бурение скважин на водуДля того чтобы иметь источник питьевой воды на приусадебном участке, необходимо вырыть колодец или выполнить бурение скважины. Последний вариант предпочтительнее, но он потребует приложения больших усилий и немалого количества времени. Профессиональное устройство скважинного водоснабжения стоит дорого, необходимо привлекать бригаду специалистов.

Виды водоносных скважин

Основные виды скважин на воду являются водозаборными, их не используют для других целей. Подходящий вариант для приусадебного участка можно определить самостоятельно. Выбор будет зависеть от наличия технического оснащения, финансовых возможностей, имеющихся навыков. Разновидности скважин:

  1. Абиссинская. Этот вариант стоит использовать при наличии родника. Абиссинская скважина представляет собой узкий колодец длиной от 8 до 12 м. В ней всегда чистая вода, потому что загрязнения не попадают в нее с поверхности.

  2. Фильтровая скважина на песок. Ее бурят на глубину от 15 до 30 м. Для этого можно использовать один из перечисленных способов: колонковый, шнековый, ударно-канатный. Источник оснащают трубой соответствующей длины диаметром от 100 до 180 мм с фильтром из сетки на заглубленном конце. Она должна быть из нержавеющей стали. Водозаборная скважина может обеспечить водой потребности загородного дома в течение 5 лет сезонной эксплуатации или 15 лет постоянного использования.
  3. Артезианская скважина без оснащения устройством фильтрации. Ее бурят на глубину от 100 м. В этом случае вода будет кристально чистой, возможно и минерализованной. Это может быть как приятным, так и неприемлемым фактом. Избыточное содержание минералов делает воду непригодной для питьевых и бытовых целей. Есть большое количество ее разновидностей. Например, термометрическая скважина, ее предназначение — в измерении температуры грунта. Для этого устанавливается гирлянда температурных датчиков. Однако такие варианты не используют на приусадебных участках.

Виды водоносных скважинЧто такое бурение скважин

Устройство заключается в создании узкой вертикальной шахты необходимой длины, которая должна доходить до глубины залегания вод. Бурение скважины потребует укрепления ее стенок обсадными трубами. Насосное оборудование используют для принудительной закачки воды в накопительные резервуары и ее распределения.


Цена и возможности экономии

Источник водоснабжения загородного дома должен отличаться экономичностью. Однако полная стоимость его устройства может быть высокой. Снизить затраты возможно, выполнив подготовительные работы собственными силами.

Экономия на:

  • подготовке места, выравнивании участка для буровых работ и размещения оборудования;
  • прокопке траншей для укладки труб для водоснабжения дома;
  • организации приямки для промывки (буровая бригада делает это самостоятельно, стоит предварительно согласовать это с ней).

Самостоятельное выполнение таких работ позволит сократить расходы. Однако некоторые действия не стоит производить. Например, копать котлован и устанавливать в него кессон до того, как пробурить скважину на участке. Устройство источника водоснабжения по технологии выполняют на поверхности. Поэтому роют котлован и устанавливают кессон только после производства буровых работ.

Комплексное бурение скважин на воду является основной услугой специализированных компаний. Они также предлагают оснащение источника автономной системой водоснабжения, предоставляют гарантийные обязательства. Услуги «под ключ» выгодны в плане экономии времени, хороши отсутствием дополнительных трат и рисков возникновения необходимости в непредвиденном ремонте.

В чем преимущества

У скважин есть неоспоримые достоинства. Благодаря им они предпочтительнее колодцев. Поэтому становятся все более востребованными у владельцев частной недвижимости, у которых нет возможности провести централизованное водоснабжение. Скважина на воду имеет плюсы и минусы. Среди преимуществ:


  1. Высокие питьевые качества. Родниковая вода, которая забирается с глубины, чистая и полезная для здоровья.
  2. Продолжительная эксплуатация. Скважинные источники бурят на большую глубину. На ней запасы воды намного больше, чем в поверхностных глиняных грунтах. Это и определяет больший срок эксплуатации, чем у колодцев.
  3. Затраты на очистку незначительны. Скважинная вода не смешивается с талыми водами, которые содержатся в почве. Она эффективно очищается естественным образом природной фильтрацией.

скважина на водуЭтапы бурения скважин

Поэтапные буровые работы нужны для качественного устройства источника водоснабжения. При этом учитываются многие факторы. Это и глубина скважины для питьевой воды, и подготовка объекта и участка, демонтаж установки бура, оборудования. Специализированные компании проводят работы в несколько этапов:

  1. Оформление договора, в котором указываются все пункты работ.

  2. Подготовка грунта на участке для установки оборудования.
  3. Доставка и монтаж на буровой площадке специализированной техники и аппаратуры.
  4. Создание скважины, обсадка ее трубами.
  5. Обустройство источника водоснабжения (зависит от его типа: сезонное использование, устройство кессона, монтаж оборудования в помещении здания).
  6. Испытание скважины на приток воды из водоносного горизонта, ее прокачка до начала чистого водотока. Опробование работы в разных режимах водозабора.
  7. Сдача объекта заказчику. Демонстрация работы источника водоснабжения, оценка его производительности, качества воды, подписание акта о выполненных работах. Демонтаж буровых установок, аппаратуры, техники.

Технологии бурения

Перед тем как сделать скважину, следует ознакомиться с зарекомендовавшими себя с лучшей стороны методами. Каждый из них имеет особенности, преимущества и недостатки.

Это:

  • шнековый;
  • роторный;
  • колонковый;
  • ударно-канатный.

Их отличие между собой заключается в способе разрушения породы. На практике конструкция скважины будет прочной и долговечной, только если соблюдена технология ее бурения, сооружения, оснащения и извлечения грунта на поверхность. При выборе метода нужно учитывать факт необходимости применения разных видов оборудования. Это отражается на стоимости работ и качестве конструкции источника воды.

Шнековое бурение

Этот вид бурения является одним из самых доступных. Для того чтобы пробить скважину, используют бур с заточенными режущими лопастями. Они расположены под углом к оси. Механизм вворачивают в грунт. После этого вынимают и очищают от земли, которая накопилась между лопастями. Штангу с буром наращивают дополнительными звеньями для бурения на большей глубине.


бурение скважин под водуШнековое бурение считается одним из самых производительных. Его можно выполнять вручную с помощью самодельных буров. Их делают на основе треноги с закрепленной через вертюг на тросе буровой колонной. В конструкции также необходимо предусмотреть подъемный механизм.

Специализированные компании используют буровые установки, которые работают по принципу шнекового бурения. При заказе у них услуг стоит рассчитывать на то, что скважина на даче получится более качественной и долговечной. Недостатками технологии являются сложности с бурением твердых пород, плотных слоев глины, каменистых слоев. Также могут возникнуть трудности, связанные с попаданием на слой «плывуна» или на «верховодку».

В этом случае неглубокие скважины будут постоянно наполняться загрязненной водой. Проблему решают постоянным параллельным обсаживанием скважинной шахты по мере углубления в грунтовую толщу.


Колонковое бурение

пробурить скважинуТехнология схожа со шнековой. Отличие заключается в использовании пустотелого цилиндрического бура. На его нижней грани имеются напайки. Они изготовлены из материалов высокой прочности. Это позволяет буровой установке справляться с грунтами высокой плотности. Водяная скважина получается более качественной и дольше служит в эксплуатации. Грунтовый шлам скапливается внутри цилиндрической полости. Его нужно регулярно удалять из нее, вытаскивая бур на поверхность.

Преимуществом технологии является возможность создания шахты с точными диаметральными размерами. Самостоятельно выполнить такие работы проблематично, т.к. нужно специальное оборудование.

Гидравлическое роторное бурение

Гидравлическая роторная технология бурения скважин на воду заключается в непрерывной подаче в шахтовый забой под высоким давлением бурильного раствора. Его напор нужен для вымывания грунтового шлама на поверхность, в некоторых установках он приводит во вращение бур.

Данная технология позволяет бурить скважинные шахты на любую глубину. Гидравлические роторные установки используются преимущественно для проведения геологоразведочных и промышленных работ. Такое оборудование применяют для создания артезианских скважин.

бурение скважины на водуДля бурения скважин на приусадебных участках используют малогабаритные установки с гидравлическим ротором и прямой промывкой. Они способны пробить скважинную шахту на небольшую глубину.


Недостатком технологии является невозможность контроля попадания на песчаные водоносные горизонты. Они неоднородны по глубине залегания и толщине. Поэтому такой метод бурения используют преимущественно после предварительной геологической разведки.

Ударно-канатная технология

Технология заключается в поднимании и сбрасывании бура вниз. В качестве него используют полый цилиндр с отточенными нижними гранями. При быстром опускании цилиндрического бура с высоты в него забивается грунт, уплотняясь внутри полости. Его поднимают и вычищают от спрессованного шлама. Основным достоинством технологии является возможность производить работы практически на любых грунтах, конструкция скважины получается качественной и долговечной. Шахта ровная с прочными стенками. Не нужно наращивать штангу при бурении на глубине.

Конструкция является простой и надежной в использовании. Ее можно изготовить самостоятельно. Однако многие специалисты отмечают недостаток, который заключается в трудоемкости процесса бурения. Для него стоит использовать установки с электрическим приводом.


бурение скважин на воду своими рукамиДля контроля структуры проходимого слоя нужно заменять бур желонкой. Она служит для черпания разжиженного грунта. Этот инструмент оснащен клапанной системой. Он нужен в тех случаях, когда грунтовый шлам не фиксируется в полости цилиндрического бура. Желонки применяют для прохождения плывунов, несвязных грунтов.

Ударно-канатная технология позволяет бурить на большую глубину, достигать глубинных песчаных водоносных слоев.

Как пробурить абиссинскую скважину

Метод отличается от предыдущих способов. Технология заключается в использовании обсадной трубы в качестве бура. Она оснащена острым наконечником и фильтром, забивается в грунт до водоносного слоя. Для бурения можно приобрести готовый комплект или создать установку самостоятельно. Устройство скважины заключается в забивании трубы в грунт и наращивании ее штангами. Их соединение должно быть как можно более надежным. Преимущественно штанги приваривают или прикручивают. Удары по колонне установки производятся по прикрепляемому подбабку.

Появление в трубе воды свидетельствует о том, что установка достигла водоносного слоя. Обсадную колонну обрезают и устанавливают насос. Подбабок стоит оставить, т.к. он пригодится при засоре скважинной шахты.

абиссинская скважинаКустарные способы


Буровые работы для создания скважинной шахты являются трудоемкими. Однако некоторые владельцы загородной недвижимости предпочитают выполнять их самостоятельно. Скважина своими руками обойдется намного дешевле услуг специализированной компании. В этом случае возможно пробурить шахту глубиной только до 40 м. Потому что у владельца земельного участка нет в наличии специального бурового оборудования.

Ударно-канатный метод

Для реализации этого метода нужно сделать желонку. Она создается из отреза трубы, у которой делают острый край и клапан. Такой инструмент способен пробурить шахту на глубину до 30 м и более.

Этапы выполнения работ:

  • создание небольшого углубления для упрощения буровых работ;
  • установка треноги с блоком поверх углубления;
  • на блок устанавливается трос с желонкой;
  • в углубление с высоты не менее 1,5 м роняют желонку;
  • сверху по желонке наносится несколько ударов для захвата большего количества грунтового шлама и ускорения процесса бурения;
  • в отверстие шахты устанавливают обсадную трубу или колонну, это позволит предотвратить разрушение стенок.

При создании скважины при помощи ударно-канатной технологии стоит углублять ее до второго водоносного слоя. Это позволит увеличить срок эксплуатации, получить более чистую воду. Вместо желонки часто используют цилиндрический бур в виде стакана. Он не оснащен клапаном, но позволяет ускорить процесс выполнения буровых работ. Особенно в вязких и суглинистых грунтах. Комплексное использование цилиндрического бура и желонки тоже способствует более быстрому производству работ и является предпочтительным.


Роторный способ

Для реализации технологии нужно сделать роторный механизм, работающий от приводящего вала. Для разрушения грунтовой породы используют утяжеленные буровые конструкции. Они служат в качестве долота. Ручное бурение скважин на воду таким методом отличается трудоемкостью. При создании установки нужно учитывать необходимость в промывании. Для этого используют вертлюг, с помощью которого транспортируется промывочная жидкость. Она проникает в забой через специальные насадки.

Поднятие и опускание буровой части установки осуществляется при помощи нескольких труб общей длиной от 25 до 50 м. При поднятии вынимают грунтовый шлак. После того как бур очищен, применяют промывочную жидкость.

Советы и рекомендации

Пробурить скважину для воды своими руками трудно и проблематично. Несколько советов и рекомендаций:

  1. Для того чтобы вода в источнике всегда была чистой, нужно обеспечить приток свежего воздуха. Несколько вентиляционных отверстий в верхней части конструкции помогут в этом.
  2. Верхнюю часть стоит оснастить откидным люком. Это позволит быстро осматривать шахту, доставать из нее насосное оборудование.
  3. По окончании буровых работ нужно сделать забор воды и передать ее на анализ в лабораторию. Это позволит выявить содержание и состав примесей в ней. Забор воды на анализ нужно делать спустя некоторое время, а не непосредственно после окончания бурения.
  4. Улучшить качество воды можно с помощью установки фильтровального оборудования.

Технологии и методики бурения на воду различны и имеют собственную специфику. Перед началом буровых работ нужно собрать необходимые данные, запастись инструментом и оборудованием. Желательно приобрести базовые навыки.

Источник: RuMyDom.ru

1. Общие характеристики и отличия двухтрубной от однотрубной обсадной колонны

Что такое двухтрубная конструкция скважины и каковы ее особенности?

Принцип бурения скважин на водуСкважиной с двухтрубной обсадкой называют конструкцию, состоящую из двух колонн (кондуктор и рабочая колонна), вставленных одна в другую по принципу телескопа. Обе трубы должны выходить на поверхность и выступать на высоту 0,5 метра (согласно установленным нормативам на заложение скважины).

Внешняя технологическая колонна — кондуктор — монтируется на глубину до разборной скалы и упирается в неё. Кондуктор является первым эшелоном защиты от верховых вод, задает механическую прочность конструкции, значительно увеличивает срок эксплуатации, а также обеспечивает сохранность скважины от ударов и механических повреждений на поверхности во время работ, проходящих в непосредственной к ней близости (земляных, общестроительных, ландшафтных и пр.).

Внутренняя колонна – рабочая – должна монтироваться на глубину не менее 3-5 метров в коренные скальные породы (т. е. 20-50 м от поверхности). Рабочая колонна служит для отсечения «верховодки», залегающей в приповерхностной, рыхлой части разреза, и подземных вод, содержащихся в коре выветривания, обеспечивая добычу подземных вод из скальника стабильно высокого качества. 

Зачем нужна двухтрубная конструкция, в каких случаях она ставится?

Бурение скважины с монтажом двухтрубной конструкции в условиях Складчатого Урала не требуется только в случаях выхода скальной породы на глубине 0,5 метра от поверхности, или когда скважина бурится с целью отбора верховой воды в технических целях. Во всех остальных случаях, которые составляют 95% от общего числа скважин — двухтрубная конструкция с использованием внешней стальной трубы необходима.

Давайте более подробно ознакомимся с механизмом влияния внешних факторов на срок службы скважины и нейтрализацию этих воздействий при правильном бурении скважины и монтаже двухтрубной конструкции.

В радиусе 60 км от Екатеринбурга наиболее часто встречаются два типа разрезов в соответствии с типом местности:

  • Первый тип — заболоченная в различной степени местность (на рисунке геологического разреза можно увидеть последовательность слоев: торф, дресва, спрессованный песок, крепкая скала — в основном гранитоиды и габброиды);
  • Второй тип — равнинно-холмистая местность (растительно-почвенный слой, глина, глина с водой и щебнем, разборная скала, дресва и крепкая скала; это в основном вулканогенные и метаморфические комплексы пород – различные сланцы, туфы и пр.). Такой разрез пород мы можем наблюдать на восточном, юго-восточном и южном направлениях.

Ясно, что при бурении (и обсадке) скважины необходимо обсаживать торфяные и глинистые отложения стальной трубой, иначе горизонтальные подвижки и вымораживание грунта нарушат конструкцию.

Ставить пластиковый кондуктор не имеет смысла – он недостаточно прочен для того, чтобы сопротивляться кольцевой нагрузке: его сжимает, рвет и выталкивает на поверхность. (Кольцевая нагрузка — это постоянное боковое давление, механическая нагрузка, идущая перпендикулярно или под углом к трубе вследствие горизонтальных подвижек грунта.)

Условиями, требующими монтажа именно стального кондуктора, являются:

Сдавливание мерзлотными водами. Для установки любой обсадной трубы нужно пробурить породу чуть большим диаметром и вставить в образовавшееся пространство трубу. При этом образуется небольшой зазор между трубой и грунтом (он называется «затрубное пространство»). Спустя некоторое время мелкие камешки со стенок начинают неравномерно осыпаться, и затрубное пространство заполняется рыхлым грунтом с пустотами.

Весной в дневное время при положительных температурах растаявший снег превращается в воду и просачивается в затрубное пространство (пустоты и рыхлый грунт его заполняющие). В ночное время при отрицательных температурах просочившаяся вода замерзает и расширяется (есть у нее такое свойство), соответственно расширяются пустоты и затрубное пространство. Давление оказывается как на породу, так и на трубу, которую сдавливает, но не строго перпендикулярно, а разнонаправлено, толкая ее в разные стороны – под углами, вниз или вверх, на поверхность.

На следующий день вода в расширившемся затрубном пространстве тает, уменьшаясь в объёме. Но образовавшееся свободное пространство заполняет растаявший снег с талой водой с поверхности, а вечером температура снова опускается ниже нуля. Эти циклы повторяются вновь и вновь, постоянно толкая трубу, расширяя затрубье, до того момента, пока не установится относительно постоянный положительный температурный режим.

Сдавливание замерзлым грунтом. Многие виды глинистого грунта, даже при отсутствии грунтовых вод, изменяются в объеме при колебаниях температуры, проще говоря, при замерзании глину пучит. Как правило, при понижении температуры грунт стремится расшириться и выталкивает из себя любые инородные тела на поверхность, даже если тело цельнометаллическое, не имеющее внутри полостей и пустот (например, чугунная болванка). Это явление особенно ярко выражено в случае глинистых грунтов, однако в разной степени проявляет себя и при любом другом разрезе грунта.

Повреждение при монтаже. Если кондуктор не из буровой стали, а из строительной, и тем более, если трубы электросварные, а не горячего ката бесшовные, то высока вероятность появления брака во время монтажа.

При монтаже буровая установка осуществляет давление на трубу. Если сталь низкосортная, то резьбовое соединение может лопнуть, деформироваться, сорваться, сдвинуться и т.д. Такие повреждения приведут к попаданию в пространство между трубами — в уже рабочий водонос — «верховодки», рыхлых сыпучих пород, песка и всевозможных нечистот. Причем о повреждении трубы такого рода заказчик может узнать только от буровика – внутрь скважины Вы заглянуть не сможете и визуально не определите (а буровик, кстати, не заинтересован в том, чтобы афишировать столь существенные недостатки своей работы, скорее всего, Вам никто об этом не сообщит).

Повреждения кондуктора при монтаже скважины (с перфорированной рабочей колонной) равносильны отсутствию кондуктора: через отверстия начинает затягивать песок, гумус, глину, и все это Вы будете выкачивать. Данную ситуацию можно считать аварийной, поскольку она приводит к получению воды только технического качества. С течением времени скважина заилится и «умрет», ее срок жизни сократится максимум до 1-5 сезонов, при этом быстро износится и насос.

возможность просадки стальной трубы (в отличие от пластиковой). При смерзании и размораживании, а также вымораживании грунта, горизонтальных подвижках, вызванных колебанием уровня грунтовых вод (на глубине от 0 до 8 м), почва оказывает давление на внешнюю технологическую колонну — кондуктор. Если колонна кондуктора пластиковая, то трубу может попросту выдавить на поверхность, деформировать либо порвать.

Стальная же труба, в случае качественной установки без нарушения технологии, продолжает выполнять свои функции длительный период без вероятности возникновения каких-либо проблем. 

Другими словами, даже если во время очередного цикла замерзания-размерзания ее выдавило на 0,5 см, когда потеплеет, она просто просядет обратно (пластиковая так «не умеет»). 

Принцип бурения скважин на водуАбсолютно неграмотно «менять слагаемые местами» – делать пластиковую трубу внешней, а внутреннюю — стальной. Почему это халтура? Внутренняя стальная труба будет давать ржавчину воде, а внешний пластик не справится с технологической нагрузкой и не обеспечит никакой защиты от механических повреждений, фактически послужит просто «украшением».

Мы помним, что стальной кондуктор должен притираться к скале, внутри должна быть установлена пластиковая труба – только в этом случае работа называется корректной. Потому что сталь будет защищать пластик, а пластик сохранять воду нормального качества.

Стальная труба обязательно должна быть внешней, а не внутренней. В противном случае мы получаем только минусы. Если же мы хотим добиться хороших результатов, то стальная труба должна быть из качественной буровой стали и должна быть вмонтирована на коронку в скальный грунт. Только так все преимущества использования данной конструкции сохраняются и можно выбирать любой тип пластика для создания внутренней рабочей колонны.

Выше уже прозвучал вопрос — почему нужно использовать две трубы, когда можно обойтись одной стальной трубой? Есть еще один момент: стальная труба надлежащего качества отличается достаточно высокой ценой, и при этом даже стальная труба категории Д будет в небольшом количестве давать ржавчину, не говоря уже о других, низкоуглеродистых сортах стали. Чем ниже качество стали, тем всегда будет хуже качество воды.

Пластиковая труба не оказывает негативного влияния на воду, поскольку не боится коррозии, однако подвержена механическим повреждениям и подвижкам, она более хрупкая и более мягкая, а значит, её может смять, порвать и/или вытолкнуть на поверхность.

Оптимальное решение по соотношению «цены-качества» – в комбинации двух этих материалов: сталь + пластик. При совмещении обоих видов труб долговечность и прочность конструкции обеспечивается стальным кондуктором, не соприкасающимся с водой, а качество воды в скважине сохраняется благодаря использованию рабочей колонны из пластиковой трубы.

Подведем очередной итог. Трудно спорить, что двухтрубная конструкция скважины дороже, чем однотрубная, особенно пластиковая – разница по стоимости примерно в 3 раза. Но однотрубная пластиковая с самого начала будет работать хуже и проработает меньше. Выбирая 2-трубную технологию, мы минимизируем расходы на установку фильтров, без которых не обойтись при 1-трубной пластиковой колонне, особенно, если труба некачественна и выделяет в воду вредные вещества (например, ПНД из вторичного сырья), или установлена с ошибками.

Сочетание стальной и пластиковой трубы позволяет сохранить конструкцию в лучшем виде во время и монтажа, и эксплуатации. Таким образом, в долгосрочной перспективе мы разумно сэкономим бюджет. Не потребуется перебуривать скважину уже через 3-5 лет, сомневаться в качестве воды, чего не будет при использовании одного пластика либо одной стали.

Вспомним пример с расходами на установку насоса, который мы привели в начале раздела – логика та же: первоначально 2-трубная конструкция несколько дороже, но она однозначно более надежна, долговечна, более безопасна и полностью окупается за длительный период эксплуатации.

Источник: ural-gidro.com

Кустовое бурение

Технология бурения артезианской скважины на водуТакое название метод носит по той причине, что готовая схема устьев и забоев напоминает собой своеобразный куст. К одному устью сходятся скважины из нескольких забоев, сгруппированных на одной площадке. В случае такого метода значительно сокращаются монтажные и подготовительные работы, снижается количество рабочих транспортных сообщений, линий электропередач и подачи воды.

Особенностью кустового способа является определенное условие строительства скважины. В частности, важнейшим условием является отсутствие пересечения стволов между собой.

Недостатки способа:

  • Требуется прекращение работы скважин до завершения строительства определенной конструкции в целях противопожарной безопасности.
  • Высокий риск пересечения проделанных стаканов.
  • Капитальный ремонт такой конструкции достаточно сложен.
  • При подводном бурении сложно устранить грифоны.

Кустовое бурение используется в тех случаях, когда требуется повышение нефте- и газоотдачи в продуктивной территории, либо при возобновлении работы неработающей скважины. Строительство скважины кустовым способом может быть трехствольным, двуствольным параллельным, двуствольным последовательным.

Конструкция куста имеет конический вид с вершиной в виде кустовой площадки. Объем монтажных и подготовительных работ зависит от размещения устья куста, также от этого зависит и площадь территории для будущего отчуждения от куста. Максимальная эффективность такого способа бурения достигается в условиях болотистой местности.

Способы промышленного бурения

Шнековый метод применяется при ведении работ на участках с песчано-гравийным грунтом. Водоносные породы могут располагаться на глубине нескольких десятков метров. При таком способе почва выталкивается наружу лопастями вращающегося устройства. Данный метод выработки считается достаточно скоростным. Но он чаще используется при сооружении конструкций небольших размеров.

Принцип бурения скважин на водуСхема ударного бурения

При ударно-канатном способе для выработки грунтовых пород используется мощное заострённое долото. Оно производит поступательно-возвратные движения, осуществляя разрушение грунта. Для более эффективной выработки применяется специальная утяжеляющая штанга. Она присоединяется к буровой конструкции.

Самым производительным методом выработки грунта при сооружении водозаборных устройств считается роторный способ. Его эффективность в несколько раз выше канатно-ударного метода. Это достигается за счёт определённых конструктивных особенностей установки:

  • при работах применяется шарошечное долото в составе бурильной колонны;
  • его вращение осуществляется с помощью ротора;
  • для увеличения производительности используется утяжелённая бурильная труба;
  • стенки скважины обрабатываются специальным промывочным раствором;
  • для окончательного обустройства скважины применяют обсадные трубы, фильтрационные устройства и насосные агрегаты.

Оборудование

Принцип бурения скважин на воду

Роторное бурение невозможно осуществить без  специального оборудования, которое включает следующие приспособления и механизмы:

  • вышка;
  • ротор;
  • буровая установка с приводом;
  • насосное оборудование поршневого типа;
  • буровой вертлюг;
  • механизмы и оборудование для выполнения очистки при помощи промывочного раствора;
  • талевая система, состоящая из кроноблока;
  • желоб;
  • вибросито;
  • гидроциклоны (обычно используются при бурении нефтяных скважин).

В мобильной версии буровой установки для роторного бурения есть все вышеперечисленные составляющие механизмы, кроме системы очистки при помощи промывочного раствора.

Наклонный способ

Для выполнения наклонной методики бурения необходимы следующие инструменты и материалы:

Буровой земляной инструмент:

  • Тесак;
  • Балка;
  • Бечевка;
  • Длинный буровой направляющий штырь;
  • Кабель;
  • Обсадные трубы;
  • Металлический трос.

Принцип бурения скважин на воду

Такой способ чаще всего используется при ремонте коммуникаций, особенно в тех случаях, когда жилое здание уже сооружено, но необходимо провести канализацию или водопровод через фундамент. Чтобы избежать рытья глубоких траншей, используют наклонное бурение. Для начала рассчитывают угол наклона так, чтоб нижняя часть шурфа совпадала с концом закладной трубы.

Земляной бур устанавливают в заранее выбранное место и сразу придают ему желаемый угол наклона с помощью поперечной балки, уложенной на траншею. На бур устанавливают направляющий штырь, позволяющий сохранить заданное перед началом работы направление, и начинают сверление отверстия. Здесь требуется непрерывный контроль процесса, так как при заглублении или отклонении от нужной траектории следует подтесывать стенки шурфа.

Когда шурф готов, в него опускают обсадную трубу, повторяющую диаметр скважины.

Принцип бурения скважин на водуСтруктура обсадной трубы

В трубу пропускают кабель и металлический трос, затем с помощью троса протаскивают в трубу необходимый кабель или шланг. К тросу привязывают бечевку, с помощью которой при необходимости трос тянут назад.

Если в трубе размещен силовой трос, шланг или кабель легко поддаются замене. В этом случае можно справиться только с помощью одного лишь наклонного сверления, при этом рыть глубокую траншею и нарушать целостность фундамента не придется.

Сферы использования подобной технологии

Среди точек применения колонкового бурения скважин, стоит выделить несколько основны.

Горнодобывающая промышленность – разработка горных месторождений твердых полезных ископаемых.

Принцип бурения скважин на воду

Результат прохода – керн с цельной структурой, по которому выполняют анализ пород в этой местности. Его периодически извлекают, чтобы узнать картину залегания пород на этом участке.

Автономное водоснабжение – организация процесса нуждается в исследовании недр частных землевладений, чтобы иметь доступ к подземным источникам воды. Гидрогеологическое бурение необходимо для выбора местонахождения водной скважины.

Строительство – для бурения диктующей скважины под забивку свай – обустраивая свайные фундаменты. Строителям нужно знать, на какой глубине будет песчаная прослойка или начинаются крупные камни. От этого зависит устойчивость здания. Подобная технология идеальна, чтобы в железобетонных конструкциях просверлить отверстия большого диаметра.

Подобный способ подходит для вертикального прохождения скважин, горизонтального и под нужным углом.

Способ искусственного искривления

Искусственное искривление оси бурового стакана применимо, когда необходимо бурение нефтяных или газовых скважин. Искусственное отклонение подразделяют на кустовое и многозабойное. Такой способ успешно применяется в следующих случаях:

  • Для работы с глубинными слоями под спусками;
  • При отклонении выполненного ствола;
  • При залегании нефти под слоем соляных залежей;
  • При необходимости обхода осыпающихся мест;
  • Для вскрытия слоев, находящихся под дном водоема;
  • При строительстве забоя на слои под жилыми домами;
  • При невозможности устранения засыпанной скважины;
  • Для ухода в сторону с новым направлением;
  • Для экономии времени на разбуривание;
  • При бурении кустовым методом на равнинной территории;
  • При прохождении пласта угля для дегазификации.

Для процесса принудительного искривления необходимы специальные двигатели, в числе которых электробур, турбобур и винтовой двигатель.

https://youtube.com/watch?v=f74Rdq0gXeQ

Многозабойный способ

Технология бурения артезианской скважины на водуТакой способ заключается в проведении двух стволов из главного забойного стакана, при этом главный ствол используется не единожды.

В таком случае растет рабочая площадь и поверхность фильтрации, но сокращаются объемы бурильной работы в поверхностном пласте.

В зависимости от вспомогательных стволов возможны следующие виды многозабойной конструкции:

  • Радиальная – горизонтальный главный ствол и радиальные – вспомогательные.
  • Разветвленная – состоит из наклонных двух стволов и наклонного главного.
  • Горизонтально разветвленная – похожа на предыдущий тип, но угол вспомогательных стволов составляет девяносто градусов.

Выбор типа многозабойной конструкции определяется формой конструкции вспомогательных стволов и их размещением в пространстве.

Виды скважин

Скважины бывают 3 основных видов:

  • фильтровыми;
  • артезианскими;
  • абиссинскими.

Принцип бурения скважин на водуФильтровая скважина (на песок)

Фильтровая скважина выкапывается до глубины 40-50 метров. Пределом для нее служит песчаный слой. Глубже него бурение скважин данного типа не проводится.

Принцип бурения скважин на водуСхема артезианской скважины с кондуктором

Артезианские считаются самыми глубокими типами. Глубина их пробуривания колеблется в диапазоне от 50 до 400 метров. Основная цель таких отверстий — получение чистой артезианской воды высокого качества.

Абиссинские — самые неглубокие. Глубина их пробуривания не превышает 30 метров. При создании отверстий такого типа не используется погружной насос по причине небольшого диаметра трубы.

Для частных домов организации, осуществляющие бурение скважин, вырывают колодец фильтрового типа на глубину от 40 до 50 метров. Подобные водоскважины часто называют артезианскими, что приводит к подмене понятий. Отличие их от фильтровых колодцев не только в глубине, но и качестве получаемой воды. Большая разница в цене работ и сложности проведения.

Особенности технологии

Принцип бурения скважин на воду

Для начала определимся, что такое способ роторного бурения. Это особая технология бурения скважин, которая применяется в том случае, если необходимо, чтобы гидротехническое сооружение давало большие объёмы экологически чистой питьевой воды. При этом скважина будет отличаться стабильной и долговечной работой. В этом случае данный способ подходит лучше, чем какая-либо другая технология бурения.

Роторная буровая установка и сама технология имеют следующие преимущества перед другими бурильными конструкциями и методиками:

  • Скважина, пробуренная таким способом, будет обладать высокой производительностью, то есть давать воду в большом объёме.
  • Долговечность гидротехнического сооружения.
  • Подача воды из скважины осуществляется стабильно (без снижения уровня и перебоев).
  • Качество добываемой жидкости будет на высоте. Её смело можно использовать в питьевых целях.

Такой способ бурения скважин позволяет получить гидротехническое сооружение, которое будет обладать настолько высоким дебетом, что воды из источника хватить не только для водоснабжения жилого дома, но и для полива огорода, наполнения бассейнов и других резервуаров, а также для удовлетворения различных технических нужд.

Роторная буровая установка используется в том случае, если необходимо бурить глубокую скважину на воду. Суть метода заключается в следующем: в бурильную трубу опускается вал с наконечником в виде долота. Во время вращения вала долото разрушает породу. Вращение осуществляется за счёт функционирования гидравлической установки.

Чтобы очищать скважину от находящейся в ней породы, используют специальный промывочный раствор. Он подаётся в проходку по трубам. При этом может использоваться два способа подачи:

  1. Бурильный раствор закачивается в бурильную трубу при помощи специального насосного оборудования. После этого он выдавливается наружу через затрубное пространство. Такой метод называется прямая промывка. Именно он показан на видео в конце статьи.
  2. Второй способ делается иначе. Раствор подаётся в затрубное пространство, а затем при помощи насосного оборудования выкачивается из бурильной трубы вместе с измельчённой породой. Этот метод называется обратная промывка.

Способ обратной промывки имеет одно неоспоримое преимущество – с использованием такой методики можно получить гидротехническое сооружение с большим дебетом, поскольку вскрытие водоносного слоя происходит наиболее качественно. Среди недостатков стоит назвать необходимость привлечения сложной высокотехнологичной техники, поэтому данная методика более дорогостоящая.

Преимуществом роторного бурения с прямой промывкой можно назвать его относительную дешевизну в сравнении со вторым методом. Именно поэтому данный способ чаще всего используется при бурении скважин на воду на территории частных владений.

Основные способы забуривания скважин

В зависимости от вида и состояния горных пород в приповерхностном слое, диаметра и типа породоразрушающего инструмента, способа бурения, вида очистного агента и бурильной колонны применяют следующие основные способы забуривания скважин.

  • 1. Установка трубы-направления скважины в шурф, предварительно выкопанный вручную. После установки в шурф трубу-направление или цементируют или закапывают. Этот способ применяется при бурении скважин большого диаметра шарошечными долотами с промывкой скважины глинистым раствором (в основном скважины на нефть и газ) и при бурении геологоразведочных скважин ударно-канатным способом.
  • 2. Забуривание скважины «всухую», т. е. без промывки или продувки. Этот вариант находит применение при бурении с поверхности земли в тех случаях, если верхний интервал геологического разреза представлен осадочными породами при использовании обычных снарядов (без съемного керноприемника). Для бурения колонковый набор оснащают твердосплавной коронкой типа СМ или СА, а забуривание производят при медленном вращении колонны и повышенных нагрузках на глубину 2-3 м до коренных пород. Если коренные породы залегают глубже, то «всухую» бурят до предельно возможной глубины, а затем устанавливают трубу-направление и ведут бурение до коренных пород уже с промывкой инструментом меньшего размера.

Возможен вариант забуривания «всухую» посадкой обсадной колонны, оснащенной коронкой или башмаком в рыхлые сыпучие породы с вращением и под действием повышенной осевой нагрузки на предельно возможную глубину. Обсадную колонну после этого не извлекают, а породу внутри колонны разбуривают уже с промывкой колонковым набором меньшего размера.

3. Забуривание с продувкой пневмоударником или шарошечным долотом может применяться по любым, в том числе твердым, выветрелым породам, породам, насыщенным крупными обломками и на значительные глубины. Этот способ рекомендуется для различных условий бурения, но только в том случае, если не требуется керн в интервале забуривания. Для забуривания может использоваться, например, пневмоударник П-105 (диаметр долота 105 мм) и компрессор, обеспечивающий давление воздуха 0,2-0,5 МПа. Для оперативного забуривания целесообразно иметь в организации мобильный компрессор с комплектом бурового инструмента именно для осуществления операций забуривания.

При бурении по неустойчивым, аллювиальным, сыпучим породам бурение пневмоударником может осуществляться с поверхности с опережающим креплением ствола скважины, когда разрушение породы на забое сопровождается забиванием и обсадной колонны, оснащенной башмаком или специальным долотом. По данной схеме реализуется бурение в соответствии с методами OD, ODEX и DEPS компании Atlas Copco.

4. Забуривание с промывкой алмазным или твердосплавным инструментом проводят при бурении из подземных горных выработок без установки обсадных труб, если породы устойчивые и несклонные к набуханию и обваливанию.

Техническая вода в этом случае удаляется из скважины изливом и попадает в зумпф по канавке.

Устье скважины при бурении горизонтальных или восстающих скважин, буримых из подземных горных выработок, обязательно оборудуется специальным герметизирующим устье скважины патрубком при использовании для бурения снаряда ССК. Тогда доставка и извлечение керноприемника и овершота производится за счет регулируемого гидравлического напора в герметичном пространстве ствола скважины.

Вариант забуривания с промывкой практикуется и при бурении скважин с поверхности ССК. В этом случае забуривание производят с промывкой водой колонковым набором ССК с твердосплавной или алмазной коронкой до предельной глубины и извлекают на поверхность керноприемник с керном. Техническая вода, на начальном этапе, изливается из скважины и удаляется за пределы буровой установке по канавке. Далее производят обуривание оставленной в скважине и выходящей на поверхность колонковой трубы обсадной трубой большего размера, оснащенной армированным башмаком. После обуривания обсадной трубой бурение снарядом ССК продолжается, а обуривание обсадной колонной проводят до тех пор, пока обсадная колонна не войдет в плотные коренные породы.

Забуривание с промывкой производят и при бурении двойной колонной КГК (гидротранспорт керна). В этом случае вода циркулирует через зазоры в колонне и попадает в зумпф не изливаясь и не контактируя со стенками скважины.

Предварительные работы

Технология бурения артезианской скважины на воду

После того, как буровая машина установлена, прибывает спецкомиссия на проверку оборудования, техники и качества труда.

Когда бурильная установка готова, начинаются работы по приготовлению к бурению. Как только буровая машина установлена и возведение сооружений закончено, буровую проверяет спецкомиссия. Мастер бригады бурения, принимая комиссию, вместе с ней следит за качеством работ, проверяет технику и исполнение охраны труда.

Например, светильники по способу исполнения должны быть во взрывобезопасном кожухе, по шахте должно быть распределено аварийное освещение на 12 V. Все замечания производимые комиссией должны быть учтены до начала работ по бурению.

До того как начать буровые работы, техника оснащается соответствующим оборудованием: шурфом под квадрат, буровыми трубами, долотом, приспособлениями малой механизации, обсадными трубами под кондуктор, контрольно-измерительными приборами, водой и т. д.

На буровой должны быть домики для жилья, беседка, столовая, баня для сушки вещей, лаборатория для анализа растворов, инвентарь для тушения пожаров, вспомогательный и рабочий инструмент, плакаты по технике безопасности, аптечки и медикаменты, склад для бурильного оборудования, вода.

Принцип бурения скважин на воду

Схема установки вышки для бурения.

После того как вышка для бурения была установлена, начинается ряд работ по переоснастке талевой системы, в процессе чего осуществляется установка оборудования и апробирование средств малой механизации. Технология забуривания начинается с установки мачты. Ее направления должно быть установлено точно по центру оси вышки.

После центровки вышки производится бурение под направление. Это опускание трубы для упрочнения скважин и заливка ее верхнего конца, который должен по направлению совпадать с желобом, цементом. После того, как направление в процессе бурения скважин было установлено, еще раз проверяют центровку между осями ротора и вышки.

В центре скважины производят бурение под шурф для квадрата и в процессе обсаживают трубой. Бурение шурфа скважины исполняется турбобуром, который во избежание слишком быстрого вращения удерживается пеньковым канатом. Одним концом он крепится к ноге вышки, а второй удерживается в руках через блочок.

Этапы процесса

Технология реализуется в такой последовательности:

  • Поверхность очищают от мусора и посторонних предметов.
  • Недалеко от будущего отверстия роют яму двухметровой глубины для слива промывочной жидкости.
  • В грунте пробивают отверстие для размещения бура, коронку соединяют с колонковой трубой, она наращивается по мере проходки.
  • После с бурильными трубами – верхняя закрепляется в буровом станке, работающем от двигателя – в такой способ начинается проходка.
  • При полном заполнении трубы ее поднимают на поверхность, извлекая из нее породу при помощи молотка, удары наносят не слишком сильно.
  • Бур опять погружают в скважину и бурят, пока не достигнут необходимой глубины.

Бурение проходит с промывкой, но если для этого нет достаточного объема воды, рабочий процесс осуществляют на сухую. Если в работе специалисты задействуют алмазный инструмент, для регулярной промывки они используют специальную эмульсию.

В случае песчаного грунта, добавляют в раствор жидкое стекло, глинистую массу, укрепляющие стенки отверстия.

Для грунтов с неустойчивой структурой, скважину, в процессе углубления, укрепляют обсадными трубами. Часто, вместо промывания водой, используют более дешевую продувку сжатым воздухом.

Принцип бурения скважин на водуОборудование для продувки скважин сжатым воздухом

Бурение песчаной скважины

Для бурения скважины своими руками можно использовать ударный способ. На выбранной местности подготовьте площадку для монтажа треноги.

Тип снаряда зависит от типа грунта – плотный глиняный грунт пробивают стаканом, а рыхлый глинистый пробивают желонкой. Стакан можно превратить в желонку, приварив конус с металлическим мячом с внутренней стороны трубы.

Вышка собирается в виде треноги из металлических труб, вверху крепят шкив для подвижного каната. В основании крепится подъемный механизм и вал, на который наматывается канат.

Принцип бурения скважин на водуБурение песчаной скважины

В том месте, где планируется скважина, делают углубление для обсадной колонны на полметра. В эту яму должен попасть снаряд. Снаряд поднимается и резко опускается в углубление. Через каждый метр буровой инструмент поднимают и чистят от налипшей земли.

Особенности проведения бурильных работ в разных грунтах

При проведении канатно-ударного бурения своими руками в зависимости от находящихся типов грунтов следует придерживаться ряда рекомендаций.

Мягкая не сыпучая почва

Легче всего работать при помощи забивного стакана. На поверхность почвы его опускает лебедка. Когда внутри стакана собирается достаточное количество породы, ее извлекают наружу.

Сыпучая почва

Используется желонка с клапаном. Он предотвращает высыпание породы, которая извлекается только на поверхности. В данном случае в обязательном порядке производится укрепление стенок забоя. Для этого применяются обсадные трубы. Они углубляются в почву под действием собственного веса, что позволяет продлить срок службы скважины.

Принцип бурения скважин на воду

Диаметр обсадных труб должен быть немного больше от бурильного снаряда, что обеспечивает его прохождение на нужную глубину.

Каменистая порода

Для раздробления почвы используется долото, а для извлечения наружу – желонка. Чтобы расширить диаметр скважины применения обсадной колонны недостаточно. Для этого используют специальный расширитель с движущимися резцами. Его опускают через обсадную трубу. Когда он доходит до нужной глубины забоя, происходит раскладывание резцов. Они срезают грунт, что облегчает передвижение обсадной колонны.

Выбор насосных агрегатов для промышленных скважин

Вывод воды из водозаборной конструкции осуществляется с помощью специальных насосов. При их выборе необходимо учитывать следующие факторы:

  • мощность используемого привода;
  • тип оборудования;
  • уровень рабочего давления;
  • производительность насосного агрегата.

Насосные агрегаты используются для перекачки чистой воды, в которой может содержаться незначительное количество посторонних примесей. Для изготовления корпуса насоса применяются сплавы металлов, устойчивых к воздействию коррозии. Электродвигатель надёжно защищён герметичной оболочкой.

Для забора воды из промышленной скважины применяются насосные агрегаты погружного типа. Их рабочие лопасти погружаются в воду. Страховка насоса осуществляется с помощью нержавеющего троса.

Принцип бурения скважин на водуУстройство погружного центробежного насоса

При окончательном обустройстве сооружения в нём монтируются водозаборные конструкции. С помощью них осуществляется доставка воды потребителю.

Суть технологии

Грунторазрушающим устройством служит колонковый бур (буровая коронка) – специальный инструмент, имеющий твердосплавные режущие части или алмазные вставки.

Принцип бурения скважин на водуКолонковый бур

С его помощью профессиональные бурильщики максимально быстро образуют в грунте отверстия нужной глубины и диаметра.

Колонковое бурение скважин проводится мастерами при высоких оборотах основной детали, поэтому установка подвержена мощной нагрузке. Для устройства коронки – прочного и удобного кольца из стальной заготовки – пустотелого цилиндрического куска с острыми резцами – применяют твердые сплавы: вольфрам, победит и сталь или алмазы.

Коронка движется строго по краю, а порода изнутри остается нетронутой. После того как рабочий ствол заполнится грунтом, образцы периодически извлекают для исследования из керноприемника и определения геологического разреза места.

Небольшой диаметр бура до 160 мм позволяет преодолеть за смену до нескольких сотен метров, все зависит от твердости породы.

После выполнения колонковой проходки и изучения результатов, легко начинать шнековое бурение с полным извлечением содержимого скважины.

Классификация и общая характеристика способов бурения

Процесс бурения состоит из разрушения породы на забое шпура (скважины) буровым инструментом и удаления продуктов разрушения (буровой мелочи) из него.

При всех способах бурения выполняются следующие основные операции: подготовка и установка бурильной машины для начала работ, бурение (разрушение породы) с очисткой забоя скважины от продуктов разрушения, наращивание бурового става для достижения требуемой глубины бурения и его разборка после окончания работ, смена изношенного бурового инструмента и передвижение машины на новую точку бурения шпура или скважины.

В настоящее время применяются вращательный, ударно-поворотный, ударно-вращательный и вращательно-ударный способы бурения шпуров и скважин (механические способы бурения), а также огневое и комбинированное бурение. Исследуется эффективность применения энергии ВВ при взрывном бурении скважин, а также высоковольтных электрических разрядов при электроимпульсном бурении.

При вращательном бурении инструмент вращается вокруг оси, совпадающей с осью шпура или скважины и одновременно с определенным усилием подается на забой. Величина усилия задается из условия превышения предела прочности породы на вдавливание на площади контакта режущих лезвий инструмента с породой. При этом происходит последовательное разрушение от вдавливания и скалывание частиц породы с забоя. Продукты разрушения удаляют с помощью витых штанг (при бурении шпуров), шнеков (при бурении скважин), промывкой забоя водой или продувкой воздухом.

На горных предприятиях применяют: вращательное бурение шпуров резцами с помощью ручных и колонковых сверл; вращательное (шнековое) бурение скважин резцами и алмазным инструментом с помощью буровых станков.

При ударном способе бурения инструмент (долото или коронка) наносит удар по забою и разрушает породу под лезвием. После каждого удара инструмент поворачивается на некоторый угол, чем обеспечивается последовательное разрушение всей площади забоя и получение круглого сечения шпура или скважины.

При ударно-поворотном бурении обычным и погружными бурильными молотками (перфораторами) инструмент поворачивается прерывисто только в промежутках между ударами вмонтированным в молоток поворотным устройством. В некоторых конструкциях бурильных молотков поворот инструмента происходит в период нанесения удара поршнем по инструменту.

При ударно-вращательном бурении погружными пневмоударниками и бурильными молотками с независимым вращением удары наносятся по непрерывно вращающемуся инструменту. Разрушение породы при этих способах бурения происходит только в результате внедрения буровой коронки при ударах.

При вращательно-ударном бурении удары наносятся по непрерывно вращающемуся под большим осевым усилием инструменту. Разрушение происходит как в результате внедрения инструмента при ударах, так и вследствие скола породы при вращении инструмента.

Бурение шарошечными долотами выполняется как при ударном способе долотами чистого качения и при вращательно-ударном — долотами со скольжением, в которых зубцы, наряду с перекатыванием по забою, срезают породу скользящим движением вдоль поверхности забоя.

При огневом бурении разрушение породы на забое скважин происходит за счет термонапряжений, возникающих при быстром нагреве поверхности породы потоками раскаленных газов (2000°С), вылетающих из сопел горелки со сверхзвуковой скоростью (2000 м/с и более).

При взрывном бурении разрушение породы на забое скважин происходит последовательными взрывами небольших зарядов ВВ. Известны два метода взрывного бурения: патронный — с помощью патронов жидких или твердых ВВ, взрывающихся на забое от удара или детонатора, и струйный, при котором через бур на забой подаются жидкие компоненты ВВ (горючее и окислитель) и происходит формирование жидкого плоского заряда. Взрыв этого заряда вызывается впрыскиванием капли инициирующего состава (эвтектического сплава калия и натрия).

При электроимпульсном бурении разрушение пород на забое скважины происходит вследствие электрического пробоя его участка высоковольтным (до 200 кВ) разрядом. Мгновенно выделяемая энергия в канале пробоя разрушает породу, которую с забоя удаляют потоком диэлектрика, циркулирующего в скважине (соляровое масло, вода и т.п.).

Разрабатываются комбинированные способы бурения, в которых происходит совместное воздействие на забой ударного инструмента и шарошки (ударно-шарошечный способ), резцов и шарошек (режуще-шарошечный способ), шарошек и огневой горелки (термо-шарошечный способ), огневой горелки и ударного инструмента (термоударный способ).

Способы бурения

Процесс проделывания скважин, как и любая другая технология, имеет несколько видов:

  • ударно-канатное;
  • роторное;
  • бурение с забойным двигателем;
  • турбинное;
  • с винтовым двигателем;
  • электробуром.

Принцип бурения скважин на воду

Схема установки для ударно-канатного бурения скважин.

Ударно-канатный способ бурения скважин считается самым опробованным. При нем шахта скважины образуется за счет периодических ударов долота по забою. Этот процесс происходит под действием веса самого долота и тяжелой штанги. Поднятие долота вместе со штангой, которые закреплены на канате, происходит за счет балансира бурового механизма.

При роторном методе вращение инструменту передается посредством ротора. При этом виде бурения скважин ротор устанавливается на устье сквозь колону бурильных труб, которые играют роль полного вала. При бурении маленьких скважин (с небольшим диаметром ствола) процесс происходит за счет шпиндельных двигателей.

Привод ротора осуществляется от карданного вала, соединенного с лебедкой. Либо это может быть цепная передача от одного двигателя. Преимущество привода в том, что он может регулировать скорость вращения более с широким диапазоном, понижает нагрузку на лебедку и уменьшает ее изнашиваемость.

Ротор для бурения выбирается по степени нагрузки, мощности, а также по диаметру шахты. Роторное бурение имеет 2 канала передачи энергии для забоя:

  • механический от привода;
  • гидравлический от насосов.

Технология бурения артезианской скважины на воду

Установка для бурения скважин роторным и турбинным способами и при помощи электробура.

При бурении турбинным способом, в процессе работы бурильная колонна не вращается, а перенимает вращающийся момент от забойного двигателя. При этом методе передается и гидравлическая энергия.

Турбинный способ — передача вращения долоту от вала турбины, которая приводится во вращение за счет движения потока раствора. Получается, что при турбинном способе в процессе задействован только 1 канал передачи энергии до забоя.

Турбобур, стоящий над инструментом, является машиной, которая приводит процесс преобразования гидравлической энергии давления потока используемой жидкости в механическую, направленную на вращение инструмента.

Процесс бурения представляет собой опускание, подъем бурильной колоны в скважину и поддержание ее на весу. Бурильная колона — это опущенная в шахту сборка из труб, скрепленных между собой бурильными замками. Ее задача — подача гидравлической и механической энергии к долоту.

Источник: mr-build.ru


Categories: Скважина

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.