Существующие виды бурения водных скважин
Существуют разные способы бурения скважин на воду. От выбора правильного способа зависит, как скоро скважина будет готова и как много денег будет потрачено на работу.
В зависимости от применяемых механизмов способы делятся на:
- ручное бурение;
- механическое бурение.
Ручное бурение
Бурение вручную – это очень трудоемкий процесс. Глубина изготовленной этим методом скважины может быть не более 25 метров, так как после 10 метров процесс становится слишком тяжелым, даже если в нем участвуют несколько человек.
Над местом работы нужно установить бурильную вышку, высота которой должна немного превышать длину бурильной штанги. Затем выкапывают яму для бура, ее глубина должна равняться двум штыкам лопаты. Каждые полметра бур нужно доставать и удалять с него комья земли. Если продвижению инструмента мешает слишком плотный грунт, его сопротивляемость можно снизить с помощью воды. Как только бур дойдет до водоупорного слоя, работа прекращается.
Главное достоинство этого метода – его низкая стоимость. Но нужно учитывать, что срок эксплуатации выкопанной вручную скважины составляет не более 10 лет.
Механическое бурение
Сегодня используются преимущественно механические способы бурения. Они гораздо проще и быстрее, чем ручной труд.
Эти методы основаны на разрушении грунта и доставке его на поверхность. В зависимости от выбранного метода грунт может извлекаться либо сухим методом, когда он убирается с помощью механизмов, либо гидравлическим, когда его вымывает вода.
По принципу работы бурового инструмента механические способы делятся на:
- вращательный;
- ударный;
- вибрационный.
Вращательный принцип основан на разрушении породы вращением бура, при ударном – грунт разрушается ударами бурового снаряда, механизмы, использующие вибрацию, разрушают породу с помощью высокочастотных колебаний. Для большей эффективности можно использовать смешанные методы: ударно-вращательный или вибровращательный.
Вращательные способы
Вращательное бурение скважин отличается высокой производительностью, низкой по сравнению с другими методами стоимостью, возможностью работы в любой плоскости (вертикальных, горизонтальных, наклонных).
Методы, базирующиеся на вращательном принципе бурения скважин:
Шнековое бурение
Сегодня это самый популярный способ, используемый в частных хозяйствах. При этом методе порода извлекается из створа скважины без использования дополнительного оборудования.
Устройством, которым выполняется работа, является шнек. Это металлический стержень с лопастями. Грунт разрушается, когда шнек ввинчивается в него. Разрушенная порода остается на лопастях шнека. Из-за особенностей конструкции использование шнека не позволяет целиком очистить забой от породы, поэтому им пользуются преимущественно при работе в верхних слоях.
Этот метод прост и дешев, поэтому его используют в самых разных областях: геологическая разведка, прокладывание коммуникаций, установка буронабивных свай и т. д.
Шнековый способ используется для разработки скважин глубиной не более 30 метров при работе на мягких и рыхлых грунтах, на среднеплотных – не более 20 метров. Этот метод нельзя использовать при работе со скальными породами. В сочетании с другими способами шнек применяется для проходки скважин глубиной до 20 метров.
Главной деталью буровой установки является винтовой бурильный инструмент из высокопрочного металла. Помимо этого, для рыхлого грунта используются лопастные долота, при работе с твердыми породами – долота с круглыми или конусообразными головками.
К плюсам шнекового метода относятся:
- поднятие грунта на поверхность в процессе работы;
- отсутствие необходимости промывать ствол скважины;
- использование компактного шнека для работы в подвальном помещении.
Главный минус этого метода – невозможность использования шнека на сыпучих и очень твердых грунтах. Другим недостатком является необходимость прибегать к ударно-канатному методу, чтобы освободить ствол от отваленной породы.
Роторное бурение
При роторном методе грунт разрушается долотом, которое приводится в движение ротором буровой установки. Вращение ротора осуществляется за счет автомобильного двигателя или отдельного электродвигателя с помощью приводного вала.
Роторная установка состоит из вращателя и оборудования, с помощью которого осуществляется промыв скважины раствором глины.
Скважину очищают от породы путем прямой или обратной промывки. В первом варианте промывочная жидкость заливается в ствол и попадает в устье через затрубное пространство. Процесс обратной промывки более сложен, но дает лучшее вскрытие водоносного пласта и больший дебет скважины при последующем использовании. Раствор помещается в пространство за трубами, затем удаляется насосным устройством вместе с разрушенной породой.
По сравнению с другими методами роторный имеет неоспоримое преимущество в скорости. Этот способ позволяет пробурить скважину практически любой глубины. Состав грунта также практически не имеет значения. Однако стоимость этого метода велика из-за необходимости использовать сложную технику и квалифицированных рабочих. Помимо этого, при использовании глинистого раствора для промывки загрязняется водоносный пласт.
На территориях с теплым климатом эту технологию можно применять в течение всего года. В холодном климате его применение ограничено, так как при низких температурах промывочный раствор замерзает.
Колонковое бурение
Этот способ чаще всего используется при геологической разведке и крайне редко применяется для скважин на воду.
Для работы применяется техника с кольцевой твердосплавной или алмазной коронкой. Во время геологических исследований через полость коронки извлекают столб породы и определяют наличие в грунте полезных ископаемых.
К плюсам колонкового метода относятся быстрота, возможность работы с очень твердыми горными породами и компактные размеры буровых установок, благодаря которым они могут размещаться в труднодоступных местах.
Ударные способы бурения
Ударные методы используют для водоснабжения, геологической разведки, установки набивных свай и т. д.
Ударные методы бурения скважин делятся на:
- ударно-вращательные;
- ударно-канатные;
- ударно-штанговые.
Ударно-вращательное бурение
Эта технология основана на использовании двух не связанных друг с другом устройств: пневмоударника и вращателя. Пневмоударник представляет собой пневмомолоток, в котором поршень наносит удары по коронковому хвостовику. Сжатый воздух достигает его по буровым штангам. Вращение пневмоударника и штанги осуществляется с помощью вращателя, элементами которого являются электродвигатель и редуктор.
Ударно-канатное бурение
Суть этого метода в том, что грунт разбивается при падении на него желонки. На конце желонки находится клапан, в который при ударе попадает грунт. При извлечении желонку освобождают от грунта. Вместо нее, может использоваться забивной стакан. В отличие от желонки, у него отсутствует клапан.
Работа ударно-канатным методом растянется на долгий срок, зато не требует использования сложного оборудования.
Ударно-штанговое бурение
Бур погружается в скважину с помощью штанг, которые прикрепляются друг к другу замками с конической резьбой. Вертлюги усиленной конструкции применяются для удерживания колонн буровых штанг. При этом способе отклонение по вертикальной оси минимально.
Вибрационное бурение
Этот метод используется, если требуется скважина не глубже 25 метров, а работы будут проводиться на мягкой породе.
Под воздействием вибрации, производимой вибрационным инструментом, из грунта выходит связная вода. Частицы пород, которые взаимодействуют с вибрирующим наконечником, переходят в состояние подвижности. Вследствие этого сопротивляемость грунта падает, и бур погружается в него. Чем глубже он опускается, тем тише становится вибрация. На глубине около 25 метров она прекращается.
Загрузка...