Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

Содержание
  1. Технология роторного бурения
  2. Технология
  3. Роторная
  4. Шнековая
  5. Прочие
  6. Принцип осуществления роторного бурения скважин
  7. Обсадные трубы
  8. Оборудование
  9. Преимущества и недостатки технологии
  10. Особенности шнекового бурения
  11. Задействованное оборудование и инструменты
  12. Технология шнекового бурения
  13. Плюсы и минусы применения шнека
  14. Способы бурения
  15. Особенности турбинного режима
  16. Технология турбинного бурения нефтяных скважин
  17. Гидравлическая турбина турбобура
  18. Особенности технологии роторного бурения скважин
  19. Бурение своими руками
  20. Необходимое оборудование
  21. Этапы проведения работ
  22. Обсадные трубы
  23. Что такое роторное бурение скважин
  24. Принцип действия установок
  25. Особенности шнекового бурения
  26. Преимущества шнекового бурения в мягких породах
  27. Недостатки шнекового бурения
  28. Инновационные механизмы для бурильных работ
  29. Виды буровых способов

Технология роторного бурения

Такое бурение может быть отнесено к общему вращательному методу, когда буровой инструмент совершает вращательное движение вдоль оси подачи. Привод устанавливается на шасси, что располагается на поверхности земли. Передача крутящего момента буровому долоту происходит посредством буровых штанг. Двигатель может быть различного исполнения: на основе бензина, электричества, работать от генератора или газотурбины. Если бурение скважины осуществляется с промывкой, то в процессе работы смесь воды и глины, а также породы выносится на поверхность.

Когда бур вращается, происходит углубление скважины и укрепление ее стенок, за счет наполнения их глиняным раствором. Когда скважина пробурена, происходит прокачивание до чистой воды. Возможно осуществление бурения с продувкой, когда скважина наполняется воздухом под давлением. Этот способ используется при работе на безводных грунтах. При этом скважина обсаживается трубами, для укрепления ее стенок и исключения попадания в воду загрязнений с поверхности или вышележащих водоносов. Когда работа идет на сыпучих и неустойчивых грунтах верхняя часть скважины подлежит защите от обрушения с помощью установки дополнительной трубы-кондуктора.

Технология

Роторная

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

Наиболее распространенным методом бурения считается роторный способ. Он широко применим в районах твердыми почвами, а именно с суглинистым или гравийным типами почв.

При работе используется бур-долото, являющийся продолжением бурового снаряда. Снаряд прикреплен к ротору, при помощи которого и начинает вращение. Сам ротор движется благодаря вращению приводного вала, работающего от электродвигателя. Далее движение ротора трансформируется в движение бура, и буровой снаряд постепенно вертикально углубляется на необходимую глубину.

Для удаления разрушенных пород применяют метод промывки, в котором используется глиняный раствор. Подготовленный раствор подается в скважину и выносит со дна излишки почвы, далее отработанный раствор поступает в приемный резервуар, из которого после отправляется на дальнейшую промывку скважины. Глинистый раствор также играет роль охладителя буровой установки. При бурении скважин роторным способом для предотвращения осыпания и оседания почв в новую скважину устанавливаются обсадные колонны.

Буры, применяемые для прокладки скважины и выноса породы, несколько отличаются. В зависимости от твёрдости слоёв почвы выбирают спиральный бур – для суглинистых слоёв и гравия, а для сыпучих, к примеру – песчаных подходит бур-ложка, представляющий собой подобие цилиндра, имеющего специальные отверстия.

Роторное бурение наилучшим образом подходит для работ на дачном участке, обычно используется метод бурения с одной прямой промывкой и этого, как правило, оказывается достаточно. Выкачивание раствора из затрубного пространства позволяет более качественно вскрыть водоносный слой, но это более дорогая по своему оснащению технология и применяется редко.

Шнековая

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

Шнековое бурение подходит для каменистых грунтов, тяжёлых и не сыпучих. Этот вид бурения позволяет прокладывать скважину любой желаемой ширины. В зависимости от твёрдости слоёв грунта и желаемой глубины скважины используется более или менее мощная техника.

При необходимости буровая установка располагается на специальной мощной платформе. Бурение с помощью шнека неглубоких скважин не предполагает участие спецтехники.

