Технология и режимы бурения скважин

Скважина на воду – сложное гидротехническое сооружение, срок службы и производительность которого во многом зависит от того, насколько грамотно выбрана конструкция и соблюдена ли технология бурения.

Работы по созданию такого источника должны проводиться по индивидуальным проектам, потому как на разных территориях могут отличаться гидротехнические условия. Глубина и конструкция водозаборной скважины зависят от:

    - способа бурения,     - особенностей геологического строения,     - максимальной глубины расположения водоносного горизонта.

Перед началом бурения нужно оформить следующие документы:

     - разрешение на проведение работ по сооружению водозабора;     - проект на бурение,     - согласования проекта с органами геологии и местной санэпидстанцией.

Для использования источника следует получить разрешение. Для этого необходимо предоставить паспорт скважины, нормативный расчет водоотведения и водопотребления, согласования с органами геологии.

Паспорт на скважину является основным документом и содержит информацию о владельце, технические характеристики водозабора, химические показатели воды, данные о месторасположении источника, государственный регистрационной номер.

Технологии, применяемые при бурении скважин на воду – основные виды

• Шнековая. Это самое дешевый и простой вариант, использующий для извлечения породы во время бурения классический шнек (Архимедов винт). Данная технология во многом схожа с бурением отверстий во льду во время зимней рыбалки.  Вращательные движения способствуют разрушению породы, после чего грунт поднимается на поверхность по спиральным лопастям шнеков. Бурение производится одновременно с удалением породы, при этом не требуется продувка или промывка. Колона шнеков (основная составляющая бурового снаряда) на нижнем конце оснащена долотом (породоразрушающим инструментом). Внедрение долота в породу способствует его нагреванию. Поэтому данный способ создания скважин используют на рыхлых, мягких и среднетвердых породах. Высокая скорость работы при шнековом способе отмечается на галечниках и слабосцементированных песчаниках. К основным характеристикам режима бурения относят частоту вращения колоны и осевую нагрузку на долото. Наиболее надежными и удобными считаются буровые шнеки, имеющие шестигранные соединения, которые могут вращаться как по, так и против часовой стрелки. Устройства с резьбовыми соединениями способны вращаться лишь в одну сторону, что отчасти затрудняет работу.

 Обеспечить высокое вращательное движение инструмента можно с помощью специальных станков, которые имеет достаточные мощностные и производительные характеристики. В последнее время все чаще в бурении скважин используются мобильные установки, которые устанавливают на шасси тракторов или автомобилей.

• Роторная. Это самый распространенный способ устройства скважин. Роторная технология подразумевает использование специальной бурильной трубы, внутри которой расположен вал с наконечником. В роли наконечника выступает долото. Нагрузку обеспечивает гидравлическая установка. Роторным способом можно бурить скважины на любую глубину на любых грунтах. Порода вымывается с помощью бурильного раствора, который подается насосом внутрь трубы. Данный способ называется прямая промывка. При нем раствор с породой выходит самотеком в затрубное пространство. Однако роторный способ, использующий прямую промывку, не дает возможности вскрывать водоносные пласты, сохраняя при этом в полном объеме фильтрационные свойства грунта в призабойной зоне, и не способен обеспечить нормальный режим бурения в процессе увеличения диаметров источника. Все это приводит к снижению дебита и срока использования водозабора. Улучшить показатели бурения можно, используя для промывки распадающиеся растворы, для создания скважин больших диаметров лучше использовать бурение с обратной промывкой.  

Обратная промывка осуществляется с помощью промывочной жидкости (как правило, это вода), которая поступает самотеком из приемной емкости в забой по кольцевому пространству и через отверстие в долоте направляется вверх по внутреннему сечению колоны. Жидкость поступает в приемник, где осаждаются частицы грунта, после чего цикл повторяется. Подъем воды в колоне может происходить 3-мя способами:    

- эрлифтной откачкой с помощью компрессора,- методом всасывания насоса центробежного типа, при предварительном использовании вакуумного насосного оборудования,

  - гидроэлеватором.

Наибольшей популярностью пользуются первые два варианта.

• Ударно-канатня. Это самый старый, трудоемкий, но это же время качественный способ устроить скважину на воду. Его суть состоит в том, чтобы разрушить породу с помощью снаряда, который поднимается на определенную высоту и потом с силой опускается вниз. Под своим весом с учетом силы свободного падения он разрушает грунт, частицы которого убираются из ствола с помощью желонки. Данная технология бурения скважин на воду используется на мягких песчаных грунтах. Ее неоспоримым преимуществом является отсутствие необходимости в использовании бурильного раствора, что обеспечивает более точное вскрытие водоносного пласта и дает возможность получить максимальный дебит и срок эксплуатации источника. Скважины, пробитые ударно-канатным способом, служат более 50 лет. Недостатком такого бурения является высокая трудоемкость и необходимость использовать столько обсадных колон, сколько плавунов и водоносных грунтов находятся над горизонтом, из которого будет добываться вода. Это делает создание водозабора довольно затратным.