Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Способы бурения скважин: технологические принципы и особенности основных методов

Способы бурения скважин и их особенности

Производительность скважины, её срок службы, технические параметры (глубина, диаметр, уровень воды) во многом определяются способом бурения. При его выборе учитываются результаты инженерных исследований, в ходе которых определяется глубина залегания водоносного слоя, анализируется характер местности, строение почвы на участке.

Ударно-канатное бурение

Схема ударно-канатного бурения

Работы выполняются с применением бурового снаряда Шитца. Технология предусматривает дробление пластов грунта с последующим извлечением частиц из скважины. Для извлечения рабочего инструмента из забоя используется лебёдка с тросом. При первоначальном бурении возможно применение бура, диаметр которого превышает 500 мм.

Среди преимуществ использования ударно-канатного способа выделяют высокое качество скважины. Это связано с уплотнением грунта в процессе бурения, из-за чего стенки забоя укрепляются. Технологию успешно применяют на участках с песчано-глинистым, сыпучим грунтом, с породами, которые обладают способностью поглощать промывочную жидкость.

Нет необходимости в использовании технологического раствора, снабжении места строительства водой и глиной, что снижает затраты на бурение скважин. Недостаток способа – сравнительно низкая скорость ведения работ. С его помощью невозможно строительство наклонных скважин или участках с грунтом пород высокой плотности.

Роторное бурение

Схема роторного бурения

В ходе строительства частных водозаборов при необходимости прохождения скальных пород широко применяется роторная технология. Рабочий инструмент – долото, с помощью которого бурильная установка разрушает грунт независимо от уровня его плотности. Для последующей выемки частиц используется заливаемая в забой жидкость. Для сокращения энергозатрат и бурения на глубину от 300 м диаметром до 70 см.

Сред аргументов в пользу выбора роторного способа бурения выделяют следующие факты:

  • Строительство скважин большого диаметра. Их высокая производительность допускает использование одной водозаборной точки для нескольких домохозяйств, если горизонт допускает такую эксплуатацию.
  • Возможность строительства скважин на участках с магматическими и метаморфическими породами.
  • Высокая скорость бурения. Средний показатель – до 1000 п. м/месяц.
  • Независимо от глубины скважины роторная технология допускает выполнение работ без перехода на другой способ.
  • Сравнительно большой срок эксплуатации за счёт дополнительного укрепления затрубного пространства.
  • Бурение возможно вне зависимости от времени года и погодных условий

Канатно-вращательное бурение

Вращательное бурение

Метод привлекает специалистов высокой производительностью, простотой и скоростью механизированного строительства скважин, своей ценовой доступностью. Технология предусматривает использование полой штанги, в которую для удаления грунта подаётся буровой раствор, в котором содержится бентиновая глина. Вещество обеспечивает дополнительное укрепление стенок забоя, чтобы не допустить их обрушения.

Выпускаемые установки отличаются переносной конструкцией и компактными габаритами, что даёт возможность их применение на участках с плотной застройкой, сложным доступом. Диаметр трубы – до 125 мм, скважины – до 200 мм. Пространство между ними заполняется гравием фракцией 5 20 мм. Такое техническое решение продляет срок службы точки водозабора, улучшает её эксплуатационные характеристики, срок службы.

Шнековое бурение скважин

Шнековое бурение

Конструктивно шнек – бурильная труба, вокруг которой винтообразно расположена стальная лента. Рабочий орган приводится в действие подвижным вращателем установки. В зависимости от требований к параметрам скважины и используемой установки ход подачи шнека может варьироваться в пределах 1,9 15 м. При диаметре до 100 мм он вращается с частотой до 500 об/минуту.

Для предупреждения обвала забоя в него вставляют обсадную колонну. Она изготавливается из стальной оцинкованной трубы. Возможна комбинация металла и пластика. Отсутствие обсадной колонны сокращает срок службы сооружения до нескольких лет. Такой приём возможен, если грунт плотный, не склонен к обвалам (к примеру, глинистый).

При использовании шнековой технологии бурения глубина забоя составляет до 50 м, но отдельные установки допускают строительство скважин 100 120 м. Средняя скорость – до 30 м/сутки. При применении этого метода промывание не требуется, измельчённый грунт подаётся на поверхность непрерывно. За счёт этого заглубление выполняется быстро, поднимать шнек в процессе бурения не нужно.

Читайте так же:
Рейтинг ручных пылесосов Bosch: ТОП-7 моделей + рекомендации покупателям компактной техники

Гидробурение

Гидробурение

Технология эффективна при работе на участках с глинистым, песчаным, суглинистым грунтом. Если почва каменистая, гидробурение не применяется. Это связано с тем, что метод предусматривает постепенное размягчение слоёв под действием воды, которая нагнетается помпой в зону бурения. За счёт этого поддерживается сравнительно высокая скорость заглубления.

Для выполнения работ применяют малогабаритную разборную мобильную установку, с её помощью возможно строительство скважин глубиной до 50 м. Преимущества технологии:

  • возможность бурения на участках со сложным доступом, вблизи действующих построек;
  • минимальное воздействие на окружающий ландшафт;
  • для доставки оборудования к месту бурения не нужны масштабные подъездные пути;
  • сравнительно невысокая стоимость строительства скважин.

При выборе технологии нужно учитывать, что гидробурение невозможно внутри зданий.

Перфоративное бурение

Перфорационные отверстияМетод выбирают, если водоносный слой залегает на небольшой глубине (до 12 м). В качестве инструмента применяют трубу с заострённым наконечником и отверстиями в нижней части для подачи воды. После бурения она остаётся в забое. Погружение выполняется под действием груза. Диаметр скважины – 50 80 мм.

Для очистки воды от взвесей, песка на конце трубы устанавливают сетчатый фильтр, отверстия в котором не превышают 8 мм. При оснащении такой скважины применяют только насосы самовсасывающего исполнения. Они обеспечивают зону разрежения, за счёт которой происходит подъём воды на поверхность.

Забивание с использованием штанги

Схема ударно-канатного бурения

Штанга представляет собой металлический прут сечением 16 22 мм. Он применяется для ударного воздействия на грунт. Воздействие выполняется исключительно на наконечник. При этом на резьбовые соединения не деформируются, они подвергаются только растягивающим нагрузкам. Обязательно контролируется соосность рабочего органа буровой установки и трубы. Поэтому для изготовления штанги требуется профессиональное оборудование.

Колонковое бурение

Технология предусматривает применение забойного инструмента диаметром до 150 мм. Он эффективен при устройстве глубоких скважин, которые строят в разведывательных целях, или артезианских водоразборов, располагающихся на участках со скальными породами. Для бурения применяют самоходные установки. Возможно устройство наклонных и вертикальных скважин.

Бурение скважины

Основные аргументы в пользу выбора колонкового бурения:

  • метод эффективен в работе на участках с породами высокой прочности, песчаными, глинистыми грунтами;
  • устойчивость стенок забоя к обрушениям из-за включения в состав технологического раствора укрепляющих эмульсий;
  • заглубление с промывкой – до 85 % общего объёма;
  • высокая скорость строительства скважин.

Его выбирают на участках с однородной породой. Повышенной экономичностью отличается колонковый метод, который сопровождается продувкой забоя воздухом. Себестоимость технологии снижается за счёт отсутствия необходимости подготовки промывочных жидкостей.

Особенностью колонкового бурения – возможность увеличения диаметра скважины в процессе строительства, поэтому ограничения по диаметру инструмента не стоит принимать как весомый недостаток технологии. Но есть ограничения по мощности насосных погружных агрегатов, связанные с габаритами оборудования.

Каждый из используемых методов требует предварительного исследования участка профильными специалистами для определения параметров забоя, характеристик грунта, глубины водоносного слоя. Учитывается плотность застройки, наличие подъездных путей, требования к сохранению ландшафта (на этапе строительства практически нет ограничений в отличие от ситуации, когда бурение выполняется на облагороженной территории).

Технология и способы бурения скважин на воду

Именно из недр земли можно достать чистую воду круглый год. Бурение скважин на воду – это сложный процесс. Существует несколько способов бурения, различающихся технологическими особенностями и применяемыми для этого механизмами. Рассмотрим технологии, которые чаще всего применяют буровики для создания водоносных скважин «на песок» и «на известняк».

Основные способы

Потребность дачного или загородного участка в воде приводит к тому, что необходимо сделать колодец или скважину на даче. Выделяют несколько основных видов бурения:

  • С помощью ротора. Бурильщики скважин на воду позаимствовали эту технологию у нефтяников. Разрушение породы происходит за счет механического воздействия шарошечного долота. Ротор вращают с помощью привода внутреннего сгорания, который обычно установлен на машине. Такой способ подходит, когда приходится проходить известняк и скальные включения. Породу после разрушения шарошечным долотом поднимают на верх специальным буровым раствором. Еще этот способ называют бурением с промывкой.
Читайте так же:
Таблетки Finish для посудомоечной машины: обзор линейки + отзывы покупателей

  • Ударно-канатный способ. Этот метод был позаимствован у китайцев. Суть его заключается в ударе о породу груза, который сбрасывают с большой высоты в специальных трубах. Для ударно-канатного способа применяют стаканы и желонки. Первый вариант подходит для глинистых почв. Желонка имеет клапан, который при ударе о землю раскрывается и захватывает часть породы. Стакан же удерживает почву при подъеме за счет того, что она глинистая и прилипает к его стенкам. Желонку рациональнее использовать в песчаных почвах и при достаточной их рыхлости. Стакан больше подходит для той местности, где больше глины и вязкой земли. Ударно-канатный способ прохождения и выемки почвы – это самый медленный и трудоемкий вид создания скважины. Его достоинства – простота организации и минимум приспособлений.

  • Бурение на воду водой (гидробурение). Гидробурение – это простой способ бурения рыхлых и песчаных почв. В этом случае обходятся без забурника, а всю нагрузку по заглублению инструмента несет в себе вода, которая подается вниз под большим давлением. Конечно, если попадаются камни и твердые вкрапления, процесс сильно тормозится. Но в остальном – это самый быстрый способ. Правда, максимальная глубина бурения не превышает 15-20 метров. Зато возможен большой выбор внутреннего диаметра горловины от 50 мм до 300 мм, да и насос подойдет более простой (здесь описан насос для скважины 15 метров).

  • Гидробурение с забурником. В этом случае полая штанга оснащается забурником. Используют не чистую воду, а специальный раствор из воды и бентонитовой глины, которая укрепляет стенки скважины. Выбранная порода вымывается этим раствором в шламоотстойник. Можно пробурить скважину почти любой нужной глубины. Но так как для этого потребуется много полых труб, то структура шахты скважины будет иметь телескопическое строение.

  • Шнековое. Простой и дешевый способ сделать скважину любой глубины. Единственное ограничение – песчаные почвы. Бур-керноприемник с помощью вращения заглубляется в почву. Необходимо заранее иметь подготовленные обсадные трубы. За день можно «вгрызться» в почву и на сорок метров, поэтому во избежание обсыпания стенок необходима быстрая установка обсадных труб.

  • Забивание штангой или бабкой (перфоративное бурение). Распространенные в последнее время «абиссинские колодцы» бурят с помощью копья, надетого на железные штанги. Малый диаметр и глубина скважины позволяет осуществлять работу вручную. Забивание штангой предпочтительно в том плане, что нагрузка на резьбы идет только на растяжение. Поэтому к их качеству предъявляются менее строгие требования, чем в случае забивания бабкой. Воду из такой скважины можно использовать для дачного душа из поликарбоната.

На видео показаны принципы технологии бурения:

После того, как вы пробурили скважину, вам нужно определиться с выбором насоса. Какой насос выбрать читайте в этом материале.

Какая технология используется чаще всего?

Здесь всё зависит от проектной глубины скважины и состава почвы на участке. Исходя из данных геологоразведки, подбирают наиболее оптимальный способ. Также нужно понимать, как найти воду для скважины.

Для бурения артезианских скважин применяют роторный способ. Это метод наиболее обоснован экономически, экологически и дает скважины различной глубины и диаметра в рыхлых почвах со скальными вкраплениями.

Суть его заключается в следующем:

  • На конце ротора, приводимого в движение двигателем внутреннего сгорания, располагается специальный бур. Он измельчает породу.
  • В скважину подается вода под давлением. Она размывает почву.
  • Далее вода выводится наверх по полому каналу ротора. Эту технологию еще называют «бурение с промывкой»
  • После установки обсадной трубы большого диаметра, работа идет меньшим долотом-буром.
  • По завершению буровых работ необходимо произвести т.н. «разглинизацию» скважины. Нужно это из-за того, что водно-глиняный раствор засоряет поры, по которым артезианская вода будет поступать в скважину.
Читайте так же:
Сплит-системы Shuft: рейтинг лучших моделей бренда + основные критерии выбора

Скважина дает вам возможность иметь на своем участке запас воды, для полива ваших растений в парниках из поликарбоната с открывающимся верхом, информацию о которых найдете тут.

Достоинства перед другими способами:

  • Скорость бурения выше, чем у других способов;
  • Не требуется большого количества заранее заготовленных обсадных труб;
  • Стоимость работ существенно ниже, чем в случае ударно-канатного, шнекового и водного методов;
  • Можно проходить через известняковые слои до нужного водоносного горизонта;
  • Возможность создания песчаных фильтров путем засыпки песка в пространство между обсадными трубами и стенками скважины.

На видео – описание роторной буровой установки:

Принципы и правила

Работу нельзя начинать «на авось». Для начала нужно узнать у соседей, как обстоят дела у них, проверить почву на наличие вкраплений скальных пород и состав, произвести геологоразведку. Подумать о том, какой водяной насос для скважины вы будете использовать. Ознакомиться с ценами на водяной насос можно здесь.

Современное оборудование имеет множество возможностей. Для того, чтобы наладить бесперебойное и энергоэкономичное водоснабжение, можно оснастить насос реле давления. Про виды реле давления читайте тут.

Ударно-канатное бурение рациональнее осуществлять в местах с песчаными почвами. Там этот метод позволит проходить максимальное количество метров за раз.

Бурение полым ротором, через который водный раствор вымывает почву, является самым распространенным. Он наиболее обоснован экономически и позволяет осуществлять работы на разных видах почв и в достаточно сжатые сроки. О пластиковых емкостях для воды на дачу читайте по этой ссылке.

Перфоративное бурение (под «абиссинский колодец») – доступен каждому. С помощью забивания металлических труб с наконечником можно дойти до первого водоносного слоя.

Шнековый метод позволяет бурить скважины любой глубины и диаметра и в твердом грунте. Правда, этот метод не подходит для песчаных почв. Возможно вам также будет интересно прочитать про особенности водных фильтров от железа для дачи.

Способы бурения скважин

Цель нашей компании – реализация современных подходов в области научного сопровождения освоения недр Земли отраслевого значения. Инновации в инженерном обеспечении горной промышленности и изысканиях при работах, оказывающих влияния на безопасность объектов капитального строительства.

Разработка различных месторождений и изучение горных пород предполагает бурение скважин. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, поэтому специалисты учитывают все нюансы, с которыми они столкнутся во время работы и выбирают оптимальный способ, гарантирующий получение нужного результата с минимальными затратами. Разработку месторождений могут выполнять только квалифицированные компании, которые имеют нужную аккредитацию. Несмотря на то, что существует не так много способов бурения скважин, не так просто подобрать оптимальный метод, поэтому без привлечения специалистов по бурению обойтись нельзя.

Виды бурения скважин

Способы бурения разделяют на механические и немеханические виды. Немеханические способы слабо изучены, поэтому практически не используются на практике. Механические методы бурения применяются при разработке скважин различного назначения. Пробуривание происходит при помощи специальных долот, что обеспечивает получение ствола скважины нужного размера. Механические способы бурения также разделяются на несколько разновидностей:

  • Вращательный.
  • Ударный.
  • Вибрационный.

Каждый из способов имеет особенности, но каждый из них позволяет добиться нужного результата. Наиболее эффективным способом бурение считается вращательный, так как позволяет извлекать породу скважины без остановки процесса. Также вращательный метод является самым дешевым, поэтому большинство работ выполняется при помощи именно этого вида бурения. Так как вращательный метод является основным способом бурения скважин, то его стоит рассмотреть подробнее. Вращательный метод делится на три способа:

  • Колонковый.
  • Шнековый.
  • Роторный.
Читайте так же:
Обзор сплит-системы TCL TAC-09CHSA/KI: инверторное управление и бесконечные амбиции

Вращательный способ бурения может использоваться на грунтах различной плотности, поэтому выделяют три подвида, каждый из которых имеет свое предназначение и особенности. Общий процесс бурения скважин вращательным способом не сильно отличается, но каждый метод оптимален только при наличии некоторых критериев.

Особенности колонкового бурения

колонковое бурение

Колонковое бурение применяется преимущественно на песчаных или неплотных глинистых грунтах. Почва извлекается в виде керна, а бурение происходит при помощи специального долота также углубление скважины может происходить при помощи специальная коронки, которая монтируется на трубу. Вращательный момент передаётся поверхности земли при помощи труб, имеющих надежное крепление. Если бурение происходит на плотных породах, то при буровых работах дополнительно подаётся промывочная жидкость. К твердым породам относятся:

  • Суглинки.
  • Скальные виды.
  • Тяжёлые глины.

При помощи большого количества воды также возможно удалить шлам из забоя. В некоторых случаях вместо промывки используется продувка сжатым воздухом, который поставляется внутрь трубы при помощи специального компрессора. При колонковом бурении можно разработать скважину диаметром 8-20 сантиметров и глубиной до километра. Основные работы проводятся при помощи буровых установок, которые установлены на автомобиле КАМАЗ или КрАЗ.

Особенности шнекового бурения

шнековое бурение

Шнековое бурение применяется при разработке водоносных скважин в частных домохозяйствах. Бурение при помощи шнека предполагает ввинчивания в породу, благодаря чему одновременно с углублением скважины происходит извлечение грунта. Шнек является стержнем с лопастями. Такая конструкция не позволяет полностью извлечь из забоя отработанную породу, поэтому метод эффективен только при прохождении верхних слоёв.

Чаще всего способ подходит для создания скважин, глубина которых не превышает 30 м на мягких почвах и 20 м на средне-плотных грунтах. После того как из забоя извлекается шнек, ствол укрепляется обсадкой, а сама скважина очищается от остатков пород. Использование шнека при бурении в плотных и скальных породах нецелесообразно, поэтому метод может комбинироваться с другими способами бурения.

Особенности роторного бурения

Роторное бурение

Роторное бурение используется для пробуривания скважин в скальных и полускальных почвах на глубину до 150 м. Роторная установка чаще всего оснащается помимо долота сальные утяжеленные трубами для бурения. Обязательно при роторном бурении используется промывочная жидкость, поэтому в холодных регионах зимой невозможно использовать способ из-за замерзания технологических компонентов. Среди достоинств метода стоит отметить:

  • Возможность организации скважины, диаметр которой будет до 2 м.
  • Высокое качество бурения при разработке водяных скважин.
  • Быстрый процесс бурения при небольших затратах ресурсов.

Обсадная труба монтируется после очищение ствола скважины от отработанных пород, что позволяет добиться хороших результатов и надежности разработки.

Нужно провести бурение? Компания «Горгеомех» уже много лет занимается инженерно-геологическим бурением скважин и готова вам в этом помочь!

Способы бурения скважин: технологические особенности основных видов

Бурение скважины

Самым современным способом обустроить собственный водопровод — это собственная скважина. Для этого необходимо извлечь из земли несколько видов грунта до долгожданного контакта с водой. От разновидностей плотности грунта будут зависеть способы бурения скважин.

Виды водных пластов

Качество и чистота грунтовых вод зависит от глубины их залегания. В каждом регионе глубина отличается и имеет свои особенности.

Способы бурения скважин: технологические особенности основных видов

Существует три основных вида пластов с обилием воды:

  • Верховодка залегает на глубине 3-10 метров. В нее входят отфильтрованные осадки. Для питья такая вода не годится, однако может использоваться для поливки огорода и технических потребностей. При бурении на данную глубину редко попадаются скальные породы. Поэтому абиссинский колодец можно сделать вручную при помощи лопат и другого подручного инструмента. Производительность такого источника будет не больше 0,5 м³/ч.
  • Следующий слой воды залегает на глубине 10-35 метров , между первым и вторым суглинистыми слоями. Она является более качественной, однако для употребления в качестве питья ее необходимо подвергать дополнительной очистке. Вручную копается колодец глубиной примерно 15 метров. Для достижения большей глубины целесообразно применить механическое бурение. Такой водозабор обладает производительностью до 1 м³/ч, чего вполне хватает для удовлетворения потребностей одной семьи.
  • Самая привлекательная вода находится на глубине 30-250 метров. Здесь целесообразно использовать механическое бурение, важно достичь известняк, где находится самая чистая вода. Зачастую вода самостоятельно поднимается на поверхность, однако это будет зависеть от мощности пласта и правильности конструкции скважины. Производительность артезианского водозабора составляет 3-5 м³/ч.
Читайте так же:
Моющие пылесосы Thomas Twin: ТОП-8 лучших моделей + советы покупателям

Несмотря на глубину залегания, перед употреблением, воду необходимо проверить в СЭС, так как от ее ежедневного употребления будет зависеть Ваше здоровье и долголетие.

Способы бурения скважины

Способы бурения скважин: технологические особенности основных видов

Классификация способов бурения

Разработаны различные способы бурения скважин на воду. Каждый из них зависит от места залегания воды.

  • шнековой конструкции;
  • роторного механизма;
  • ударно-канатного способа;
  • применения ручного метода.

Каждый из них имеет свои особенности и преимущества.

Бурение шнеком

Этот вид бурения скважин считается самым простым в механизированных технологиях. В основе рабочего процесса находится приспособление, обладающее винтом специальной конструкции. За счет его вращения вокруг собственной оси происходит поднятие грунта из глубины недр.

Процесс бурения скважины шнеком на электромоторе:

К его преимуществам можно отнести:

  • простота конструкции и технического процесса;
  • небольшая стоимость;
  • позволяет сделать шахту глубиной до 80 метров и шириной 10-60 см.

Ручное бурение шнеком:

Его применяют для извлечения сухого и мягкого грунта, при бурении верховодки либо поднятия второго слоя воды. При неглубоком залегании можно достичь третьего слоя воды. К недостаткам — относятся: невозможность проходить сквозь скальные породы или плывуны. Зачастую его применяют в комплексе с другими методами.

Роторные бурильные установки

В основу работы такого типа бурения скважин входит принцип действия строительного перфоратора. А именно, специальный наконечник бура проворачивается и ударяет об грунт.

Таким образом происходит его разрушение. В это время осуществляется промывка шахты. При прямой промывке в шахту непрерывно заливается вода, которая выходит через зазор между обсадными трубами и прорубленным стволом. Обратная промывка более эффективная, она происходит в результате заливания воды и ее откачивания вместе с разрушенным грунтом.

Такой процесс считается самым сложным, однако имеет ряд преимуществ:

  • он способен провести бур сквозь скальные породы;
  • можно достичь глубины 300 метров, что позволяет пробурить любую артезианскую скважину;
  • большая скорость бурения.

Видео о роторном бурении:

К недостаткам стоит отнести загрязнение пласта воды промывочной жидкостью. По завершению работ, такую скважину следует промывать продолжительное время.

Ударно канатное бурение

Данный метод бурения скважин относится к одному из первых механических способов бурения. Такая технология отличается своей простотой, однако не является совершенной. Это трудоемкий и долгий процесс, который заключается в ударе тяжелого заостренного предмета цилиндрической формы об грунт. После чего при помощи каната этот снаряд поднимается для следующего удара об грунт.

Преимущества этого метода заключаются в:

  • возможности пробить твердые породы;
  • простота рабочего процесса;
  • дешевизна конструкции.

К недостаткам стоит отнести трудоемкость процесса и его продолжительность.

Как чаще всего бурят своими руками

Для ручной работы применяется специальный бур с двумя поперечными штангами.

Таким образом с помощью помощников можно достичь глубины в 10 метров, дальнейшее продолжение углубления будет затруднительным процессом. Суть работы заключается в углублении бура за счет имеющейся резьбы. После прохождения каждых 20 см конструкция вынимается для чистки.

Заключение + обучающее видео

Мы рассмотрели сколько бывает типов бурения скважин для добычи воды с разных глубин. От современных механизированных вариантов до ручного бурения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию