұрғылау процесін былай сипаттайды: «Қытайлықтардың терең бұрғылау әдісі бір топ адамның бұрғылау бітіне соққы беру үшін үстіне және төмен секіруі арқылы жүзеге асырылған, ал бұқалар мен өгіздер бұрғылау құралын айналдырған». Бұл 1860 жылдары Калифорнияда мұнай өндіру үшін қолданылған әдіспен (яғни «Оны жерге түсіру») бірдей болған. Хэбэй провинциясының Синьлун қаласында табылған Батыс Хан әулетінің қола құю шеберханасының жанындағы кен шахталары 100 м (328 фут) тереңдікке жететін кең кендік аймақтарға ие болған; шахталар мен бөлмелер ағаш каркаспен, баспалдақтармен және темір құралдармен толық жабдықталған. Б.з.д. бірінші ғасырда қытай шеберлері темір бұрғылау біттерін құйып, бұрғылаушылар 4800 фут (1500 м) тереңдікке дейін ұңғымалар бұрғылай алған. 11-ғасырға қарай қытайлықтар 3000 фут тереңдікке дейін бұрғылау орындарын жасаған. Ұңғыма бұрғылау уақытты көп алатын және ұзақ процесс болған. Ұңғымалардың тереңдігі әртүрлі болғандықтан, бір ұңғыманы бұрғылауға он жылға жуық уақыт кеткен. Еуропа мен Батыс 19-ғасырға дейін ғана Қытайдың ежелгі бұрғылау технологиясына жете алған және онымен бәсекелесе бастаған. Chayvo Z 44 ұзартылған ұңғымасы 2012 жылдың 27 тамызында әлемдегі ең ұзын ұңғыма атағын алды. Z 44-тің жалпы өлшенген тереңдігі 12 376 м (40 604 фут) құрайды. Дегенмен, ERD ұңғымалары Кола ұңғымасына қарағанда көлденең ығысудың үлкендігіне байланысты шамалы терең. 2023 жылдың шілдесінде Қытай терең бұрғылауды бастады, бірі Сычуань алқабында 10 520 метрге (34 514 фут) жететіні күтілуде, ал екіншісі Тарым алқабында 11 100 метрге (36 417 фут) тереңдікке жоспарланған.
Borehole drilling has a long history. By at least the Han Dynasty (202 BC – 220 AD), the Chinese used deep borehole drilling for mining and other projects. The British sinologist and historian Michael Loewe states that borehole sites could reach as deep as 600 m (2000 ft). K. S. Tom describes the drilling process: "The Chinese method of deep drilling was accomplished by a team of men jumping on and off a beam to impact the drilling bit while the boring tool was rotated by buffalo and oxen." This was the same method used for extracting petroleum in California during the 1860s (i. e. "Kicking Her Down"). A Western Han Dynasty bronze foundry discovered in Xinglong, Hebei had nearby mining shafts which reached depths of 100 m (328 ft) with spacious mining areas; the shafts and rooms were complete with a timber frame, ladders and iron tools. By the first century BC, Chinese craftsmen cast iron drill bits and drillers were able to drill boreholes up to 4800 feet (1500 m) deep. By the eleventh century AD, the Chinese were able to drill boreholes up to 3000 feet in depth. Drilling for boreholes was time consuming and long. As the depth of the holes varied, the drilling of a single well could last nearly one full decade. It wasn't up until the 19th century that Europe and the West would catch up and rival ancient Chinese borehole drilling technology. The Chayvo Z 44 extended reach well took the title of the world's longest borehole on 27 August 2012. Z 44's total measured depth is 12,376 m (40,604 ft). However, ERD wells are more shallow than the Kola Borehole, owing to a large horizontal displacement. In July 2023, China began drilling deep boreholes, one at the Sichuan Basin expected to reach 10,520 meters (34,514 feet) into the ground and the other at the Tarim Basin with a planned depth of 11,100 meters (36,417 feet).
Әдістеме
Бұрғылаушылар бұрғылау қондырғысы немесе қолмен басқарылатын қондырғыны пайдаланып, бұрғылау орнына тесік қаза алады. Тесік қазуға қолданылатын техника мен жабдықтар өндірушіге, геологиялық жағдайларға және жобаланған мақсатына қарай айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін. Теңіздегі бұрғылау үшін жүзбелі құрылымдар немесе теңіз түбіне тіреліп тұратын платформалар бұрғылау қондырғысы ретінде қолданылады.
Drillers may sink a borehole using a drilling rig or a hand operated rig. The machinery and techniques to advance a borehole vary considerably according to manufacturer, geological conditions, and the intended purpose. For offshore drilling floating units or platforms supported by the seafloor are used for the drilling rig.
Қолмен қазу әдісі
Әсіресе дамып келе жатқан елдерде көптеген ұңғымалар әлі де қолмен қазылады. Қазба жұмыстары қарапайым құралдармен – мысалы, кепшіктермен, темір қазықтармен және бұрыштармен қолмен еңбек ету арқылы басталады. Жұмысшылар топырақты қабат-қабат қазып шығарады, көбінесе дөңгелек қозғалыс жасап, ұңғыма пішіндес шұңқыр құрайды. Бұл процесс баяу және қиын, командалық жұмыс пен үйлесімділік қажет. Қабырғалардың құлауын болдырмау және су сапасын қамтамасыз ету үшін ұңғыма кірпіш, тас немесе бетон сақиналар сияқты материалдармен қапталады. Бұл нығайту ұңғыма құрылымының беріктігін сақтайды және ластанудың алдын алады. Суға шөгінділердің енуін болдырмау үшін түбіне бетон плита немесе тақта орнатылуы мүмкін. Ұңғыманың үстіңгі жағы қоқыс пен ластанудан қорғау үшін жабылады.
Especially in developing countries many boreholes are stull dug by hand. The digging begins with manual labor using basic tools such as shovels, picks, and crowbars. Workers excavate the soil layer by layer, often using a circular motion to create a well shaped hole. The process is slow and demanding, requiring teamwork and coordination. To prevent the walls from collapsing and to ensure water quality, the borehole is lined with materials like bricks, stones, or concrete rings. This reinforcement maintains the integrity of the borehole's structure and helps to prevent contamination. A concrete platform or slab may be installed at the bottom to prevent sediment from entering the water. The top of the borehole is capped to protect it from debris and contamination.