Технология бурения скважин

/ Статьи /

Скважина — это вертикальная выработка, диаметр сечения которой несравненно мал по сравнению с глубиной. Изготовление происходит с помощью бурильных установок без доступа человека в ствол, и именно этим она отличается от обычных колодцев.

Технология бурения скважин

Типы скважин

В зависимости от вида и глубины залегания водоносного слоя, различают три типа скважин:

  • артезианская (на известняк);
  • на песок (на песчаник);
  • абиссинский колодец.

Конструкция скважины на песок

Конструкция представляет собой колонну из обсадной трубы, которая опирается на нижний слой водоупорной глины горизонта из водоносного песка. Последний участок колонны выполнен из трубы с перфорированными стенками. Чтобы защитить скважину и оборудование от засорения песком, дополнительно устанавливают щелевой или сетчатый фильтр. А для защиты фильтра от заиливания глиной, иногда проводят засыпку дна выработки щебнем или гравием.

Конструкция скважины на известняк

Конструкцию выбирают на основании геологических изысканий. И она бывает следующих видов:

  • Однотрубная колонна. Состоит из трубы одного диаметра. На конце колонны — открытая секция или короткий отрезок трубы меньшего диаметра с перфорацией стенок. Устраивают на благоприятных грунтах без сыпучих слоев и выходов скальных пород.
  • Двойная обсадная колонна. Состоит из двух труб: внешней и внутренней. Внешняя — принимает давление грунта, внутренняя — отвечает за транспортировку воды. Устанавливают на сложных и сыпучих грунтах.
  • Колонна с кондуктором. Кондуктор — это короткая обсадная труба из стали, которую устанавливают на сложном участке выработки. Используют как более экономичную альтернативу двойной обсадной колонне.
  • Телескопическая колонна. Состоит из разных по сечению труб, диаметры которых уменьшаются по мере заглубления. Устанавливают на сложных грунтах.

Конструкция абиссинского колодца

Несмотря на название, абиссинский колодец считается скважиной. Его устраивают в тех случаях, когда водоносный слой проходит на глубине 8-10 м. С более низких горизонтов ручная помпа или поверхностный насос воду не поднимут, а использовать поверхностный насос с выносным эжектором не позволяет маленький диаметр трубы.

Процесс бурения представляет собой забивание в грунт трубы с острым наконечником. По мере заглубления, привинчивают новую секцию. За наконечником расположен перфорированный отрезок с сетчатым фильтром.

Способы бурения

Ручное бурение используют для обустройства абиссинского колодца или неглубокой скважины на песок, когда из-за особенностей участка невозможно использование малогабаритной техники или буровой установки. И от механизированного бурения отличается только ручным приводом инструмента, с помощью которого разрушают грунт.

Выделяют следующие основные способы бурения:

  • Роторный. Дробление породы происходит с помощью долота, которому вращательно-поступательное движение передается от ротора бурильной установки. Разрушенная порода вымывается прямым или обратным потоком, подаваемой в выработку воды.
  • Колонковый. Разрушение породы происходит с помощью цилиндрической режущей коронки из твердых сплавов. Коронка соединяется с колонковой трубой, которая в свою очередь закреплена к штанге буровой установки. Процесс бурения происходит циклически. При вращении бура, твердая порода или плотный грунт, вырезанный коронкой, заполняет колонковую трубу, которую очищают, поднимая на поверхность. Затем штангу наращивают на одну секцию, опускают в выработку, и бурение продолжается.
  • Ударно-канатный. Прохождение слоев грунта происходит за счет многократных ударов долотом, поднимаемого на тросах (канатах). Вид долота и способ очистки выработки выбирают в зависимости от характера слоя.
  • Шнековый. Рыхление грунта происходит с помощью лопастного или конусообразного долота, а извлечение — за счет вращения колонны винтового типа (шнека). По мере прохождения выработки, колонну наращивают дополнительной секцией, а стенки укрепляют обсадными трубами.

Влияние грунта на бурение

На выбор способа прохождения выработки влияет тип грунта:

  • Роторное бурение применяют для прохождения твердых пород: скальных и полускальных. Использование ограничено погодными условиями — при низких температурах промывка ствола становится невозможной.
  • Колонковое бурение применяют в любых плотных грунтах, вплоть до скальных. При прохождении валунов необходимо долото, а рыхлые и насыщенные водой грунты не держатся в колонковой трубе при подъеме из выработки.
  • Ударно-канатный способ относится к универсальным. Использование ограничено только скальными породами и валунами. Для прохождения рыхлых и сыпучих грунтов применяют желонку, для прохождения гравийных и галечных слоев — двутавровое долото, для каменистых пород — шарошечное долото, для плотных и вязких грунтов — забивной стакан. При прохождении разных по структуре слоев рабочий орган меняют.
  • Шнековое бурение применяют на рыхлых, мягких и среднеплотных грунтах. Положение лопастей на шнеке относительно оси вращения зависит от плотности грунта: 30°-60° для суглинков и супесей, около 90° для плотных песков.

Для скважин большой глубины способы бурения могут комбинировать.

Заказать консультацию




Расчёт стоимости