Бурение скважин – технология

Технология колонкового бурения

Главная особенность колонкового бурения – прохождение породы с полным её сохранением в колонковой трубе. Т.е. при работе бурильного оборудования коронка по кольцу разрушает грунт, который по мере заглубления проталкивается в колонковую трубу и удерживается в ней за счет собственной плотности.

При извлечении наполненной трубы из ствола выработки, ее освобождают от керна путем простукивания кувалдой.

Поэтапный процесс колонкового бурения выглядит следующим образом:

  • бурильную коронку соединяют с колонковой трубой;
  • колонковая труба соединяется со штангами, которые наращиваются по мере углубления;
  • верхняя штанга закрепляется в буровом станке;
  • бурильный станок вращает буровую колонну и постепенно “ввинчивает” ее в грунт;
  • колонковая труба постепенно наполняется керном – заклинившим в ее полости грунтом;
  • после проходки 50 – 70 см буровая колонна извлекается на поверхность, штанги по очереди отсоединяются до тех пор, пока не извлечется колонковая труба;
  • трубу освобождают от выбуренной породы;
  • опорожненный снаряд снова опускают на забой, наращивая буровую колонну штангами.

Действия производятся в описанном порядке до тех пор, пока скважина не вскроет водоносный горизонт и не заглубится на 50 см в нижележащую водонепроницаемую породу.

Если фиксация верхнего водоносного горизонта не является целью проходки, то верхние слои можно бурить с промывкой. В этом случае насос продаёт промывочный раствор через шланг внутрь труб. Затем раствор выносит выработанный грунт на поверхность.

  • бурильную коронку соединяют с колонковой трубой;
  • колонковая труба соединяется со штангами, которые наращиваются по мере углубления;
  • верхняя штанга закрепляется в буровом станке;
  • бурильный станок вращает буровую колонну и постепенно “ввинчивает” ее в грунт;
  • колонковая труба постепенно наполняется керном – заклинившим в ее полости грунтом;
  • после проходки 50 – 70 см буровая колонна извлекается на поверхность, штанги по очереди отсоединяются до тех пор, пока не извлечется колонковая труба;
  • трубу освобождают от выбуренной породы;
  • опорожненный снаряд снова опускают на забой, наращивая буровую колонну штангами.

Технологии бурения

Перед тем как сделать скважину, следует ознакомиться с зарекомендовавшими себя с лучшей стороны методами. Каждый из них имеет особенности, преимущества и недостатки.

  • шнековый;
  • роторный;
  • колонковый;
  • ударно-канатный.

Их отличие между собой заключается в способе разрушения породы. На практике конструкция скважины будет прочной и долговечной, только если соблюдена технология ее бурения, сооружения, оснащения и извлечения грунта на поверхность. При выборе метода нужно учитывать факт необходимости применения разных видов оборудования. Это отражается на стоимости работ и качестве конструкции источника воды.


Специализированные компании используют буровые установки, которые работают по принципу шнекового бурения. При заказе у них услуг стоит рассчитывать на то, что скважина на даче получится более качественной и долговечной. Недостатками технологии являются сложности с бурением твердых пород, плотных слоев глины, каменистых слоев. Также могут возникнуть трудности, связанные с попаданием на слой «плывуна» или на «верховодку».

шнековое

Менее глубокие скважины бурятся малогабаритными шнековыми установками, которые можно перевезти в легковом пикапе. Простейший комплект для ручного шнекового бурения позволяет сделать скважину глубиной до 10 м. Компактность ручного оборудования дает возможность разместить его на участке без организации свободного заезда. Шнековое бурение используется в мягких и неплотных сухих грунтах. Скальная порода и даже отдельные валуны представляют для шнека непреодолимую преграду. Плывуны также сделают проходку невозможной.

Веские достоинства и недостатки

В сравнении с шарошечным способом механического бурения, колонковое производится довольно быстро, значительно сокращая время проведения работ. Главный его недостаток – невозможность подъема рыхлых грунтов и насыщенных водой галечников. Медленно продвигается по скальным породам.

К достоинствам колонкового бурения относят:

  • 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.
  • высокую производительность и возможность бурить скважины глубиной свыше 100 м;
  • сокращение нагрузок на соединения бурового инструмента и привод буровой колонны за счет небольшой площади разрушения породы путем обуривания (вырезания) керна;

Главный недостаток колонковое бурение – быстрым методом колонковое бурение не назвать, т.к. способ с отборкой керна требует через каждый интервал керноприемной трубы разбирать буровой став. Кроме того, в ходе процесса колонка затупляется очень быстро, так как она сильно перегревается при работе с твердыми породами.

По эффективности колонковый метод несколько уступает шнековому способу бурения водозаборных скважин. Шнеком бурят быстрее, но он не позволяет полностью освободить ствол от пробуренной породы. Иногда их используют в паре или комбинируют. А уж если приведется, то шнеком проходят первые несколько метров.

Скважина на песок

Такая водяная скважина изготавливается вручную с использованием технологии вращательного способа. Для этого используется шнек. Буквально за два дня можно справиться со всей работой. Ее относят в категорию малодебитной до 1 кубического метра в час. Для выкачки применяются вибрационные насосы. При соблюдении технологии бурения скважины на воду, она прослужит до 10 лет. Чтобы все работало исправно, рекомендуется постоянное ее использование.

Читайте также:  Газовый котел Ферроли: технические характеристики и отзывы о напольных (13 про, 24 D, pegasus 23 D) и настенных разновидностях


Далее технология бурения скважины на воду включает установку треноги. Это специальный ударно-канатный механизм, позволяющий бурить скважину на воду. Тренога служит опорной установкой для удержания бурового стакана. Изготавливается она из дерева или металлического профиля. Длина бруса/трубы должна достигать до 5 метров. Обязательно осуществляется крепление лебедки с тросом. На тросик крепится буровой стакан.

Бурение на воду с промывкой

При бурении промывкой разрушаемая порода гидравлическим способом вымывается на поверхность. Поскольку буровые штанги представляют собой толстостенные трубы с резьбовым муфтовым соединением, через них с помощью насоса на забой подается специальная жидкость. Пройдя по штангам вниз до долота, эта жидкость вымывает разрушаемую породу и поднимает ее по стволу на поверхность, где она самотеком переливается в отстойник. Из отстойника по гибкому шлангу раствор вновь насосом подается внутрь штанг и по штангам на забой, тем самым, осуществляя круговорот.

Когда проходят неустойчивые породы в качестве промывочной жидкости применяют глинистый раствор, поэтому насос, который прокачивает этот раствор получил название грязевого насоса. А этот метод получил название бурения с промывкой. Если геологический разрез начинается с глинистых слоев, раствор получается естественным образом. При невозможности образования глинистого раствора естественным путем его замешивают из специальной глины (бентонитовой), возможно добавление небольшого количества цемента. При прохождении твердых пород, таких как известняк, в качестве промывочного раствора, как правило, используется вода.

Глинистый раствор выполняет еще одну важную функцию – за счет гидростатического давления удерживает стенки ствола скважины от обрушения. Глинистый раствор хорошо удерживает стенки при прохождении глинистых и песчаных слоев.

По виду вымываемого глинистого раствора буровой мастер видит, какие породы разрушает долото и фиксирует это в журнале.

Когда инструмент доходит до известняка, ствол обсаживается трубами и промывается. Известняк является естественным хранилищем воды, которая заполняет поры, каверны и трещины, образуя “бесконечную” систему «сообщающихся сосудов». Далее происходит бурение известняка долотом меньшего диаметра с использованием в качестве промывочной жидкости чистой воды (при небольших глубинах используют глинистый раствор). Если встречаются прослойки глины или песчаные линзы, буровой мастер фиксирует это в журнале, в будущем эти участки ствола обязательно перекрываются обсадной трубой меньшего диаметра.

Встречаются и сплошные известняки, иногда окремненные, в которых по понятным причинам нет трещин и, как следствие, воды. Но рано или поздно инструмент доходит до нужных пластов.

Когда начинается поглощение промывочной жидкости, ее количество пополняется с помощью привозной технологической воды, которую привозит автоцистерна, получившая название водовозки. По степени поглощения промывочной жидкости буровой мастер определяет ожидаемый дебит, то есть ее производительность. Когда это поглощение достигает необходимых значений, буровой мастер отбивает статический уровень и при необходимости обсаживает ствол известняка обсадной трубой меньшего диаметра.

