В чем преимущество технологий колонкового бурения скважин?

Технология проведения работ и оборудование

Известны два метода использования колонкового бура: работа с подачей жидкости на забой или на сухую, то есть без бурового раствора.

Бурение без использования бурового раствора применяется в случае, если несвязные грунты пропитаны естественной влагой в достаточном для проходки и извлечения количестве. Воду также не подают в ствол выработки при проходке по текучепластичным, мягкопластичным и тугоппластичным суглинкам/глинам, твердым и пластичным супесям.

Жидкость в обязательном порядке применяют при разбуривании скальных и полускальных горных пород. При отсутствии воды в этом случае углубление происходит значительно медленнее. Помимо этого существенно возрастает вероятность преждевременного выхода из строя коронки, в связи с чем бурение на сухую считается более затратным.

При бурении с буровым раствором скорость углубления существенно возрастает. Чаще всего данный способ применяется при бурении скважин значительной глубины. Это позволяет выполнить работы в кратчайшие сроки с минимальным риском повреждения коронки.

Еще воду под высоким напором подают на забой в процессе разработки скважины в рыхлых несвязных грунтах, если отбор керна не является задачей. Струей воды в данном случае просто промывают забой, освобождая ствол выработки от разрушенного грунта.

Принцип колонковой методики

Основным элементом при колонковом бурении является разрушающая режущая деталь, установленная на подошву колонковой трубы. Называют ее коронкой. Для проходки скальных пород применяют особые коронки, оснащенные алмазными резцами.

Именно алмазная коронка обеспечивает практически беспрепятственное прохождение бура на большую глубину при проходке водозаборных выработок на известняк. То есть при разработке скважин, заглубленных в коренные породы, в трещинах которых в результате многовековой конденсации формировались запасы наиболее чистой подземной воды.

Горная порода разрезается с помощью коронки, вращающейся на высоких оборотах. Скорость вращения бура можно регулировать в зависимости от плотности разрабатываемого грунта. Коронка “вырезает” грунт только по краю своеобразного цилиндра, центральная часть которого продавливается в колонковую трубу.

Для извлечения керна буровой снаряд поднимают на поверхность. Захваченный им грунт буквально выдувают из колонкового бура струей воздуха, поданной в верхнюю часть трубы. Процесс выдува ускоряют, простукивая снаряд кувалдой.

Колонковые буры при прохождении прочных пород обладают большей производительностью, чем матричные и шарошечные долота. Это обусловлено высокой скоростью вращения бура, благодаря чему снижается степень прикладываемых усилий на разработку.

Вдобавок, долота полностью разрушают породу, которую нужно будет “вычерпывать” желонкой или подавать воду с напором для промывки забоя. По сути придется дважды, а то и трижды проходить один и тот же отрезок: сначала разрушать, затем расчищать. Колонковая технология позволяет пройти и расчистить забой за один прием.

Станки и буровые установки

Выбор станка или буровой установки определяется назначением скважины и ее диаметром. Популярность способа колонкового бурения обуславливает производство буровых установок и станков во всем мире. Тяжелые трактора, грузовики и вездеходы подходят для установок, предназначенных для разведочного бурения.

Чаще всего бурильное оборудование монтируется на классические автомобили марок МАЗ, КАМАЗ, Урал. Однако есть варианты монтажа и на более легкую технику, которая применяется для бурения скважин на воду в частном строительстве.

При ручном вращательном бурении колонковую трубу заменяет его исторический предшественник – стакан. Этот снаряд представляет собой укороченный вариант колонковой трубы с заостренной кромкой на подошве. Стакан вручную или с использованием мотобура закручивают в землю и извлекают на поверхность все, что в него набилось.

Виды скважин, их плюсы и минусы

Все скважины делятся на 3 типа: абиссинский колодец (игла), фильтровая и артезианская.

Абиссинский колодец

Эта конструкция — скважина-игла, она может иметь глубину от 4 до 12 метров. Несмотря на название, включающее слово «колодец», ее отличие от него существенно. Для ее сооружения используют трубы небольшого диаметра. Первый элемент, являющийся фильтром, снабжают острым наконечником, затем забивают в землю, наращивая следующие отрезки. Нередко применяют шнековое бурение. Чтобы поднимать воду на поверхность, используют насос. Средняя производительность иглы составляет 1 м3/ч.