Шнековый винт, или «Архимедов» винт состоит из бура с резцом и сопровождающих его по всей длине лопастей, от вращения которых происходит дробление породы, а лопасти подают отработанный грунт наверх.

Прочие

Применение тяжёлой спецтехники позволяет добиться высокого качества добываемой воды, как правило, это ударные методы добычи воды, техника оборудована специальными насадками из твёрдых сплавов.

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

Для прокладки скважины в скальных породах на большую глубину, это могут быть скважины до 1000 метров, используется метод бурения с применением алмазных колонок.На конце бура, работающего как долото, располагается упрочнённая насадка в виде кольца. Порода разбивается не в крошку, а кусками в форме колец, и так подаётся наверх. Колонковое бурение – это сравнительно недорогой способ, но всё зависит от твёрдости породы.

Метод гидробурения позволяет добиться хороших результатов, но работы по приготовлению скважины играют ведущую роль и весьма трудоёмки. Глубина пролегания скважин может достигать 120 метров. Такая скважина сможет многие годы работать как автономная система водоснабжения. При гидробурении необходимо выкопать специальные приямки для размещения бурового раствора, это ямы размером с кубометр. Далее из них под напором подаётся специально заготовленный раствор глины и воды.

Эта жидкость охлаждает бурильный инструмент, шлифует стенки будущего колодца и укрепляет их, выносит грунт на поверхность. В конце работы скважину промывают водой и устанавливают необходимый насос. Для гидробуровой установки необходим преобразователь тока, лебёдка для перемещения труб, бензиновая мотопомпа для перекачки раствора, бур можно использовать лепестковый или разведочный.

Принцип осуществления роторного бурения скважин

Несмотря на кажущуюся простоту технологии, принцип работы роторного оборудования довольно сложен. Сам ротор приводится в действие за счет приводного вала, который передает вращение от электродвигателя. Иногда используется двигатель внутреннего сгорания.

Само вращение принимают ведущие вкладыши ведущих вкладышей. Их сечение полностью аналогично сечению верхней рабочей трубы, которое по своей форме может быть абсолютно разным.

Верхняя часть рабочей трубы подсоединяется к вертлюгу. По этой системе подается промывочная жидкость, которая попадает на забой через насадки долота – она нужна для поддержания работоспособности всей роторной бурильной установки.

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

Подъем или спуск обеспечивают свечи – несколько бурильных труб с длиной от 25 до 50 метров. Под действием нагрузки, которую обеспечивают утяжеленные бурильные трубы, долото и разрушает породу. За счет регулярно поступающей жидкости инструмент охлаждается, а параллельно с этим забой прочищается от шлама. Жидкость используют повторно после её очистки.

Обсадные трубы

Пересекаемые скважиной породы частично укрепляются за счет применения глинистого раствора, но полноценное предотвращение осыпания стенок выработки достигается их обсадкой стальными трубами. Закончив бурение в заданном интервале, проходку скважины приостанавливают для монтажа обсадной колонны. Ближайшая к поверхности часть конструкции называется кондуктором.

При укреплении стенок выработки придерживаются следующих правил:

  • диаметр обсадной трубы должен быть меньше сечения выработки: колонна опускается в скважину свободно;
  • глубина, начиная с которой делают перерыв в бурении для установки обсадной крепи, находится в пределах 30-600 м;
  • стенки водозаборных выработок обсаживают цельнотянутыми трубами длиной 6-13 м, для изготовления кондуктора используют сварные стояки Ø426-478 мм;
  • затрубное пространство заполняется цементной тампонажной смесью.

В сложных геологических условиях устанавливают несколько обсадных колонн разного диаметра. Трубы меньшего размера располагаются в глубоких горизонтах.

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

Обсадные трубы

Оборудование

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

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.

Преимущества и недостатки технологии

Бурение скважин роторным способом — востребованный и прогрессивный метод. Он является разновидностью вращательной технологии. Включенный электрический двигатель (или газотурбинный агрегат) с помощью горизонтального вала приводит в действие ротор с рабочим механизмом. После этого скважина промывается и очищается сжатым воздухом, поступающим из компрессора.

