Методы бурения скважин

13 June

Основные методы и способы бурения скважин - это ручной и механизированный.

Особенности ручного бурения
Такой тип работ является самым дешевым и простым, но он подойдет для бурения скважин небольшой глубины. Данный способ отходит на второй план. Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта и подаче его на поверхность. Соответственно ручной способ имеет свои технологические подходы: вращательный метод бурения, ударно-канатное бурение, перформативное бурение (забивной метод).

Для работы применяются такие инструменты:

бур-долото, ложка и бур спиральный.
лебедка.
желонка.
штанги.
бурильная вышка.


Вращательный метод бурения.
Рабочий процесс этапно предусматривает: Предварительно выбирается подходящее место для бурения.
Лопатой выкапывается углубление для бура. Вращение оборудования на первых порах можно производить самостоятельно. Чем дальше будет вестись работа, тем труднее будет продвигаться бур, поэтому потребуется помощник. Через каждые 50 см устройство надо вынимать из ямы и очищать от земли. Если работа продвигается тяжело, то почву можно размягчить водой, которую можно подавать под давлением насосом.
Как только будет достигнут водоупорный слой, его потребуется очистить. Для этого используется погружной насос. Преимуществом технологии является однородность ствола скважины, простота использования и небольшая стоимость. Но пригодна она только для колодцев небольшой глубины, а их дебет незначительный.
Ударно-канатное бурение. Обустройство скважины достигается путем разрыхления почвы при помощи забивного стакана, который оснащен острием и падает с высоты.

Работы выполняются с учетом следующих этапов:
Построение вышки-треноги. Ее высота должна быть больше длины забивного стакана, который изготавливается из стальной трубы. В стенке представленного приспособления должно находиться отверстие, при помощи которого будет происходить очищение.
Крепление стакана посредством троса к верхушке треноги.
Во время выполнения работ грунт надо выбрасывать из стакана каждые 50 см.

Перформативное бурение.

Относится к бурению абиссинского колодца. Это железная труба из труб различной длины (длина отрезков, как правило, от 1 метра до 3). Трубы герметично соединяются между собой и по форме напоминают копьё, поэтому и одно из их названий - скважина игла.
Герметичности резьбовых соединений добиваются использованием фум-ленты, сантехнического льна и силикона. Чтобы забить такую трубу в землю на глубину 8-12 метров пользуются различными приспособлениями: штанги и бабки.
Штанга - в виде металлического прута 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 - специальным приспособлением, 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 резьбы. Они должны быть строго соосны с осью самой трубы. 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.

Особенности механизированного бурения

По своей сути обозначает использование в ходе бурения механизации, которая помогает облегчить сам процесс и достичь лучших показателей. Различают следующие методы: роторное бурение, ударно-канатное, шнековое и другие.
Остановимся на особо распространенных и доступных для самостоятельного использования.

Роторное бурение. Это бурение применяют в основном с помощью буровых машин, в том числе и МГБУ. Породу в этом случае разрушает бур, к примеру, 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.

Ударно-канатное бурение. Для этого метода бурения используются 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.

Шнековое бурение. Основным рабочим инструментом при шнековом бурении выступает классический Архимедовый винт (шнек). К буровой штанге приварены лопасти, которые вращательными движениями выносят породу на поверхность.
Шнековый способ подходит для бурения неглубоких скважин (не более 40-50 метров). Для осуществления данного способа используются малогабаритные легкоперевозимые буровые установки. Достоинства шнекового способа бурения: экономичность и эффективность метода при бурении небольших скважин на песчано-глинистых грунтах, доступность способа, отсутствует размытия почвы. Недостатки шнекового метода обустройства скважин на воду: подходит только для песчаных пород грунта, если в ходе работ шнек упрется в камень, то процесс придется остановить, и начать бурение в другом месте.

Колонковое бурение. Редко применяется для бурения скважин на воду. Чаще он используется геологических изысканиях. При бурении используется оборудование с кольцевой твердосплавной или алмазной коронкой. В процессе бурения через полость коронки удается извлечь столб породы и определить наличие тех или иных природных ископаемых. При бурении колонковым способом происходит кольцевое разрушение и последующее вымывание грунта.

Достоинства колонкового метода: высокая скорость обустройства скважины, возможность бурения очень твердых пород грунта, буровые установки компактны и могут использоваться в труднодоступных местах. Недостатки колонкового метода: быстрое стачивание рабочей коронки, небольшое сечение (около 150 мм) не позволяет применять мощные погружные насосы.

Типы скважин для бурения