Главное достоинство этой конструкции — возможность сооружения ее в любом месте. Например, для многих идеалом становится скважина в доме, в подвале. Другие плюсы этого способа:

• простота конструкции, она дает возможность справиться с работой самостоятельно, причем даже за день;
• независимость от электричества, если используется ручной насос;
• небольшие траты, поскольку комплектующие доступны;
• относительно легкий монтаж, простой демонтаж;
• неплохой дебит (производительность).

Минусы:

• неудовлетворительное качество воды;
• невозможность сооружения, если грунт твердый.

При постоянном использовании игла способна функционировать без проблем около 10 лет. Если забор воды будет осуществляться в определенные сезоны, то игле грозит заиливание. Источник потребует чистки.

Фильтрующая скважина

Ее еще называют скважиной на песок. В этом случае глубина гораздо больше — 15-50 м. Фильтровая скважина включает обсадную трубу с оголовком, придонный фильтр, оборудованный в нижней части колонны, и насоса. На участках с мягким грунтом, используют шнековое бурение, в других случаях применяют роторные буровые установки. Ее производительность больше — уже 1,5-4 м3/ч.

Достоинства:

• более долгий срок службы;
• хорошее качество воды;
• отличный дебит.

Недостатки:

• сложность обслуживания;
• большие траты на сооружение;
• обязательное разрешение на проведение работ;
• повышенная минерализация, требующая фильтрации воды.

Фильтрующая скважина прослужит дольше абиссинской: ее минимальный срок эксплуатации — 15 лет. В большинстве случаев, из-за сложности работ, для бурения таких скважин нанимают подрядчика.

Артезианский источник

Это самый дорогой вариант из-за глубины залегания водоносной жилы: она находится между слоями горных пород (чаще это известняк), расположенных в 70-100 м от поверхности. Конструкция аналогична предыдущей скважине, однако для нее необходим мощный погружной насос. Самый большой плюс источника — характеристики воды. Производительность артезианской скважины — более 3 (5) м3/ч.

Преимущества:

• вода идеального качества;
• большой ее объем в любое время;
• длительный срок эксплуатации источника;
• автономность, не требующая серьезного обслуживания.

Слабые стороны:

• невозможность добывать воду вручную;
• обязательное лицензирование источника;
• бурение, которое проводят только специалисты;
• большие траты на сооружение артезианского источника;
• необходимость максимально мощного насосного оборудования.

Виды бурения

В зависимости от вида применяемого истирающего материала колонковое бурение разбивается на три основные группы:

1. алмазное,
2. твердыми сплавами,
3. дробовое.

В виду того что алмазы — дорогой импортный продукт, алмазное следует применять только при очень глубоких или сильно клонных скважин с углом наклона менее 45° в крепких и очень крепких породах. Применяют следующие сорта алмазов: карбонаты, балласты, борты. Наибольшее распространение в буровом деле имеют карбонаты, обладающие тонкокристаллическим строением и значительной вязкостью. Вес алмазов измеряется в каратах. Обычно в коронку диаметр 45 мм вставляется 6—8 камней весом по 0,75—1,0 к каждый. Алмазное – диаметр более 55 мм не рекомендуется.

Бурение твердыми сплавами надо применять во всех случаях, если породы поддаются резанию ими. Правильная вставка и заточка резцов увеличивают область распространения твердыми сплавами. Наиболее подходящим является победит РЭ-6 и РЭ-8. Стандартная форма резцов — восьмигранные призмы 5 X 10 мм (рис. 20а) и пластинки 3 х 7 х 10 мм (рис. 20б).

Коронка, оснащенная твердым сплавом, показана на рис. 21. Угол пристроения резцов от 45 до 75°. Чем крепче и трещиноватее порода, тем под более тупой угол затачиваются резцы. Резцы затачиваются на карборундовых кругах «экстра». Давление на коронку в крепких породах берется из расчета 100—150 кг на 1 резец.

Число оборотов коронки в 1 мин. — 100—200 в зависимости от диаметра и проходимых пород. Такие породы, как глинистые, филлитовые сланцы, известняки, мраморы, многие песчаники, выветрелые изверженные породы, целесообразнее всего проходить твердыми сплавами. Такие породы, как граниты, диориты, диабазы, различные брекчии и конгломераты, следует проходить дробовым бурением. Наиболее употребительные диаметры дробью—115, 100 и 85 мм.