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участкеОсновные преимущества бурения скважин этим методом:

  • предельно сжатые сроки проведения работ;
  • возможность применения на любом участке;
  • небольшие габариты и вес конструкции (делает возможным перемещать ее в любое место без специальной техники);
  • низкая себестоимость монтажа труб;
  • высокая производительность скважины (будет не только снабжать водой жилой дом, но и использоваться для наполнения бассейна, полива клумб, огорода и прочих технических нужд);
  • стабильная подача воды без перебоев;
  • продолжительный эксплуатационный период сооружения;
  • отличное качество питьевой воды.

К недостаткам технологии относятся:

  • невозможность осуществления работ в зимнее время при наличии замерзшего грунта;
  • слишком большие затраты при бурении глинистых почв (обязательно наличие качественной глины и чистой воды);
  • применение обсадных труб, предназначенных для определения водоносной жилы;
  • высокая стоимость.

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.

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

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.

Задействованное оборудование и инструменты

Шнековое бурение производится буровой установкой, главным элементом которой является бурильный инструмент винтового типа, выполненный из высокопрочного металла. Буровую колонну по мере заглубления наращивают шнеками равного размера. В комплекте иногда применяются лопастные долота, необходимые для прохождения рыхлых пород, а также долота с круглыми или конусообразными головками, используемые для разработки твёрдых пород.

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

Большинство современных бурильных установок оборудованы полыми снарядами, оснащёнными реверсивными замками, которые не допускают движение инструмента в обратную сторону. Режущие части шнека в процессе бурения охлаждаются за счёт разрабатываемого грунта, а разработанная порода поднимается вверх по спиралям. Это позволяет проводить бурения без остановок, значительно уменьшая временные и энергетические затраты на создание водоносной скважины.

Технология шнекового бурения

После выполнения проходки, глубина которой составляет 1,5 — 2,0 м, шнек извлекается, и в скважину устанавливаются обсадные трубы. Диаметр водозаборной скважины, пробуренной при помощи шнека, составляет 50 — 200 мм и зависит от размера используемого инструмента.

Обрушение стенок скважины предотвращают обсадные трубы

Особенно это важно для рыхлых несвязных грунтов, поэтому у бурильщиков существует правило: использовать при проходке супесей и суглинков шнеки с расположением лопастей под углом 30 — 60?, а при бурении песков плотного сложения инструмент с лопастями под углом 90?. При меньшем наклоне витков шнековой спирали больше несвязного отвала выносит на поверхность шнек

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

Плюсы и минусы применения шнека

Шнековый метод бурения позволяет произвести устройство скважины максимально быстро, при условии, что размер шнека и угол наклона долота были подобраны правильно. К достоинствам шнекового бурения относят:

  • грунт поднимается на поверхность сразу в процессе бурения;
  • высокая скорость углубления в грунт без технологических остановок;
  • нет необходимости делать промывку ствола скважины;
  • компактной шнековой установкой или ручным шнеком можно бурить внутри дома (в подвале);
  • нет необходимости поднимать на поверхность первое звено и разбирать/собирать буровую колонну как при колонковом методе.

Главным недостатком шнекового бурения можно считать невозможность работы на сыпучих и очень твёрдых грунтах, но в то же время шнек — идеальный инструмент для бурения в суглинистых, смешанных (глина и супесь) и мягких глинистых грунтах. Ещё один недостаток, ограничивающий применение шнека для устройства водоносных скважин — необходимость применять ударно-канатный способ для очистки ствола от отваленной породы.

Способы бурения

В настоящее время бурение скважин для воды осуществляется породоразрушающими методами с применением специальных механизмов. Подача грунта наверх может осуществляться двумя способами:

  • С помощью механизмов – сухой метод.
  • Струей воды под большим напором либо самотеком – гидравлический.

В общем случае механическое бурение проводится одним из трех способов:

  • Вращательное роторное бурение – почва бурится вращательными движениями.
  • Ударное – грунт разрушается ударами бурового снаряда.
  • Вибрационное – почва разбивается колебаниями высоких частот.

Первый метод является самым применяемым в силу своей простоты, дешевизны и одновременно производительности.

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

Особенности турбинного режима

Равно как и любой другой способ, особенности турбинного режима бурения также существуют.

Основной задачей при проведении проектирования режима трубинного бурения является:

  • настройка работы насосов;
  • подбор буров.

Кроме этого, исходя из типа грунта подбираются подходящие долота.

Турбинный способ бурения скважин, по сравнению с роторным, гораздо более эффективен, так как коэффициент передачи мощности от источника энергии к долоту в нем на порядок выше. Это позволяет ощутимо повысить производительность и, соответственно, ускорить некоторые этапы работы.

Допускает использование любых промывочных жидкостей, что также снимает определенные ограничения. С точки зрения безопасности, турбинное бурение несет меньшую опасность и менее вредит здоровью персонала.

Правильный подбор долот и режимов работ – это залог эффективного бурения

Крайне важно найти наиболее оптимальные характеристики, которые позволят максимально рационально задействовать как временные, так и топливные и энергетические ресурсы.. При турбинном режиме бурения грамотный подход играет решающую роль

В противном случае, данный способ может оказаться менее эффективным, чем роторный.

При турбинном режиме бурения грамотный подход играет решающую роль. В противном случае, данный способ может оказаться менее эффективным, чем роторный.

Технология турбинного бурения нефтяных скважин

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участкеТурбинное бурение нефтяной скважины – один из наиболее эффективных способов провести забойные работы. В целом, сам принцип бурения ничем не отличается от других – точно также различные слои грунта бурятся с помощью соответствующих долот, а сам забой продувается или промывается.

Так, турбинный способ бурения характерен тем, что его колона сама не вращается. Вместо этого она перенимает реактивный крутящий момент, производимый двигателем. По сути, такая колона служит средой передачи гидравлической энергии, которая и приводит в действие бур.

Различается и расположение забойного двигателя. Турбинный метод бурения подразумевает, что турбобур находится прямо над долотом и выполняет функции преобразователя гидравлической энергии в механическую. Первая появляется за счет потока бурового раствора, который проходит через все ступени гидравлической турбины.

Рабочие характеристики турбобура определяются:

  • КПД;
  • крутящего момента;
  • перепада давления.

В зависимости от режима бурения, различают следующие турбобуры:

  • односекционные, бесшпендельные;
  • односекционные, шпендельные;
  • духсекционные;
  • трехсекционные.

Внутри секций могут находиться металлические составные или же цельнолитые турбины. Роме этого, присутсвуют резинометаллические опопры. Иногда они заменяются шаровыми.

Контроль за работой во время забоя производится с помощью манометра и индикатора веса

Важно следить, чтобы при постоянной подаче насосов в турбобуре перепад давления не менялся, или же менялся незначительно. Любые изменения, выходящие за пределы нормы, сигнализируют о возникновении неполадок в процессе работы

К примеру, повышение давления может провоцироваться засоренностью каналов турбины.

Гидравлическая турбина турбобура

Гидравлическая трубина является движущим узлом установки.Любая из её ступеней узла состоит из:

  • ротора – вращающаяся часть, соединена с валом;
  • статора – неподвижная часть, соединена с корпусом.

Для того, чтобы их лопатки меньше подвергались износу, их делают одинаковыми по профилю, но располагают их так, чтобы они были направлены в различные стороны.

Особенности технологии роторного бурения скважин

Процесс бурения организован так, что из-за вымывания слоя почвы из шахты буровая колонна с каждым движением углубляется все ниже. Периодически ее необходимо наращивать добавлением других труб.

Процесс бурения выполняется ступенчато:

  • Пройдя первые рыхлые слои грунта, колонну поднимают, а в шахту опускают обсадную трубу.
  • Зазор по кругу заполняют раствором цемента.
  • После застывания цемента в шахту подают долото с меньшим диаметром, и работа продолжается дальше.

Таких аналогичных шагов может выполняться несколько, а затем в шахту опускается перфорированная на конце эксплуатационная труба. В зависимости от качества почвенного пласта и глубины выбирают количество и массу труб, вид долота, скорость его вращения и материал кромок, давление промывочной жидкости. Специфика такова:

  • Легкие породные пласты проходят с максимальной скоростью и наибольшей промывкой.
  • Скалистые почвы требуют пониженной частоты и уменьшенного давления жидкости.

Помешать работам могут грунтовые твердые включения – валуны – на пути ротора, который может заклинило, или почвы, активно поглощающие промывку. Также замедляет процесс нехватка воды в месте проведения работ и наличие большого глинистого слоя. Глина, смешиваясь с водой, закупоривает водяное русло и требует дополнительной тщательной промывки.

