Строительство водозаборной скважины связано с применением различных методов бурения. Рыхлые и переувлажненные почвы удаляют с помощью вора. Для бурения глинистых и горных пород используются методы бурения скважин, основанные на принципе вращения и вибрации.
В работу включены механизмы, позволяющие разрабатывать почвы разного типа и на разной глубине. Мы расскажем, как выбрать оптимальную технологию бурения, позволяющую быстро и бесперебойно производить изготовление устройства для всасывания воды.
Для наглядного представления предлагаемой информации текст дополнен полезными схемами, фото-подборками, видеогидами.
Раньше бурение грунтовых вод для личных нужд в основном производилось вручную. Это был долгий и трудоемкий процесс, поэтому далеко не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться собственным источником водоснабжения.
Постепенно механизированное бурение пришло на смену ручным методам из-за значительного облегчения и ускорения процесса.
Сегодня практически все водозаборные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда отходы грунта удаляются из скважины с помощью гидравлических механизмов и систем, когда он смывается водой, подаваемой под давлением или под действием силы тяжести.
Существует три основных метода механического сверления:
Ротационный метод считается наиболее эффективным, в 3-5 раз эффективнее ударного и в 5-10 раз более эффективного. К тому же роторный метод самый дешевый и доступный, его часто используют как основной метод ручного сверления.
В свою очередь, метод вращательного бурения, который широко применяется при строительстве водяных скважин, делится на четыре основных типа бурения:
Каждый вид роторного бурения имеет свои особенности и выполняется на специально разработанном оборудовании. Рассмотрим эти виды перфорации более подробно, определим, в чем их отличия и какой метод следует использовать в каждом конкретном случае.
Колонковое бурение - это механический роторный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде цилиндрического керна. Корончатое сверло представляет собой толстостенную металлическую трубку.
В верхней части бурильной колонны находится устройство для соединения штанг, необходимых для строительства бурильной колонны. Ниже представлена коронка, тип которой выбирается исходя из категории почвы, которую предстоит пробурить.
В керне разрушение породы осуществляется полой трубой с основанием, снабженным острым концом. Снаряд совершает вращательно-поступательные движения: врезается в землю короной, углубляет и удерживает захваченную породу. Полость трубы. Оболочка с захваченной из нее горной породой вынимается на поверхность и освобождается от земли, ударяя кувалдой по стенкам трубы. Корончатое бурение применяется для забивания связных глинистых пород: супеси с суглинком, глины . Такой бур не удерживает рыхлые пески, водонасыщенные пески, гравий, гальку и т.д.
При движении стержневым методом грунт разрушается кольцевидной короной. При этом внутренняя часть сердечника остается нетронутой. Для облегчения процесса бурения на твердых и полутвердых глинах, глинах, породах промывочная жидкость подается на забой.
Во время отбора керна грунт не разрушается, а «пробуривается» наконечником и захватывается колонковым стволом. Пробуренная порода извлекается на поверхность в виде керна - монолитного цилиндрического столба породы
Ил снизу иногда удаляют промыванием, закачивая в дерево большое количество воды. Чаще всего промывку заменяют продувкой сжатым воздухом, подаваемым компрессором внутрь трубки. Этот вид бурения позволяет бурить скважины глубиной до 1000 метров и диаметром от 8 до 20 см.
Механическое колонковое бурение производится с помощью буровых установок ЗИФ, УГБ, УКБ, установленных на КАМАЗ, КРАЗ, трелевочных тракторах и т.д. Центральная труба, перевернутая вверх ногами, имеет аналогичную конструкцию.
Корончатое бурение применяется в следующих случаях:
Для устройства частных водозаборных скважин в некоторых случаях перед запуском шнекового или роторного бурения применяют керновой метод, выполняющий как разведочную, так и подготовительную роль.
При устройстве частных скважин колонковое бурение применяется совместно с ударным канатом. Слои глины проходят через центральную трубку. Рыхлый песок, гравий и гравий с песчаным заполнителем, не задерживающийся в центральной трубе, удаляют из ствола путем гелеобразования.
По эффективности базовый метод немного уступает шнековому способу бурения водозаборных скважин. Шнек пробуривается быстрее, но не позволяет полностью очистить отверстие от пробуренной породы. Их редко используют парами. И если это так, улитка пройдет первые несколько метров.
Короны не разрушают почву, а аккуратно срезают ее по периметру, образуя «колонны» - стержни, изучая которые можно составить гидрологический разрез участка
Для отбора керна используются следующие инструменты:
При бурении горных пород наконечник быстро изнашивается, и его необходимо заменить. Материал наконечника дорогой и выдерживает колоссальные нагрузки; Наиболее популярны варианты алмазного бурения.
Все инструменты, используемые в процессе сверления, должны быть выровнены, т.е располагаться точно относительно оси сверления.
Основная особенность керна - проход породы с полным ее сохранением в керне. Во время работы бурового оборудования кольцевое долото разрушает грунт, который по мере углубления вдавливается в центральную трубу и удерживается там за счет собственной плотности.
При снятии залитой трубы с ствола шахты ее освобождают от керна постукиванием молотком.
Пошаговый процесс отбора керна выглядит следующим образом:
Действия выполняются в описанном порядке до тех пор, пока скважина не войдет в водоносный горизонт и не углубится на 50 см в водонепроницаемую породу ниже.
Если закрепление верхнего водоносного горизонта не является целью бурения, верхние слои можно перфорировать с промывкой. В этом случае насос подает промывочный раствор через трубку в трубки. Затем раствор выводит обработанный грунт на поверхность.
Если целью скважины не является водоносный горизонт в песчаных отложениях, то бурение для достижения скальной породы можно проводить с промывкой.
По сравнению с ударным и роторно-механическим бурением, бурение керна выполняется довольно быстро, что значительно сокращает рабочее время. Главный ее недостаток - невозможность подъема рыхлых грунтов и водонасыщенной гальки. Медленно продвигайтесь по скале, требуя долота, чтобы пробурить валуны.
К преимуществам отбора керна относятся:
Колонковое бурение - один из самых быстрых методов разработки водозаборных сооружений. Песок с его применением можно достроить за один рабочий день. Извлечение воды, приготовленной вручную, займет гораздо больше времени.
Этот вид бурения сегодня чаще всего применяется при строительстве колодцев на воду в частных домах. Особенностью шнекового бурения является то, что выработанная порода полностью удаляется из скважины без привлечения дополнительного оборудования. Метод напоминает завинчивание, позволяет просверлить на глубину и при этом удалить ненужный грунт.
Инструмент, используемый для бурения, называется шнеком. Это металлический стержень с лезвиями. Ввинчиваясь в землю, шнек разрушает скалу, задержавшуюся на его лопастях. Из-за специфики конструкции полностью очистить дно от полигона шнеком невозможно. Поэтому он в основном используется для направления верхних слоев.
Бурение шурупом - быстрый и экономичный метод, не требующий резервуара для бурового раствора
Бурение винтом не требует больших усилий и финансовых затрат, поэтому сфера применения этого метода довольно широка: разведочные скважины, прокладка коммуникаций, установка скважин и частичное бурение водой.
Сейчас его активно используют при строительстве абиссинских колодцев, чтобы не забивать иголку полностью в плотный грунт, а немного облегчить процесс погружения ствола в ранее разрушенную породу.
Метод подходит для разработки водоносных горизонтов глубиной до 30 м на мягких и рыхлых грунтах и до 20 м на почвах средней плотности. После бурения шнеком и установки обсадной колонны необходимо очистить колодец от неизвлеченной породы с помощью вора.
Винт абсолютно не пригоден для работы в горных породах! Применяется для частичного проходки скважин до 120 м, при этом этот метод совмещен с другими: роторным, ударным, керновым.
Шнековое бурение осуществляется буровой платформой, основным элементом которой является высокопрочный металлический винтовой буровой инструмент. По мере того, как вы погружаетесь глубже, бурильная колонна строится с винтами одинакового размера.
В комплект иногда входят наконечники лопастей, необходимые для проникновения в рыхлые породы, а также наконечники с круглой или конической головкой, используемые для добычи твердых пород.
Автомобильная буровая установка с мощным двигателем - лучший вариант для бурения в труднодоступных и труднодоступных местах
Большинство современных буровых установок оснащено полыми корпусами, оснащенными двусторонними замками, предотвращающими перемещение инструмента в обратном направлении.
Во время бурения режущие части шнека охлаждаются развитым грунтом, и развитая порода по спирали поднимается вверх. Это позволяет вести бурение без остановки, значительно сокращая временные и энергетические затраты на создание водоносного горизонта.
По окончании проходки глубиной 1,5 - 2,0 м шнек снимается и в скважину устанавливаются обсадные трубы. Диаметр водяной скважины, пробуренной винтом, составляет 50 - 200 мм и зависит от размера используемого инструмента.
Защищено от обрушения обсадной трубы. Это особенно важно для рыхлых и связных грунтов, поэтому у бурильщиков есть правило: использовать шнеки с лопастями под углом 30-60º при движении по супеси и суглинку и инструмент с лопастями под углом 90º при бурении плотных песков.
При меньшем наклоне витков спирали улитки улитка выводит на поверхность более непостоянный разряд.
Шнековое бурение не требует использования промывочной жидкости, порода, выработанная с помощью долота, выносится на поверхность на лезвиях инструмента.
Метод шнекового бурения позволяет максимально быстро просверлить отверстие при условии правильного выбора размера шнека и угла наклона бура.
Преимущества шнекового бурения:
Основным недостатком шнекового бурения можно считать невозможность работы на рыхлых и очень твердых грунтах, но в то же время шнек является идеальным инструментом для бурения глинистых, смешанных (глинистых и песчаных) и мягких глинистых грунтов.
Еще один недостаток, ограничивающий использование шнека для устройства водоносного горизонта, - необходимость использования ударного метода для очистки скважины от сбрасываемой породы.
Подобно шнеку: змеевик широко используется при ручном бурении. Таким же образом он разрушает скалу и хватает ее лопатой, чтобы вытащить ее вверх.
Роторное бурение - это метод роторно-вибрационного бурения, при котором разрушение грунта осуществляется с помощью небольшого, приводимого в забой скважины ротора буровой платформы. Ротор вращается от двигателя автомобиля или отдельно установленного электродвигателя через карданный вал.
Развитый грунт смывается из ствола колодца прямой или обратной промывкой. Моющий раствор может подаваться самотеком или от насосной станции.
Большинство артезианских скважин бурят методом роторного бурения: буровым долотом, вращаемым ротором, с последующей промывкой скважины и обсадной колонны
Роторное бурение применяется для разработки каменистых и полускальных грунтов при строительстве скважин глубиной до 150 м. Роторная буровая установка с правильно подобранным буровым долотом и тяжелыми бурильными трубами хорошо справляется с горными образованиями.
Специалисты по бурению рекомендуют использовать этот метод бурения при следующих условиях:
В южных регионах роторное бурение можно вести круглый год, а в северном климате применение этого метода ограничено из-за возможности замерзания бурового раствора.
Вращательное бурение водяных скважин осуществляется с помощью каркасной или решетчатой башни, на которой размещается подъемное оборудование и другие элементы буровой платформы. Вышка позволяет поднимать и опускать бурильную колонну в скважине.
В состав перфоратора входят:
В самоходных установках в качестве двигателя используется двигатель внутреннего сгорания автомобиля, на базе которого расположен буровой комплекс. В этом случае скорость бурового инструмента регулируется мощностью мотора.
Источником энергии для перфоратора может служить стационарный или мобильный электродвигатель, двигатели внутреннего сгорания автомобиля, генераторы
Ротор с помощью зубчатой передачи передает вращение на ведущую трубу, которая, в свою очередь, передает его основному буровому инструменту: наконечнику. Долото может иметь различную форму и изготовлено из высокопрочных материалов: композитов, алмазной стали и др.
Для каждого типа почвы выбирается определенный размер и форма наконечника, что обеспечивает высокую эффективность и скорость проходки.
Вращательное бурение водяных скважин проводится в три этапа:
Удаление разрушенного грунта осуществляется обратной или прямой промывкой. Выбор способа промывки зависит от конкретных условий: глубины колодца, типа почвы, наличия необходимого объема промывной воды.
Как правило, в фермерских хозяйствах применяется технология прямого циркуляционного бурения, которая включает следующие этапы:
Во время обратной промывки грунт удаляется из скважины через трубы бурильной колонны, а буровой раствор заливается между стенками скважины и трубами.
Вода самотеком поступает в заранее подготовленный резервуар, где очищается от грунта и шлама, и возвращается в бурильную колонну за новой порцией лома.
В некоторых случаях при выполнении роторного бурения не используется прямая или противоточная промывка, а продувка сжатым воздухом, создаваемым компрессором.
Основным преимуществом роторного метода является возможность бурения глубоких скважин с забором воды в трещиноватом известняке.
Кроме того, этот метод бурения имеет следующие преимущества:
Существенным недостатком роторного бурения является необходимость организации промывки скважины.
Все рассмотренные методы механического бурения широко используются при строительстве скважин на воду.
Подводя итог, можно сказать, что:
Стоимость разработки скважины тем или иным методом бурения во многом зависит от используемого оборудования, а также категорий пробуренных пород.
Правильно подобранный способ бурения скважины поможет не только сократить время, затрачиваемое на бурение, но и позволит источнику воды в дальнейшем бесперебойно функционировать
Бурение скважин – г. Чебоксары, базовый проезд, 34
Тел.: 8 (8352) 38 06 38. Email: avtolit21@yandex.ru
Данный сайт уважает Ваше право и соблюдает конфиденциальность при заполнении, передаче и хранении Ваших конфиденциальных сведений.
Размещение заявки на данном сайте означает Ваше согласие на обработку данных и дальнейшей передачи ваших контактных данных нашей компании.
Под персональными данными подразумевается информация, относящаяся к субъекту персональных данных, в частности имя, контактные реквизиты (адрес электронной почты) и иные данные, относимые Федеральным законом от 27 июля 2006 года № 152-ФЗ «О персональных данных» к категории персональных данных.
Целью обработки персональных данных является информирование об оказываемых услугах нашей компании.