Этапы и нюансы колонкового бурения

Бурение происходит в несколько этапов. К ним относятся:

• проводятся подготовительные работы на поверхности земли в месте предполагаемого проведения работ, очищается участок от бытового мусора;
• поблизости устанавливается емкость глубиной 2 метра для наполнения жидкости, используемой для промывки;
• в месте бурения выкапывается небольшая ямка для установки бура;
• по ходу углубления бура в его полости накапливается грунт;
• далее бур поднимается, при помощи молотка извлекается добытый грунт.

Важно не прилагать чрезмерных усилий молотком, так как можно повредить установку. Рабочий процесс повторяется до достижения нужного водяного пласта либо ожидаемого положительного результата

Таким образом происходит колонковое бурение скважин, технология рабочего процесса достаточно проста.

К сожалению, она не подходит для проведения работ своими силами, потребуется пригласить соответствующих специалистов. Зато гарантировано достижение положительного результата и возможность в короткие сроки добывать чистую воду.

Какие существуют виды артезианских скважин

На загородных участках могут обустраиваться в общей сложности четыре типа таких шахт:

• с двойной обсадкой;

• с кондуктором;

• с переходом;

• классические.

Выбор конкретного типа скважины осуществляется с учетом геологических особенностей местности. В зависимости от того, какая шахта будет буриться, выбираются и параметры необходимого оборудования.

Обсадные трубы классических артезианских скважин доходят до верхней части известкового водоносного пласта. Такие шахты обустраивают в тех местностях, где в горизонте имеется достаточное давление, а песчаные и глиняные прослойки отсутствуют.

Бурение на участке скважины с двойной обсадкой производят с использованием труб разных диаметров. Те, что имеют больший размер, при этом доводят только до границы известкового пласта. Перфорированные трубы меньшего диаметра внедряют в его толщу до самого горизонта. Шахты этого типа обустраивают на водоносных слоях с недостаточным давлением.

Скважины с кондуктором бурятся практически так же, как и с двойной обсадкой. Однако вторую трубу (она в данном случае имеет больший диаметр) располагают при их обустройстве в верхних слоях породы, отсекая четвертичные отложения. Использование такого кондуктора позволяет избежать попадания в артезианскую поверхностной воды. Такую конструкцию скважины на известняк имеют обычно там, где нет песчаных и глиняных слоев, имеется достаточное давление в горизонте, но при этом обычное бурение верхние слои производить не позволяют.

Шахты с переходом конструктивно представляют собой телескопическую конструкцию, собранную сразу из нескольких обсадных труб. Такие скважины обустраивают при:

• наличии проблемных верхних слоев;

• наличии в известковом слое песчаных и глиняных линз;

• при достаточном давлении в водоносном слое.

Недостатки колонкового бурения

Основными недостатками колонкового бурения являются:

1. малый выход столбика породы — «керна» при проходке мягких и неравномерных по твердости пород. Особенно сильно отрицательное влияние этого факта при пробуривании толщи полезного ископаемого;
2. довольно частые и сильные искривления скважин;
3. высокая стоимость алмазов, их хрупкость;
4. невозможность успешного бурения твердыми сплавами по породам с коэфециентом крепости более 8.

Почти все эти недостатки при правильном ведении работ могут быть устранены. Так, применение двойных колонковых труб и правильная заправка резцов в коронку сильно повышают выход керна. Производство кароттажа позволяет отбивать контакты пород с точностью до нескольких см. Бурение длинным колонковым снарядом с применением стабилизаторов и протекторов и соразмерное давление на забой при частом контрольном измерении наклона скважины предупреждают искривления. Умелое применение соответствующего оборудования снижает аварийность.

Указанные выше преимущества колонкового бурения способствовали чрезвычайному распространению его на разведочных работах. Разведка угольных месторождений, железных руд и большинства полезных ископаемых, залегающих в виде жил, осуществляется в значительной степени посредством колонкового бурения. Разведка круто падающих жильных месторождений на глубину вообще немыслима без бурения наклонных колонковых скважин.

Что же выбрать?

Теперь на очереди выводы, к которым можно прийти после ознакомления с плюсами и минусами автономных источников воды для загородного владения. Они таковы:

• если хозяева имеют небольшое жилое здание и не хотят вкладывать много средств, то лучший вариант — скважина в доме;
• когда дом владельцы участка только собираются возводить, этот совместный вариант является оптимальным, наиболее выгодным;
• если хозяева думают о перспективе «долгой счастливой жизни» вместе со скважиной, то единственное логичное решение — уличный источник.

Сооружение, располагающееся вне здания, практически не имеет недостатков, если не считать таковыми большие траты. Скважина в доме, где жидкость нужна только для бытовых нужд, а не для полива сада/огорода, имеет право на существование, однако большинство компаний, занимающихся бурением, придерживается иного мнения. Они считают такое «соседство» нецелесообразным. Многие говорят, что проблемы с обслуживанием внутреннего источника неизбежны, а результатом, скорее всего, станет бурение новой скважины, но уже за периметром дома.

Долгое размышление на тему «Скважина в доме» приводит к двум серьезным аргументам. Один из них — относительная дешевизна обустройства подвальной конструкции, другой — неизбежные сложности с ее дальнейшим обслуживанием. Какая чаша весов перевесит, зависит только от владельцев участка: каждый хозяин весомость «за» и «против» оценивает по-своему, поэтому последнее слово всегда остается за ним.

Чтобы узнать, что думают на счет такой экономии люди компетентные, можно познакомиться с этим видеороликом:

Выбор водоснабжения

Если у владельцев есть выбор между центральным и автономным водоснабжением, то сначала надо оценить их достоинства и недостатки.

1. ЦВС. Центральное водоснабжение устроить проще, к тому же оно обойдется в приемлемую сумму, однако для этого придется получить разрешение от организации-поставщика. Неограниченный объем воды позволяет без проблем обеспечить ей все точки разводки. Еще один плюс — независимость от электричества. Минус — невозможность достичь цели из-за отсутствия центрального водопровода.
2. Местный источник. Его выбирают чаще, причем даже в том случае, если есть возможность подключения к ЦВС. Вода из колодца или скважины, в отличие от «подозрительной» жидкости из городских сетей, будет чистой, без многочисленных добавок, в том числе механических. Перебоев водоснабжения из-за планового ремонта или аварий тоже не будет. Дополнительный плюс — отсутствие платы за пользование водой.

Поскольку сейчас на первый план выходит безопасность и экологичность, то многие без сомнений выбирают второй вариант, поэтому теперь останется решить, чему отдать предпочтение: колодцу или скважине. Если первый известен всем, то со второй, имеющей несколько разновидностей, нужно сначала познакомиться поближе.

Плюсы и минусы метода

Среди бурильных методов водозаборных скважин роторный способ считается одним из популярных. Такая методика распространена по всему миру.

К достоинствам относится следующее:

1. Габариты. Вся конструкция для роторного бурения занимает мало места.
2. Возможность перевозки оборудования. Благодаря небольшим размерам установку можно размещать на специальных платформах для дальнейшего перемещения.
3. Универсальность. Роторный тип бурения можно применять при более широком спектре условий, чем ударную технологию, поскольку возможно использование многих насадок. За счет этого получится обрабатывать любые типы грунтовых слоев.
4. Быстрота. Благодаря особенностям бурения вращательным способом производительность труда намного выше, чем ударным методом.

Но имеются и некоторые недостатки. Проблемы могут возникать следующие:

1. Когда почва промерзает, это препятствует бурению роторным методом. В таком случае лучше всего воспользоваться ударной методикой, которая подходит и для работ в зимних условиях.
2. Глинистость раствора. Она провоцирует появление трудностей во время изучения слоев.
3. Изменение мощности. Значение зависит от показателей ротора, достаточно уязвимой детали во всей конструкции.

Виды буровых способов

Ранее бурение водоносных скважин для личного пользования осуществлялось в основном ручным способом. Это было трудоёмкий и длительный процесс, поэтому не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться наличием собственного источника водоснабжения. Постепенно механизированное бурение вытеснило ручные методы благодаря значительному облегчению и ускорению процесса.

Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда отработанный грунт убирается из скважины при помощи механизмов и гидравлическим, когда он вымывается водой, поданной под напором или самотёком.

