Бурение технических скважин


Технические скважины

Скоростное бурение технических скважин

Технические скважины в горнодобывающей промышленности и подземном строительстве используются для вскрытия и подготовки шахтного поля, для водоотлива, прокладки кабелей, спуска, закладочных материалов, вентиляции, газоотвода, захоронения токсичных и радиоактивных промышленных отходов и др.

В мировой практике существуют различные типы буровых установок для сооружения технических скважин диаметром от 500 мм до 1 м, которые можно разделить по способам бурения:

  • буровые установки с роторным приводом и обратной промывкой скважины (эрлифтом);
  • буровые установки реактивно-турбинного бурения (РТБ);

Установки первого типа применяются при бурении в мягких и средних категориях пород. Такие установки эффективны при незначительных глубинах бурения до 500 м и имеют тенденцию интенсивного набора кривизны, что ограничивает их область применения. К таким относятся буровые установки, производимые в Китае, США, Австралии.

Установки РТБ могут использоваться при бурении пород различной крепости. В то же время такие установки малоэффективны из-за большой потребляемой мощности и сравнительно низких темпов проходки, повышенного износа породоразрушающего инструмента. Установки РТБ были распространены в СССР, однако сейчас мало применяются по указанным причинам.

При работе шахт зачастую возникают проблемы, связанные с протяженностью технологических и инженерных коммуникаций, недостаточной пропускной способностью на данном этапе или необходимостью их оптимизации. Например, при ведении горных работ в ПАО «Шахтоуправление «Покровское» (крупнейшая шахта в СНГ, разрабатывающая пласт d4 с годовой добычей до 10 млн.т.) возникла ситуация, когда дальнейшее ведение горнопроходческих работ стало сдерживаться из-за необходимости увеличения подачи сжатого воздуха, решения проблемы подачи в зону ведения работ бетона и увеличения мощности водоотлива через ствол с насыщенной системой трубопроводов.

Инженерно-техническими службами компании «Донецксталь» – металлургический завод» и «Шахтоуправления «Покровское» в качестве решения вышеуказанных проблем был предложен вариант с использованием в данной ситуации скважин, пробуренных с поверхности, на территории промплощадки. Расчеты показали, что сооружение этих скважин, вместо прокладки дополнительных трубопроводов значительной протяженности по горным выработкам и по шахтному стволу позволило бы в сжатые сроки, с привлечением гораздо меньшего объема капитальных вложений, не только сохранить существующие темпы проходки горных выработок, но и увеличить их на 15 – 20%. Особенно существенный эффект при этом оказывало решение проблемы подачи бетона к месту его укладки.

Таким образом, перед буровым подразделением компании стояла  задача найти оптимальное решение при сооружении скважин большого диаметра для обеспечения:

– высоких темпов бурения;

– вертикальности скважины;

– эффективности способов разрушения пород и возможности очистки забоя скважины;

Получить существенный прирост скорости бурения, используя традиционные технологии достаточно сложно. Только использование новых технологий и инноваций позволяет достичь увеличения производительности буровых работ не на несколько процентов, а в несколько раз.

Геологические условия бурения скважин

Участок работ расположен в Красноармейском Западном угленосном районе, который в настоящее время является составной частью Красноармейского геолого-промышленного района Донбасса. Недра находятся в ведении ПрАО «Шахтоуправление «Покровское».

В геологическом строении района буровых работ принимают участие отложения нижнего отдела карбона: свиты С14 (D) бешевская и С15(Е) амвросиевская, перекрытые четвертичными и неогеновыми отложениями.

Четвертичные отложения представлены желто-бурыми, пестрыми глинами, перекрытые почвенно-растительным слоем. Общая мощность отложений составляет 18,5м.

Неогеновый горизонт представлен песками новопетровской свиты N1np, которые залегают непосредственно на поверхности карбона. По литологическому составу пески белые, светло-серые, тонко и мелкозернистые с примесью глинистых частиц. В верхней части слоя пески сухие, в нижней – обводнены и приобретают свойства «плывунов». Мощность песков до 20 – 24 м. Толща карбона представлена переслаиванием песчаников, алевролитов, аргиллитов, известняков и углей (табл. 1).

Таблица 1 – Распределение категорий пород в геологическом разрезе участка работ.

Категория

Наименование пород

Мощность, м

II

Почвенно-растительный слой, песок

15,0

III

Глины

24,2

IV

Уголь

3,7

V

Аргиллит, алевролит, песчаник

97,8

VI

Алевролит

370,9

VII

Песчаник, известняк

230,5

VІІІ

Известняк, песчаник

77,9

ИТОГО

820,0

Характерным для данной площади является северо-западное простирание, северо-восточное падение пород преимущественно под углами 2-7о.

Забурка скважин производилась в рыхлых четвертичных и неогеновых отложениях, представленных глинами и обводненными песками с плывунными свойствами. В этой части разреза до глубины 40 – 45 м ожидались осыпания и оплывания стенок скважины.

Дальнейшее бурение скважин осуществлялось по породам карбона. Осложнения были связаны с наличием неустойчивых песчаников и известняков, аргиллитов и алевролитов в зоне выветривания, поглощающих песчаников и известняков, близостью действующих выработок, наличием зон газопроявлений.

Конструкция скважины.

Конструктивно технические скважины (как и скважины иного назначения) состоят из следующих элементов:

Устье, служащая  для предупреждения размыва и обрушения горных пород вокруг устья при бурении под кондуктор, для соединения скважины с системой очистки бурового раствора и размещения компоновки низа бурильной колонны с целью соблюдения заданного зенитного угла.  Далее по тексту – «устье».

Кондуктор, служащий для  перекрытия  верхней часть геологического разреза, сложенной  неустойчивыми породами и пластами, поглощающими буровой раствор или проявляющими, подающими на поверхность пластовые флюиды, т.е. все те интервалы, которые будут осложнять процесс дальнейшего бурения и вызывать загрязнение окружающей природной среды. Далее по тексту – «кондуктор».

Эксплуатационная колонна, служащая для обеспечения целевого  назначения скважины – подачи сжатого воздуха или бетона, прокладки кабельной линии, выдачи воды, газо-воздушной смеси и т.д.

Принимая во внимание диаметр эксплуатационных колонн технических и газоотводящей скважин, а также геологические особенности разреза предусматривается следующая конструкция скважин (рис. 1).

 

                                       а)                                                                           б)

Рисунок 1 – Конструкции скважин:

                                   а) техническая скважина,

                                   б) транспортно-дегазационная скважина

Бурение технических скважин. 

 Устье. Бурение в интервале  0 – 11 м производилось ковшебуром  Ø 660 мм установкой для сооружения  буронабивных свай М-150. Устье  крепилось металлическими трубами Ø 530 мм и цементировалась до устья. Марка цемента ПТЦ 1-50, удельный вес цементного раствора – 1,83 г/см3.

Кондуктор. Бурение производилось долотом Ø490 мм. Кондуктор Ø426 мм опускался до глубины 80 м с целью надежного перекрытия неустойчивых, склонных к обвалообразованию пород, а также изоляции водоносных горизонтов. Цементировался раствором портландцемента с удельным весом 1,83 г/см3.

Эксплуатационная колонна. Бурение осуществлялось долотом Ø393,7 мм до глубины 836 м. Эксплуатационная колонна Ø325 мм опущена на всю глубину. Цементировалась цементом ПТЦ 1-50.

Бурение транспортно-дегазационной скважины

Устье. Бурение в интервале 0 – 11 м производилось ковшебуром Ø1200 мм установкой для сооружения буронабивных свай М-150. Направление Ø1020 мм опускалась на всю глубину и цементировалось.

Кондуктор. Бурение производилось долотом Ø393,7 мм с последующим расширением до Ø920 мм до глубины 80 м. Кондуктор Ø720 мм был опущен на всю глубину и зацементирован портландцементом с удельным весом 1,83 г/см3.

Бурение проводилось  3-я фазами:

- фаза  №1 – бурение пилот-скважины Ø393,7 мм при помощи винтового забойного двигателя (ВЗД) в интервале (-10,0м) ÷ (-100,0м) с учетом зумпфовой части 20 м для обеспечения последующего направления;

- фаза №2 – расширение пилот-скважины с Ø393,7 мм шарошечным расширителем Ø660 мм (рис. 2) в интервале (-10,0м) ÷ (-80,0м) при помощи верхнего привода.

- фаза №3 – расширение пилот-скважины с Ø393,7 мм шарошечным  расширителем Ø920 мм в интервале (-80,0м) ÷ (-850,0м) с использованием верхнего привода.

По окончании расширения интервала кондуктора он крепится металлической трубой Ø720 мм интервале (+0,5м) ÷ (-80,0м) с последующей цементацией затрубного пространства (0,0м) ÷ (-80,0м) раствором с удельным весом 1,83 г/см3 на основе портландцемента.

Эксплуатационная колонна. Бурение проводилось 2-я фазами:

- фаза №1 – бурение пилот-скважины Ø393,7 мм интервале (-100,0м) ÷ (-850,0м) при помощи винтового забойного двигателя;

- фаза №2 – расширение пилот-скважины с Ø393,7 мм шарошечным расширителем Ø660 мм (рис. 2) в интервале (-80,0м) ÷ (-836,0м) с использованием верхнего привода.

Рисунок 2 – Долото-расширитель

Схема поэтапного бурения скважины приведена на рис. 3.

Рисунок 3 – Схема фазного бурения скважины большого диаметра:

                          а) расширение пилотной скважины Ø393,7 мм до Ø660мм;

                          б) расширение скважиныØ660 мм до Ø920мм под кондуктор;

                          в) бурение пилотной скважины до проектной глубины;

                          г) расширение пилотной скважины Ø393,7 мм до Ø660мм под эксплуатационную колонну.

Примечание: БТ – бурильная труба; УБТ – утяжеленная бурильная труба;

                     ВЗД – винтовой забойный двигатель.

После расширения интервала эксплуатационной колонны были выполнены работы по креплению скважины обсадными трубами Ø508 мм муфтового соединения.

Так как полный вес обсадной колонны Ø508 мм (153 т) превышал грузоподъемность бурового комплекса (136 т), было принято решение о креплении скважины двумя секциями (Рис. 4).

                                                  а)                                                                б)

Рисунок 4 – Схема крепления транспортно-дегазационной скважины:

                        а) спуск первой секции колонны обсадных труб Ø508×16,1 мм,

                        б) спуск второй секции колонны обсадных труб Ø508×12,7 мм.

Первая секция обсадной колонны, длиной 396 м была опущена на колонне бурильных труб с помощью специально разработанного прицепного устройства и разгружена на забой скважины. После цементации затрубного пространства первой секции и ОЗЦ прицепное устройство было отсоединено и поднято на поверхность. Нижний торец второй секции обсадной колонны был оснащен центрирующим устройством для обеспечения стыковки секций. Секция была опущена, и частично разгружена на стык, после чего была произведена небольшая закачка цементного раствора в затрубное пространство через став в область стыка для его герметизации. После затвердевания цемента в области стыка была произведена цементация второй секции до устья. Впоследствии стыковочное устройство было разбурено фрезером, и номинальный диаметр эксплуатационной колонны в районе стыка был восстановлен.

Анализ и выводы по скорости бурения и сооружения скважин

Показатели бурения приведены в табл. 2.

Таблица 2 – Технико-экономические показатели сооружения технических скважин для ПАО «Шахтоуправление «Покровское».

Конструктивный элемент

Параметры скважины

Способ проходки (бурения)

Режимы бурения

Параметры промывочной жидкости

Механич.

скорость

бурения, м/ч

 

Глубина, м

Диаметр

бурения, мм

Диаметр крепления, мм

Осевая нагрузка, кН

Число оборотов,

с-1

Подача промывочной жидкости, л/с

 

Т, сек

В,

см3/30 мин

Удельный вес, г/см3

 

Техническая ДС61 (для подачи сжатого воздуха)

 

Устье

11

660

530

ковшебур

20

25

-

-

-

-

8,0

 

Кондуктор

80

490

426

СВП

20-80

60-80

20-38

19

10

1,04

5,2

 

Эксплуатационная

колонна

820

393,7

325

ВЗД+СВП

40-90

90-130

48

20

9

1,10

7,13

 

Техническая ДС62 (водоотливная)

 

Кондуктор

63

490

426

СВП

20

60-80

40

24

10

1,03

5,25

 

Эксплуатационная

колонна

829

393,7

325

ВЗД+СВП

20-80

150-180

42-45

22

7-8

1,08

5,75

 

Транспортно-дегазационнаяДС60 (для выдачи  метано-воздушной смеси)

 

Устье

11

1200

1020

ковшебур

20

25

-

-

-

-

6,0

 

Кондуктор

(фаза №1)

100

381

---

СВП

30-100

40-60

32-40

45

7-8

1,10

5,75

 

Кондуктор

(фаза №2)

82

660

---

СВП

70

40-45

50

45

7-8

1,16

3,64

 

Кондуктор

(фаза №3)

80

920

426

СВП

70

40-45

50

34

7-8

1,15

4,25

 

Эксплуатационная

колонна (фаза №1)

839

393,7

---

ВЗД+СВП

100-200

110-140

47-50

22

7-8

1,08

7,13

 

Эксплуатационная колонна(фаза №2)

839

660,0

508

СВП

50-140

30-40

47-50

22

7-8

1,08

2,2

 

Примечание: СВП – система верхнего привода;

          ВЗД – винтовой забойный двигатель.

Анализ этих показателей свидетельствует о том, что фазное бурение технических скважин комплексом «UltraSingle 150» позволяет:

– осуществлять бурение технических скважин, диаметр которых значительно больше, чем это предусмотрено технической характеристикой бурового комплекса;

– увеличить механическую скорость бурения технических скважин по использованной  технологии (бурение и расширение) в 2 – 3 раза по сравнению с бурением аналогичных скважин специальными буровыми установками;

– снизить затраты на бурение с применением ВЗД на 30% по сравнению с роторным способом;

Тампонажные работы при строительстве скважин

В цикле строительства скважин важная роль отводилась процессу цементации затрубного пространства, как наиболее ответственному этапу ее строительства. Сформировавшийся в затрубном простанстве цементный камень должны удовлетворять следующим условиям:

- быть непроницаемыми для воды и газа;

- быть коррозионно- и термоустойчив;

- его контакт с обсадной колонной и стенками скважины не должен нарушаться под действием нагрузок и перепадов давления, возникающих в обсадной колонне при различных технологических операциях.

Для цементирования скважин был применен специальный тампонажный цемент. Работы по цементации затрубного пространства выполнялись в соответствии с регламентом, разработанным специалистами компании.

Для приготовления цементного раствора применяется цементировочный агрегат (рис. 5) на базе тягача «Kenworth» (модель тягача Т800) укомплектованного 2-я цементировочными насосами TWS 600S с дизельным приводом. Агрегат входит в состав бурового комплекса.

Приготовление цементного раствора по современной технологии с использованием инжекторных смесителей позволяет получать раствор непрерывно и с заданной плотностью. По принятой технологии приготовление и закачка цементного раствора осуществляется с автоматической регистрацией его параметров.

Рисунок 5 – Цементировочный агрегат

Инновации при бурении технических скважин.

Используемый для сооружения  технических скважин комплекс «UltraSingle 150» по своим паспортным характеристикам  технической предназначен для бурения геологоразведочных и нефте-газовых скважин. Для увеличения рабочего диаметра бурения технических скважин, а так же повышения темпов и эффективности их сооружения был внедрен ряд инновационных решений и технологий. Эти новации заключаются в следующем:

1. Проведена модернизация бурового комплекса, позволившая увеличить диаметр проходного отверстия и грузоподъемность рабочей площадки;

2. Применена технология поэтапного бурения, предусматривающая:

2.1. Скоростное бурение 1-й фазы (пилот-скважины) с использованием винтовых забойных двигателей и одновременно – системы верхнего привода, что позволяет увеличить крутящий момент и частоту вращения долота до оптимальных величин;

2.2. Бурение 2-й фазы путем расширения пилот-скважины специальными расширителями с целью получения необходимого конечного диаметра.

3. Применение высокоструктурированных буровых растворов, позволяющих осуществлять эффективную очистку забоя скважины при сравнительно невысоких скоростях восходящего потока.

4. Осуществлено секционное крепление скважины обсадными трубами с использованием специально разработанных и изготовленных прицепного и стыковочного устройств. Эти устройства обеспечили надежный спуск, центрирование и стыковку секций, а цементация затрубного пространства в соответствии с требованиями регламента – полную герметичность стыка.

Выбор типа бурового раствора.

Учитывая особенности геологического разреза в интервале бурения под кондуктор применялся буровой раствор с высоким содержанием глинистой фазы и обработанный высокоэффективными химреагентами, который позволил укрепить стенки скважины и имел высокую выносную способность при сравнительно невысоких скоростях восходящего потока.

Для приготовления буровых растворов использовался бентонитовый глинопорошок ПБУ-18 «Normal», производства ПАО «Дашуковские бентониты». В качестве химреагента, улучшающего структурные свойства раствора, применялся КМЦ («Polofix») в количестве 2-3% и «Флодрил» – 0,1%.

Бурение интервала под эксплуатационную колонну осуществлялось с применением бурового раствора, приготовленного на основе раствора, использованного  при бурении под кондуктор. Для этого была произведена высококачественная очистка ранее использованного раствора.

Рабочие параметры бурового раствора:

- удельный вес, г/см3                                                                                  1,05÷1,12;

- условная вязкость СПВ, с                                                                         20 ÷ 25;

- содержание песка, %                                                                                    ˂1;

- водоотдача по ВМ-6, см3 за 30 мин                                                            6 ÷ 8;

- статическое напряжение сдвига (СНС), Па                                           1,5 ÷ 4,0.

Для регулирования параметров бурового раствора применялись различные химические реагенты, которые позволяли придавать ему необходимые свойств, изменять вязкость, прочность структуры и водоотдачу. При приготовлении бурового  раствора использовались следующие основные химические реагенты:

  • карборсилметилцеллюлоза (КМЦ) – для регулирования фильтрационных свойств раствора и улучшения его структуры;
  • каустическая сода – для поддержания нужного значения рН раствора;
  • «Флодрил» – для улучшения  структурных свойств раствора

Очистка бурового раствора

С целью обеспечения полноты удаления выбуренной породы из бурового раствора, его дегазации и регулирования содержания твердой фазы, а также с целью уменьшения объема наработки бурового раствора осуществляется его многоступенчатая очистка.

Система очистки бурового раствора, входящая в буровой комплекс экологически безопасна, поскольку исключает необходимость сооружения отстойников для очистки бурового раствора. В состав четырех ступенчатой системы очистки входят: два вибросита, батарея из 16-ми гидроциклонов (пескоотделителей), дегазатор и центрифуга.

Шлам, удаленный из бурового раствора в процессе его очистки, является вязкой обводненной массой, которая складируется в шламовом амбаре. Шламовый амбар сооружается с обязательным устройством гидроизоляции из полиэтиленовой пленки, которая предотвращает попадание жидких отходов в грунт. Впоследствии шлам вывозится на породный отвал для утилизации.

Выводы:

1. Разработанная технология сооружения  технических скважин с использованием имеющегося бурового комплекса расширило его функциональные возможности и позволило сократить сроки сооружения таких скважин в три раза по сравнению с результатами других подрядных буровых организаций (срок сооружения транспортно-дегазационной скважины составил 2,5 мес.).

2. Впервые в практике сооружения технических скважин большого диаметра применялась технология фазного бурения с использованием ВЗД и долот-расширителей, которая может быть адаптирована и к другим буровым установкам данного класса.

dbt.donetsksteel.com

Бурение технических скважин

Бурение технических скважин – неотъемлемый процесс любых обширных проектно – изыскательских и строительных работ. Необходимость в бурении скважин специального назначения очень часто возникает при проектировке и строительстве различных подземных сооружений и их электрохимической защите. Скважины для добычи нефти и газа в Древнем Китае бурили ещё до нашей эры. По мере развития технологий глубина прокладки увеличивалась и на сегодняшний день самая длинномерная скважина составляет протяжённостью более 12 км.

Этапы бурения технических скважин

Сооружение направленных – весьма трудоёмкий процесс и стоимость работ напрямую зависит от их объёма и сложности: типа грунта, глубины и места бурения, выбранного вида оборудования, материалов для обустройства скважины.

Для того, чтобы качественно выполнить буровые работы, необходимо придерживаться их общепринятого поэтапного выполнения:

  1. Прокладка ствола путём выдалбливания буровой техникой горных пород в необходимом месте.
  2. Укрепление стенок обсадными колоннами в ходе бурения.
  3. Очистка стволового углубления от остатков горных пород.
  4. Цементирование на проектной глубине последней (эксплуатационной) колонны.

Различают следующие части скважины:

  • устье – отверстие на поверхности земли;
  • забой – дно конструкции;
  • ствол – стенки скважины.

Техника, используемая для процесса бурения скважин

Бурение технических скважин проводится при помощи бурового оборудования и инструмента, а также буровых установок. Буровой установкой называют комплекс технологичного оборудования, при помощи которого с поверхности земли выполняются все операции по прокладке скважины. В состав буровых установок входят:

  • буровые вышки (башенные, мачтовые) и привышечные сооружения;
  • оборудование, используемое для бурения и подъёмно – спусковых операций;
  • циркуляционная система бурового раствора;
  • силовой привод.

Стандартно при бурении скважин буровыми установками применяется технология бурения методом вращения с использованием бурильных труб.

Применение технических скважин

Технические скважины бурятся с определёнными целями, чаще всего потребность в них возникает в процессе строительных работ. Очень часто скважины необходимо бурить в сложных геологических условиях, а также в ограниченных пространствах внутри городских периметров. Внедрение современных технологий позволяет максимально снижать стоимость затрат на услуги подобного рода. Наиболее востребованы в строительстве буровые работы по:

  • закреплению грунтов;
  • ограждению фундаментных котлованов;
  • установке свай – оболочек;
  • строительству буронабивных свай;
  • установке различного вида опорных конструкций.

Наша компания – поставщик качественных услуг бурения скважин

Высокая техническая оснащённость и профессиональный коллектив позволяют нашей компании выполнять комплекс буровых работ качественно и в сжатые сроки. Специалисты фирмы имеют большой опыт по бурению скважин различного предназначения. Расчёт стоимости работ напрямую зависит от желаний заказчика с учётом всех факторов формирования цены. Звоните нам, мы рассмотрим любые ваши предложения!

stroyburkom.ru

Техническая частная скважина

Что такое техническая скважина? Это скважина, служащая для технического водоснабжения. Их можно разделить на два, резко отличающихся друг от друга типа:

1.      Скважины для технического водоснабжения садовых (приусадебных) участков;

2.      Скважины для технического водоснабжения различных промышленных объектов и сельскохозяйственных объектов. Во втором случае такие скважины часто еще называют промышленными.

Технические скважины первого типа представляют собой скважины на песок глубиной до 35 метров. Они, как правило, имеют диаметр 3-4 дюйма и дебит, не превышающий 1,5 м3/ч. Такой объем воды позволяет производить полив приусадебного участка и удовлетворять всевозможные бытовые нужды. Так как водоносный слой находится на глубине до 35 метров (а в большинстве случаев до 20 м) он недостаточно надежно защищен от поверхностных загрязнений. Поэтому воду из таких скважин для питьевых нужд можно использовать только после проведения необходимого химического анализа. И даже в случае положительного результата использование такой воды для питья сопряжено с риском. Ведь не исключено ее заражение и загрязнение после проведения химанализа. Поэтому необходимо следить, чтобы рядом со скважиной не образовывалось никаких свалок, не производилось слива неизвестных жидкостей и т.д. И помните о санитарной зоне для скважины. Даже если вы собираетесь использовать воду из нее только для полива. Для песчаных скважин это зона находится в круге радиусом 20 м.  В этой зоне запрещено мыть автомобили, кормить и поить животных и производить иные действия, приводящие к образованию загрязненных стоков.

ВАЖНО! Создание такой технической скважины, согласно законодательству РФ (ст. 19 ФЗ «О недрах») не лицензируется и техническая документация на нее может не разрабатываться.

Технические скважины второго типа – это артезианские скважину на глубину от 100 метров. От скважин первого типа они отличаются большим диаметром (до 600 мм) и значительно большим дебитом (как правило, от 10 м3/ч). Водоносный слой на такой глубине надежно защищен от загрязнения поверхностными водами и стоками. Но вода может иметь повышенную минерализацию и значительную концентрацию железа и других элементов. Поэтому, при необходимости, должна быть осуществлена водоподготовка (и  не только в случае использования воды для питья; например повышенная минерализация воды, используемой в системах охлаждения, приводит к образованию накипи и выходу из строя агрегатов). Размер санитарной зоны такой скважины составляет 60х60 м.

ВАЖНО! Создание артезианских технических скважин требует предварительного получения лицензии. А для этого необходимо провести оценку запаса подземных вод и утвердить ее в соответствующих государственных органах, получить санитарно-эпидемиологическое заключение  Роспотребнадзора, разработать проект технической скважины и т.д. (подробнее см. статью «Особенности бурения промышленных скважин»)

aquabur.ru

Основные правила процесса бурения скважины под воду в частных секторах

Бурение на воду, это достаточно важное дело, особенно в местах, где стоят частные дома и, как правило, нет водоканала. Подобные скважины позволяют людям иметь у себя на участке постоянно воду и использовать её для полива или в качестве питьевой воды. При проведении работ по бурению скважин, часто приходиться заказывать услуги специалистов, которые могут с помощью опыта и необходимой техники, быстро разведать обстановку найти воду и проделать к ней скважину, но некоторые люди, в целях экономии, делают всё своими руками.

Для самостоятельной работы по добыче воды, нужно помнить о некоторых аспектах и правилах. Всю работу можно разделить условно на несколько этапов, таких как:

  • Подбор места для скважины
  • Работа по бурению вручную или с помощью техники
  • Дробление породы и её удаление
  • Упрочнение стенок в скважине

На самом деле работа по бурению скважины достаточно сложная. Тут всё нужно сделать правильно, ведь от качества проделанной работы напрямую зависит производительность, количество воды и её чистота, а также срок эксплуатации скважины.

Выбор места для скважины

Первым делом, при бурении скважины, необходимо подобрать место. Сделать это достаточно просто, если следовать необходимым рекомендациям. Как правило, больше всего при выборе места опираются на экономический аспект и это понятно, ведь чем ближе будет вода к дому, тем меньше придётся тратить денег на рытьё траншей и покупку труб для установки развязок.

Само собой, что экономия — это важный критерий, но всё-таки нельзя располагать скважины близко к дому. Расстояние объекта должно быть не меньше трёх метров от частного дома. Кроме того, важно следить, чтобы был лёгкий доступ для буровых машин. Они достаточно габаритные, поэтому ворота и заезд, должны быть не меньше трёх метров.

Бурить можно только в местах, где почва имеет относительно ровную поверхность, и, главное, чтобы вверху не было электропроводок на расстоянии двух метров, а под землёй не проходили провода или трубы от коммунальных систем. При рытье скважины нужно рассчитать сразу, куда будет сливаться техническая вода. Важно также помнить о том, что впоследствии на объекте нельзя строить никаких зданий, и особенно это касается места, где находиться артезианская вода. Артезианские воды находятся под большим давлением.

Процесс бурения скважины

Процесс бурения может быть нескольких видов, но, как правило, он включает в себя основные этапы, а именно:

  • дробление почвы
  • удаление почвы
  • укрепление стенок

С дроблением почвы, всё достаточно просто. Обычно используется ударный бур, который просто дробит почву на мелкие кусочки. При использовании такого способа почти нет разницы, какая структура у почвы. Буровые машины, могут без особого труда выбить материнскую породу, и пройти дальше до залегания грунтовых вод. Также различаются ещё дополнительно такие виды, дробления почвы, как взрыв, использование электрических или гидрологических процессов, но они применяются крайне редко.

Удаление почвы, намного интереснее в плане проведения работы. Есть также несколько видов удаления почвы. Чаще всего применяется гидрологический вид, а, точнее, говоря, в скважину закачивается необходимое количество воды или глинистой смеси, которая просто приподнимает всю почву на поверхность, а дальше её просто нужно убирать по мере поступления вручную или с помощью специальной машины.

Удаление почвенной породы, может производиться и с помощью специального бура, которые имеют спиралевидное устройство, и тогда прямо во время процесса, почка сразу будет поступать наружу. Также могут ещё использовать сжатый воздух для удаления почвы или комбинированный процесс.

В наше стране, само собой, чаще всего применяется именно гидрологический способ, ведь он сравнительно дешевле, нежели применение специальной техники или комбинированных процессов удаления почвы.

Суть этой технологии удаления почвы в том, что в скважину закачивают воду через специальные штанги. Из-за повышения давления, почва постепенно приподнимается.

Можно измельчённую почву снимать руками, но чаще всего используются просто насосы, которые сразу же выбрасывают измельчённые частицы земли в отстойник. Именно поэтому при выборе места для бурения скважины, нужно определиться, куда будет сливаться вода.

Иной раз может быть использована непростая вода, а глинистый раствор, но только при бурении мягких слоёв породы. При использовании глинистого раствора можно выделить сразу несколько положительных факторов. В первую очередь в мягких породах и так залегает глина, поэтому для его создания нужно будет просто закачать воду. Порода при использовании глинистой воды, удаляется быстрее. Одновременно с удалением почвы, глина оседает на стенки скважины и тем самым укрепляет их, и не даёт произойти обвалу, до момента установки трубы.

Бурение твёрдых слоёв почвы

Фактически когда производиться бурение твёрдых слоёв почвы, ничего не меняется, но применяется техническая вода. Подобный способ нашёл себе применение, при бурении скважин в известковых породах или подобных по структуре. Техническая вода не только выводить хорошо твёрдые породы из скважины, но также используется и для определения глубины залегания грунтовых вод. Дело в том, что во время бурения скважины, вода просто уходит в грунт. Процесс разработки скважины заканчивается в тот момент, когда вода начинает уходить в грунт, максимально.

Основные способы бурения скважин

Способов, как уже было сказано выше, для бурения скважин достаточно много. Если наглядно рассматривать некоторые из них, то можно выделить несколько ударных, ударно-канатных электрических и гидрологических технологий.

  1. Самый популярный способ бурения производится с помощью ротора. Такой процесс был позаимствован у нефтяников. Суть в том, что специальное шарошечное долото, с помощью ротора, который вращается от двигателя внутреннего сгорания, как на обычной машине, разрушает породу. Такой способ, особенно часто используют при разрушении твёрдых пород, а, точнее, говоря, скальных структур или известняка. Как правило, одновременно вместе с бурением проводиться удаление породы с помощью, специального раствора. Такой способ ещё называется бурение с промывкой.
  2. Ударно-канатный способ пришёл с окраин Китая. Эта технология использовалась ещё в древние времена, поэтому её можно точно назвать самой долгой и трудоёмкой. Суть состоит в том, что в трубу сбрасывается груз, который проникает в почву. К нему дополнительно крепиться специальный стакан, которые набирает небольшое количество почвы. Дальше почву просто достают из скважины и процесс повторяется. Такое бурение подходит только для глиняных или песчаных почв.
  3. Гидробурение редко используется на просторах нашей страны, но всё-таки такое бурение скважин можно назвать одним из самых действенных и быстрых, если дело касается песчаных или рыхлых пород. Суть бурения состоит в том, что нагрузка на почку, подаётся только с помощью воды, которая при большом давлении направляет инструмент, в скважину и сразу удаляет оттуда почву. Эту технологию можно применять только при бурении скважин, которые не превышают по своей глубине 15– 20 метров, но зато достаточно широкий диапазон скважин в диаметре, ведь при гидробурении можно сделать скважину с диаметром в 30 см.
  4. Для того чтобы сделать скважину большей глубины при использовании гидробурения, нужно использовать так называемый забурник. Разница в том, что помимо забурника также используется ещё и специальный раствор из воды и бентонитовой глины в отличие от гидробурения с использование простой воды. В этом случае бентонитовая глина, сразу укрепляет стенки скважины, но для такого способа бурения требуется большое количество труб. Скважина в итоге приобретает телескопическое строение.

Упрочнение стенок скважины

Укрепить стенки скважины нужно и можно только при использовании специальной технологии и материалов. Как правило, используют обсадные трубы из простого чёрного металла. То есть применяются цельносплавные или электросварные металлические трубы.

Важно помнить, что металл достаточно разный по своей структуре. Именно поэтому нержавеющие трубы ставить в скважины нерентабельно. Оцинкованные трубы не подходят для установки в скважину, которая будет использовать для питьевой воды, так как значительно падает качество жидкости.

Раньше использовались только чистые трубы из чёрного металла, но сейчас применяется уже технология двойной обсадки. Это своего рода изоляция с помощью пластикового вкладыша. Пластик изолирует, трубы с внутренней стороны, и тем самым повышается не только срок эксплуатации скважины, но к тому же не ухудшается качество воды, которую можно спокойно применять как питьевую.

Работа по бурению и упрочнению скважины часто взаимосвязана. Точнее говоря, может быть использовано последовательное упрочнение или прямое после окончания буровых работ. Если нет никаких осложнений, но после определённой стадии бурения, устанавливается обсадная труба, а дальше уже используется долото, но уже меньшего диаметра.

По сути если нет никаких, проблем при бурении скважины, почка мягкая, а залегания водяного горизонта, находиться на средней глубине, то бурение можно заканчивать. Последний этап — это прокачка воды до полной прозрачности, но иной раз подобного эффекта трудно добиться, если вода сама по себе имеет примеси и не предназначена в качестве использования питьевой воды.

Заключение

Бурение скважины в некоторых случаях значительно упрощает жизнь, особенно если речь идёт о частных секторах, поэтому не стоит откладывать эту работу в долгий ящик. Провести бурение достаточно просто ведь в итоге всё обуславливается только наличием необходимых инструментов и желанием.

stoki.guru


Смотрите также