Курсовая работа по Геология на тему Анализ и бурение скважин в древнем Китае

Введение
Актуальность темы. Древние китайцы придумали свой собственный способ бурения, и им нужно было добывать соль и питьевую воду. Историки обнаружили и подтвердили, что китайцы уже умели бурить скважины в середине третьего века до нашей эры. Речь идет о первой скважине в Китае, пробуренной в Гуаньчжу, Чэнду, методом углубления, изобретенным древним ученым Ли Бином. Это первый в мире соляной колодец. В последующие столетия диаметр колодца продолжал углубляться и увеличиваться.
Долгое время спустя, во времена династии Мин, правившей Китаем с четырнадцатого века до середины семнадцатого века, технология бурения начала совершенствоваться, и стали появляться первые технологии бурения, которые упрощали человеческий труд. Он был изобретен в провинции Цзилицин, Сычуань. Сейчас здесь даже есть выставка, на которой представлены все методы бурения того периода и используемое для этого оборудование (буровые установки и другие специальные сооружения), которые на наш современный взгляд являются примитивными.
В 1835 году в Шанхае с использованием метода сейсмического троса была построена самая глубокая скважина в Китае того времени. Из него извлекают солевой раствор и природный газ. Кстати, он использовался в течение 160 лет и был запечатан только в 189 году.
Уже в седьмом веке до нашей эры китайцы могли строить источники глубиной более 512 метров – по крайней мере, Конфуций доказал это. В работах того времени технология бурения была подробно описана. Китайские мастера используют в своей работе металлические стамески, прикрепленные к бамбуковым палочкам. Древнее сверло было поднято с помощью веревки и упало в отверстие в земле с высоты. Отбитая часть породы смешивается с водой, и на поверхности выделяется полужидкое вещество. Кстати, технология ударно-канатного бурения известна и сегодня.
Объект исследования – древний Китай.
Предмет исследования – скважины в древнем Китае.
Цель исследования – рассмотреть бурение скважин в древнем Китае.
В соответствии с этой целью были поставлены и разработаны следующие задачи:
 раскрыть ударно-канатное и роторное бурение;
 рассмотреть канатно-вращательное и шнековое бурение;
 охарактеризовать гидробурение и перфоративное бурение;
 отразить древнекитайские изобретения;
 рассмотреть гидротехнику в древнем Китае.
Структура работы состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложения.

















1. Основные способы бурения скважин
1.1 Ударно-канатное и роторное бурение
Этот метод бурения очень древний и впервые был использован в Древнем Китае. Некоторые характеристики все еще отличаются от ударного канатного бурения сегодня, однако принцип в целом тот же. В древние времена был выброшен конический груз, а затем, когда он опустился, он оттолкнул почву и прижал землю к земле. Сегодня таким способом создаются лунки, берутся забивные стаканы и различные желе. Желе - это простой снаряд, который бросают в колодец с высоты. При ударе о землю снаряд входит в землю и остается в ней благодаря специальному клапану. После этого оборудование занято, выберите из него грунт и снова бросьте его. Также используется стаканчик для подсчета очков, который также представляет собой яичный желток, но только без специального клапана, поэтому земля остается в стакане под действием трения. Они используют желоба и забойные стаканы для бурения скважин на обходном грунте и песке. Благодаря использованию забивных чашек колодцы можно делать на глине, суглинке и вообще на вязкой земле. Когда стекло отваливается, такая почва остается внутри и становится хорошей [16, с.54].
Этот метод бурения довольно сложен и требует много энергии и времени. Иногда, чтобы пробить твердый каменистый грунт, для ударного канатного сверления используется сверлильный патрон. С его помощью перфорируется твердая порода почвы. Используйте яичный желток, чтобы удалить камень из колодца.
Ударно-канатное бурение привело к образованию большой и глубокой шахты - глубиной до трехсот метров. Однако, если глубина колодца большая, то без телескопической конструкции не обойтись. Это означает, что верхняя часть скважины создается трубой с наибольшим диаметром. После этого через определенную глубину следуют трубы меньшего диаметра, а затем еще меньше и мельче. Кроме того, для удобства используются переносные буровые установки, которые подходят для бурения ударно-канатным методом. Этот вид бурения скважины требует много времени, весь процесс медленный и требует много усилий и времени, в отличие от спирального бурения, однако для того, чтобы создать скважину таким способом, нет необходимости в большом количестве специально оборудованного пространства [9, с.103].
Вращательное бурение. Этот способ бурения платформ требует специального оборудования, особенно буровых установок. Часто используется ARB-2a2. При таком бурении порода разрушается под воздействием шарошечного долота, а измененный грунт поднимается буровым раствором. Такая конструкция скважины называется промывочным бурением. Следовательно, возможно разрушение известкового слоя и каменных включений. Бурильная труба приводится в движение крутящим моментом ротора, ротор расположен на самой буровой установке, двигатель внутреннего сгорания расположен непосредственно на буровой установке, а ротор имеет приводное устройство. Для того чтобы стамеска вращалась и сверлила отверстия, на нее накладывается большая нагрузка. Это может быть достигнуто с помощью сверхпрочной бурильной трубы.
1.2 Канатно-вращательное и шнековое бурение
При использовании аналогичного метода для бурения платформы это означает использование полого стержня с отверстием для сверления на одном конце. Земля, размягченная этим оборудованием, достигает верха благодаря использованию бурового раствора для промывки.
Затем раствор поступает в отстойник. Поэтому бурение скважины осуществляется с использованием подпора.
Такой способ бурения осуществим благодаря использованию портативных буровых установок. В большинстве случаев это вологодские, курганские, минские установки. Этот метод подходит для бурения в труднодоступных местах. Он также подходит для бурения скважины на песке на глубину до пятидесяти метров. При бурении используется не только вода, но и специальный буровой раствор, содержащий бентонит. В процессе строительства колодца бентин позволяет укрепить стенки колодца и предотвратить их обрушение. После этого рабочее буровое оборудование извлекается из скважины, а пластиковая труба и фильтр помещаются в отверстие на дне. При этом диаметр трубопровода должен составлять до 125 мм, а диаметр скважины - до 200 мм. Оставшееся пространство между трубопроводом и скважиной заполняется гравием, фракция которого в среднем колеблется от пяти до двадцати миллиметров. Засыпка гравием значительно улучшила работу скважины, ее характеристики и эксплуатационное качество, а также срок службы. Таким образом, вы можете создавать глубокие колодцы и большие скважины глубиной до трехсот метров. Однако, если глубина скважины превышает триста метров, то она будет иметь телескопическую конструкцию [7, с. 24].
Скважина, пробуренная винтом. Этот метод бурения также называется ротационным. Существует два основных типа оборудования для разрушения горных пород:
1. Сверло представляет собой керноприемник большого диаметра.
2. Стамеска с двумя или тремя лезвиями.
Шнек сам доставляет поврежденную породу на поверхность. В то же время этот способ строительства скважины является одним из самых быстрых и эффективных методов. За день работы шнеком можно уйти на глубину до сорока метров, однако это возможно в условиях мягкой породы. Роторное бурение применяется для разведочных скважин, при строительстве канализационных люков. Однако этот метод не подходит, если вам нужно сделать скважину на большую глубину в мягкой и рыхлой почве, например в песке. Перед установкой обсадной колонны стены сооружения могут легко разрушиться. Для суглинистых и глинистых почв этот метод является одним из наиболее эффективных и качественных. Диаметр скважин, пробуренных шнеками, в среднем колеблется от 50 до 760 мм [46, с. 33].
Когда шнек вынимается из скважины, вы можете увидеть, насколько глубок песок водоносного горизонта. Водный песок - это песок с крупными частицами породы, иногда с примесью гальки.
Этот метод бурения, безусловно, является доступным и дешевым. Однако, если во время бурения будут обнаружены валуны или известковые наслоения, то это будет совершенно недопустимо и делать скважины таким способом невозможно.
1.3 Гидробурение и перфоративное бурение
В целом, этот тип бурения очень похож на вращение каната. Разница заключается в забурниках. Земля размывается под воздействием высокого давления воды. Он идеально подходит для рыхлой почвы, суспензии и песка. Однако у него есть некоторые недостатки, один из которых заключается в том, что он не может справиться со слоем юрской глины. Когда он попадает на зыбучие пески, поглощается большое количество воды, и осажденный песок замедляет процесс бурения.
Скорость сверления очень высокая. Вот почему важно заранее подготовить корпус, чтобы его можно было быстро установить на землю. Вода, используемая для бурения, должна содержать соляную кислоту, а ее концентрация должна составлять один к 200 000. Это не позволяет загрязнять резервуар при строительстве скважины. Сам процесс создания скважины происходит довольно быстро, но еще до начала бурения обсадную колонну необходимо заранее подготовить к монтажу. Поток воды должен содержать по крайней мере одну миллионную часть соляной кислоты. Это позволяет предотвратить загрязнение водного слоя [17, с. 54].
При таком способе бурения можно сделать скважину глубиной до пятнадцати метров и диаметром от пятидесяти до трехсот миллиметров. После установки обсадной колонны колонну заливают снаружи колонны, по крайней мере, в трех метрах от земли.
Перфорационное бурение, этот метод бурения используется при строительстве абиссинских скважин. Для этого используется железная труба, которая собирается из отрезков разной длины, которые скрепляются между собой с помощью муфты. По своей форме они похожи на своеобразное копье, поэтому их еще называют колодезной иглой. Герметичность резьбового соединения очень важна, она достигается с помощью силиконовой смолы или гигиенического полотна. Сначала просверлите отверстия до того, как начнется полив слоя земли. На сухом грунте диаметр лунки должен составлять от пятидесяти до восьмидесяти миллиметров. После этого скважина помещается в фильтр, а обсадная колонна закупоривается [21, с. 66].
В нижней части такого рода труб находится фильтр, представляющий собой простую трубу того же диаметра. В нем много отверстий со средним диаметром от пяти до восьми миллиметров. Снаружи он защищен фильтром, который может пропускать влагу и задерживать взвеси и песок. Только частицы наименьшего диаметра и размера проходят через аналогичную сетку, сплетенную из тесьмы. Для того чтобы проложить такого рода трубопровод на глубину от восьми до двенадцати метров под землей, использовалось различное оборудование, от стержней до бабки.
Итак, забивание с использованием штанги. Штанга представляет собой прут из прочного металла, шестнадцать-двадцать миллиметров в диаметре. Его можно по мере того, как оборудование углубляется, наращивать. С помощью этого устройства он заключается в том, что наконечник фильтра отбивается, в результате нить не порвется и не изменится, а сама нагрузка распределяется по наконечнику, что помогает быстро и эффективно перемещаться на землю.

2. Анализ бурения скважин в Древнем Китае
2.1 Древнекитайские изобретения
Китайцы, будь то современные или древние, всегда очень прилежны и изобретательны. Чтобы удовлетворить свои повседневные потребности, они создали и внедрили некоторые из самых важных и долговечных предметов в истории. Самое древнее изобретение в Китае восходит к периоду палеолита. Их инновации всегда опережали их современников. Из древнего Китая в мире есть компас, порох, бумага, книгопечатание и многое другое.
До изобретения бумаги люди писали на различных материалах: дереве, камне, кости. Но примерно в 2200 году до нашей эры египтяне обнаружили тростниковый папирус. Его используют для письма, накладывая друг на друга тонкие полоски, смоченные в воде. Но бумага, похожая на современную, была изобретена в Древнем Китае около 105 года до н.э., когда правил император Хэ Кайлун [19].
Но, согласно недавним археологическим открытиям, ясно, что бумага была изобретена два столетия назад. Им пользовались китайские солдаты. Старинная бумага изготавливается из измельченной коры шелковицы и конопли. Бумага стала новым материалом для письма. Он использовался по всему Китаю, а затем распространился по всему миру вдоль Великого Шелкового пути.