Различают три основных способа механического бурения:

• Вращательный (грунт разрабатывается вращением).
• Ударный (бурснаряд разрушает грунт ударами).
• Вибрационный (грунт разрабатывается высокочастотными колебаниями).

Вращательный способ считается самым высокопроизводительным, в 3-5 раз превышающий по эффективности ударный и в 5-10 вибрационный. Кроме этого вращательный способ самый недорогой и доступный, его нередко применяют в качестве основного метода ручного бурения.

В свою очередь вращательный способ бурения, широко применяемый для сооружения скважин на воду, подразделяется на три основных вида бурения:

Каждый вид вращательного бурения имеет свои особенности и выполняется специально предназначенным для этого оборудованием. Рассмотрим эти виды бурения более подробно, определим, в чём их различия и какой метод необходимо применять в каждом конкретном случае.

Источник за периметром или скважина в доме?

Владельцы загородных участков, которые все еще не определили для себя наилучший вариант, должны рассмотреть способы размещения со всех позиций.

1. Жилое здание: есть или только планируется? В первом случае лучше предпочесть уличную конструкцию, так как работа и сооружение ничем не ограничены: ни площадью, которая нужна для техники, ни глубиной скважины.
2. Выбор вида источника. Идеальной для дома остается минимально глубокая абиссинская игла, которую сравнительно легко можно устроить на «ПМЖ» в подвале. Более серьезные скважины все-таки лучше сооружать на улице.
3. Расходы. Если жилое здание еще не построено, то внутренние работы обойдутся вдвое дешевле наружных. Когда оно уже полностью готово, ситуация противоположная: сооружение в доме будет в 2 раза дороже, чем вне его.
4. Возможность использования специальной техники: как «сей момент», так и в дальнейшем, для обслуживания. Самое лучшее место — у ворот, рядом с автомобильным проездом. В этом случае можно предусмотреть в ограждении съемную секцию.

Срок эксплуатации — еще один важный критерий. Считается, что уличные скважины долговечнее тех, что находятся под защитой дома. Есть и еще один вариант — скважина, расположенная под постройкой, но не под жилой (мастерская, гараж, отдельный погреб, теплица). Лучше, если будет возможность конструкцию частично демонтировать, чтобы обеспечить источнику воды беспроблемное плановое обслуживание или ремонт.

Основные особенности

Объясняется высокий дебет и отличное качество воды в скважинах на известняк в первую очередь тем, что бурятся они очень глубоко. Обустройство такой шахты может занимать от 1 до 5 дней. Залегает вода в известняковых породах в разных местностях на глубине в 50-400 м. Перед тем как попасть в скважину этого типа, она проходит сквозь разные породы и очищается почти до кристального состояния. Помимо этого, она приобретает и отличные вкусовые качества.

Ответом на вопрос о том, сколько стоит пробурить скважину для воды на известняк, служат обычно крупные суммы. Дороговизна таких шахт объясняется не только их значительной длиной, но и необходимостью использовать большое количество обсадных труб. Иногда вода из артезианских шахт поступает наверх из-за разницы давления самотеком. В этом случае в верхней части скважины устанавливается не слишком дорогое запорное оборудование. Если же вода самотеком из артезианской скважины не идет, владельцам загородных участков, решившим обустроить такой источник, приходится дополнительно покупать дорогостоящие насосные агрегаты.

Технологические особенности процесса

В процессе углубления возможна регулировка частоты вращения бура. Нужно отметить, что слои осадочных горных пород бур легко преодолевает на низких оборотах. А вот при прохождении коренных скальных пород требуется повышение частоты вращения. При колонковом способе бурения можно проходить пласты различного состава и любой твердости.

Обсадные трубы можно использовать повторно, если сразу после проходки извлечь их из выработки. Колонковая труба – снаряд многоразового использования, чего нельзя сказать о коронках. Для бурения в осадочном горизонте их требуется не меньше двух, а то и более. При сооружении скважины на известняк предсказать число стертых коронок с точностью невозможно.

Чтобы продлить срок службы алмазной коронки после ее установки или замены дно скважины необходимо обработать долотом. Эта мера значительно увеличит скорость проходки

Бурильный инструмент при колонковом способе

В качестве грунторазрушающего устройства применяется специальный инструмент с твердосплавными режущими частями или алмазными вставками.

Бурильная коронка с твердосплавными сменными резцами для колонкового бурения.

На кольцеобразном корпусе из легированной стали крепятся специальные замки для установки режущих пластин из твердого сплава. Пластины крепятся винтами и, по мере износа или притупления, заменяются на новые. На корпусе выполняется трапецеидальная многозаходная резьба для установки на бурильную колонковую трубу.

Принцип колонковой методики

Основным элементом при колонковом бурении является разрушающая режущая деталь, установленная на подошву колонковой трубы. Называют ее коронкой. Для проходки скальных пород применяют особые коронки, оснащенные алмазными резцами.

Именно алмазная коронка обеспечивает практически беспрепятственное прохождение бура на большую глубину при проходке водозаборных выработок на известняк. То есть при разработке скважин, заглубленных в коренные породы, в трещинах которых в результате многовековой конденсации формировались запасы наиболее чистой подземной воды.

Горная порода разрезается с помощью коронки, вращающейся на высоких оборотах. Скорость вращения бура можно регулировать в зависимости от плотности разрабатываемого грунта. Коронка “вырезает” грунт только по краю своеобразного цилиндра, центральная часть которого продавливается в колонковую трубу.

Для извлечения керна буровой снаряд поднимают на поверхность. Захваченный им грунт буквально выдувают из колонкового бура струей воздуха, поданной в верхнюю часть трубы. Процесс выдува ускоряют, простукивая снаряд кувалдой.

В процессе колонкового бурения выбуренный конусообразный сегмент горной породы проталкивается в колонковую трубу. Для его извлечения колонковый снаряд достают из ствола путем разбора колонны бурильных штанг. Керн выдувают и выколачивают из трубы.

Вдобавок, долота полностью разрушают породу, которую нужно будет “вычерпывать” желонкой или подавать воду с напором для промывки забоя. По сути придется дважды, а то и трижды проходить один и тот же отрезок: сначала разрушать, затем расчищать. Колонковая технология позволяет пройти и расчистить забой за один прием.

Станки и буровые установки

Выбор станка или буровой установки определяется назначением скважины и ее диаметром. Популярность способа колонкового бурения обуславливает производство буровых установок и станков во всем мире. Тяжелые трактора, грузовики и вездеходы подходят для установок, предназначенных для разведочного бурения.

Использование тяжелых гусеничных тягачей позволяет производить работы по колонковому бурению скважин в районах с бездорожьем, поверхностным заболачиванием, нестабильным рельефом

Чаще всего бурильное оборудование монтируется на классические автомобили марок МАЗ, КАМАЗ, Урал. Однако есть варианты монтажа и на более легкую технику, которая применяется для бурения скважин на воду в частном строительстве.

При ручном вращательном бурении колонковую трубу заменяет его исторический предшественник – стакан. Этот снаряд представляет собой укороченный вариант колонковой трубы с заостренной кромкой на подошве. Стакан вручную или с использованием мотобура закручивают в землю и извлекают на поверхность все, что в него набилось.

Для механизации ручного бурения неглубоких скважин и формирования лунок для установки оград и опор ЛЭП применяются бензиновые и электродвигатели. Они сообщают вращающие движения шнеку или колонковой трубе

Промывочная жидкость в буровых роторных работах

Жидкие среды, используемые для бурения, укрепляют стенки выработки в рыхлых породах, удерживают буровой шлам во взвеси, не давая ему осаждаться, и выносят его на поверхность, не загрязняют подземную воду. Трение колонны о стенки скважины и охлаждение долота, способствование разрушению породы на забое — это тоже функции промывки.

В качестве буровых растворов применяются следующие жидкости:

1. Вода техническая. Применяется при строительстве водозабора в устойчивых породах и песках, где статический уровень жидкости ≥3 м. Диаметр скважин
2. Глинистый раствор. Для его приготовления используют каолиновые и бентонитовые глины. При смешивании с водой частицы породы слипаются между собой и образуют гелеобразную жидкость, в которой влага находится внутри пространственной структуры ячеек.
3. Раствор аэрированный. Применяется в интервалах с поглощением промывки и при входе в слабонапорные водоносные пласты. Представляет собой обогащенную воздухом техническую воду или глинистый раствор. Аэрация осуществляется 2 способами: реагентным (добавлением в жидкость поверхностно активных веществ) и подачей сжатого воздуха от компрессора. Обогащение промывки воздухом способствует снижению загрязненности водоносного горизонта элементами промывочной жидкости.
4. Нестабильный раствор технического крахмала. Перемешивается 1 час в глиномешалке с добавлением к 1 м³ воды 40-50 г сухого порошка. Смесь распадается через 3-4 дня. Используется при бурении низконапорных пластов, включающих мелкозернистые пески, что позволяет не проводить разглинизацию скважины, как в случае применения раствора глины.
5. Водные растворы гипана — гидролизованного полиакрилонитрила. Его использование в песчаных горизонтах снижает водоотдачу пласта из-за образования эластичной корки на стенках скважины.

Схема роторного бурение скважины с прямой промывкой.

Особенности шнекового бурения

Этот тип бурения сегодня наиболее часто используется при устройстве водоносных скважин в частных хозяйствах. Особенностью шнекового бурения является то, что разрабатываемая порода полностью удаляется из створа скважины без привлечения дополнительного оборудования. Метод напоминает ввинчивание, позволяет бурить на глубину и одновременно удалять ненужный грунт.

Используемый для бурения инструмент называется шнек. Представляет собой металлический стержень с лопастями. Завинчиваясь в грунт, шнек разрушает породу, которая задерживается на его лопастях. Из-за специфики конструкции шнеком невозможно полностью освободить забой от отвала. Поэтому его в основном применяют для проходки верхних слоев.

Бурение с использованием шнека не требует больших усилий и финансовых затрат, поэтому сфера применения данного способа достаточна широка: геологоразведочные скважины, прокладка коммуникаций, устройство буронабивных скважин и частично бурение на воду. Его сейчас активно применяют для устройства абиссинских колодцев, чтобы не забивать полностью скважину-иглу в плотный грунт, а слегка облегчить процесс погружения ствола в заранее разрушенную породу.

Метод подходит для разработки водоносных скважин глубиной до 30 м на мягких и рыхлых грунтах и до 20 м на средне-плотных. После проходки шнеком и установки обсадки, ствол скважины обязательно очищается желонкой от неизвлеченной породы.

Шнек категорически не подходит для работы в скальных породах! Его используют для частичной проходки скважин до 120 м, при этом данный метод комбинируется с другими: роторным, ударно-канатным, колонковым.

Колонковое бурение применяется для выполнения разведочных скважин с большой глубиной, проходки в скальных горизонтов, прокладки артезианских колодцев. Метод имеет ряд преимуществ, которые заключаются в мобильности установок, возможности отбора пробы горных пород. Извлечение на поверхность кернового материала позволяет изучить геологию участка и обосновать перспективу дальнейших исследований и разработок.

Бурение скважины на воду колонковое.

Плюсы и минусы колонкового бурения

К положительным моментам процесса относятся:

• Точечное действие коронки, вырезающей породу по своему радиусу, в отличие от роторного долота, оное во время прохода разрушает грунт.
• Высокая производительность способа.
• Возможность посредством колонкового бурения скважин изучить подземное строение грунтов в зоне выполнения работ.
• Применяя этот метод, проходят восстающие, многозабойные, наклонные скважины; в любых пластах, в том числе базальтовых и гранитных.
• Частота вращения бура регулируется: на мягком грунте довольно небольших оборотов, твердые породы требуют более высоких.
• Сравнительно высокая скорость проходки, снижающая себестоимость объекта, при пониженной энергоемкости процесса.

Как в любом процессе, колонковое бурение имеет некоторые недостатки:

• В тех процессах, когда применяют глинистый раствор, есть риск заиливания водоносного слоя продуктами промывки.
• Быстрое изнашивание инструмента.
• Сухое бурение – слишком затратное.

Во время работы с глубинными пластами эти факторы остаются решающими. Стоимость оборудования вместе с ценой грунтовых работ составляет солидную цифру.

Процесс колонкового бурения проходит в несколько этапов, оборудование подлежит регулярному осмотру на предмет повреждений и сколов

Мастера проходят регулярную учебу по технике безопасности, такая мера предосторожности существенно снижает процент повреждений

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin