Методы бурения скважин
Методы бурения скважин

В данном разделе мы рассмотрим способы и методы бурения скважин применительно к водоснабжению.

Роторное бурение

Это бурение применяют в основном с помощью буровых машин. 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.

Ударно-канатное бурение

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. Затем желонку вытаскивают на поверхность, вытряхивают из нее грунт и снова кидают. Забивной стакан - это тоже желонка, но без 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.

С помощью ударно-канатного бурения можно бурить довольно глубокие скважины – глубиной до 300 метров. Но при большой глубине скважины нужно использовать телескопическую структуру, когда верхняя часть скважины делается из трубы максимального диаметра, а после определенной глубины идет труба меньшего диаметра, потом еще меньше и так далее.

Канатно-вращательное бурение (гидробурение с забурником)

В этом случае грунт бурится с помощью полой штанги, на конце которой расположен забурник. Разрыхленный грунт поднимается на поверхность с помощью промывки буровым раствором.

Буровой раствор направляется в шламоотстойник. Таким образом, бурение происходит оборотной водой.

Этот метод можно использовать с помощью переносных буровых установок. Бурить можно в труднодоступных местах, в подвалах домов. Этим способом можно пробурить скважины на песок глубиной до 50 метров. Бурение производится не чистой водой, а специальным буровым раствором с бентонитовой глиной. Использование бентонита позволяет укрепить стенки скважины и предотвратить ее обрушение. После того как пробурили скважину , до ее дна опускаются пластиковые трубы и фильтр. При этом диаметр трубы – 125 мм, а диаметр скважины – около 200 мм. В пространство между трубой и стенкой скважины насыпается щебенка с фракцией 5-20 (улучшает показатели скважины, увеличивает срок службы).

Таким способом можно делать довольно глубокие скважины – до 300 метров. Однако скважины глубиной более 30 метров будут иметь телескопическую структуру.

Гидробурение

По сути мало отличается от канатно-вращательного. Отличает отсутствие забурника. Грунт размывается большим напором воды. Подходит для рыхлых почв, песков, супесей.

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

Шнековое бурение - это довольно быстрый способ бурения. За один день таким способом можно пройти до 40 метров. Но столько можно пройти в случае, когда порода относительно мягкая. Таким способом бурят геолого-разведочные скважины, скважины на песок. Шнековое бурение хорошо для суглинистых и глинистых почв. Диаметр скважины, пробуренной шнеком может быть от 77 до 400 мм.

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

В денежном отношении это наиболее дешевый способ. Однако, если при таком способе наткнуться на подземные валуны, прослойки известняка, то пробурить этим способом будет невозможно.

Перфоративное бурение

Это железная труба из отрезков различной длины (длина отрезков от 1 метра до 3), отрезки соединены между собой муфтами герметично. 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 такой составной трубы располагается фильтр. Он представляет из себя трубу такого же диаметра, в которой просверлено 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 лишь 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 ложится на ствол скважины. На оголовок скважины накручивается специальная насадка, по которой наносятся удары бабкой - груз с отверстием внутри. В этом способе вся ударная нагрузка ложится на резьбы. Поэтому иногда бывает, что резьбы ломаются и скважина остается в земле.

И для того и для другого способа предъявляются очень большие требования к качеству резьб. Если резьбы нарезаны на токарном станке с хорошей соосностью, то такая резьба будет гораздо прочнее, особенно при забивании бабкой.

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