Машинный способ бурения колодцев. Технология бурения

Технология колонкового бурения скважины

Образцы кернового материала поступают в приемник ствола бура с встроенным шнеком. Благодаря ему можно выявить фильтрующие свойства материальных пластов. Выбор материала в течение исследовательского бурения обеспечивает возможность нахождения геологических разрезов. Эта методика позволяет исследовать пробы с любых глубин. Технология дает положительную результативность при обнаружении глубинных водоемов.

Для внедрения в грунтовый слой используется буровая основа с закрепленной на ней коронке. Во время разбуривания установка, которая работает при высоких оборотах, подвергается нагрузке. Керновая труба закрепляется к бурильной по мере проходимости, а самая верхняя трубка сцепляется со шпинделем устройства.

Вращаясь, устройство пробивает земельный покров с краю, а керн заполняет трубу. К процессу подключается насосный аппарат, качающий промывку. В составе, помимо керна, выходит и часть разрушенных пород. Жидкость чистится и опять подаётся в рабочую зону. Правда частенько следует вынимать буровой коллектор, до верха заполненный керном, заменять рабочую коронку, если та вышла из строя.

Скорость прохождения зависит от твёрдости. С буром диаметром 16 см за смену преодолевается несколько сотен метров. Следом применяются шнеки с извлечением содержимого.

Вращательную частоту легко регулируют во время разработок. Легкий грунт требует только слабые обороты. А для твёрдых требуется уже высокая частота. Подвод и отвод жидкости проводят специальной техникой. Данная методика позволяет обработать слои различной твёрдости и структуры.

Если щель доходит до 1 метра, то позволяется устанавливать проходимый угол. Керновые трубы 400-600 мм в длину применяются так же. В течение работы коронка изнашивается и заменяется.

Перед запусканием следующей коронки колодец обрабатывается долотом. Это действие значительно увеличивает эксплуатируемый срок инструментального набора. Бур устанавливается на шасси техники с большой грузоподъёмностью. Для разработки многослойного рельефа устанавливается гусеничная специальная техника.

Виды недостатков колодца и способы их устранения

При бурении колодцев могут возникать следующие проблемы:

Выход на поверхностный водоносный пласт. Вода, добытая из локального источника, отличается низким качеством. Кроме того, в процессе добычи будет наблюдаться быстрое снижение давления жидкости и медленный ее подъем. Способом решения проблемы является изменение глубины шахты. Бурение продолжают до получения чистой воды.
Добыча низкокачественной жидкости. Вода в зависимости от экологических условий района бурения может содержать известь или иметь неприятный запах. Исправить ситуацию помогает бурение до достижения безнапорного водоносного слоя. Диаметр инструмента должен составлять 60 см. После вскрытия пласта в скважину погружают пластиковую трубу, оснащенную фильтром. Деталь вводят до нижней границы бетонных колец. Расстояние между трубой и стенками шахты заполняют гравием.

Роторное бурение

Для бурения таким способом используется непрерывно вращающееся долото и глинистый промывочный раствор. Долото разбивает породы, в том числе и скальные, на мелкие фрагменты, а раствор выносит эти куски грунта на поверхность.

Чтобы бурение было эффективным, требуется грязевой насос. Он будет перекачивать глинистый раствор и обеспечит его непрерывное поступление.

При роторном бурении может применяться обратная промывка. Она позволяет ускорять процесс. Водоносный пласт достигается гораздо быстрее и качественнее. При обратной промывке раствор подается в затрубное пространство, а возвращается по трубе.

У метода роторного бурения имеется несколько преимуществ. Помимо того, что этим способом можно бурить скальные породы, следует отметить более высокую скорость прохождения. Несколько ниже стоимость работ.

Среди недостатков метода отмечают сложности работы в холодное время года. Требуется утепление системы циркуляции промывочной жидкости. Пробу с водоносного слоя можно снять только после обсадки и пуска скважины. Известковые пласты загрязняются глиной и водой раствора.

Последовательность выполнения работ

Процесс бурения машиной под кольца включает следующие этапы:

Размещение буровой установки. На этом этапе выбирают размер инструмента и переводят оборудование в режим бурения вертикальной скважины.
Обустройство шахты. Периодически нужно вынимать рабочие части установки и контролировать состав грунта. Водоносный слой располагается между пластами глины и песка. Поэтому положительным результатом бурения считается извлечение глинисто-песчаных масс.
Очищение дна скважины. Выравнивание нижней части шахты обеспечивает строго вертикальное размещение бетонных колец. Для очищения применяют инструменты с замком в месте пересечения гребня и паза.
Установка бетонных элементов. После размещения первого кольца наносят герметизирующий состав. На этом этапе можно использовать цементный раствор, дополненный клеем ПВА. Герметизации подвергаются все устанавливаемые кольца.
Продолжение бурения. Работы выполняют до достижения водоносного пласта. Для этого используют инструмент меньшего размера. Обсадные кольца проседают под тяжестью собственного веса. При необходимости конструкцию дополняют новыми элементами.
Установка насоса. Прибор внедряют после попадания воды внутрь колодца. Жидкость откачивают до тех пор, пока она не станет чистой.
Обустройство донного фильтра. Эта часть системы состоит из 3 слоев — песка крупной фракции, гравия и дикого камня. Толщина пластов должна составлять не менее 15 см. Материал укладывают как можно плотнее. После обустройства фильтрующей системы продолжают откачивание загрязненной воды. Зазоры между кольцами заполняют гравием.

Роторный метод

Данный способ подразумевает применение специальной установки. Бурение сопровождается постоянной подачей воды, что позволяет пробивать грунтовые пласты на глубину 50 м.

Шнековый метод

В этом случае применяется буровая установка, имеющая вращающуюся деталь. Элемент представляет собой винтообразно изогнутую стальную ленту. Установка рассекает песок и глину, извлекая их на поверхность.

Виды буровых способов

Ранее бурение водоносных скважин для личного пользования осуществлялось в основном ручным способом. Это было трудоёмкий и длительный процесс, поэтому не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться наличием собственного источника водоснабжения.

Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда отработанный грунт убирается из скважины при помощи механизмов и гидравлическим, когда он вымывается водой, поданной под напором или самотёком.

Различают три основных способа механического бурения:

Вращательный (грунт разрабатывается вращением).
Ударный (бурснаряд разрушает грунт ударами).
Вибрационный (грунт разрабатывается высокочастотными колебаниями).

Вращательный способ считается самым высокопроизводительным, в 3-5 раз превышающий по эффективности ударный и в 5-10 вибрационный. Кроме этого вращательный способ самый недорогой и доступный, его нередко применяют в качестве основного метода ручного бурения.

В свою очередь вращательный способ бурения, широко применяемый для сооружения скважин на воду, подразделяется на четыре основных вида бурения:

колонковое;
шнековое;
ударно-канатное;
роторное.

Каждый вид вращательного бурения имеет свои особенности и выполняется специально предназначенным для этого оборудованием. Рассмотрим эти виды бурения более подробно, определим, в чём их различия и какой метод необходимо применять в каждом конкретном случае.

Колонковое бурение скважин: технология и оборудование ↑

Существует два способа применения подобного бура: работа на сухую и с промывкой.Поскольку не всегда есть возможность обеспечить достаточный объем воды, очень часто рабочий процесс осуществляется без применения жидкости. В этом случае углубление происходит не очень быстро. Кроме того, вероятность слома коронки является значительной, поэтому сухоебурениесчитается довольно затратным мероприятием.

Извлечение породы с использованием промывки– более надежный метод, который, к тому же, позволяет углубляться в грунт гораздо быстрее. Его часто используют, когда необходимо пробурить скважину большой глубины, затратив на это минимально возможное время.

Схема колонкового бурения скважиныс применением промывочного раствора

Рабочий инструмент вращается на высоких оборотах, разрезая с помощью коронки горную породу. При этом частоту вращения можно регулировать: для мягкого грунта устанавливаются сравнительно небольшие обороты, для твердых пород – более высокие.

Посколькукоронка разрезает грунт только по краю,образовавшаяся в процессе внутренняя часть должна извлекаться на поверхность. Для этого существует два способа:

Бур поднимается на поверхность, после чего из него извлекается керн.
Используется специальная труба-подъемник, по которой порода транспортируется наверх.

Бурильноеоборудование для колонкового бурения скважин, как правило, устанавливают на шасси классических автомобилей – Урал, КАМАЗ, МАЗ. Хотя дляработы в условиях сложных рельефов может использоваться гусеничная спецтехника.

Бурильные установки для реализации колонковой технологии

Для работ данного вида применяется такой инструмент:

Стандартные или тонкостенные снаряды (трубы). Первые могут использоваться как для вертикального, так и для горизонтального (углового) сверления. Вторые применяются исключительно для горизонтальных работ.
Породоразрушающий элемент – коронка. Наиболее универсальными считаются алмазные резцы, которые одинаково успешно разрушают твердый и рыхлый грунт.
Штанги для наращивания глубины скважинного отверстия.
Промывочные сальники, обеспечивающие подачу промывочного раствора и отвод потока жидкости с керном.
Переходники для стыковки буровых штанг, промывочных сальников, вращателей.
Долота, которые применяются для увеличения глубины скважины в особо сложных местах.

Бурильные трубы для приема керна и поддержания правильного направления скважинного отверстия

Технология колонкового бурения скважин реализуется следующим образом:

Подготавливается поверхность, которая очищается от мусора и посторонних предметов.
На небольшом расстоянииот планируемого отверстия роется яма глубиной около 2 м для промывочной жидкости.
В земле пробивается небольшое отверстие для размещения бура.
По мере углубления прохода в трубе скапливается грунт. При полном заполнении ееподнимают на поверхность.
Порода из трубы извлекается с помощью молотка. Удары необходимо наносить методично и не слишком сильно, чтобы не повредить металл.
После извлечения породы бур опускается обратно в скважину. Процесс повторяется до момента достижения необходимой глубины отверстия.

Технология бурения

Технология шнекового бурения.

Конструкция шнекового бура включает базовую трубу (штангу) с подвижным вращателем, обвитую по всей длине стальной полосой, выполняющей функцию транспортера. Для врезки в грунт механизм оснащается острым наконечником (лопастным буром, двухлопастным или трехлопастным долотом), который может быть несъемным или съемным. Соединение шнеков для удлинения конструкции производится с помощью резьбы или специальных элементов с фигурным сечением.

Бурильные станки выполняют несколько основных функций:

точечное разрыхление грунта посредством непрерывного вращательного движения;
охлаждение элементов рабочего механизма;
выемку разрыхленной породы и одновременное закрепление стенок скважины.

Принцип осуществления роторного бурения скважин

Несмотря на кажущуюся простоту технологии, принцип работы роторного оборудования довольно сложен. Сам ротор приводится в действие за счет приводного вала, который передает вращение от электродвигателя. Иногда используется двигатель внутреннего сгорания.

Само вращение принимают ведущие вкладыши ведущих вкладышей. Их сечение полностью аналогично сечению верхней рабочей трубы, которое по своей форме может быть абсолютно разным.

Основой для бурильной колонны являются специальные трубы. Именно между ними и породоразрушающим инструментом монтируются УБТ – утяжелённые бурильные трубы. За счет их огромного веса на долото оказывается достаточная для эффективной работы нагрузка.

Верхняя часть рабочей трубы подсоединяется к вертлюгу. По этой системе подается промывочная жидкость, которая попадает на забой через насадки долота – она нужна для поддержания работоспособности всей роторной бурильной установки.

Бурение шнеком с применением обсадных труб

Шнековое бурение может применяться на любых грунтах, в том числе, и на несвязанных (песок, супесь и т. п.), если при этом используется дополнительное приспособление — обсадные трубы.

Осыпающийся грунт укрепляют и изолируют от шнекового бурового снаряда используя обсадную трубу. Буровой снаряд для цикличного бурения находится внутри трубы.

Трубу устанавливают в скважину вместе со шнеком и осаживают при проходке скважины. Привод на вращение должен осуществляться как на трубу, так и на шнек (допускается попеременное включение). Осадка трубы и бурение выполняются одновременно. При достижении обсадной трубой уровня грунта, на неё, сверху, устанавливают вторую, третью, и т. д., трубу пока не будет достигнута необходимая по проекту глубина. Трубы соединяют между собой байонетным креплением, выполненным непосредственно в трубе. На нижнем торце первой трубы выполняют режущую коронку для увеличения эффективности проходки. Далее, извлекают из этих труб шнек, а скважину заполняют жидким бетоном, устанавливают армокаркас и после отверждения бетона получают сваю. Во время заполнения бетоном обсадной трубе сообщают вибрацию, с помощью которой, по мере наполнения скважины, обсадная труба извлекается. Существует способ подачи бетона с помощью полого шнека с одновременным, извлечением шнека из скважины. В этом случае, шнеку сообщают вращение, которое препятствует, осыпанию слабого, несвязного грунта. Шлам, в процессе устройства сваи, постоянно удаляется.

Данный способ устройства свайных оснований достаточно дорог, но, на сегодняшний день, применяется все больше, особенно, в городском строительстве, где недопустим ударный способ погружения свай и связанные с ним сейсмические возмущения, а применение сваевдавливающей техники и вибропогружателей по разным причинам невозможно.

У каждого способа есть свои плюсы и минусы. Выбор остаётся за Вами.

Особенности шнекового бурения

Этот тип бурения сегодня наиболее часто используется при устройстве водоносных скважин в частных хозяйствах. Особенностью шнекового бурения является то, что разрабатываемая порода полностью удаляется из створа скважины без привлечения дополнительного оборудования. Метод напоминает ввинчивание, позволяет бурить на глубину и одновременно удалять ненужный грунт.

Используемый для бурения инструмент называется шнек. Представляет собой металлический стержень с лопастями. Завинчиваясь в грунт, шнек разрушает породу, которая задерживается на его лопастях. Из-за специфики конструкции шнеком невозможно полностью освободить забой от отвала. Поэтому его в основном применяют для проходки верхних слоев.

Бурение с использованием шнека не требует больших усилий и финансовых затрат, поэтому сфера применения данного способа достаточна широка: геологоразведочные скважины, прокладка коммуникаций, устройство буронабивных скважин и частично бурение на воду. Его сейчас активно применяют для устройства абиссинских колодцев, чтобы не забивать полностью скважину-иглу в плотный грунт, а слегка облегчить процесс погружения ствола в заранее разрушенную породу.

Метод подходит для разработки водоносных скважин глубиной до 30 м на мягких и рыхлых грунтах и до 20 м на средне-плотных. После проходки шнеком и установки обсадки, ствол скважины обязательно очищается желонкой от неизвлеченной породы.

Шнек категорически не подходит для работы в скальных породах! Его используют для частичной проходки скважин до 120 м, при этом данный метод комбинируется с другими: роторным, ударно-канатным, колонковым.

Задействованное оборудование и инструменты

Шнековое бурение производится буровой установкой, главным элементом которой является бурильный инструмент винтового типа, выполненный из высокопрочного металла. Буровую колонну по мере заглубления наращивают шнеками равного размера. В комплекте иногда применяются лопастные долота, необходимые для прохождения рыхлых пород, а также долота с круглыми или конусообразными головками, используемые для разработки твёрдых пород.

Большинство современных бурильных установок оборудованы полыми снарядами, оснащёнными реверсивными замками, которые не допускают движение инструмента в обратную сторону. Режущие части шнека в процессе бурения охлаждаются за счёт разрабатываемого грунта, а разработанная порода поднимается вверх по спиралям. Это позволяет проводить бурения без остановок, значительно уменьшая временные и энергетические затраты на создание водоносной скважины.

Технология шнекового бурения

После выполнения проходки, глубина которой составляет 1,5 — 2,0 м, шнек извлекается, и в скважину устанавливаются обсадные трубы. Диаметр водозаборной скважины, пробуренной при помощи шнека, составляет 50 — 200 мм и зависит от размера используемого инструмента.

Обрушение стенок скважины предотвращают обсадные трубы

Плюсы и минусы применения шнека

Шнековый метод бурения позволяет произвести устройство скважины максимально быстро, при условии, что размер шнека и угол наклона долота были подобраны правильно. К достоинствам шнекового бурения относят:

грунт поднимается на поверхность сразу в процессе бурения;
высокая скорость углубления в грунт без технологических остановок;
нет необходимости делать промывку ствола скважины;
компактной шнековой установкой или ручным шнеком можно бурить внутри дома (в подвале);
нет необходимости поднимать на поверхность первое звено и разбирать/собирать буровую колонну как при колонковом методе.

Методы бурения

Методы бурения классифицируют по двум параметрам.

В зависимости от применяемого механизма бурение может быть:

Механическое;
Ручное.

Варианты исполнения скважины

В зависимости от принципа работы буры:

Ударно-вращательный метод;
Ударный;
Вращательный.

Рассмотрим, чем примечательная каждая технология бурения скважин на воду и как она выполняется.

Ручной способ

Ручное бурение скважины вполне подходит для самостоятельного выполнения процесса при наличии всех нужных инструментов. Такой колодец будет не более тридцати метров, почву пробивают до достижения слоя воды.

Для этого понадобятся обсадные трубы, штанги, лебедка и буровые головки разных параметров. При создании более глубокой скважины, нужна бурильная вышка для подъема и погружения бура.

Если штанги не нашлось, сделать ее можно, соединив трубы шпоном или резьбой. К концу нижней штанги крепят буровую головку. Процесс выглядит следующим образом:

Шнек-бур и станок для бурения скважин своими руками

Над местом предполагаемой скважины размещают вышку так, чтоб она была несколько выше длины штанги.
Лопатой выкапывают небольшое углубление для бура.
Вставить бур в углубление и вращать его. Возможно, понадобится помощь, потому что при углублении движение бура будет затрудняться.
Пробив полметра, остановитесь, выньте бур и прочистите его от налипшей земли.
Достигнув водяного слоя, откачайте три-четыре ведра грунтовой воды.

Последнее действие необходимо для устранения грязной воды и может быть выполнено погружным насосом.

Роторный способ

Это вращательный метод, который чаще всего используется при бурении глубокой скважины. Для этого понадобится специальная установка, оснащенная трубой. В этой трубе имеется вращающийся вал и долото. Воздействие на долото выполняется за счет гидравлической установки. Грунт из пробуренной скважины вымывают специальным раствором.

Таким образом, труба располагается над местом бурения и при вращении вала и долота пробивает почву. Жидкость может подаваться по стволу сверху вниз, тогда раствор, вымывая землю, выходит наружу через затрубное пространство. Такой способ называют прямой промывкой.

Может быть применена и обратная промывка, при которой раствор самотеком идет в затрубное пространство и после пробивания выкачивается погружным насосом.

Ударно-канатный способ

Метод основан на падении максимально тяжелого инструмента, обычно забивного стакана, с вышки в месте предполагаемой скважины. При желании самостоятельно применить ударно-канатную технологию, потребуется:

Прочный канат;
Забойный стакан – обычно прочная металлическая труба, подвешенная на канате;
Инструменты для уборки грунта.

Технология и последовательность действий:

Ударно-канатный способ — технология бурения

Изготавливают вышку в форме треноги из стальных труб или крепких бревен. Высота зависит от длины забойного стакана и должна превышать ее на 1,5 метра.
Забойный стакан изготавливают из стальной трубы, на конце которой находится режущее приспособление.
К верхней части стакана крепят трос.
Регулируя трос, стакан быстро отпускают на место пробоя.
Землю из стакана извлекают через каждые пробуренные полметра.

Для создания глубокого колодца привлекают установки типа УГБ-1ВС.

Шнековый способ

Бурение скважины шнеком

Метод взял свое название от основного применяемого инструмента – шнека или Архимедового винта. Он выглядит как буровая штанга, к которой приваривают лопасти спирально. Вращая такой шнек, земля выносится на поверхность и собирается.

Для более глубокого колодца понадобится аренда малогабаритной легкоперевозимой буровой установки, так как самостоятельно изготовленный шнек бурит не более чем на десять метров в глубину.

Стоит отметить, что шнековый способ подойдет только в том случае, если грунт богат песчаной породой. Кроме того, если шнек сталкивается на своем пути с камнем, придется искать другое место для пробивания грунта и остановить работу.

Колонковый способ

Колонковая технология все реже используется в наши дни для бурения скважин под воду. Чаще применяется для гидрогеологических исследований. Для этого используется оборудование типа ЗиФ-650, которое извлекает столб грунта, создавая так называемую колонку.

Схема колонкового долота для бурения скважины под воду

Разрушение грунта проводится кольцевым способом, затем он вымывается. Скорость такого обустройства достаточно высокая, кроме того, позволяет пробивать твердые породы, но требует больших затрат на аренду серьезного геологического оборудования.

Механическое бурение и обратная промывка

Получить воду можно механическим бурением с обратной промывкой. Этот метод широко распространён при необходимости в высокопроизводительных скважинах. Способ бурения вращательный, промывочная жидкость идёт снизу вверх по скважинному стволу. Преимущества варианта следующие:

водоносный горизонт работает максимально эффективно,
отбор воды идёт хорошо.

Есть один недостаток — высокая стоимость. В основном представленный способ применяется организациями, которым требуется получение большого количества воды. Полученная скважина прослужит своему владельцу до 20 лет, если использовать её постоянно.

Бурение ударным способом

Ударный метод бурения был единственным до 40-х годов минувшего века. Это устаревший трудоемкий способ с медленной проходкой, но с помощью этой технологии можно получить колодец с длительным эксплуатационным периодом – 50 лет и больше.

забивной стакан;
лебедка;
ударная штанга;
каркас конструкции.

Забивной стакан изготавливается из патрубка. Нижняя часть заканчивается крепким режущим краем, имеющим скос внутрь стакана – это увеличивает производительность станка. Лебедка приводит в движение рабочий элемент. Он захватывает грунт и доставляет некоторую его часть наружу. Чтобы скважина не имела искривлений, лучше использовать буровой стакан длиной около 2 м.

Ударная штанга совершает повторяющиеся удары по верхушке патрубка, за счет этого оборудование все глубже проходит в землю. На каркасе крепятся все вышеперечисленные детали, а также блок и трос для лебедки. Трос должен быть устойчивым к разрыву. Лучше предусмотреть запас, так как нагрузка на трос может резко увеличиваться.

В процессе пробивания колодца ударным способом нужно строго соблюдать вертикальность ствола: в искривленной скважине будет сложно монтировать обсадные трубы.

Виды скважин

Прежде чем приступать к созданию скважины своими руками, необходимо разобраться в том, какие существуют типы таких гидравлических сооружений. В зависимости от глубины залегания грунтовых вод различают 3 основных типа скважин.

“Абиссинский колодец”

“Абиссинский колодец” – скважина, глубина которой обычно не более 10 – 12 метров. Своим названием технология обязана абиссинскому району в Эфиопии, где в XIX веке английские военные научились добывать воду данным способом в условиях полупустыни. Средний суточный расход – не более 25 кубометров.

К преимуществам такого колодца относятся:

простота конструкции и монтажа;
низкая стоимость работ и материалов;
отсутствие специальных разрешительных документов на бурение;
невысокая жесткость выкачиваемой воды;
возможность размещения скважины внутри дома.

Недостатки такого типа скважин:

высокая вероятность попадания в воду различных загрязнителей из рядом расположенных свалок или туалета из-за малой глубины скважины;
такое бурение подходит не для всех видов грунта.

Песчаная скважина

Песчаная скважина используется на участках с глубиной залегания грунтовых вод от 10 до 50 метров в зависимости от расположения слоя водоносного песчаника, из которого вода будет поступать в систему. В среднем за сутки из такой скважины можно выкачать около 20 кубометров воды.

Преимущества скважины на песок следующие:

простота реализации проекта;
небольшие затраты на бурение и составляющие части;
отсутствие разрешений государственных органов;
возможность выполнить все работы своими руками без применения дорогой спецтехники.

Недостатки скважины:

необходимость в постоянной откачке воды;
иногда требуется установка дополнительных фильтров при завышенной концентрации некоторых химических элементов;
небольшой среднесуточный расход.

Артезианская скважина

Артезианская скважина дает воду с глубинных пород, залегающих гораздо глубже 50 метров. Из-за большой глубины и высокого давления лучше всего выполнять все работы по бурению и вводу в эксплуатацию скважины с помощью специально обученного персонала и предназначенной для этого техники, несмотря на рекомендации видео из сети.

Такая скважина обладает рядом преимуществ:

обеспечение водой сразу нескольких домохозяйств за счет высокой среднесуточной производительности;
возможность отказа от глубинных насосов благодаря высокому давлению в системе;
высокое качество воды.

Недостатки:

дороговизна установки;
высокая жесткость добытой воды;
необходимость получать в государственных учреждениях разрешительные документы на бурение и эксплуатацию скважины.

https://youtube.com/watch?v=ZKs1jmOJQ_A

После ознакомления с видами скважин, их преимуществами и недостатками, можно для себя выбрать оптимальный вариант и приступать к работе.

Бурение шнековым способом

Этот способ подходит для мягких, песчаных почв и непригоден для монолитных скалистых пород. Шнековое бурение применяют как в промышленных масштабах, так и для частных хозяйств.

Буровое оборудование в данном случае представляет собой передвижное устройство с ручным или механизированным буром, закрепленным на регулируемую штангу.

Сам бур представляет собой трубу обвитую стальной лентой – шнек и заострённые наконечник. Отсюда и пошло название метода бурения – шнековый.

Особенностью этого вида является то, что порода поднимается на поверхность по ленте шнека, без использования специальной промывочной жидкости. Поэтому работать можно при низких температурах.

Разработка шнеком ведется в горизонтальном и вертикальном направлениях. Вертикальные скважины используют под сваи и для добычи воды. Обычно глубина разработки на воду составляет от 50 до 80 м.

Рабочий процесс выглядит следующим образом: первый проход делают на глубину одной штанги, затем выключают установку, поднимают и наращивают штангу, после продолжают бурение.

Несмотря на то, что охлаждение бура во время работы происходит от почвы, более эффективными считаются шнеки с полой центральной трубой. По ней посредством гидравлического насоса подают воду или воздух, тем самым уменьшая силу трения о грунт и ускоряя разработку.

Во время работы измельченный грунт поднимается по ленте шнека на поверхность. Но часть его все равно осыпается на дно забоя. Поэтому по завершении бурения требуется прочистка и промывка ствола перед установкой обсадных труб.

Где нужно бурить колодец

Для обустройства колодца подбирают подходящий участок

Важно определить, где проходит водоносная жила, а также провести анализ воды

Способы, которые помогут определить расположение воды в земле:

беседа с соседями, которые используют на участке автономные источники водоснабжения;
можно проанализировать, в каких местах есть растения и цветы;
выполнение пробного бурения;
поиск водоносной жилы с использованием специальной рамки.

Рекомендуется организовывать скважину под колодец в месте, где растут такие растения:

черемуха;
папоротник;
багульник;
брусника.

Эти растения любят влагу. Влажные места — хорошая среда для размножения насекомых. В утреннее время можно посмотреть на участки, где они собираются. Достоверный и точный способ — пробный вариант бурения. Жители дома смогут получить воду, сделать оценку качества.

Для бурения шахты нужно выбирать место со свободным доступом, где может разместиться крупногабаритная техника. Разрешается ставить установку под небольшим наклоном или на откосе. Выполнять бурение машиной под кольца можно с незначительным углом.

Достоинства и недостатки колонкового бурения

Эта технология может применяться для пород 12-й категории. Используется она как под углом, так и перпендикулярно грунту.

К достоинствам способа можно отнести тот факт, что технология осуществляет вынос на поверхность кернового материала. Это позволяет определить состояние геологии в данной местности, что поможет обосновать наличие или отсутствие здесь месторождений полезных ископаемых.

Важным преимуществом технологии считается и то, что скорость работы очень высока.

Кроме того, выделяют следующие преимущества:

Объем бурения с использованием промывки технической воды достигает 85%.
Использование в составе раствора активных эмульсий позволяет удерживать стенки скважины в первоначальном состоянии, что немаловажно для работы.
Технология довольно экономичная. При работе энергетические затраты меньше, чем в других случаях, так как осевые нагрузки меньше и процесс осуществляется периодами.
Метод применим при работе с любыми породами.. Колонковое бурение имеет также несколько недостатков:

Колонковое бурение имеет также несколько недостатков:

При использовании его под углом в трещинах породы может возникнуть заклинивание керна. Это приведет к необходимости его выбивания, для чего используется колонковая труба.
Кроме того, в ходе процесса колонка затупляется очень быстро, так как она сильно перегревается при работе с твердыми породами.
Малое сечение бурения. В связи с этим использование мощных погружных насосов исключается.

Преимущества машинного бурения

К положительным качествам машинного бурения относятся:

Независимость работ от погодных условий. Ручная копка осуществляется только при минимальной влажности. Машинное бурение можно выполнять в любых условиях. Установка разрезает даже твердые пласты грунта. Единственным недостатком считается потребность в большой площади для размещения оборудования.
Автоматизация рабочих процессов. Использование специальной техники облегчает монтаж деталей любых размеров. Установки снабжены контейнером для сбора грунта. Извлеченные песчано-глиняные массы вывозятся на подготовленный заранее участок. Машина самостоятельно переносит тяжелые бетонные элементы и помещает их в колодец. Вручную осуществляется только устранение зазоров между кольцами.

Бурение колодцев машиной при любых условиях.

Как происходит шнековое бурение. Особенности рабочего процесса.

Перед началом работы в метре от будущей скважины выкапываем котлован для изъятого грунта. Грунт складируем в котлован по мере извлечения. Размер ямы зависит от глубины скважины: на 10 метров – кубометр.

Бур устанавливаем на специальные направляющие.
Оборудуем опорные точки для шасси.
Вращательную трубу фиксируем металлическими крепежами.

По завершении бурения:

Поднимаем колонну, чтобы верхний буровой инструмент полностью вышел на поверхность, а следующий поднялся над ней примерно на 15 процентов.
Фиксируем трубы швеллером.
Извлекаем скобы, соединяющие трубу с буром.

Буровые растворы при горизонтально направленном бурении

Порошок для изготовления бурового раствора для ГНБ и расширитель.

Специалисты по ГНБ уделяют много времени вопросам улучшения качества промывочных жидкостей при бурении горизонтально направленных скважин. Известно, что буровой раствор оказывает большое влияние на продуктивность и эффективность всего процесса: скорость бурения, экологическую обстановку, безопасность работ. В ГНБ качество бурового раствора гарантирует 70−80 % успешного выполнения работ по прокладке коммуникаций.

Осуществляя работы в песчаных грунтах, специалисты ГНБ часто сталкиваются с проблемой фильтрации и водопоглощения, это обусловлено свойствами самого грунта, так как песок по своей природе порист и высоко проницаем. Что касается сланцевых глин и суглинков, часто встречающихся в местах проведения буровых работ, то под воздействием воды такие виды пород становятся липкими и набухают. Результатом подобных процессов может стать потеря циркуляции жидкости, застревание и заклинивание бурового инструмента, что приводит к невозможности дальнейшего выполнения работ при так называемом «прихвате инструмента».

Для избежания данных проблем используют бентонитовые буровые растворы и различные компоненты для ликвидации осложнений, ингибиторы или стабилизаторы глин, смазочные добавки для смазки инструмента и стенок скважины для облегчения проходки, полимеры, загущающие буровой раствор для поддержания его необходимой вязкости.

Большая часть операторов ГНБ использует «одномешковые» многокомпонентные смеси на основе бентонита для облегчения приготовления промывочной жидкости с низким содержанием твёрдой фазы на объекте выполнения работ.

На крупных объектах раствор готовится индивидуально, согласно геолого-технологическому наряду (ГТН), диаметру протягиваемой трубы, составу грунтов, мощности насоса и тяговому усилию установки.

Бурение колодцев машиной: технология и способы бурения, преимущества и недостатки