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

Бурение своими руками

Ручным бурением невозможно проложить скважину на большую глубину, максимально доступный слой будет расположен на глубине не более 20 метров, и сделать такую скважину совсем не просто.

Необходимое оборудование

Поскольку самым известным распространённым способом ручного бурения является создание абиссинской скважины, то и оборудование под неё требуется соответствующее: для забива в грунт используется стальной стержень, снабжённый наконечником, диаметр стержня составляет несколько см, а глубина такого колодца не должна превышать 8 метров. Это достаточно простой способ добычи чистой воды, но, к сожалению, не во всех грунтах на этой глубине располагается слой чистой воды и можно много раз искать на участке воду с помощью абиссинского бурения и так и не найти.

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

Если водоносный слой будет найден, погружной насос в такую скважину невозможно установить ввиду её малого диаметра, пользоваться можно будет только поверхностным насосом. При ударно-катанном бурении, которое также можно проводить на участке самостоятельно, применяются: тренога, лебёдка и забивной стакан. Этот метод хорошо использовать, если грунт довольно вязкий и хорошо схватывается стаканом.

Роторное бурение также можно проводить самостоятельно, но необходимо иметь не только хорошую лебёдку, бур с соответствующим наконечником – долотом или ложкой в виде цилиндра с отверстиями, ротор, вертлюг и насос для вымывания отработанного грунта.

Создание вертикального скважинного канала предполагает не только бурение и вынос породы, но также и укрепление стенок будущего колодца. При роторном бурении насос вымывает породу глиняным раствором и с его же помощью укрепляет стенки колодца.

Рекомендуем ознакомиться с видео, в котором рассказано о шнековом, роторном и других технологиях бурения скважины под воду своими руками:

Любые скважины необходимо ежегодно промывать, так как чаще всего со временем происходит заиливание скважины, что приводит к её потере. При неисправностях в водоснабжении специалисты осматривают водораспределительное оборудование, а далее изучают состояние скважины, труб и фильтров и чистят их ершом, химическими реагентами или применяют гидроудар.

Этапы проведения работ

Использование шнеков обеспечивает возможность создания скважин различного назначения в вертикальном либо горизонтальном направлении. При необходимости в ходе бурения применяются обсадочные трубы либо технология тампонирования стенок отверстия бетоном с поверхности под давлением.

Рабочий процесс включает несколько этапов:

  • геологическую разведку с помощью специального оборудования, обеспечивающую правильность выбора участка под будущее гидрологическое сооружение;
  • рытье котлована для последующего сбрасывания шлама на расстоянии около 1 м от намеченного места разработки скважины (его объемы рассчитываются исходя из размеров отверстия);
  • подготовку оборудования, его монтаж на устойчивую платформу (для буровой установки, размещенной на шасси, создаются опорные точки во избежание ее подвижности во время проведения работ);
  • углубление первого шнекового бура в породу, его извлечение на поверхность и возврат в исходное положение (данные операции проводятся для предотвращения налипания грунта на рабочий механизм);
  • подсоединение к рабочему инструменту новой секции для достижения необходимой глубины.

По окончании всех работ поэтапно проводится выемка шнека с обязательным соблюдением специального технологического регламента во избежание его повреждений либо потери:

  • колонну механизма поднимают до такого уровня, чтобы верхняя часть инструмента полностью находилась над поверхностью, а последующая секция возвышалась над ней примерно на 15%;
  • для фиксации конструкции под спираль устанавливают швеллер;
  • металлические крепежные скобы извлекают, бур демонтируют.

Обсадные трубы

После бурения скважины важно укрепить ее стенки. Грунт является ненадежным и может сместиться, что негативно отразится на забое

Чтобы земная порода не обвалилась, устанавливается обсадная колонна. Она помогает предотвратить обсыпание грунта и препятствует просачиванию воды. Первую колонну называют «кондуктором». Она монтируется для перекрытия неустойчивых пород. Установка происходит на расстоянии не раньше отметки в 30 метров и не позже 600 метров. Для нефтяной скважины колонна ставится на расстоянии, максимально приближенном к поверхности.

Поскольку роторное бурение применяется практически для любых типов грунта, то в процессе установки колонн рабочие ориентируются на геологические условия. Иногда приходится использовать несколько обсадных колонн, чтобы укрепить забой.

Наименьшая по диаметру из них опускается глубже, чем остальные и называется – эксплуатационная. Перфорация производится снизу, именно через эти отверстия масса газа, воды или нефти будет в нее поступать.

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке

Что такое роторное бурение скважин

Для начала разберем, что вообще из себя представляет роторное бурение скважин и каковы его альтернативы? Одним из самых привычных способов устройства водозаборной выработки пока признают шнековое бурение.

Однако шнековая технология не позволяет пройти скальные коренные породы. Применяемый в шнековом бурении винтовой бур не способен разрушить известняк. А ведь нередко бывает, что нужно забуриться именно в него, т.к. вышележащие слои не отличаются стабильным и достаточным для эксплуатации дебитом.

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участке
Колонковая и шнековая буровая технология не предоставляет возможность пройти скальные горные породы. В случае устройства скважины на известняк эффективней и экономичней использовать роторный метод бурения

Потому роторная технология, используемая ранее только в горнодобывающей отрасли, и стала внедряться в сферу устройства частных водозаборных сооружений. Ее рабочим элементом является находящееся в забойной части скважины долото. С помощью долота разрушаются связные и несвязные грунты, дробятся скальные коренные породы.

Выемка же разрушенной горной породы осуществляется с помощью жидкости, которая подается к забою через рабочую колонну или же затрубное пространство. Это 2 разных способа бурения, каждый из которых будет подробно рассмотрен далее.

Диаметр долота превышает диаметр рабочей колонны, что позволяет:

  • сократить энергозатраты на весь процесс бурения (мощность здесь расходуются непосредственно только на проворачивание с усилием долота в забое, а потери на трение рабочей колонны о стенки скважины сводятся к минимуму);
  • предохранить большую часть элементов рабочей колонны от повреждений, а также стенок пробуренной скважины от разрушения;
  • создавать внушительные по диаметру скважины (к примеру, до 70 см) при крайне внушительных глубинах.

Таким способом можно формировать водоносные скважины, глубиной в 300 и более метров, т.е. бурить водозаборные выработки для снабжения водой дачных массивов и поселков.

А вот в расчистке ствола выработки и забоя от шлама применяется поданная под напором вода. Благодаря такому решению постоянно разбирать и собирать буровую колонну для извлечения керна как в колонковом бурении не нужно.

Нагнетаемая в выработку жидкость сразу решает две важные задачи: освобождает путь буровому снаряду для производства дальнейших работ и производит промывку скважины, необходимую для подготовки водозабора к эксплуатации.

Принцип действия установок

Роторное бурение – идеальный метод для формирования колодца или добычи воды в том случае, если в результате нужно получить возможность потребления большого количества чистой питьевой воды. Работать такая скважина должна долго и бесперебойно.

Добиться хороших результатов позволит такое гидротехническое сооружение, как роторная установка.

Мы сами пробурили скважину на воду на своем участкеСхема установки для бурения

Она способна пробурить очень глубокую скважину, воды из которой хватит не только для питьевых целей полива участка, бассейна, но и для прочих бытовых нужд.

У роторного бурения скважин технология довольно проста. Вал с наконечником, представляющим собой долото, опускается в бурильную трубу. Начинается процесс вращения, и при помощи долота порода разрушается. Сам процесс вращения осуществляется при помощи гидротехнической установки.  Для того чтобы разрушенная порода покидала скважину, используется промывочный раствор. Способов его подачи два:

  1. Прямая промывка.  Происходит закачивание в бурильную трубу с помощью насоса, и выдавливание наружу через затрубное пространство.
  2. Обратная промывка. Все происходит противоположно прямой промывке: сначала в затрубное пространство подается промывочная жидкость, а затем при помощи насосов выкачивается вместе с породой из бурильной трубы.

Прямая промывка относительно обратной стоит недорого, что позволяет использовать этот способ владельцам загородных домов. При бурении в промышленных масштабах, например, при разработке нефтяных скважин, более рациональным, хотя и более дорогостоящим, является метод обратной промывки.

Сама очистительная система также состоит из нескольких элементов:

  • желоб;
  • вибросито;
  • гидроциклоны.

Роторная управляемая система

Особенности шнекового бурения

Чертеж самодельного шнекового бура.

Процесс бурения скважин на воду посредством использования шнека исключает необходимость перемалывания и истирания отделенной от забоя почвы. Забой осуществляется в непрерывном режиме, параллельно происходит разрушение грунта.

При отделении от забоя грунта он поступает на винтовой шнек, вращающийся с высокой скоростью. Центробежные силы, сопровождающие процесс, прижимают почву к стенкам колодца, тогда как постоянно движущаяся лента выталкивает грунт наверх. Часть почвы остается на стенках скважины. Такие технологии обеспечивают скорости проведения работ до четвертой категории пород по буримости.

Преимущества шнекового бурения в мягких породах

Вращательное бурение характеризуется следующими преимуществами:

  • значительная скорость углубления;
  • извлечение почвы без подъема инструмента;
  • непрерывное поступление грунта наружу;
  • отсутствие необходимости осуществления промывки.

Недостатки шнекового бурения

Для бурения скважин шнековым методом также свойственны:

  • незначительная глубина;
  • вращение массивной шнековой колонны, требующее приложения больших сил.

Чтобы увеличить ресурс долота, его требуется армировать твердосплавными резцами. Долото должно обладать диаметром, большим на 20 мм по сравнению с диаметром шнека. Это необходимо для гарантии свободного вращения в момент налипания на стенках шламовой корки. Самыми распространенными долотами, использующимися для шнекового бурения, выступают те, которые имеют в составе 2 или 3 лопасти. Последний вариант инструмента имеет корпус, произведенный способом литья из металла.

Когда бурится скважина на воду, вращение рабочего инструмента на буровой установке производится посредством особых станков. Таким образом, шнековое бурение с помощью станков ЛБУ 50 производится подвижным вращателем, что исключает использование в нем роторных и шпиндельных устройств. Это требуется для гарантии большого крутящего момента и обеспечения осевого поступательного перемещения шнеков. Если скважина на воду должна быть обустроена в короткие сроки, то следует использовать мощные станки, которые способны обеспечить высокую производительность. Для этого их монтаж часто производится на шасси авто.

Бурение скважин может проводиться станками СО 2. В этом случае в тандеме с установкой используется машина-экскаватор. Бурение скважин может производиться и с применением шнекового насоса. Это оборудование способно перекачивать жидкости, в которых содержатся абразивные частицы и агрессивные химические элементы. В процессе бурения скважин его можно использовать, установив в вертикальное или горизонтальное положение. Если во время бурения скважин вы решили применить шнековые погружные установки, то вы получите возможность пользоваться удобной конструкцией, которая может быть отремонтирована при необходимости, а ее изношенные детали могут быть заменены на новые.

Инновационные механизмы для бурильных работ

Люди с большим достатком могут воспользоваться новейшими моделями для бурения скважины. Одним из таких механизмов является роторная управляемая система. Она представляет собой металлический корпус с долотом, в который помещаются:

  • отклоняющиеся педали;
  • статор;
  • трехсторонний дисковый клапан;
  • регулировочный стержень;
  • фильтр.

Педали роторной управляемой системы помогают прохождению бурильного механизма. Они покрыты вольфрамом, который не допускает преждевременного износа изделия. Вместе с долотом педали выполняют «пробивную» функцию, продвигая весь корпус сквозь подземные породы.

Предназначение статора — подача промывочной жидкости на педали, которые в ходе бурения немного отклоняются.

Контроль над количеством и потоком раствора — «забота» трехстороннего дискового клапана. С целью недопущения попадания жидкости в открытое пространство клапан периодически закрывает соответствующие отверстия статора.

Регулировочный стержень соединен с электронным блоком. Он предназначен для управления за положением клапана, который отклоняется в нужном направлении.

Функция фильтра — недопущение попадания мелких частиц в гидравлическую систему при отклонении педалей.

Использование управляемой системы для бурения скважин позволяет сделать скважину любого диаметра с любого места (поверхность земли, открытая шахта, цементная площадка).

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:

  • колонковое;
  • шнековое;
  • роторное.

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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

семь + одиннадцать =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector