Способы бурения скважин

В данном разделе мы расскажем о способах бурения скважин применительно к водоснабжению. 

Роторное бурение 

Это бурение применяют в основном с помощью буровых машин, например УРБ-2А2. Породу в этом случае разрушает шарошечное долото, а размельченную породу наверх поднимает буровой раствор. То есть это бурение с промывкой. С помощью этого метода можно пробурить прослойки известняка, скальные включения, так называемые морены. Для вращения буровых штанг используется крутящий момент ротора, который располагается на буровой машине. От двигателя внутреннего сгорания, расположенного на машине идет привод к ротору. Чтобы долото смогло бурить на него необходимо дать значительную нагрузку сверху. Это осуществляется в том числе с помощью утяжеленных бурильных штанг. 

Канатно-вращательное бурение (гидробурение с забурником) 

В этом случае грунт бурится с помощью полой штанги, на конце которой расположен забурник (долото). Разрыхленный грунт поднимается на поверхность с помощью промывки буровым раствором. Буровой раствор направляется в шламо-отстойник (приямок). Таким образом бурение происходит оборотной водой. 

Этот метод широко и повсеместно используется с помощью переносных малогабаритных буровых установок производимых нашей компанией. Бурить можно в труднодоступных местах ,а также в подвалах домов. Этим способом можно пробурить скважины на песок, глубиной до 50 метров. Мощными установками (с редукторами с большим крутящим моментом) можно легко бурить и артезианские скважины. 

Бурение производится как чистой водой, так и специальным буровым раствором, (с использованием бентонита). Использование бентонита позволяет укрепить стенки скважины и предотвратить ее обрушение, препятствует налипанию глины на инструмент, тем самым уменьшая время изготовления скважины. 

После того, как пробурили скважину, вытаскивается буровой инструмент, пробуренная скважина обсаживается пластиковыми трубами на самом дне скважины устанавливается фильтр и отстойник. При этом диаметр трубы – 125 мм, а диаметр скважины – около 200-250 мм. В пространство между трубой и стенкой скважины насыпается гранитная крошка фракции 5-10 мм. Гранитная обсыпка улучшает показатели скважины, увеличивает срок службы. 

Таким способом можно делать довольно глубокие скважины – до 300 метров. 

Ударно-канатное бурение 

Известно еще со времен древнего Китая. Правда бурение в древнем Китае отличается от современного. В Китае с некоторой высоты кидался конусообразный груз, который раздвигал и уплотнял грунт. Сейчас же для ударно-канатного бурения используют желонки и забивные стаканы. Желонка – это снаряд, который кидается с высоты в скважину. При ударе о дно скважины в желонку входит грунт, который остается в ней за счет наличия клапана. Потом желонку вытаскивают на поверхность, вытряхивают из нее грунт, и снова кидают. Забивной стакан – по сути это тоже желонка, с той лишь разницей, что в стакане нет клапана, и грунт застревает в стакане за счет силы трения. 

С помощью желонки бурят обводненные грунты, песчаные. С помощью забивного стакана бурят глинистые грунты, суглинистые, то есть достаточно вязкие, которые при отрыве стакана от грунта застревают в стакане. 

Ударно-канатное бурение – это довольно длительный и трудоемкий процесс. Иногда, для прохождения каменистых слоев используют ударно-канатное бурение с помощью бурового патрона, для пробивки каменистых отложений. Шлам из скважины достают с помощью желонки. 

С помощью ударно-канатного бурения можно бурить довольно глубокие скважины – глубиной до 300 метров. Но, при большой глубине скважины уже нужно использовать телескопическую структуру. То есть верхняя часть скважины делается из трубы максимального диаметра, затем после определенной глубины идет труба меньшего диаметра, потом еще меньше, и так далее. Существуют переносные буровые станки, для бурения ударно-канатным способом.

Гидробурение 

По сути мало отличается от канатно-вращательного. Отличает отсутствие забурника. Грунт размывается большим напором воды. Подходит для рыхлых почв, песков, супесей. Имеет ряд недостатков. Невозможно пробурить прослойки юрской глины. При попадании на плывун происходит большое поглощение воды, оседающий песок тормозит бурение. 

Процесс бурения довольно краткий. Поэтому необходимо заранее подготовить обсадную колонну для опускания в скважину. В буровой воде должна содержаться хлористоводородная кислота, в концентрации 1:20 000, которая предупреждает загрязнение водоносного пласта.  

Сам процесс бурения занимает совсем немного времени, но обсадная колонна должна быть заранее подготовлена к установке до начала бурения. Водяной поток должен содержать, по крайней мере, 50 миллионных долей соли хлористоводородной кислоты для предупреждения загрязнения водоносного пласта.

С помощью гидробурения можно пробурить скважины глубиной максимум 15 метров, с диаметром 50-300 мм. После установки обсадных труб цементируют столб скважины снаружи от трубы, на глубину как минимум 3м от земли. 

Шнековое бурение 

Это вращательное бурение. Породоразрушающий элемент в этом виде бурения бывает двух видов: 

Шнек же поднимает разрушенную породу наверх. Шнековое бурение это довольно быстрый способ бурения. За один день таким способом можно пройти до 40 метров. Но столько можно пройти только если порода относительно мягкая. Таким способом бурят геолого-разведочные скважины (при инженерно-геологических изысканиях для строительства), скважины на песок. Но таким способом невозможно пробурить на большую глубину сыпучие грунты, например пески, так как стенки скважины могут обсыпаться до того, как установят обсадные трубы. Шнековое бурение хорошо для суглинистых и глинистых почв. Диаметр скважины, пробуренной шнеком может быть от 50 до 760 мм. 

При выемке шнеков по грунту, что остается на шнеке видно, на какой глубине находится слой водоносного песка. Водоносный песок – это песок с очень крупными песчинками, может быть с вкраплениями гальки. 

В денежном отношении это наиболее дешевый способ. Однако если при таком способе наткнуться на подземные валуны, прослойки известняка, то пробурить этим способом уже будет невозможно. Бригада буровиков либо переходит на новое место либо сворачивается и уезжает. 

Перфоративное бурение 

Это умное название означает не что иное, как бурение абиссинского колодца. Это железная труба из отрезков различной длины (длина отрезков от 1 метра до 3), отрезки соединены между собой муфтами герметично, по форме напоминает копьё, поэтому и одно из названий - скважина игла. Герметичности резьбовых соединений добиваются использованием сантехнического льна и силикона.  

Для его производства сначала забуриваются до начала обводненного грунта (плывуна), диаметр скважины в сухом грунте - 50 - 80 мм. Затем в эту скважину вставляют фильтр и трубы и начинают забивать.

 Снизу этой составной трубы находиться фильтр. Он, представляет из себя трубу такого же диаметра, в которой просверлены много отверстий диаметром 8 - 10 мм, а снаружи обмотана специальная фильтровая сетка, которая пропускает воду и не пропускает песок. Через такую сетку галунного плетения могут пройти только частицы диаметром меньше 0,25 мм. Чтобы забить такую трубу в землю на глубину 8-12 метров пользуются различными приспособлениями: штанги и бабки. 

Забивание штангой 

Штанга - это металлический прут 16-22 мм в диаметре, который можно наращивать по мере заглубления абиссинской скважины. Этим прутом наносят удары непосредственно по наконечнику фильтра, таким образом на все резьбовые соединения прикладывается растягивающая нагрузка, в результате резьбы не деформируются, а вся нагрузка по раздвижению плотного грунта приходится на наконечник.

Забивание бабкой

Бабка - специальное приспособление, ударная нагрузка от которого ложиться на ствол скважины. На оголовок скважины накручивается специальная насадка, по которой наносятся удары бабкой - груз с отверстием внутри. В этом способе вся ударная нагрузка ложиться на резьбы. Поэтому иногда бывает, что резьбы ломаются и скважина остается в земле. 

И для того и для другого способа очень большие требования к качеству резьб. Они должны быть строго соосны с осью самой трубы. К сожалению в большинстве кустарных производств такую резьбу сделать трудно, поэтому если мастер нарезал резьбы на ближайшей металлобазе, то он рискует тем, что трубы сломаются, материал он из земли не вытащит и денег с хозяина не получит. Если же резьбы нарезаны на токарном станке с хорошей соосностью, то такая резьба будет гораздо более прочная, особенно при забивании бабкой. 

Насос для такой скважины используется самовсасывающий, который подключается непосредственно к трубе и создает в ней разрежение (вакуум), и этот вакуум и поднимает воду на поверхность. 

Абиссинский колодец имеет массу плюсов: 

И всего лишь один и самый главный недостаток- его не везде можно сделать!