Бурение скважин на воду в Московской области состоит из 3 операций, которые выполняются последовательно или параллельно:

  1. Разрушение породы.
  2. Транспортировка разрушенной породы с забоя на поверхность.
  3. Крепление стенок обсадной колонной.

Разрушение породы производится долотом, транспортировка буровым раствором с помощью насоса, а стенки скважины крепятся обсадными трубами.

Разрушение породы производится долотом, транспортировка буровым раствором с помощью насоса, а стенки скважины крепятся обсадными трубами.

Механический способ

Ударный метод впервые был применен для обустройства колодцев в Древнем Китае. Ударная технология применяется и сейчас, несмотря на низкую производительность. Она хорошо подходит для влажной глинистой почвы, где вязнет другое оборудование.С помощью ударного метода можно разбивать твердые породы.

Скважина образуется благодаря механическим ударам. На участке устанавливается тренога в форме пирамиды. Тяжелый груз, закрепленный на тросе, падает с высоты. Он разбивает грунт в результате сильного удара о поверхность. Частицы земли попадают внутрь груза. Через каждый метр его нужно извлекать и очищать от грязи.

Вертикальный ствол образуется не быстро. Однако технология позволяет проходить через сложные грунты. Поэтому она до сих пор не вышла из употребления.Создано более 10 модификаций ударной методики. Например, перфоративный способ, когда груз падает не под своим весом, а из-за удара бабкой или штангой.

Каждая методика влияет на стоимость услуги. Цена метра бурения меняется на 200-300 рублей от средней цифры для района. В стоимость метра включается запланированный износ инструмента, цена расходных материалов.

Работа ручным буром

Подробное описание процесса бурения скважины таково:

  • На выбранном месте выкапываем углубление, в которое затем установим кессонную емкость или обустроим крытый приямок.
  • Вокруг места бурения обустраиваем треногу, которую будем использовать в качестве опоры для направляющих штанг.

Обратите внимание!
Когда осуществляется бурение скважины мотобуром, тренога не возводится.

  • Устанавливаем шнековый бур в выбранную точку и начинаем его заглубление. Периодически вынимаем инструмент и очищаем лопасти от налипшей породы. Вынутый грунт удаляем, чтобы исключить его осыпание в ствол скважины.
  • Заглубление осуществляем с помощью вращения рукоятей бура. Удобнее делать это вдвоем, присоединив к рукояткам удлиняющие «печи» из стальной трубы длиной по 1,5 – 2 м.
  • После заглубления на метр начинаем монтаж обсадных труб. Диаметр выбираем таким образом, чтобы бур свободно проходил через просвет трубы. Обычно это не составляет труда, так как при вращении шнек разрушает стенки, оставляя достаточно большой зазор.
  • Соединение частей обсадной колонны осуществляем либо с помощью резьбы, либо сваркой. Для упрощения процесса лучше всего использовать полиэтиленовые трубы, тогда для сваривания можно применять недорогой паяльник для пластика.
Читайте также:  Белые матовые натяжные потолки: плюсы и минусы

Резьбовое соединение обсадной трубы

  • Бурение проводим до тех пор, пока полностью не пройдем водоносный горизонт. Если остановиться при первых признаках появления воды — дебит скважины будет занижен очень сильно.
  • После завершения бурения вынимаем шнековую часть из полости. Инструкция рекомендует перед началом эксплуатации очистить нижнюю часть скважины либо с использованием желонки на тросе, либо путем промывки погружным насосом.


Резьбовое соединение обсадной трубы

Ударно-канатное бурение

Наиболее старым и трудозатратным способом бурения является ударно-канатное бурение. Помимо больших трудозатрат, он требует большего количества времени, чем описанные выше способы. Учитывая, что он длительное время остается востребованным, понятно, что это наиболее качественная технология бурения скважин на воду.

Смысл такого процесса состоит в том, что порода дробится благодаря сильному ударному воздействию специального массивного снаряда, который резко опускается с высоты. Порода, под воздействием удара, измельчается и в последствие выбирается из жезлонги, в которую попадает.

Принцип ударно-канатного бурения:

  1. Лебедка помогает стакану (специально заостренной трубе) подняться над поверхностью забоя;
  2. Затем стакан резко опускается в породу;
  3. Проникая вглубь, стакан вбирает в себя некоторое количество породы. Ударяя по стакану, штанга помогает опустить стакан более глубоко и наполнить его породой.

Примечание: при бурении скальных пород лучше пользоваться долотом, которое не только будет способно врезаться в твердый слой, но и раскрошит его или измельчит.

Ударно-канатный способ имеет ряд преимуществ перед другими:

  • Поскольку порода сразу черпается стаканом, глинистым раствором для ее вымывания пользоваться не придется;
  • Как только вскрывается водоносный слой, это сразу становится понятно;
  • Эксплуатация скважины может осуществляться долгое время.

Но такой способ имеет ряд недостатков:

  • Это достаточно дорогостоящий способ;
  • Требуются большие трудозатраты;
  • Необходима обсадная трубы для перекрытия всех плывунов и водоносных слоев.


Когда участок не позволяет выделить место для установки бурения, на помощь придет ручной способ. К тому же, это довольно действенная технология.

Какие бывают методы бурения водозаборных скважин

Бурение — процесс разрушения горных пород с помощью специальной техники — бурового оборудования.

В целом, специалистами различается три основных метода – следовательно, и три основных технологии, которые позволяют пробурить водозаборную скважину. В частности, это:

  • Шнековое бурение;
  • Роторное бурение;
  • А также ударно-канатное.

Какому именно способу отдать предпочтение? Однозначно на этот вопрос, как ни странно, ответить невозможно. Ведь каждая из приведенных технологий имеет свои особенности и сферы использования. В одном случае более предпочтительно применять одну технологию, а в другом – другую. Выбор должен осуществляться, исходя из целей и условий бурения.
Можно более подробно остановиться на каждом из данных способов.


Данный метод относится к наиболее доступным и недорогим. Неспроста именно на шнековое бурение формируется большинства бригад сегодня. И, если вы видите объявление о том, что какая-то бригада занимается бурением скважин, то это, скорее всего, и есть шнековое бурение.

Способы бурения

Технология бурения состоит в дроблении грунта путем воздействия снаряда, обладающего значительной массой. Снаряд поднимают на определенную высоту, и при его падении происходит разрушение грунта. Для удаления породы, подвергшейся разрушению, применяется желонка.

2 Какие современные технологии и методы бурения?

На сегодняшний день активно применяются четыре основных способа бурения скважин на воду. Каждый из них имеет свои специфические особенности и технологию проведения работ. Эти способы представлены в виде:

  • Шнекового бурения;
  • Роторного бурения;
  • Ударно-канатного бурения;
  • Ручного бурения.

Ряд отличий заключен в способах реализации разрушения пород и методах извлечения грунта из скважинного ствола. Каждый из вариантов предусматривает применение особых видов оборудования. Это оказывает влияние как на качество, так и на общую стоимость проводимых работ.
к меню ↑

Представленный способ применяется для создания скважин, глубина которых не будет превышать более 10 метров. Это подойдет не только для водяных, но и для
скважин под свайный фундамент. Для промывки сооружения и шнека от налипшей почвы применяется вода или образовавшийся буровой раствор.

Скважина на песок

Глубина данного вида скважины должна быть не менее 20-30 метров, а технология бурения скважин на воду сводится к тому, что ближайший водоносный слой достигается шнековым способом. Скважина на песок представляет собой трубу диаметром около 100 мм, на конце которой находится перфорационная труба с обмоткой из латунной либо нержавеющей сетки, выполняющая роль фильтра, который должен находиться в песке крупной фракции.

Подобная скважина способна организовать подачу воды в пределах 0,5 – 1 кубометр в час. Такое количество воды, а с ним и напор в трубах могут быть недостаточными для водоснабжения квартиры, а вот для дачи вполне сгодится.

При регулярном пользовании скважиной срок ее эксплуатации составляет от 10 до 15 лет. Если же скважиной пользоваться лишь от случая к случаю, не чаще двух раз в месяц, то она выйдет из строя уже через 2-3 года по причине скопления ила. Единственным выходом из сложившейся ситуации будет промывка водой под давлением, правда, возникает вероятность повреждения фильтра. Если же промывка не принесет желаемого результата, то придутся бурить новую скважину.

Читайте также:  Балдахин на детскую кроватку (82 фото): держатель и крепление, как повесить над кроватью для девочки

Если Вы планируете пользоваться водой из скважины не очень часто, либо хотите иметь чистую питьевую воду в достаточном количестве, то лучше один раз вложить деньги и пробурить артезианскую скважину, которая гарантированно прослужит 60-70 лет, а то и больше.

Впервые подобная скважина была пробурена во французской провинции Артуа, откуда и произошло ее название. При этом давление было настолько сильным, что вода изливалась самопроизвольно. Это можно считать настоящей удачей, так как фонтанирование бывает довольно редким. Благодаря тому, что артезианские воды находятся в пластах пористого известняка, установка фильтра на артезианскую скважину не производится.

Ударный метод

Этот способ относится к сухому бурению скважин на воду. Впервые его применили в Китае.

Ударный способ реализуется таким образом:

  1. Выкапывают в грунте ствол глубиной примерно 1,5 метров. Оптимальные размеры – 1,5х1,5 м.
  2. Посредине выборки забуривают место под первый модуль обсадной трубы глубиной 2 м.
  3. Монтируют буровую вышку. Она имеет вид треноги высотой от 3-х м. На ее точные параметры влияет длина обсадных модулей (максимальное значение – 6 м).
  4. Вводят ударный модуль в отверстие обсадной трубы и отпускают в свободное падение. Взаимодействуя с породой, она начинает активно разрушать породу. Измельченный грунт оказывается внутри полости ударной части. Для большей эффективности конец ударника оснащают специальными зубьями.
  5. Внутри ударной трубы имеется клапан. Он пропускает измельченную породу внутрь, и не дает ей высыпаться во время очередного подъема. При работе на глинистых влажных грунтах насадной стакан обычно снимают, т.к. влажная глина начинает налипать на его стенки. Согласно правилам бурения скважин на воду, чистку ударника нужно проводить после прохождения каждого метра породы.

Профессиональные буровые бригады комплектуются несколькими моделями ударников. Это дает возможность работать без остановки на грунтах различного типа. Ограничения распространяются только на скальные породы. Изготовленные ударным методом скважины отличаются высоким качеством, что объясняет его повсеместную распространенность.


Ударный способ реализуется таким образом:

Способы бурения скважин на воду

Можно выделить разные способы бурения скважин на воду. Некоторые дороже, но эффективнее, другие технологичнее и позволяют добиваться максимальной глубины. Чтобы понять, какой способов подойдет именно вам, давайте рассмотрим каждый вариант в отдельности:

1. Бурение шнеком. Этот способ считается недорогим, но подходит для обработки небольшой глубины. Шнек напоминает бур, который мы используем при строительстве забора, установке столбов, а также в других случаях. Нужно отметить, что шнеком можно добиться глубины даже 80 метров, при этом диаметр будет меняться, в промежутке от 10 до 60 см. Последнее позволяет обустраивать приямки к скважинам, чтобы потом установить колодезные кольца.

2. Бурение роторной установкой. Своего рода, шнековый бур напоминает жало перфоратора, поскольку он одновременно вращается и ударяет в землю. Неминуемой его частью работы является непрерывная подача воды в отверстие, что позволяет размягчить землю, а также охладить режущий элемент. Столб бурильного механизма может быть увеличен неоднократно, что позволяет добраться даже до артезианской глубины. Это скважины на известняк, которые считаются самыми экологичными и подходящими для питья.

3. Бурение водных скважин ударно-канатным способом. Этот способ предполагает ручную обработку грунта и поэтому подходит только для малых глубин. Принцип работы установки таков, что бурильный механизм поднимается на высоту и под собственным весом падает в отверстие скважины.

Режущий элемент имеет полости внутри, поэтому грунт забивает все свободное пространство. Потом его поднимают, оттаскивают в сторону и очищают от земли. Работа тяжелая, поэтому ручной труд иногда заменяют использованием лебедки для подъема. Есть случаи, когда подобные бурильные установки изготавливали вручную.

4. Ручной метод. Этот метод самый простой, но не позволяет добиться глубины более чем в 10-15 метров. Работа сложная, поскольку малогабаритное бурение скважин на воду напоминает работу со шнеком, который с трудом, вручную, нужно провернуть группе людей. Сегодня такая технология уже почти не используется.

Водный насос, установленный на готовую скважину

Ссылка на основную публикацию