Буровая скважина

Человек, проживший всю жизнь в городе, привык к элементарным удобствам. В этот список входит и подача воды, за которой не приходится ходить к колодцу или источнику. Загородные дома могут находиться на удалении от централизованного водоснабжения и канализации. Это может доставлять определенные неудобства. Вопрос решается изготовлением скважины для воды. Но перед тем как решиться на такой шаг, необходимо знать, какая технология бурения скважины под воду подойдет лучше всего. Этому, а также различиям между скважинами посвящена статья.

Разбираемся со скважинами

Выбор скважины, которая будет пробита на конкретном участке во многом зависит от глубины залегания водоносного пласта, а также от финансовых возможностей. Существуют такие основные виды скважин:

• абиссинская;
• песчаная;
• артезианская.

Каждая из них обеспечивает забор воды со своей глубины. Наипростейшей в изготовлении является абиссинская скважина или колодец. Она пробивается до первого водоносного пласта, который в некоторых местностях находится на уровни 5 метров. Вместо скважины-иглы, можно построить полноценный колодец. Процесс простой, поэтому его легко произвести самостоятельно. Для большой семьи такой скважины или колодца будет достаточно. При этом стоит понимать, что при сезонном использовании колодца или скважины потребуется их периодическая чистка, чтобы они могли давать воду в требуемом объеме. Скважина на песок имеет большую глубину, чем абиссинская. Буровая установка продвигается до пласта песка или гальки. Срок службы такой скважины больше, чем у предыдущей, но при непостоянном использовании также потребуется ее чистка.

Самыми глубокими являются артезианские скважины. При этом вода в них самая чистая. В некоторых случаях нет необходимости в насосах для ее подъема, т. к. подземное давление толкает ее вверх. Такой источник прослужит дольше других. Для таких скважин понадобится самое мощное оборудование, поэтом сооружение обойдется дорого. Если в радиусе четырех километров есть заводы химической промышленности, то вариант с колодцем и абиссинской скважиной отпадает, т. к. отходы производства загрязняют подземные реки, которые находятся на небольшой глубине.

Методы бурения

В зависимости от вида скважины будет зависеть и технология бурения скважин на воду. Всего в практике выделяют такие варианты:

• гидробурение;
• роторное;
• ударная методика;
• шнековое бурение;
• перфоративное.

Каждый из видов имеет свои отличительные черты, поэтому на них можно остановиться подробнее.

Гидробурение

Технология бурения скважин на воду с использованием силы самой воды является интересным вариантом. Она прекрасно подходит для рыхлых почв, в которых содержится большое количество песка. Выделяют два подвига гидробурения:

• с забурником;
• без забурника.

Второй вид пробивания скважины нет необходимости в специальном наконечнике, который осуществляет пробивание породы. Весь процесс основан на движении жидкости под давлением. Благодаря этому происходит вымывание породы, и ее подъем на поверхность. Такой вариант подходит только для тех случаев, когда точно известно, что преградой не встанут крупные камни или известняковая прослойка. Таким способом можно пробить скважину глубиной до 20 метров. При этом диаметр скважины может достигать 30 см, что упрощает последующую установку глубинного насоса.

При использовании забурника не возникает трудностей при прохождении камней и твердых пород. Забурник совмещается с полой штангой. При этом в скважину подается не чистая вода, а с содержанием бетонитовой глины. Она служит дополнительным абразивом и укрепляющим составом. При подъеме глина оседает на стенках скважины, поэтому они становятся несколько прочнее. Вымытая порода сливается в специальный отстойник. Глубина скважины может быть любой. Гидробурение развивается не так давно, поэтому в этой области есть много домыслов в отношении положительных и отрицательных сторон. Среди плюсов можно отметить:

• небольшие габариты установки;
• возможность работы в ограниченном пространстве;
• простота процесса;
• высокая скорость пробоя;
• безопасность работ для ландшафта;
• возможность самостоятельного бурения;
• сравнительно низкая стоимость.

С помощью оборудования для гидробурения можно пробивать скважины вплоть до артезианских источников. В некоторых случаях удавалось достичь глубины в 250 метров. Скорость продвижения достигает 10 метров в день. Благодаря такому темпу снижается общая стоимость работ. Компактность оборудования для такого вида бурения дает возможность разместиться на небольшом участке. Это позволяет не разбирать дополнительные строения и прокладывать колею для больших транспортных средств. Во время процесса нет необходимости непрерывно доставать бур для его очистки, как при сухих методах. Порода автоматически поднимается на поверхность под давлением. При желании установку для гидробурения скважин можно собрать самостоятельно. Для этого понадобится насос высокого давления с хорошей производительностью. Во время использования такой технологии бурения скважины нет металлического скрежета и шума двигателей, который мог бы потревожить соседей.

Недостатком можно считать необходимость наличия большого количества воды для всего процесса. Если работы проводятся в уголке, где совсем нет источников, тогда придется доставлять жидкость цистернами. В качестве питания для насоса можно использовать отдельный генератор. Можно приобрести мотопомпу высокого давления, которая обеспечит требуемый функционал. Кроме этого, понадобится металлическая рама, которая будет удерживать бур. Необходимо двигатель, который будет вращать бур. При этом его обороты должны регулироваться, но на минимальных момент вращения должен быть максимальным. Для этих целей можно обзавестись качественным редуктором или регулятором частоты тока. Видео о таком способе бурения скважины на воду можно посмотреть ниже.

Роторный способ

Из названия становится понятным, что роторный способ бурения подразумевает непрерывное вращение определенного элемента. Это действительно так. Технология была заимствована у буровых вышек, которые используются при добыче нефти. На конце бура находится долото, оно представляет собой несколько шарообразных форм с шипами, которые объединены в одну конструкцию. Благодаря непрерывному взаимодействию с породой происходит ее измельчение. Такой механизм прекрасно подходит, когда встает вопрос об изготовлении пробоины в скальных породах. Подъем грунта производится методом вымывания. Для этого в полость бура постоянно подается водный раствор, который выталкивает породу на поверхность.

В другом варианте применяется такой же метод, как и в предыдущем способе. В затрубную область подается глинистый раствор, который укрепляет стенки и вымывает остатки породы. Плюсами такого способа бурения является:

• высокая скорость работы;
• экономия обсадных труб.

Все же цена на такое бурение остается высокой, есть у него и свои недостатки:

• загрязнение известковых пластов;
• необходимость в утеплении подающей системы;
• проблема с пробами воды.

В процессе бурения в скважину попадает большое количество глины.
а забивается в поры известкового пласта. Это может снизить эффективность пробоины. Нет возможности взять предварительные пробы воды для осуществления анализа. Это связано с необходимостью монтажа обсадной трубы, а также частичного промывания. Зимой подающую систему необходимо утеплять, чтобы трубы не вышли из строя. Еще одним недостатком является необходимость в габаритном оборудовании. Особенно это касается тех случаев, когда будет использоваться обратная промывка. Такую скважину невозможно соорудить внутри помещения. Наглядно увидеть роторный способ бурения можно в видео ниже.

Ударное бурение

Бурение с использование ударного механизма является одним из самых сложных. Корнями оно уходит на восток. Осуществляется процесс бурения методом сбрасывания груза с большой высоты. Груз представляет собой заостренный наконечник, который помещается в специальную трубу. Для выемки грунта из скважины применяют стаканы и желонки. Для глинистых почв подходит стакан, т. к. пласт прекрасно налипает на его стенки. Желонка пригодится на сыпучих грунтах. В ней есть клапан, который препятствует просыпанию вынимаемого грунта. К плюсам такого метода бурения можно отнести простоту оборудования. В остальном это трудоемкий процесс, который требует много времени.

Для такого способа бурения нет необходимости в использовании воды или специального раствора, который бы укреплял стенки. При этом поры породы не забиваются и водоносный слой сразу показывает себя при его пробитии. Такая скважина прослужит своему владельцу 50 лет и больше без необходимости обслуживания. При цели добраться до артезианских источников придется производить изоляцию вышележащих водоносных слоев, а это означает, что важно вовремя монтировать обсадные трубы. Чтобы было легче представить ударное бурение, ниже есть видео.

Шнековое бурение

Чаще всего при пробоях можно увидеть установки, который обеспечивают шнековое бурение. Такой метод требуем минимум затрат. Но не везде можно использовать шнековое бурение. Для каменистых пород оно не подойдет. Процесс бурения протекает с большой скоростью. При этом требуется постоянная установка обсадных труб, чтобы предотвратить обсыпание стенок шахты. Подъем грунта производится самим шнеком, поэтому не требуется промывки. Для работы, как и в случае с гидробурением не требуется массивных установок. Основным требованием буде наличие двигателя с малыми оборами и высоким крутящим моментом, а также достаточной длины шнека. Видео о шнековом бурении скважины для воды есть ниже.

Перфоративное

Перфоративное бурение доступно каждому при небольшой глубине верхнего водоносного слоя. Его чаще всего используют для изготовления абиссинских скважин. Инструмент для бурения представляет собой небольшую трубу с заостренным наконечником. Последний изготавливается самостоятельно перед бурением скважины или приобретается в специализированном магазине. Наконечник можно сделать на самой трубе, сузив ее. В нижней части трубы сверлятся отверстия, через которые впоследствии будет поступать вода. Они закрываются металлической решеткой. Игла останется в скважине. По ходу продвижения необходимо приваривать отрезки труб для создания единой системы. Бурение производится методом воздействия груза на бур. В качестве груза может применяться штанга или бабка. Такую скважину можно сделать своими руками без помощи специалистов. Видео ниже даст больше информации о перфоративном бурении скважины для воды.

На чем остановить выбор

Выбор технологии бурения будет зависеть от средств, которые планируется потратить на изготовление скважины. Кроме того, ограничения по выбору технологии могут быть вызваны копаниями подрядчиками. В большинстве местностей бригады выполняют шнековое бурение, для других видов нет требуемого оборудования. На выбор метода бурения также влияет тип грунта, который ест в конкретной местности. Если это каменистая почва или скальные породы, тогда необходимо использовать роторный способ. При копке колодца стоит хорошо все обдумать и исследовать местность, чтобы в шаговой досягаемости не было автострад и заводов, которые загрязняют верхние водоносные слои.

bouw.ru

Первые шаги по выбору технологии бурения

Выбор способа зависит от нескольких факторов:

1. Наличие воды на участке. В первом приближении это можно определить наблюдениями за окружающей средой, имеется ряд признаков, свидетельствующих о ее наличии или отсутствии. Можно также произвести несколько опытов с различными предметами, чтобы получить ответ на этот вопрос.


2. Характеристика состава грунтов, характерного для данной местности, от чего зависит выбор способа бурения. Такие данные можно получить в местной гидрогеологической организации, там же нужно уточнить собственные прогнозные оценки по наличию воды на участке.
3. Глубина залегания верховодных (песчаных) слоев и оценка глубины залегания артезианских (известняковых) водоносных горизонтов.

При наличии таких данных можно сделать вывод о предпочтительности использования той или иной технологии бурения.

Разновидности способов прохождения стволов скважин

Роторное бурение

Обычно применялось при нефтеразведочном бурении. В последнее время, с увеличение потребности в скважинах, используется и при строительстве водяных водозаборов.

Особенностью способа является высокая энергозатратность и применяемость его на тяжелых или особо тяжелых грунтах с включением скальных образований, а также по сплошным известнякам.

При вращении ротор разрушает породу, которая выносится на поверхность промывочным раствором. В состав его входит и цемент. В результате часть участка будет безнадежно испорчено. Кроме того, по окончании работ такая скважина нуждается в длительной промывке чистой водой для удаления из пор породы цемента, входящего в состав раствора.

Для небольшого загородного участка такая технология представляется нежелательной.

Бурение гидроразмывом

Это наиболее легкая технология бурения скважин на воду. В процессе выполнения работ производится размывка грунта внутри обсадной трубы, которая опускается под собственным весом. Только в начале процесса, когда обсадная колонна еще легкая, приходится прибегать к ее проворачиванию специальным ключом.

Для осуществления такого способа понадобятся:

• два насоса, один из них, способный подавать жидкость под давлением не менее 6 атм, второй – для откачки отработавшей воды обратно в бак, соответствующей производительности;
• бак; емкость зависит от планируемого размера и глубины скважины и рассчитывается из соотношения:

V = R_обс²(см) х 3,14 x H(см), где

V – объем бака,

R – внутренний радиус обсадной трубы,

3,14 – число ПИ.

Так, для скважины диаметром 273 мм (максимально возможный диаметр ствола скважины при таком методе проходки), внутренний диаметр обсадки составит 260 мм (радиус 13 см), предполагаемая глубина скважины – 15 метров (15000 см) необходимый объем бака составит:

13² х 3,14 х 1500 = 756000 (см³) = 756 (литров).

Учитывая, что при отсутствии воды в баке работать невозможно, принимаем потребную емкость бака 2 кубометра. Этот расход не станет обузой, поскольку правильное пользование участком предполагает применение промежуточной прогревочной емкости в системе полива огорода.

• гидромонитор – шланг с металлической трубой на конце. Выходное отверстие которой должно быть порядка 20 мм.

Выполнение процесса происходит следующим образом:

1. Забуривание – производится садовым буром, диаметр которого больше диаметра обсадной трубы на 30 – 40 мм. Глубина предварительного отверстия порядка 1,5 метра.
2. Установка первой секции обсадной трубы в забуренное отверстие.
3. Гидромонитор вводится отверстие обсадной трубы, подается вода под давлением. Обсадную трубу при этом нужно проворачивать вокруг ее оси, способствуя ее проседанию по мере размывки грунта.
4. По мере углубления ствола промывку периодически приостанавливают, чтобы установить очередную секцию обсадки.
5. Откачку воды производят по мере ее накопления, отводя жидкость обратно в бак.

Недостатком такого способа является его применимость только на песчаных и супесных грунтах, а также существует ограничение по глубине скважины. Как правило, они бывают не глубже 12 – 15 метров, в редких случая достигают 20.

Ударный способ

Технология бурения скважин на воду ударным методом – один из самых древних способов, применявшихся еще в древнем Китае. Он состоит в следующем:

1. Отрывается приямок глубиной порядка 1,5 метров размерами 1,5 – 1,5 метра.
2. Производится забуривание для установки первой секции обсадной трубы глубиной до 2-х метров.
3. Устанавливается буровая вышка – тренога высотой не менее 3-х метров. Высота буровой зависит от длины секций обсадных труб, максимальный их размер составляет 6 метров.

Ударная часть, подвешенная на тросе от лебедки, вводится в отверстие обсадной трубы и отпускается в свободное падение. При попадании на грунт, она активно разрушает его и он, в измельченном виде попадает внутрь ударной части (изготавливается из трубы). На конце ударника нарезаны зубья и разведены как на пиле.

Внутри ударника установлен клапан, пропускающий рыхлый грунт внутрь, но препятствующий его высыпанию при очередном подъеме. При прохождении глинистых влажных слоев применяется ударник без дополнительных приспособлений (стакан), влажная глина хорошо держится в нем за счет прилипания к стенкам. После прохождения расстояния около метра, ударник нужно извлечь из ствола и очистить его полость.

В арсенале профессиональных буровиков количество модификаций ударников доходит до 10 видов и более. Различные конструкции применяются для прохождения грунтов с отличающимися свойствами. Таким образом, широкий выбор инструмента позволяет проходить практически любые грунты, кроме скальных пород. Качество скважин при этом остается самым высоким. Поэтому, не являясь производительной, технология ударной пробивки остается самой популярной.

Шнековое бурение

Такая технология бурения скважины под воду становится все более популярной по причине высокой производительности и простоте исполнения.

По сути – это сверление вращающимся инструментом, при это режущая часть разрушает грунт в направлении движения, а спиральный шнек выносит его наружу. На поверхность выноситься порядка 40 – 50 % грунт, остальной уходит на уплотнение стенок. Таким образом, есть возможность производить бурение без одновременной обсадки стенок. Обсадная колонна опускается в ствол по окончании бурения.

У такого способа есть определенные недостатки, не позволяющие применять на песчаных и других сыпучих грунтах, а также ограничение по глубине столов до 50 метров. Дальнейшее заглубление производится с периодическим извлечением рабочего инструмента для очистки.

Бурение производится с применением очень разнообразного оборудования, а часто и вручную своими руками для скважин на верховодку. Так, промышленностью освоены и выпускаются различные миниатюрные буровые станки, при помощи которых выполняются скважины на глубину до 50 метров по легким и средней тяжести грунтам, исключая песчаные.

Такое оборудование активно применяются для обустройства водозаборов на загородных участках, зачастую нет необходимости его приобретать, а можно взять в аренду.

В то же время мощные артезианские скважины с большим дебетом выполняются с использованием настолько же мощных буровых установок.

Перфоративное бурение

Производится путем забивки «копья» бабкой или штангой. Применяется, как правило, для оборудования абиссинских колодцев с ручным насосом для откачки воды. Ограниченный диаметр скважины позволяет выполнение работ самостоятельно и в короткий промежуток времени.

Кроме описанных способов, наиболее популярных на практике, применяются многие приемы, комбинирующие особенности различных способов.

Советуем почитать: Скважина на воду

oburenie.ru

Бурением называется способ проходки особых горных выработок – скважин, и шахтных (рудничных) стволов. Характерным для этого способа является проходка выработок без нахождения в них человека.

Буровая скважина – цилиндрическая горная выработка, проводимая при помощи технических средств в горных породах без доступа в нее человека, характеризующаяся большой величиной соотношения ее длины к диаметру. Начало скважины называется устьем, дно – забоем, внутренняя боковая поверхность – стенками, пространство, ограниченное стенками, устьем и забоем – стволом скважины. Диаметр скважины может составлять от 25 мм до 1 м и более в зависимости от назначения: специальные скважины, например шахтные стволы, могут достигать в диаметре 5–8 м. Глубина скважин – от не-скольких метров до 12 000 м и более.

Скважины могут буриться (проходиться) под любым углом к горизонту, т. е. вертикально, горизонтально, наклонно (вниз или вверх), по сложному пути (траектории), одним, двумя и более стволами (многозабойное бурение).

Скважина создается путем разрушения горных пород на забое и извлечения продуктов разрушения на поверхность. При обычном бурении разрушается вся масса породы (по всей площади забоя), при бурении с отбором керна (колонковое бурение) разрушается только кольцевое пространство у стенок скважины, а внутренний столбик породы (керн) извлекается в неразрушенном состоянии для изучения.

Полный цикл строительства скважины состоит из следующих основных элементов:

1) монтаж вышки, бурового (силового) оборудования и строительство привышечных сооружений;

2) подготовительные работы к бурению скважин;

3) процесс бурения (углубления);

4) вскрытие полезного ископаемого, а при бурении на воду, нефть и газ – вскрытие и разобщение пластов (крепление и цементирование);

5) опробование полезного ископаемого, испытание скважины на приток нефти, газа или воды (освоение);

6) ликвидационные работы, или подготовительные работы к передаче в эксплуатацию, или консервация скважины – в зависимости от результатов испыта-ния;

7) демонтаж оборудования и вышки.

Процесс бурения состоит из следующих операций: а) спуско-подъемные работы (опускание бурильных труб с долотом в скважину до забоя и подъем бурильных труб с отработанным долотом из скважины) и б) работа долота на забое (разрушение породы долотом и удаление продуктов разрушения с забоя). Эти операции могут периодически прерываться для спуска обсадных труб в скважину (крепления ствола скважины), чтобы предохранить стенки скважины от обвалов и разобщить нефтеносные, газоносные и водоносные горизонты.

Одновременно в процессе бурения скважин выполняется ряд вспомогательных работ:

•  отбор керна и шлама,

•  приготовление промывочной жидкости (раствора),

•  геофизические исследования скважин (ГИС) (каротаж),

•  замер кривизны ствола скважины (инклинометрия),

•  исследование скважины с целью обнаружения полезного ископаемого, вызова притока воды, нефти или газа в скважину (опробование, освоение) и т. п.

В случае аварии или осложнения (поломка бурильных труб, прихват инструмента и т. д.) возникает необходимость в дополнительных (аварийных) работах.

В народном хозяйстве бурение скважин применяется для решения комплекса задач, связанных с изучением и использованием геологической среды как в инженерных, так и в научно-исследовательских целях, начиная от отбора проб грунта перед строительством любого современного здания или сооружения и кончая бурением глубоких скважин с поверхности морей и океанов или скважин для получения образцов лунных пород. Скважины бурятся с различными целями: для разведки и добычи полезных ископаемых, водоснабжения, в бальнеологических целях, для удаления жидких отходов в глубокозалегающие пласты горных пород, в промышленном и гражданском строительстве, в космических исследованиях, гляциологии и др.

Наибольший объем буровых работ приходится на горную промышленность, где бурение применяется как при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых (МПИ), так и при эксплуатации месторождений. Узнать о том, как быстро сделать , вы узнаете на сайте visaexpress.ru

Бурение обходится дешевле и осуществляется быстрее, чем сооружение других видов подземных горных выработок, являющихся наиболее трудоемкими и затратными средствами разведки. Геофизические измерения в скважинах явля-ются эффективным методом изучения недр. В практике геологоразведочных работ эти средства комбинируются так, что горными выработками, проходка которых выполняется людьми, проверяются данные бурения, бурением проверяются результаты полевых геофизических исследований, осуществляемых с поверхности (которые с каждым годом играют все большую роль), а геофизические исследования в скважинах (каротаж), в свою очередь, восполняют и корректируют неполные или ошибочные данные разведочного бурения.

Геологоразведочные скважины как дистанционный метод изучения хотя и дают менее точные сведения о строении недр и полезном ископаемом по сравнению с другими видами горных выработок, в которых человек может находиться на забое, непосредственно в массиве горных пород, тем не менее широко применяются, т. к. бурение:

•   обеспечивает оперативность работ;

•   позволяет исследовать недра на глубинах, недоступных другим видам геологических исследований, с получением фактического материала – керна, шлама горных пород, образцов подземных флюидов, данных ГИС, выполненных непосредственно в недрах в интервале разреза от поверхности до забоя скважины, а также данных исследования недр между стволами удаленных друг от друга скважин (гидропрослушивание);

•   способствует меньшему расходу материальных средств на 1 м проходки и бóльшей безопасности работ по сравнению с проведением горных выработок с участием в подземных работах людей.

Последнее обстоятельство имеет особо важное значение в связи с тем, что приходится разведывать глубоко залегающие месторождения.

Удельный вес бурения в разведочных работах возрастает, техника бурения прогрессирует и усложняется. Для многих полезных ископаемых бурение – главное или даже единственное средство разведки, а для ряда ископаемых (вода, нефть, газ, каменная и калийная соль, фосфориты и др.) – средство извлечения полезного ископаемого на поверхность с минимальными затратами.

Геологоразведочные скважины бурят с целью получения образцов горных пород по всей глубине скважины или большей ее части, изучения геологического разреза и изучения состава и свойств пород. Проведение в скважине различных геофизических исследований с изучением физических и других свойств пород расширяет и уточняет представление о породах в околоствольном пространстве.

Без бурения не обходится разведка практически ни одного вида полезных ископаемых – как твердых, так жидких и газообразных. На различных стадиях геологоразведочных работ бурят буры различного назначения: картировочные, опорные, структурные, поисковые, разведочные и др.

Бурение при инженерно-геологических изысканиях широко применяется с целью исследования грунтов для строительства мостов, дорог, плотин, зданий, а также проверки надежности фундаментов и оснований существующих сооружений; в строительстве – при сооружении свайных оснований, противофильтрационных экранов, дренажей, прокладки трубопроводов, кабельных линий и т. д.

Как уже отмечалось выше, бурение охватывает ряд областей человеческой деятельности. Техническая сложность и большие объемы выполняемых работ выдвигают разведочное бурение на одно из первых мест по востребованности при проведении ГРР, а следовательно, и по потребности в квалифицированных инженерных кадрах. В то же время горный инженер, имеющий знания методов, техники и технологии проведения буровых работ, или опыт работы в разведочном бурении, сможет более эффективно реализовывать себя как специалист при решении ряда проблем при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

КЛАССИФИКАЦИЯ  БУРОВЫХ  СКВАЖИН ПО  ЦЕЛЕВОМУ  НАЗНАЧЕНИЮ

По назначению буровые скважины делятся на две основные группы:

Группа А. Скважины, бурящиеся с целью изучения недр, поисков, разведки и добычи полезных ископаемых;

Группа Б. Скважины, бурящиеся с инженерно-геологическими, инженерными и горно-техническими целями.

1.2.1. Группа  А:  скважины,  бурящиеся

с  целью  изучения  недр,  поисков,  разведки

и  добычи  полезных  ископаемых

К скважинам, бурящимся с целью изучения недр, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых (МПИ), относятся:

А.а. Картировочные скважины – скважины, которые бурятся при проведении геологической съемки в районах, где основные породы, по которым ведется картирование, скрыты слоем наносов более поздних (осадочных) пород. Целью бурения является отбор образцов пород картируемых горизонтов (осадочных, метаморфических, магматических).

А.б. Зондировочные скважины – скважины, которые проходятся в верхних интервалах осадочных пород для решения геологических задач: локального геологического картирования, поисков (в основном геохимических) МПИ. Основной вид скважин при поисках и разведке донных отложений водоемов (сапропелей, лечебных грязей) и торфов. Разновидностью зондировочных являются сейсмовзрывные скважины. Как правило, бурятся без крепления ствола.

А.в. Опорные скважины – скважины, которые бурятся для изучения геологического строения и гидрогеологических условий крупных геоло-гических регионов на значительную глубину (5000 м и более) с целью определения перспективных направлений геологоразведочных работ.

А.г. Параметрические скважины – скважины, которые бурятся для выявления перспективных районов поисков МПИ и сбора информации о геолого-геофизических характеристиках горных пород (разреза горных пород) с целью уточнения результатов региональных геофизических (сейсмических) исследований.

А.д. Структурные скважины – скважины, которые бурятся для выявления и подготовки к поисковому и разведочному бурению перспективных площадей. Как правило, бурятся до маркирующих горизонтов, по которым строят структурные геологические карты.

А.е. Поисковые скважины – скважины, которые бурятся для открытия новых МПИ.

А.ж. Разведочные скважины – скважины, которые бурятся на площадях, где поисковыми работами установлено наличие МПИ. Целью бурения являются определение контуров месторождения, запасов полезного ископаемого, сбора исходных данных для проектирования и разработки МПИ.

К скважинам, бурящимся с целью добычи полезных ископаемых, а также ис-следований и контроля процесса добычи, относятся:

А.з. Оценочные скважины – скважины, которые бурятся по разведанной залежи МПИ с целью установления параметров разработки и обоснования рациональной разработки МПИ.

А.и. Эксплуатационные скважины – скважины, предназначенные для извлечения (подъема на поверхность) из недр газообразного, жидкого, растворенного, размытого или расплавленного полезного ископаемого (природный газ, нефть, вода, природные рассолы; рассолы, получаемые при подземном растворении солей, выщелачивании рудных компонентов; пульпы, получаемые при подземной гидродобыче размывом полезных ископаемых, например, фосфоритов, бокситов, получаемый при подземной выплавке серы расплав и т. д.).

А.к. Нагнетательные скважины – скважины, бурящиеся для воздействия на полезное ископаемое в залежи путем нагнетания жидких или газообразных агентов (вода, пар, газ и др.) с целью извлечения полезного ископаемого или его компонентов на поверхность.

А.л. Наблюдательные скважины – бурятся для систематического контроля состояния недр (гидрогеологической ситуации, сейсмической активности в зонах вулканизма или интенсивного техногенного воздействия, давления газа во взрывоопасных угольных пластах и др.) преимущественно в зоне разведки и разработки МПИ.

А.м. Специальные скважины – бурятся с исследовательскими целями и опытно-методическими задачами, в полном объеме не регламентируемыми существующими нормативными документами (сверхглубокое бурение, взрывные скважины для глубинного сейсмического зондирования, бурение скважин большого диаметра, в том числе шурфов и шахтных стволов при разведке и разведочно-эксплуатационных работах на МПИ и т. д.).

Приведенный перечень скважин группы А является общим для работ, проводимых с целью изучения недр, поисков, разведки и добычи полезных ископаемых. В практике ГРР и разработки МПИ в силу специфики горно-геологических и горнотехнических условий выполнения данных видов работ на различные полезные ископаемые существует разделение группы А на следующие подгруппы:

А.1. Скважины, бурящиеся с целью поисков, разведки и добычи твердых рудных и нерудных полезных ископаемых, в том числе:

А.1.1. Скважины, бурящиеся с целью поисков, разведки и добычи твердых полезных ископаемых, разрабатываемых открытыми и подземными горными работами со строительством горнодобывающих предприятий и выполнением в том числе комплекса буровых работ из состава группы Б и А.2.1.

А.1.2. Скважины, бурящиеся с целью поисков, разведки и добычи твердых полезных ископаемых, разрабатываемых подземной гидродобычей: растворением минеральных солей (галита, сильвинита и др.), выщелачиванием компонентов рудных минералов (меди, никеля, урана и др.), размывом рыхлых залежей (фосфоритов, бокситов, песчано-гравийных смесей и др.) через скважины.

А.1.3. Скважины, бурящиеся с целью поисков, разведки и добычи твердых полезных ископаемых, разрабатываемые подземной выплавкой (сера), газификацией (опытно-промысловые работы на угольных месторождениях).

А.1.4. Скважины, бурящиеся с целью поисков, разведки и добычи твердых полезных ископаемых, разрабатываемых поверхностными горными работами (гидродобыча сапропеля, торфоразработки и т. п.).

А.2. Скважины для поисков, разведки и добычи подземных вод, в том числе:

А.2.1. Скважины для целей водоснабжения.

А.2.2. Скважины на минеральные воды.

А.2.3. Скважины на промышленные подземные воды и рассолы.

А.2.4. Скважины на термальные воды.

А.3. Скважины, бурящиеся с целью поисков, разведки и добычи нефти и газа.

1.2.2. Группа  Б:  скважины,  бурящиеся

с  инженерно-геологическими,  инженерными

и  горнотехническими  целями

К скважинам, буримым с инженерно-геологическими, инженерными и горнотехническими целями, относятся:

Б.1. Инженерно-геологические скважины – скважины, бурящиеся в процессе инженерно-геологических изысканий (рекогносцировки, съемки, разведки) с конечной задачей получения инженерно-геологических характеристик грунтов, данных о гидрогеологических условиях, физико-геологических процессах и экологической ситуации в сфере взаимодействия проектируемых зданий и сооружений с геологической средой. Инженерно-геологические изыскания могут выполняться также в зоне воздействия геологической среды (карст, оползни, суффозионные процессы, подтопление и т. д.) на эксплуатируемые здания и со-оружения.

Инженерно-геологические скважины подразделяются на:

Б.1.а. Зондировочные – предназначенные для предварительного изучения геологического разреза (установления границ между нескальными и скальными грунтами, границ распространения насыпных, заторфованных, промерзающих грунтов, уровня грунтовых вод и т. д.);

Б.1.б. Разведочные – предназначенные для детального изучения  геологического разреза и определения физико-механических свойств грунтов. Физико-механические свойства грунтов могут определяться также путем бурения разведочных зондировочных скважин (Б.1.б.1);

Б.1.в. Гидрогеологические – предназначенные для изучения геологического и гидрогеологического разрезов, определения фильтрационных свойств грунтов, состава грунтовых вод и их режима;

Б.1.г. Геоэкологические – для изучения геоэкологической ситуации на ее соответствие требованиям нормативных экологических документов, регламентирующих проектирование и эксплуатацию объектов гражданского и промышленного строительства;

Б.1.д. Специальные – предназначенные для выполнения опытных работ, связанных со спуском в них человека, отбором монолитов грунта большого размера, проведения специальных исследований.

Б.2. Инженерные скважины – скважины, бурящиеся в верхних интервалах пород (грунтах) с техническими целями строительства сооружений и коммуникаций (буронабивные свайные основания, горизонтальные скважины для бестраншейной прокладки трубопроводов и электролинии, мелкие взрывные скважины (шпуры) для строительства дорог и траншей, технические колодцы, локальные иглофильтровые и вакуумные дренажи и противофильтрационные экраны и т. п.).

Б.3. Горнотехнические скважины – скважины, бурящиеся в целях: Б.3.1 – строительства и эксплуатации горнодобывающих предприятий (шахт, карьеров и т.д.); Б.3.2 – строительства и эксплуатации промыслов (нефтяных, газовых и т. д.), Б.3.3 – строительства заглубленных подземных сооружений (туннелей, метрополитена, сооружений министерства обороны и гражданской обороны, плотин и водохранилищ в горных районах, нефтегазохранилищ, подземных хранилищ токсичных и радиоактивных отходов и др.).

По назначению горнотехнические скважины, бурящиеся при строительстве и эксплуатации горнодобывающих предприятий (группа Б.3.1), могут быть:

Б.3.1.а. Горнопроходческие – для бурения (проходки) шахтных стволов, вертикальных, горизонтальных и наклонных горнопроходческих выработок комплексного назначения;

Б.3.1.б. Вспомогательные – к ним относятся скважины:

•   тампонажные (Б.3.1.б.1) – для изоляции водопритоков, установки противо-фильтрационных завес, усиления крепи выработок (путем закачки цемента и других твердеющих материалов);

•   замораживающие (Б.3.1.б.2) – выполняющие те же функции, что и тампонаж-ные скважины при промораживании обводненных пород;

•   дренажные (Б.3.1.б.3) – для откачки воды из проницаемых водоносных горизонтов на поверхность с целью понижения уровня воды (водопонижающие скважины) и, тем самым, ограничения притока воды и осушения МПИ в период строительства и эксплуатации; дренажные скважины, проходимые для дренажа горных пород в зоне добычи полезного ископаемого из горных выработок (восстающие дренажные скважины под забивные фильтры) и с поверхности (сквозные фильтры);

•  водо- породо- и лесоспускные (Б.3.1.б.4) – соответственно для спуска воды, породы, крепежных и других материалов на нижние горизонты;

•  водоотливные и водопоглощающие (Б.3.1.б.5) – соответственно, для откачки воды из горных выработок на поверхность, либо ее сброса в нижние поглощающие горизонты;

•  наблюдательные (режимные, пьезометрические, в том числе подземные) (Б.3.1.б.6) – для контроля уровня, химического состава, температуры подземных вод, давления газа в угольном пласте или породе;

•   вентиляционные (Б.3.1.б.7) – для обеспечения жизнедеятельности (дыхания) людей;

•   воздухопроводные и электрокабельные (Б.3.1.б.8) – для обеспечения функционирования механизмов и агрегатов (пневмо- и электропривод) освещения и др.;

•   нагнетательные (Б.3.1.б.9) – для увлажнения пластов, тушения подземных пожаров, закачки в подземные формации воды и промышленных стоков под давлением;

•   дегазационные (Б.3.1.б.10) – для дренажа подземных формаций, опасных по выбросам газа и породы;

•   заиловочные (Б.3.1.б.11) – для заполнения выработанных объемов пород балластным материалом.

Отдельные вспомогательные скважины могут выполнять различные из вышеперечисленных функций одновременно либо последовательно. Название скважины дается по основной из выполняемых функций. При усложнении горно-геологических условий возможно сооружение вспомогательных скважин комплексного целевого назначения либо скважин для выполнения функций, не охватываемых данным перечнем (например, при шахтной добыче вязких нефтей).

Б.3.1.в. Взрывные скважины – для размещения в них зарядов взрывчатых веществ с целью разрушения взрывом горных пород при проходке горных выработок, при строительстве сооружений и коммуникаций, при дроблении полезного ископаемого для его выемки из массива горных пород. Взрывные скважины диаметром менее 75 мм и глубиной менее 5 м называют шпурами. Шпуры в отдельных горно-геологических условиях могут использовать и для нагнетания воды в пласт.

Горнотехнические скважины, которые бурятся для выполнения вспомогательных функций при эксплуатации промыслов нефти и газа (группа Б.3.2), могут быть:

Б.3.2.а. Нагнетательные – для сброса в подземные формации промстоков и балластных технических вод (нагнетательные скважины, предназначенные для захоронения промстоков в глубокозалегающие проницаемые формации горных пород при относительно низких устьевых давлениях нагнетания, называют «поглощающими»);

Б.3.2.б. Специальные – дренажные, тампонажные, взрывные – для ликвидации поверхностных водогазонефтепроявлений («грифонов»), а также открытых фонтанов нефти и газа;

Б.3.2.в. Эксплуатационные – для закачки и отбора газа из подземных газохранилищ, размещенных в изолированных проницаемых горных формациях, для растворения (выщелачивания) подземных полостей и последующего складирования (закачки и отбора) в них нефтепродуктов, либо длительного складирования (захоронения) жидких токсичных отходов.

Горнотехнические скважины, которые бурятся при строительстве и эксплуатации заглубленных подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых (группа Б.3.3), также могут быть горнопроходческими, вспомогательными, взрывными. При этом в объемах бурения вспомогательных скважин преобладают дренажные и наблюдательные скважины, а отсутствуют дегазационные, заиловочные, породо- и лесоспускные и др., чье целевое назначение более тесно связано с функционированием горно-добывающего предприятия;

Б.4. Наблюдательные режимные скважины – для длительного (сезонного, многолетнего) систематического контроля уровней и химического состава грунтовых вод, гидрогеологической, экологической ситуации и состояния геологической среды в зоне техногенного воздействия (горно-обогатительные комбинаты, промышленные зоны, производства химических и токсичных продуктов). Сети режимных скважин широко используются на участках водозаборов, при мелиоративных работах, в зонах изменения состояния геологической среды (проседания пород, подтопления и т. д.).

1.2.3. Распределение  буровых  скважин

в  подгруппах

Скважины группы А А.а – А.г (картировочные, зондировочные, опорные, структурные) бурятся с преимущественной целью комплексного изучения недр и, затем, дифференцированной постановки поисковых и разведочных работ (подгруппы А.1 – А.3) на каждый из типов полезного ископаемого.

Состав поисково-разведочных работ в каждой подгруппе и целевое назначение скважин определяется объемом имеющейся по результатам предшествующего комплексного изучения недр геологической информации и технико-экономической целесообразностью.

Наиболее технически сложными и комплексными являются буровые работы, проводимые на нефть и газ (подгруппа А.3).

Буровые работы по пункту А.1.1 , как правило, пред-шествуют, а работы по пункту Б.1, Б.3 и в ряде случаев А.2.1, Б.2 входят в комплекс мероприятий по строительству и эксплуатации горнодобывающего предприятия.

Скважины подраздела А.1.1 (пункты д, е, ж) проходятся до глубин, с которых потенциально возможна шахтная разработка полезного ископаемого. Интервалы горных пород могут быть опробованы (сверху вниз) шурфами, буровыми шахтными стволами с сопутствующими горными выработками, и на больших глубинах – по керну скважин.

Оценочно-опробовательские скважины, шурфы, буровые шахтные стволы (А.1.1, пункт ж) предназначены для отбора валовых проб, пробной эксплуатации, а в некоторых случаях для последующей промышленной эксплуатации полезного ископаемого.

В процессе строительства и эксплуатации горнодобывающего предприятия буровые шахтные стволы могут служить как для транспортировки грузов и персонала, прокладки коммуникаций, в т. ч. систем вентиляции, энергообеспечения, водоотлива и т. д., так и для подъема на поверхность добываемого полезного ископаемого. Однако в этом случае буровые горные выработки являются вспомогательным техническим элементом в системе капитальных и нека-питальных горных выработок, которыми осуществляется разработка полезного ископаемого.

Наблюдательные гидрогеологические скважины (А.1.1.л) служат для контроля гидрогеологической обстановки в зоне разведочных и оценочно-опробовательских работ. Данные гидрогеологических наблюдений используются при проектировании и последующей разработки МПИ.

Гидродобыча полезного ископаемого осуществляется в практике горных работ с глубин от нескольких десятков метров (гидроразмыв) до глубин 1200–1500 м (подземное растворение минеральных солей). Глубина разведочного и эксплуатационного бурения ограничивается соответственно этими интервалами глубин.

Специальные водозаборные скважины (А.1.2.м) являются вспомогательны-ми эксплуатационными гидрогеологическими скважинами, обеспечивающими технической водой процесс гидродобычи. Гидродобыча осуществляется через эксплуатационные скважины: нагнетательные и рассоло-(пульпо-)подъемные. Нагнетание воды и отбор рассола (пульпы) может осуществляться по много-трубной подвеске как одной эксплуатационной скважины, так и раздельно на-гнетанием воды через нагнетательные и отбором продукции через рассоло-(пульпо-)подъемные скважины.

При подземной выплавке серы (А.1.3.) эксплуатационные скважины выполняют функции подачи в залежь пара и отбора расплава серы (эрлифтом) одновременно. Специальные разгрузочные скважины (А.1.3.м) служат для удаления из залежи конденсата воды.

При разведке сапропелей, лечебных грязей, торфов зондировочное бурение является достаточным для реализации поисково-разведочных работ в полном объеме. При поверхностном (на глубинах 0–5 м) залегании общераспространенных полезных ископаемых (песок, глина, песчано-галечниковые смеси и т. д.) также возможно ограничиться зондировочным бурением. На глубинах более 5 м разведка общераспространенных полезных ископаемых осуществля-ется согласно А.1.1 либо согласно Б.1 в процессе инженерно-геологических изысканий.

Стадийность бурения гидрогеологических скважин (подгруппа А.2) в наибольшей степени определяется объемом имеющейся по результатам предшествующего комплексного изучения недр геологической информации и технико-экономической целесообразностью. Большое распространение в этой под-группе получили скважины комплексного назначения, например разведочно-эксплуатационные, а также перевод выполнивших поисково-разведочные функции скважин в наблюдательные (режимные). Наибольшие объемы бурения в подгруппе А.2 приходятся на эксплуатационные скважины для водо-снабжения.

www.bygeo.ru

Другие статьи по теме:

Как бурить скважину под воду своими руками Проточный фильтр для воды своими руками Абиссинский фильтр Глубинное бурение Как сделать скважину для воды Абиссинская скважина