Difference between revisions of "浸会钻井法"

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浸会法是一种基于[[Sludging - Asian sludge|亚洲污泥法]]的手动钻井方法。在发展中国家，非常贫穷的村民用这种方法很快的学会了如何自己打井。任何普通的电弧焊接车间制造浸会钻机，一个基本款的材料成本约 为150 美元 （2006年价格）。
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该方法的发明者为北美浸信会传教士特里沃勒(Terry Waller)，而后在非洲和玻利维亚得到发展。它的一些使用原理和机械化商业钻井一样，但它所用的材料却是最简单、 最有效和最便宜的。
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发展中国家的村民往往没钱聘请专家为他们钻井或挖井。
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该方法的发明为穷人提供了一条自我供水的途径。
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自从建造了水井和水泵，用户可以自觉供水问题，不再依赖外部帮助。
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===适用条件===
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适用于松散地层： 沙子，淤泥和黏土。如果旋转钻机（包括旋转钻头）则其将有可能穿透硬粘土、 软砂岩，风化的红土等软综合地层。但其依旧无法打穿坚硬的[http://en.wikipedia.org/wiki/Igneous 火山岩]或[http://en.wikipedia.org/wiki/Boulder 巨大的石块] （如在古河床）。
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在玻利维亚松软的地层类型，水井可被钻到平均20 至 60 米的深度。在尼加拉瓜，埃塞俄比亚和肯尼亚的坚硬地层，钻井的平均深度范围在10-15米。在特殊条件下，这种方法还钻出了深至100米的井孔。
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-易于处理， 通常不需要临时套管。钻井设备可在当地制造。<br>
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-连续动作 （和[[Hand auger - general|钻采法]]相比）
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-允许较小的井孔直径<br>
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-在粘土中堵塞慢-无需泥浆泵和塔<br>
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-可以扩展延长钻柱<br>
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-防井塌钻孔<br>
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-在地下水位之上或之下都可
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| valign="top" | -钻孔在水压力下才能打开。为了防止崩塌，流体井孔在整个钻井和水井安装过程中必须保持充足的水。<br>
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-粗砂砾和其他高度渗透性材料 （地层裂缝） 会造成工作水的损失，而且该种材料不适合钻孔。
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如果孔内前三米有细沙，此时则需用一个临时的管壁和膨胀粘土将内部围起以防止坍塌。<br>
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-只适用于松散岩石（砂、粉砂、黏土）<br>
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-大石头会阻碍进一步的钻探<br>
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-需要高质量的聚氯乙烯钻柱<br>
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-在井深 20 米以上，需要大量的人力来拉绳子
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===建造、操作和维护===
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[[Image:Baptist_drill_bit.jpg|thumb|right|200px|浸会专用钻头箭形钻头固定于球体之上充当单向阀。混杂着各种剪取物的泥土在通过单向阀之后随着钻柱的向下移动而被向上抬起。土壤的类型决定使用钻头的种类。]]
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[[Image:mechanized.jpg|thumb|right|200px|机械化版的浸会钻井，采用三匹马力的柴油发动机充当引擎。]]
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浸会钻井的全过程单纯利用撞击作用力，跟旋转运动无关。钻柱上并无需安装转矩，因此可以采用质地较轻的钻柱，例如管壁较厚的聚氯乙烯管。因为管子质地较轻，因此只需利用带有简易滑轮的三脚架或者横梁就能将工具拉起。
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钻井类似于油泥的生成，其过程都是连续不间断的：就像钻头一般只在工作完成之后才会从钻孔里拿出。已被撞碎的碎片将被抽取至钻井液 （泥）的表面，因此不必再安装一个独立的泥浆泵。
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与其模仿油泥生成，在钻探管的顶部安装一个把手充当阀门，倒不如只用钻头，因其本身就能够折叠起来充当官底阀。操作者无需将手伸至管子底部，这也侧面反映出钻杆有时可长达几米。
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利用带有滑轮的绳子将钻杆提起后形成冲击作用，钻杆一般系于简易的井架之上，井架可以利用现成的木头或者竹竿做成。
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为了不必挖走太多材料，钻孔的直径越小越好，并而且直径小能够提高钻孔速度。钻头的直径是根据镀锌铁水暖配件的内直径长度来制作的，并且井的内壁是由经济实惠的聚氯乙烯管道（规格：39毫米）包裹而成。该种井壁可以跟外径为1¼聚氯乙烯活塞泵搭配使用。
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主要的钻井工具由长度为三米、直径为三十二毫米并且带有阀门的铁管或者镀锌管做成。一般粘带螺纹接头的聚氯乙烯自来水管可用来接驳钻杆，有的可以成功接至30米。质地较重的聚氯乙烯管（40 或 80）可以接至100米，并且这只需在管道口内削出螺纹接入钻杆即可即便钻孔较深，适用聚氯乙烯钻柱能够拉低钻机的总质量。因此并不需要动用杠杆进行撬动，如果坚持使用杠杆，其行程长度也不会超过一米。使用聚氯乙烯钻柱也将大大降低设备成本。但是，因此任何旋转操作也将无法使用。
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并且也无法利用任何临时套管。钻头锋利的侧边不断撞击以及磨擦井的内壁，使得井壁内充满泥土，并且这些泥土不断流入疏松的沙层，因此能使得井更加的坚固。在把水倒入或者注入套管之后封井，钻井泥浆将从钻眼中排出。最好用在沙子、沃土以及较轻的石头上。这些标准的钻头在黏性的甚至超固结的粘土上也可以使用。然而，不同条件下的最好结果要通过不同的比特阵列获得:
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* 移动点位用于一般用途和粘性土壤︰ 重飞镖运动干有助于保持干净的底阀。
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* 由于沙土层和岩石层粘性物质较少，没有阻碍底阀的风险，因而适合定点钻孔。
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* 沙砾层可以使用没有底阀的开放式空心钻进行挖掘。在这些情况下，底阀很有可能使进度变得缓慢，因为一方面需要将粘土捣碎成碎屑，另一方面还需要将石块磨成碎片，以使打孔工具能穿过底阀。
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====扩孔====
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如果需要的话，可以将井的上部换成较大直径的管道（3或5英寸），以容纳更大的泵。比如一个浅一些的[[rope pump|绳泵]]（较大直径的），可能需要在较宽的井中使用（尽管小直径的绳泵可以在2英寸的钻口使用），而潜水泵一般需要至少4英寸的口径。
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要注意的是，钻孔的深度是不需要加深的：扩孔，直至略低于预期的最低潜水位（泵里面水的引水口）就足够了。
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===成本===
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浸会钻井法使用的钻头，可以钻孔至30米深，在尼加拉瓜的制造成本为150美元。 这150美元中包括了操作要用的非常用必需品工具。它的核心材料钻头，只需使用废钢和一些其他材料便可以在各大电弧焊接车间制造，各种五金店也有售。
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钻井时，需要将其装入聚氯乙烯管道。 将聚氯乙烯管道装上混凝土井沿，有卫生密封的作用。一个简易的聚氯乙烯活塞（也可以用户自己制造）需要大约2.5美元每米。
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===实地经验===
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浸会钻井工具在玻利维亚、尼加拉瓜、肯尼亚、埃塞俄比亚、莫桑比克共和国、喀麦隆、赞比亚和斯里兰卡广为使用。
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===操作说明、视频和链接===
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* [http://www.arrakis.nl/files/Baptist%20drill%20%20manual%20%20%20Shipo%2010-08-08%20lo%20res-1.doc 浸会钻井工具操作说明]，由[http://www.arrakis.nl/ 阿拉基斯（Arrakis）提供]
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* [http://www.youtube.com/view_play_list?p=370A3B99269BC4FE 9段浸会钻井术的影片]，由保罗科里森（Paul Cloesen）提供。
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{{#ev:youtube|KJSkDXu4LE8|200|auto|<font size="2"><center>低成本浸信会钻井术</center></font>}}
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* [http://www.waterforallinternational.org/Documents/WFA%20Bolivian%20Baptist%20Drilling%20System.pps 浸会钻井术幻灯片展示]由泰利沃勒尔（Terry Waller）提供。
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* [http://www.waterforallinternational.org/Pages/media.aspx 现场照片]，由Water for All组织提供。
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* [http://www.waterforallinternational.org/Pages/drillingoverview.aspx Water for All - 泰利沃勒尔与浸会钻井法的相关网站]
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* [http://www.arrakis.nl/view_more.php?page=baptist_well_drilling_technology 浸会钻井法，文/阿拉基斯（Arrakis）]
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* 农村供水网，[http://www.rural-water-supply.net/en/implementation/manual-drilling/167-baptist-drilling 浸会钻井法文献]。总汇[http://www.rural-water-supply.net/en/implementation/manual-drilling 农村供水网人工钻井页面]。
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*[http://www.arrakis.nl/files/Oxfam_DAPP%20drilling%20trial%20report.pdf 乐施会在赞比亚对于浸信会钻井法的学习调研，和数据收集分析]。
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* 技术说明43.简单钻井法式，鲍勃埃尔森（Bob Elson）和罗德肖（Rod Shaw），世界经济代表大会-简易钻井法总览 [http://www.lboro.ac.uk/well/resources/technical-briefs/43-simple-drilling-methods.pdf 下载]。主页[http://www.lboro.ac.uk/well/resources/technical-briefs/ 英国拉夫堡大学科技技术简介版面]。主页[http://www.lboro.ac.uk/well/ 水工程研发中心，英国拉夫堡大学]。
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*[http://es.wikipedia.org/wiki/Perforaci%C3%B3n_Bautista_de_Pozos 西班牙浸信会钻井法-维基百科]。
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*[[Solution_of_the_week_4|第四周Akvo方案]]
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=== 致谢===
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* 该网页的材料基础采自近期发布在以下网站的案头研究[http://www.practicafoundation.nl/ 实践基础]以及[http://www.rwsn.ch/ 农村供水网]，以及[http://www.rural-water-supply.net/en/resources/details/653 人工钻纲要2015].
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* [http://en.wikipedia.org/wiki/Baptist_well_drilling 维基百科-浸会钻井法]，原作者-保罗科里森（Paul Cloesen）。
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* [http://www.lboro.ac.uk/well/resources/technical-briefs/43-simple-drilling-methods.pdf 43.简易钻井法。] 世界经济代表大会。
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''该文章由新南威尔士大学口笔译专业2016届研究生翻译<br>
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Cyrus Li, Lawrence Chen, Yixuan Li，Andrew Tran''

Latest revision as of 00:10, 7 December 2016

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Icon sludge.png
浸会在操作钻机。 钻井泥浆从钻杆喷薄而出。
浸会在操作钻机。 点击放大图像。
开始浸会钻井。 点击放大图像。
钻头和阀门

浸会法是一种基于亚洲污泥法的手动钻井方法。在发展中国家，非常贫穷的村民用这种方法很快的学会了如何自己打井。任何普通的电弧焊接车间制造浸会钻机，一个基本款的材料成本约 为150 美元 （2006年价格）。

该方法的发明者为北美浸信会传教士特里沃勒(Terry Waller)，而后在非洲和玻利维亚得到发展。它的一些使用原理和机械化商业钻井一样，但它所用的材料却是最简单、 最有效和最便宜的。


发展中国家的村民往往没钱聘请专家为他们钻井或挖井。 该方法的发明为穷人提供了一条自我供水的途径。 自从建造了水井和水泵，用户可以自觉供水问题，不再依赖外部帮助。

适用条件

适用于松散地层： 沙子，淤泥和黏土。如果旋转钻机（包括旋转钻头）则其将有可能穿透硬粘土、 软砂岩，风化的红土等软综合地层。但其依旧无法打穿坚硬的火山岩或巨大的石块 （如在古河床）。


在玻利维亚松软的地层类型，水井可被钻到平均20 至 60 米的深度。在尼加拉瓜，埃塞俄比亚和肯尼亚的坚硬地层，钻井的平均深度范围在10-15米。在特殊条件下，这种方法还钻出了深至100米的井孔。


优点 缺点
-设备简单，便宜。

-易于处理， 通常不需要临时套管。钻井设备可在当地制造。
-连续动作 （和钻采法相比） -允许较小的井孔直径

-在粘土中堵塞慢-无需泥浆泵和塔
-可以扩展延长钻柱
-防井塌钻孔
-在地下水位之上或之下都可

-钻孔在水压力下才能打开。为了防止崩塌，流体井孔在整个钻井和水井安装过程中必须保持充足的水。

-粗砂砾和其他高度渗透性材料 （地层裂缝） 会造成工作水的损失，而且该种材料不适合钻孔。 如果孔内前三米有细沙，此时则需用一个临时的管壁和膨胀粘土将内部围起以防止坍塌。

-只适用于松散岩石（砂、粉砂、黏土）
-大石头会阻碍进一步的钻探
-需要高质量的聚氯乙烯钻柱
-在井深 20 米以上，需要大量的人力来拉绳子


建造、操作和维护

浸会专用钻头箭形钻头固定于球体之上充当单向阀。混杂着各种剪取物的泥土在通过单向阀之后随着钻柱的向下移动而被向上抬起。土壤的类型决定使用钻头的种类。
机械化版的浸会钻井，采用三匹马力的柴油发动机充当引擎。

浸会钻井的全过程单纯利用撞击作用力，跟旋转运动无关。钻柱上并无需安装转矩，因此可以采用质地较轻的钻柱，例如管壁较厚的聚氯乙烯管。因为管子质地较轻，因此只需利用带有简易滑轮的三脚架或者横梁就能将工具拉起。

钻井类似于油泥的生成，其过程都是连续不间断的：就像钻头一般只在工作完成之后才会从钻孔里拿出。已被撞碎的碎片将被抽取至钻井液 （泥）的表面，因此不必再安装一个独立的泥浆泵。 与其模仿油泥生成，在钻探管的顶部安装一个把手充当阀门，倒不如只用钻头，因其本身就能够折叠起来充当官底阀。操作者无需将手伸至管子底部，这也侧面反映出钻杆有时可长达几米。

利用带有滑轮的绳子将钻杆提起后形成冲击作用，钻杆一般系于简易的井架之上，井架可以利用现成的木头或者竹竿做成。

为了不必挖走太多材料，钻孔的直径越小越好，并而且直径小能够提高钻孔速度。钻头的直径是根据镀锌铁水暖配件的内直径长度来制作的，并且井的内壁是由经济实惠的聚氯乙烯管道（规格：39毫米）包裹而成。该种井壁可以跟外径为1¼聚氯乙烯活塞泵搭配使用。

主要的钻井工具由长度为三米、直径为三十二毫米并且带有阀门的铁管或者镀锌管做成。一般粘带螺纹接头的聚氯乙烯自来水管可用来接驳钻杆，有的可以成功接至30米。质地较重的聚氯乙烯管（40 或 80）可以接至100米，并且这只需在管道口内削出螺纹接入钻杆即可即便钻孔较深，适用聚氯乙烯钻柱能够拉低钻机的总质量。因此并不需要动用杠杆进行撬动，如果坚持使用杠杆，其行程长度也不会超过一米。使用聚氯乙烯钻柱也将大大降低设备成本。但是，因此任何旋转操作也将无法使用。

并且也无法利用任何临时套管。钻头锋利的侧边不断撞击以及磨擦井的内壁，使得井壁内充满泥土，并且这些泥土不断流入疏松的沙层，因此能使得井更加的坚固。在把水倒入或者注入套管之后封井，钻井泥浆将从钻眼中排出。最好用在沙子、沃土以及较轻的石头上。这些标准的钻头在黏性的甚至超固结的粘土上也可以使用。然而，不同条件下的最好结果要通过不同的比特阵列获得:

  • 移动点位用于一般用途和粘性土壤︰ 重飞镖运动干有助于保持干净的底阀。
  • 由于沙土层和岩石层粘性物质较少，没有阻碍底阀的风险，因而适合定点钻孔。
  • 沙砾层可以使用没有底阀的开放式空心钻进行挖掘。在这些情况下，底阀很有可能使进度变得缓慢，因为一方面需要将粘土捣碎成碎屑，另一方面还需要将石块磨成碎片，以使打孔工具能穿过底阀。

扩孔

如果需要的话，可以将井的上部换成较大直径的管道（3或5英寸），以容纳更大的泵。比如一个浅一些的绳泵（较大直径的），可能需要在较宽的井中使用（尽管小直径的绳泵可以在2英寸的钻口使用），而潜水泵一般需要至少4英寸的口径。

要注意的是，钻孔的深度是不需要加深的：扩孔，直至略低于预期的最低潜水位（泵里面水的引水口）就足够了。

成本

浸会钻井法使用的钻头，可以钻孔至30米深，在尼加拉瓜的制造成本为150美元。 这150美元中包括了操作要用的非常用必需品工具。它的核心材料钻头，只需使用废钢和一些其他材料便可以在各大电弧焊接车间制造，各种五金店也有售。

钻井时，需要将其装入聚氯乙烯管道。 将聚氯乙烯管道装上混凝土井沿，有卫生密封的作用。一个简易的聚氯乙烯活塞（也可以用户自己制造）需要大约2.5美元每米。

实地经验

浸会钻井工具在玻利维亚、尼加拉瓜、肯尼亚、埃塞俄比亚、莫桑比克共和国、喀麦隆、赞比亚和斯里兰卡广为使用。

操作说明、视频和链接

低成本浸信会钻井术

致谢


该文章由新南威尔士大学口笔译专业2016届研究生翻译
 Cyrus Li, Lawrence Chen, Yixuan Li，Andrew Tran

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