Виды современного бурения скважин под воду и их описание

Виды бурения скважин и их описание

Бурение — это процесс разрушения земной поверхности с помощью спец. техники.
Бурение водяных скважин — это процесс сооружения направленной горной выработки большой длины и малого (по сравнению с длиной) диаметра. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно — забоем.

Для водоснабжения применяется в основном бурение двух типов: бурение шнеком и роторное бурение.

Виды бурения скважин, способы бурения ямШнековое бурение
Шнековое бурение - это вращательный процесс с использованием лопастного долота-резца и удалением при этом из забоя скважины разрушенной породы шнеком.

Шнековый вид бурения. применяется в мягких породах для проходки неглубоких скважин для отбора воды из песчаных слоев, в среднем - до 30-50 м. в зависимости от глубины бурения, типа почв, грунта и используемого бурового инструмента.

Шнековое бурение - менее затратный метод , метр проходки обходится дешевле роторного способа, однако при случайной встрече с подземными валунами (моренами) применение шнека становится проблемным.

Производительность проходки скважины таким методом самоходными малогабаритными автобуровыми установками. - до десятков метров в смену.

Особенности шнекового бурения:

Шнековый способ бурения имеет специфические особенности, заключающиеся в том, что удаление разрушенной породы производится не промывочной жидкостью (или ГЖС), а шнеками, являющимися вертикальным винтовым транспортером. Подача породы на лопасть шнека производится долотом при наличии подпора нижних слоев породы при ее разрушении.

Шнековое бурение эффективно при проходке скважин в мягких (I-III) и средней твердости (IV-VI) породах на небольшую глубину; при этом обеспечивается высокая механическая скорость проходки, отпадает необходимость в промывке скважины, что особенно важно при бурении скважин на воду.

Недостатки шнекового бурения:
невозможность бурения в породах высокой твердости;
осложнения при бурении в липких и вязких глинах из-за налипания их на шнеки;
большие мощности, потребляемые при бурении;
большой расход долот и шнеков при проходке твердых и абразивных пород;
ограниченность глубины бурения (30-50 м);
Буровой инструмент для шнекового бурения:
Буровая колонна при этом виде бурения состоит из отдельных шнеков с быстросъемными безрезьбовыми соединениями.
Особенности технологии шнекового бурения:
Механичекая скорость шнекового бурения зависит от физико-механических свойств горных пород.

Роторное бурение:

Бурение глубоких скважин производят передвижными установками на базе ЗИЛ 131, МАЗ, КАМАЗ,УРАЛ, гидравлическим методом с помощью шарошечных долот с промывкой буровым раствором. Бурение ведется различными долотами (D=76...215 мм), начиная с большего диаметра, при этом методе разбуриваются даже включения скальных пород (морены).

Вращение долота осуществляется через бурильную колонну от ротора, расположенного на поверхности, с приводом от двигателя. Между бурильными трубами и долотом устанавливают утяжелённые бурильные трубы (УБТ - для нагрузки на долото при бурении). Для удаления породы от бурового насоса по нагнетательному шлангу при проходке в скважину подаётся промывочная жидкость.
После того, как завершено бурение начального участка скважины, опускают первую обсадную колонну (кондуктор), чтобы перекрыть слабые неустойчивые породы и верхние водоносные горизонты, в затрубное пространство закачивают цементный раствор.

Бурение скважины продолжается долотом меньшего диаметра внутри обсадных труб до проектной отметки, после чего в скважину опускают следующую обсадную колонну (промежуточную - до вскрытия кровли известняка), затем - эксплуатационную колонну, которая будет находиться в водоносном слое.
После промывки до чистой воды скважина готова к эксплуатации. Недели через 2-3 можно делать анализы для определения качественных показателей воды, ее соответствия нормативам и состава системы водоподготовки (фильтры и проч.).

Производительность роторного метода - порядка десяти метров в смену.
  Ямобуром бкм 317.
• Вращательный вид бурения
• Мотобуром, бензобуром, ручным ямобуром
• Вращательный вид бурения
• Электробуром
• Вращательный вид бурения •

Способы бурения скважин

Вращательный
Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся непрерывным вращением породоразрущающего инструмента с приложением осевой нагрузки.

Роторный
Вращательное бурение, при котором буровой снаряд вращается станком с вращателем роторного типа.

Ударный
Механическое бурение, при котором разрушаюее усилие создаётся воздействием ударов породоразрушающего инструмента

Ударно-канатный
Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту канатом

С промывкой
Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком промывочной жидкости

С продувкой
Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком газа
Виды (разновидности) скважин

Скважина буровая — цилиндрическая горная выработка, пройденная буровым инструментом в горной породе земной коры, характеризующаяся большой величиной соотношения ее длины к диаметру. Начало скважины называется ее устьем, дно — забоем, внутренняя боковая поверхность — стенками. Диаметры скважин колеблются от 25 мм до 3 м. Скважины могут буриться вертикально вниз или вверх, а также под любым углом наклона к горизонту. По назначению различают С. б.: картировочные, опорные, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные и горнотехнические (горнопроходческие, вентиляционные, дренажные, взрывные и т. д.).

Скважины, вскрывающие пласты, содержащие подземные воды, имеют много преимуществ перед другими водозаборными сооружениями, и в связи с этим бурение их носит массовый характер.
Для добычи воды бурят одиночные скважины или группы скважин. Поэтому все водозаборы подземных вод делятся на групповые и одиночные.

Групповые подземные водозаборы состоят из нескольких одновременно работающих скважин, расположенных на таком расстоянии, при котором они взаимодействуют или могут взаимодействовать в определенных условиях режима эксплуатации.

Одиночные подземные водозаборы представляют единичные скважины и группы скважин, которые находятся вне зоны возможного взаимодействия или расположены хотя и на близком расстоянии одна от другой, но работают в разное время и поэтому не взаимодействуют (поочередно действует только одна скважина, а остальные - резервные).

На участках крупных водозаборов в малоизученных районах необходимо проводить разведочное бурение и опытные работы. В районах с хорошо изученными гидрогеологическими условиями на участках, перспективных в отношении количества и качества подземных вод для проектируемого группового водоразбора, бывает целесообразно без предварительной разведки начать сразу эксплуатационную разведку скважинами большого диаметра. После того как эти скважины выполнят свое назначение - разведку и опробование водоносного горизонта, их оборудуют эксплуатационными водоподъемниками и превращают в источники постоянного водоснабжения.

Одиночные скважины на воду бурят, как правило, без предварительной разведки. Следовательно, это своеобразная и ответственная работа, так как разведка и исследование в этом случае должны сочетаться с созданием эксплуатационного инженерного сооружения.

Скважина артезианская — (далее а.с. сокр. от артезианская скважина, иначе называют водозаборная скважина) разведочно-эксплуатационная скважина предназначенная для добычи артезианской воды из водоносного горизонта, глубины а.с. зависят от глубины залегания водоносных горизонтов, в которых и находится артезианская вода. Чем глубже а.с. тем большее содержания солей в воде, т.е. выше минерализация воды. А.с. скважина является подземным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения на водозаборных сооружениях ( более известны как водозаборный узел сокр. ВЗУ ).

Колодец (скважина) совершенный — пройденный через всю толщу водоносного пласта и оборудованный таким образом, что приток воды в него обеспечен из всего водоносного пласта.
Колодец смотровой (наблюдательный) — колодец (скважина, шурф), оборудованный для наблюдения за колебанием уровня воды, ее температуры и получения проб воды на анализ в процессе изучения режима подземных вод или во время производства опытных и пробных откачек.

Разведочно-эксплуатационной называется скважина, конструкция которой, включая водоприемную часть, рассчитана на оборудование водоприемником проектной производительности. При положительных результатах опробования эти скважины передают в постоянную эксплуатацию.

Разведочной называется скважина облегченной конструкции и сравнительно небольшого диаметра, оборудованная временным фильтром и предназначенная для вскрытия и предварительного опробования водоносного горизонта. Разведочные скважины обычно бурят с таким расчетом, чтобы при необходимости можно было извлечь обсадные трубы и фильтр.

Эксплуатационной может считаться скважина только после передачи ее в эксплуатацию. Это название не должно присваиваться скважине при проектировании, так как даже в районах с хорошо изученными, но не разведанными детально на данном конкретном участке геолого-гидрогеологическими условиями всегда встречаются значительные отклонения от проекта. Поэтому одиночные скважины на воду, которые бурят без предварительной разведки точки заложения, должны быть всегда разведочно-эксплуатационными. В проектную конструкцию почти каждой скважины приходится вносить изменения в процессе ее бурения, опробования и оборудования. В этом заключается принципиальное отличие назначения и задач разведочно-эксплуатационного бурения на воду от эксплуатационного бурения, например, нефтяных скважин.

Особенности бурения скважин на воду

Для водозабора в Московской области используется несколько типов скважин, в зависимости от района и геолого-гидрогеологических особенностей участка, на котором производится бурение. Это фильтровые ("на песок" - глубиной до 30 метров), неглубокие и глубокие артезианские ("на известняк" - до 50 м и глубже, соответственно) скважины.

Бурение скважины "на песок" ведется на ближайший водоносный горизонт, залегающий в песчаных грунтах. Глубина такой скважины составляет 15-30 м, она состоит из обсадной колонны из труб, а ее дебит составляет до 1 кубометра в час. Эти скважины имеют тенденцию к заиливанию и срок их эксплуатации напрямую зависит и от мощности водоносного горизонта, и от интенсивности ее эксплуатации: чем чаще скважиной пользуются, тем дольше она служит (обычно - 5-8 лет, бывает, и до 15 лет).

Бурение скважины в известняках производится до водоносного слоя, залегающего на глубинах 15-250 метров. Такие скважины отличаются не только своей глубиной и производительностью (до 10 кубометров в час), но и сложностью бурения. Срок службы этих скважин значительно дольше - 40 и более лет, так как фильтром в таких скважинах является сама водоносная порода (известняк) и заиливания не происходит.

Условия бурения скважин могут значительно различаться в зависимости от целого ряда геолого-технических и климатических факторов. В частности, к сложным условиям бурения относят работы по устройству высокотемпературных скважин с аномально высокими пластовыми давлениями, скважин на глубокой воде, с большими отходами по вертикали, бурение на депрессии или на равновесии. В значительной степени сложные геолого-технические вопросы бурения связаны с типами проходимых грунтов.

При выборе технологии бурения скважин на воду на территории Московской области необходимо учитывать необходимость работы с рыхлыми песчаными породами (как влажными, так и сухими), песками-плывунами, гравийными отложениями (галечниками), валунными отложениями и различными видами глинистых грунтов.
Для Московской области наиболее востербованным является бурение неглубоких и глубоких водоносных скважин "на известняк" (артезианских скважин) - чем глубже находятся запасы воды, тем она чище и качественней.

В качестве обсадных скваженных колонн при бурении, в зависимости от целей и бюджета проекта, применяются металлические или пластиковые трубы, а также спаренные конструкции из двух труб - металлической + пластиковой.

Выбор места для бурения скважины

Выбор места для бурения скважины: аспект экономической целесообразности и комфорта

Если вы уже твердо решили для себя, что обеспечить дом качественной водой, пригодной для удовлетворения всех бытовых потребностей – это важно, то настало время подумать о месте ее расположения. Не спешите вдаваться в эзотерику – рамки или соломинки не дадут ожидаемого результата!!! Выбор места для бурения скважины требует более точных данных. Специалисты компании полагаются только на факты при поиске воды, проводя разведочное бурение на определенных квадратах разрабатываемых трактов, что позволяет с максимальной точностью определять глубины залегания водоносных горизонтов. Но как выбрать место для бурения на небольшом участке земли от 6-ти до 30-ти соток?

Особенности геологии небольших участков
Для бурения необходимо всего 4 квадратных метра

Действительно, иногда случается так, что даже в пределах небольшого кусочка земли, площадь которого не превышает 6-ти соток (садовый участок), перепад глубины залегания водоноса может быть вполне ощутимым, но это редкость для Тюмени и области. Поэтому, если вода на участке есть, то с максимальной долей вероятности она залегает на одной глубине по всей его площади. Таким образом, это не является определяющим критерием при выборе места для бурения скважин.

Особенности применения техники

Специалисты нашей компании осуществляют бурение малогабаритной установкой, которая отличается компактными размерами при высокой эффективности. Для проведения работ не требуется больших площадей – всего нескольких квадратных метров будет достаточно. А если мы осуществляем бурение скважин без заезда на участок, то и наличие на его территории хозяйственных и жилых сооружений, а также обустроенного ландшафта – не проблема.

Выбор места для бурения скважины в нашем случае не зависит от перечисленных факторов, поэтому мы в первую очередь руководствуемся критериями экономической целесообразности и комфорта.

Как выбирается место под бурение скважины на воду
Бурим там, где вам удобно использовать воду

Здесь важно учесть некоторые факторы, которые на первый взгляд могут показаться малозначительными. Во-первых, необходимо сразу определить, под какие нужды скважина бурится:

    Исключительно бытовые – обеспечение работы бытовых приборов, покрытие бытовых нужд
    Бытовые и сельскохозяйственные – в данном случае добавляется расход на орошение садового участка
    Бытовые, сельскохозяйственные и специальные – к специальным нуждам можно отнести, например, наличие аппарата высокого давления для мытья машины, обеспечение работы фонтана, бассейна

Хорошая скважины быстро заполнит бассейн

Во-вторых, выбор места для бурения скважины необходимо делать с учетом монтажа автономной канализации. Некоторые системы очистки позволяют использовать в целях орошения отфильтрованные сточные воды, что позволяет значительно сокращать расход потребления воды из самой скважины.

Экономическая целесообразность

Для того чтобы завести воду в дом, ее необходимо поднять с забоя скважины, а затем прогнать по системе подводящих труб в помещения дома. Чем дальше скважина будет расположена от объекта, тем на большее расстояние придется гнать воду. А это связано с дополнительными расходами на:

    Подготовку траншей
    Закупку труб и утеплителей, греющих кабелей
    Закупку более мощного и дорогостоящего насосного оборудования

Один из самых экономичных вариантов – бурение скважины на этапе застройки участка. Тогда выбор места для бурения скважины может быть сделан в пользу будущего подвального помещения какого-либо строения. Возможно, самого дома. Это позволит сэкономить на обустройстве капитального кессона для скважины, так как достаточно будет сделать небольшой люк и установить оголовок.

Возможности бурения скважины внутри фундамента

Таким образом, при выборе места бурения скважины на воду вблизи города Тюмень, в первую очередь учитываются следующие факторы:

    Экономическая целесообразность
    Удобство использования
    Эффективность и практичность

Использование нами уникального оборудования позволяет бурить скважины на воду в Тюмени и Тюменской области даже там, куда не пройдет специальная тяжелая техника. Поэтому вы можете указать любое место на своем участке, и мы построим скважину именно там. Важно лишь учесть особенности грунтов, времени года, так как бурение скважин зимой, например, более дорогостоящее мероприятие.

Помимо основной деятельности по бурению скважин, мы предлагаем широкий спектр дополнительных услуг, среди которых монтаж автономных канализационных систем для частных домов, установка комплексов водоподготовки, ремонт и обслуживание скважин и автономной канализации. Также вы в любой момент можете получить бесплатную консультацию компетентного специалиста нашей компании, задать любые интересующие вас вопросы. Для этого вы можете связаться с нами любым удобным способом. Информацию для связи вы найдете в разделе «Контакты».

Виды технологий бурения скважин

Потребность в скважинах для добычи воды существует ровно столько, сколько существует цивилизация. Различные геологические условия, глубина расположения водоносных горизонтов и потенциальный ресурс водозабора – факторы, которые влияют на выбор способов бурения скважин. Современные методы механизации позволяют бурить глубинные скважины, которые отличаются высоким качеством воды и дебитом на протяжении нескольких десятилетий.
    Колодец – один из «раритетных» способов добычи воды. D скважин на колодцы обычно составляет 800-1500 мм. Повсеместное использование аргументировано возможностью минимальной механизации в процессе бурения и то, что воду из колодца можно получить фактически везде. Относительно небольшую глубину скважины от 4-5 м до 10-12 м можно выкопать вручную, хотя это поистине каторжный и не всегда благодарный труд ввиду рисков попадания на плывуны или массовые твердые включения. Способ бурения колодца заключается в поочередной установке железобетонных колец и выкопке грунта по внутренней окружности кольца.

Схема устройства колодца

    Скважина на песок – относительно неглубокая скважина до водоносного горизонта, который, как правило, располагается на глубине от 15 до 40м. D скважин 76 мм - 215 мм. На крупнофракционных песках устанавливают фильтр – перфорированную трубу с обмоткой сеткой галунного плетения. Спрогнозировать срок службы скважины на песок очень сложно.  Срок эффективной службы песчаных скважин сильно колеблется от уровня грунтовых вод и может составлять от нескольких лет до нескольких десятилетий. Есть разные способы бурения скважин на воду: шнековый или роторный.

Скважина на песок

    Роторный метод бурения (канатно-вращательное бурение) заключается в разрушении породы буром при постоянной подаче воды. Бур вращается за счет ротора, установленного на палубных двигателях буровых установок либо через коробку отбора мощности от двигателей автотранспорта, которые служат площадкой для буровых установок. Для укрепления стенок скважин применяются обсадные трубы, а бурение после их установки продолжают шарошечным долотом меньшего размера, чем вначале бурения. Роторный способ бурения применяется для тех видов скважин, глубина которых не более 55 м с возможностью прохождения через известняковые слои.

Роторное бурение

    Шнековое бурение «всухую» (вращательное бурение) применяют для бурения неглубоких скважин (до 50 м, реже – до 80 м) в мягких суглинистых породах. Шнек представляет собой сварную конструкцию из стальной трубы и ленты спиралевидной формы. Шнек разрушает породу, которая поставляется на поверхность к устью скважины шнековым транспортером. На шнеке устанавливаются простые резцы с жесткой фиксацией, что не позволяет бурить шнековым методом особо твердые или сыпучие породы. В качестве породоразрушающих элементов применяют буры – керноприемники или долото с 2-мя и  3-мя резцами.

Шнековое бурение

    Абиссинский колодец – скважина с относительно небольшим заглублением до 30 м. Организовывать абиссинские колодцы, а вернее скважины можно только тогда, когда пьезометрический уровень устанавливается на уровне не более 8 м, на котором устанавливается насос. При глубоком расположении водяного зеркала необходимо заглублять насос. Ввиду небольшого диаметра в абиссинские колодцы не устанавливаются погружные насосы.

Абиссинский колодец

Назвать организацию абиссинского колодца стандартным способом бурения скважин сложно. Прохождение слоев грунта производится с помощью забивания труб не очень большого диаметра (1/4 – 2 дюйма). Газовые трубы с помощью резьбовых соединений соединяются в колонны, которые называются иглой. На первой трубе устанавливается конусообразный наконечник чуть большего диаметра, чем сама «игла», чтобы трение труб о стенки скважины не затрудняло прохождение. В абиссинские колодцы оптимальна установка трубы D 1 дюйм отрезками по 1-3 м, т.к. дебит скважины данного типа не зависит от диаметра бетонных колец или труб.

Вид бурения абиссинской скважины – комбинированный: начальный этап бурения проводят в сухом грунте до обводненного горизонта (плывуна). Начальный D скважины – 50-80 мм. Далее бур меняют на наконечник с фильтром и забивают все сегменты труб, герметично соединенные муфтами. Раньше соединения герметизировались строительным льном (пенькой), на сегодняшний день – с помощью силиконовых герметиков.

Обязательным элементом является фильтр – перфорированная дюймовая труба, которая располагается на следующем сегменте после наконечника. Фильтр обматывается сеткой галунного плетения, чтобы не пропускать песок. Нормальный уровень подачи воды зависит от регулярной очистки колодца под давлением. При заиливании фильтра спустя 8-10 лет эксплуатации, что наблюдается приблизительно в 3 % случаев, необходимо произвести замену фильтра.

Артезианские скважины бурятся на глубину 50 – 80 м и более – до 400 м. Артезианские скважины в основном характеризуются способностью к самоизливанию воды, но не все могут фонтанировать. Артезианские - вид скважин на воду, в которых отсутствие необходимости в мощных насосных установках обусловлено тем, что расположение водозаборного слоя производится выше уровня земли.

    Артезианские скважины всегда располагаются в известняковых водоносных слоях и решение о бурении именно артезианской скважины аргументировано тем, что в известняковых слоях наличие воды гарантировано в любой местности и ее уровень не зависит от климатических и погодных условий.

Водозабор из артезианских скважин проводится на более высоком уровне, чем глубина самой скважины (обычно на уровне залегания песков). Выкачивать воду из артезианских скважин можно со скоростью 5 м*3/час, что значительно превышает показатели водоотдачи скважин на песок. Вода в артезианских скважинах отличается чистотой, но может обладать повышенной минерализацией, поэтому всегда целесообразно проводить химический анализ вод.

Артезианская скважина

Артезианские скважины можно бурить с помощью ударно-канатного способа бурения скважин на воду. Этот метод бурения подходит для бурения скважин глубиной до 300 м. Принцип ударно-канатного бурения заключается в ударе снаряда с определенной высоты. Канатно-ударным методом бурят песчаные грунты с помощью желонки и суглинистые – с помощью забивного стакана. Для прохождения через слои с каменистыми включениями используют буровые патроны. Артезианские скважины можно бурить также с помощью канатно-вращательного вида бурения скважин при условии использования телескопической структуры бурильной установки. Бурение проводится полой штангой с забурником на рабочем конце. Бурение проводится раствором с бентонитовой глиной, что позволяет сразу же укреплять стенки скважины. В готовую скважину опускают пластиковые трубы и фильтр.

Между внешними стенками труб и самой скважины необходимо проводить гравийную отсыпку щебенкой фракции 5-20 мм.

Выбор типа и вида организации водозабора должно определяться только после тщательного геологического исследования места организации скважины.

Тип скважины определяется ее назначением и геологическими условиями в точке бурения. В зависимости от условий - глубина бурения, твердость породы, строение геологического разреза - выбирается метод проходки и конструкция скважины.

]]>http://www.vodavsegda.ru/art.php?id=11]]>
]]>http://www.komfortclass.ru/content-view-2.html]]>
]]>http://vodoley-burenie.ru/stati/vybor-mesta-dlja-burenija-skvazhiny.html]]>
]]>http://aquagroup.ru/articles/vidy-tehnologiy-bureniya-skvazhin.html]]>