Способы бурения скважин: роторный, ударно-канатный, шнековый

Какие существуют способы бурения скважин

Сегодня мы поближе познакомимся со способами бурения скважин и разберемся в особенностях каждых из них.

Ударно-канатное бурение

Этот способ бурения скважин является очень старым и впервые его стали применять древнем Китае. Некоторые особенности всё же отличаются от ударно-канатного бурения сегодня, однако, принцип в целом один и тот же. В древности конусообразный груз подкидывали вверх, после чего при падении он раздвигал почву и уплотнял землю. Сегодня для создания скважин таким способом берутся забивные стаканы и всевозможные желонки. Желонка представляет собой простой снаряд, который бросают в скважину с высоты. Когда происходит удар о землю, снаряд заходит в грунт и из-за специального клапана остаётся в нем. После этого оборудование достаётся наверх, из неё выбирают землю и заново бросают. Также используется забивной стакан, который также представляет собой желонку, но только без специального клапана, вследствие чего земля остаётся в стакане под силой трения.

Используя желонки и забивные стаканы, делают скважины в обводных грунтах, а также на песке. Благодаря использованию забивного стакана можно делать скважины на глинистой земле, на суглинке, на вязкой земле в целом. Когда стакан отрывается, такая земля остаётся внутри него и хорошо достаётся.

Такой способ бурения скважин довольно сложный и занимает много сил и времени. Порой для того, чтоб пробить твердые каменные грунты применяют ударно-канатное бурение с использованием бурового патрона. С его помощью пробивают твердые породы грунта. Породу удаляют из скважины, используя желонку.

Ударно-канатным бурением создаются большие и глубокие шахты – до трёхсот метров глубины. Однако, если глубина скважины большая, то здесь не обойтись без телескопической структуры. Это значит, что верхняя часть скважины создаётся из трубы, которая обладает наибольшим диаметром. После этого, проходя определённую глубину, следуют трубы меньшего диаметра, затем ещё меньше и меньше. Также для удобства используют переносные буровые станки, которые подходят для бурения ударно-канатным методом.

Подобное бурение скважин отнимает много времени, весь процесс медленный и занимает много сил и времени, в отличие от шнекового бурения, однако, чтоб создать скважину таким образом, не нужно много специально оборудованного места.

Роторное бурение

Подобный способ бурения скважин требует наличия спецтехники, в частности буровых машин. Часто используют АРБ-2А2. При подобном бурении горная порода разрушается под воздействием шарошечного долота, а перемененную землю поднимает наверх буровой раствор. Подобное строительство скважин называется бурение с промывкой. Таким образом, можно разрушить прослойки извести, включения скальной породы. Буровые штанги приводятся в движение крутящим моментом от ротора, который находится на самой буровой машине, и от двигателя внутреннего сгорания, который располагается непосредственно на машине, идет привод к ротору. Для того чтобы долото крутилось и бурило, сверху на него поступает большая нагрузка. Этого можно достигнуть благодаря тяжелым бурильным штангам.

Канатно-вращательное бурение

Когда для бурения скважины используется подобный метод, то он подразумевает использование полой штанги, с одного конца которой находится забурник. Земля, которая размягчена таким оборудованием, достаётся наверх благодаря промывке с использованием бурового раствора.

Этот раствор далее поступает в отстойник шлама. Так бурение скважины проводится с использованием обратной воды.

Подобный способ бурения осуществим благодаря использованию переносных бурильных установок. Чаще всего это вологодские, курганские, минские установки. Такой метод подходит для бурения скважин в сложных и труднодоступных местах. Он также подходит для бурения скважины на песок, глубина которой до пятидесяти метров. Бурение скважины осуществляется с использованием не просто воды, а особого бурового раствора, который содержит в себе бентиновую глину. Бентин при строительстве скважины позволяет укрепить стены скважины, а также не даёт им обрушиться. После этого, рабочее буровое оборудование достаётся из скважины и в отверстие помещаются пластиковые трубки и фильтры на дно. Вместе с тем, диаметр трубы должен составлять до 125 миллиметров, а диаметр скважины – до двухсот миллиметров. Оставшееся место между трубой и скважиной засыпается щебнем, фракции которого в среднем составляют от пяти до двадцати миллиметров. Усыпка гравием значительно улучшает работу скважины, её характеристику и эксплуатационные качества, срок использования.

Так можно создавать глубокие и большие скважины, глубиной до трёхсот метров. Однако если глубина скважин составляет более трёхсот метров, то она будет иметь телескопическую конструкцию.

Шнековое бурение скважин

Данный способ бурения ещё называют вращательным. Оборудование, которое разрушает породу, может быть двух основных типов:

1. Бур представляет собой керноприемник крупного диаметра.

2. Долото с двумя или тремя лопастями.

Сам шнек доставляет разрушенную породу на поверхность. При этом подобный способ строительства скважин является одним из наиболее быстрых и эффективных. За день работы шнековым бурением можно углубиться на сорок метров, однако, это возможно при условии мягкой породы. Вращательное бурение используют для геологоразведочных скважин, при строительстве скважин на песок. Однако этот способ не подходит, если нужно сделать скважины на мягком сыпучем грунте, например на песках, на большую глубину. Стены сооружения могут запросто обвалиться, прежде чем будут поставлены обсадные колонны. Для суглинка и глинистой земли этот способ является одним из наиболее эффективных и качественных. Диаметр скважины, которая бурится шнеком, составляет в среднем от пятидесяти до семисот шестидесяти миллиметров.

Когда шнек достают из скважины, можно увидеть, какова глубина залегания водоносного песка. Водоносный песок представляет собой песок с большими частичками породы и иногда с примесями гальки.

Данный способ бурения является абсолютно доступным и недорогим. Однако, если при бурении будут обнаружены валуны, известковая прослойка, то он будет совершенно не эффективным и сделать таким образом скважину будет невозможно.

Гидробурение

По большому счету, подобный тип бурения скважин очень схож с канатно-вращательным. Разница состоит только в забурниках. Земля размывается под воздействием большого напора воды. Он идеально подходит для рыхлой земли, суспеси и песка. Однако он обладает некоторыми недостатками, один из них – он не может справиться с прослойкой юрской глины. Когда он попадает на плывун, поглощается много воды, а песок, который выпадает в осадок, замедляет процесс бурения.

Бурение скважины происходит быстро. Именно поэтому, важно раньше подготовить обсадную трубу для того, чтоб быстро установить её в земле. В воду для бурения должны входить хлористоводородная кислота, концентрация которой должна составлять один к двадцати тысячи. Она не даёт пласту воды загрязниться при строительстве скважины. Процесс создания скважины сам по себе довольно быстрый, однако, обсадную колонну нужно подготавливать заранее к установке ещё до того, как бурение начнется. Поток воды должен содержать в себе, как минимум, пятьдесят миллионных долей хлористоводородной кислоты. Это позволяет предупредить загрязнение слоя воды.

Таким способом бурения можно проделать скважину, глубина которой будет до пятнадцати метров, а диаметр от пятидесяти до трёхсот миллиметров. После того, как ставятся обсадные колонны, столб заливают снаружи от колонны, как минимум метра на три от земли.

Перфоративное бурение

Такой способ бурения используют для строительства абиссинского колодца.

Для этого используется труба из железа, которая собрана из отрезков разной длины, которые между собой скреплены с помощью муфт. По своей форме они похожи на своеобразное копье и поэтому её ещё называют скважин иглой. Герметичность соединений резьбы чрезвычайно важна и добиваются её использованием силикона, или же сантехнического льна.

Прежде всего, бурение проводят до начала обводненного слоя земли. Скважина должна быть в диаметре от пятидесяти до восьмидесяти миллиметров в сухой земле. После этого скважину ставят в фильтр, а обсадные колонны забиваются.

Внизу такой трубы располагается фильтр, представляющий из себя простую трубу с таким же диаметром. В ней имеется много отверстий в среднем диаметров от пяти до восьми миллиметров. Снаружи она защищена фильтровой сеткой, способной пропускать влагу и задерживать взвеси и песок. Сквозь подобную сетку с галунным плетением проходят частички только самого маленького диаметра и размеров.

Для установки такой трубы в грунт на глубину от восьми до двенадцати метро применяют всевозможное оборудование, от штанг до бабки.

Забивание с использованием штанги

Штанга представляет собой прут из прочного металла, шестнадцать-двадцать миллиметров в диаметре. Его можно по мере того, как оборудование углубляется, наращивать. С помощью такого приспособления бьют именно в наконечник фильтра, в результате чего резьба не ломается и не изменяется, а сама нагрузка распределяется по наконечнику, что помогает быстро и эффективно продвигаться в грунт.

Способы бурения скважин: технологические принципы и особенности основных методов

• Виды буровых способов
• Особенности ручного бурения
• Ударно-канатное бурение
• Преимущества
• Недостатки
• Специфика колонкового бурения
• Используемое оборудование и инструменты
• Технология колонкового бурения
• Веские достоинства и недостатки
• Особенности шнекового бурения
• Задействованное оборудование и инструменты
• Технология шнекового бурения
• Плюсы и минусы применения шнека
• Характеристика роторного бурения
• Применяемое оборудование и инструменты
• Своеобразие роторной технологии
• Достоинства и недостатки роторного бурения
• Какой способ бурения выбрать

Для обеспечения дачи или загородного дома водой можно оборудовать колодец или скважину. Для этого необходимо пробурить почву до достижения водного горизонта. Существует несколько вариантов выполнения работ, которые можно применить самостоятельно.

Устройство водозаборной скважины сопряжено с применением различных методов бурения.

Виды буровых способов

В зависимости от типа почвы, технологических возможностей, глубины залегания грунтовых вод выделяются такие способы бурения скважины:

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

Классификация условна, ведь в некоторых случаях эти методы можно комбинировать. Бурение скважины — трудоемкий процесс, требующий точных расчетов.

Особенности ручного бурения

Такой тип работ является самым дешевым и простым, но он подойдет для организации скважин небольшой глубины. Бурение проводится до тех пор, пока не будет достигнут водоупорный слой. Для работы применяются такие инструменты:

1. Бур-долото, ложка и бур спиральный.
2. Лебедка.
3. Желонка.
4. Штанги.
5. Обсадные трубы.
6. Бурильная вышка.

Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность.

Весь рабочий процесс предусматривает такие этапы:

1. Сначала выбирается подходящее место для бурения, над которым размещается вышка.
2. Лопатой выкапывается углубление для бура.
3. Вращение оборудования на первых порах можно производить самостоятельно. Чем дальше будет вестись работа, тем труднее будет продвигаться бур, поэтому потребуется помощник.
4. Через каждые 50 см устройство надо вынимать из ямы и очищать от земли.
5. Если работа продвигается тяжело, то почву можно размягчить водой.

Как только будет достигнут водоупорный слой, его потребуется очистить. Для этого используется погружной насос. Преимуществом технологии является однородность ствола скважины, простота использования и небольшая стоимость. Но пригодна она только для колодцев небольшой глубины, а их дебет незначительный.

Ударно-канатное бурение

Тут обустройство скважины предусматривает разрыхление почвы при помощи забивного стакана, который оснащен острием и падает с высоты. Своими руками работы выполняются с учетом таких этапов:

1. Построение вышки-треноги. Ее высота должна быть больше длины забивного стакана, который изготавливается из стальной трубы. В стенке представленного приспособления должно находиться отверстие, при помощи которого будет происходить очищение.
2. Крепление стакана посредством троса к верхушке треноги.
3. Во время выполнения работ грунт надо выбрасывать из стакана каждые 50 см.

Для обустройства глубинного колодца часто применяются такие виды оборудования: УКС-22М2, УГБ-50.

Преимущества

Достоинством указанной технологии бурения является:

• возможность применения на твердых каменистых почвах;
• отсутствие повреждения стенок скважины и водоносного слоя;
• легкое очищение стакана;
• возможность применения для изучения грунтовых характеристик на разных глубинах.

Преимуществом также является то, что монтировать обсадную трубу можно сразу же после завершения бурильных работ.

Недостатки

Несмотря на доступность и сравнительную дешевизну, технологический процесс имеет недостатки. Среди них возможность строго вертикального бурения. Нельзя использовать данный метод на песчаных грунтах.

Специфика колонкового бурения

Колонковый метод является вращательным. Рабочий инструмент оснащен коронкой (твердосплавной или алмазной). Применяется этот способ редко. Он может быть задействован для подготовки к роторному или шнековому бурению. Иногда его применяют совместно с канатно-ударным методом.

Колонковое бурение — механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы.

Используемое оборудование и инструменты

Тут скважины бурятся при помощи специального оборудования: 3иФ 650, 3иФ 1200. Установку можно изготовить самостоятельно. Для этого необходимы такие инструменты:

• колонковая труба и штанги для ее наращивания;
• буровые коронки;
• труба для устранения шлама;
• муфты, переходники между фрагментами труб, промывочный сальник.

Если работы проводятся на скалистых грунтах, то коронки придется часто менять, т. к. они быстро стираются и перестают выполнять свою функцию. Для облегчения работы в забой поступает промывочная жидкость.

Технология колонкового бурения

Во время прохождения бура порода полностью сохраняется внутри трубы. Этот тип бурения предусматривает такие этапы работ:

1. Соединение колонковой трубы со штангами для наращивания бурильной коронки.
2. Закрепление рабочего инструмента в станке.
3. Постепенное ввинчивание коронки в грунт.
4. Очищение трубы от содержимого через каждые полметра.

Все действия проводятся до тех пор, пока не будет вскрыт водоносный слой. После этого следует углубиться еще на 50 см. Шлам удаляется промывкой с использованием большого объема воды или при помощи продувания.

Веские достоинства и недостатки

Если целью устройства скважины не является водоносный слой в песчаных отложениях, бурение до достижения скальных пород может проводиться с промывкой.

Данная технология изготовления скважины имеет такие преимущества:

• высокая скорость проведения работ;
• возможность применения на твердых породах;
• изготовление скважин глубиной до 100 м;
• компактность, что позволяет использовать установку в труднодоступных районах;
• мобильность.

Недостатки метода таковы: быстрый выход из строя рабочей поверхности, небольшой диаметр шахты (нельзя использовать погружные насосы высокой мощности). Такой способ изготовления глубинного колодца считается самым быстрым.

Особенности шнекового бурения

Из всех методов бурения этот считается самым простым и эффективным. Разрушение и устранение грунта из шахты производится путем вращения винтоподобного приспособления. Диаметр скважины при этом составляет 10-60 см, а максимальная глубина — 25 м. Для удаления почвы тут не требуется дополнительного оборудования.

Задействованное оборудование и инструменты

Основной инструмент, применяемый в работе, — шнек. Это металлический стержень с лопастями. Кроме того, применяются и промышленные типы оборудования на базе автомобиля.

Большинство таких установок оснащено пустыми внутри снарядами с замками обратного хода, предотвращающими движение рабочего инструмента в противоположную сторону. Охлаждение режущей поверхности происходит посредством разбиваемой почвы. Бурение с использованием таких установок производится практически без перерыва, поэтому затраты времени, а также электрической энергии уменьшаются.

Технология шнекового бурения

Сначала выполняется проходка до 2 м, после чего инструмент удаляется из шахты, в которую помещаются обсадные трубы. Они предупреждают обрушение стенок скважины. Это дает возможность применять метод на рыхлых грунтах. Работа продолжается до достижения водоносного слоя.

Плюсы и минусы применения шнека

Такая технология обладает следующими преимуществами:

• высоким уровнем производительности;
• простотой и доступностью технологии;
• сравнительно невысокой стоимостью;
• почва поднимается на поверхность во время бурения;
• возможностью применения на твердых и сухих участках;
• отсутствием риска размывания почвы.

Бурение при помощи шнека — быстрый и недорогой способ, не требующий организации резервуара для промывочной жидкости.

Единственным недостатком шнекового бурения является невозможность его использования при наличии скальных пород в грунте.

Характеристика роторного бурения

Этот способ изготовления глубоких скважин считается самым распространенным. Принцип действия установки заключается в разрушении слоя почвы при помощи долота. В действие оно приводится посредством ротора. Для его вращения требуется отдельный электродвигатель. Почва вымывается при помощи прямой или обратной промывки.

Оборудование позволяет работать на скальных или полускальных участках, обустраивать скважины до 150 м глубиной, но применяется технология при таких условиях:

1. Рассчитаны гидрогеологические характеристики участка, глубина залегания водного горизонта.
2. Подземный источник имеет напор, присущий артезианской скважине.
3. Существует возможность постоянного снабжения рабочей области технической водой.

В теплых регионах такой способ бурения может применяться даже зимой.

Применяемое оборудование и инструменты

Для роторного бурения требуется вышка рамного или решетчатого типа. На ней располагается оборудование для работы. Вышка облегчает подъем колонны. В составе установки присутствуют:

• вышка;
• долото;
• двигатель и привод;
• рабочая колонна и ротор;
• насосы;
• система для очистки промывочной жидкости;
• механизм для подъема рабочего инструмента.

В автоматических установках присутствует возможность регулировки скорости оборотов бура. Долото производится из металлических сплавов высокой прочности. Его форма различна. Эти параметры подбираются индивидуально.

Роторное бурение — метод вращательно-вибрационного бурения, при котором разрушение грунта осуществляется при помощи долота, приводимого в движение в забое скважины от ротора буровой установки.

Своеобразие роторной технологии

Данный метод обустройства скважины предусматривает применение долота. Стенки шахты следует укреплять при помощи обсадных труб. Для выбора метода промывки учитывается тип почвы, количество необходимой жидкости. Обратная промывка предпочтительнее. Она сложнее технологически, но позволяет лучше вскрыть водоносный горизонт. Еще обеспечивается больший дебет скважины.

Достоинства и недостатки роторного бурения

Преимуществами указанного технологического процесса являются:

• большая глубина бурения;
• возможность достижения водоноса в скальных породах;
• большой диаметр скважины (до 20 см);
• незначительные энергозатраты.

Единственный недостаток метода — необходимость использования промывки.

Какой способ бурения выбрать

Выбор метода зависит от типа грунта, диаметр сечения шахты, глубины бурения. Кроме того, учитываются следующие критерии:

• объем воды, необходимый для обеспечения домовладения;
• частота использования скважины;
• качество жидкости;
• стоимость монтажа глубинного колодца.

Колонковый способ хорошо подойдет при работе с пластичными глинистыми породами. Роторное бурение применяется в том случае, если участок находится на скальном грунте. Если требуется неглубокая скважина с небольшим дебетом, разрешается применять шнек.

При обустройстве неглубоких скважин нужно учитывать внешние факторы: условия климата и погоды, сезонные изменения водного горизонта. Влияние оказывает близкое нахождение сельскохозяйственных полей, вредных производств. Если планируется обустройство артезианской скважины, то требуется разрешение санэпидстанции, оформление соответствующих документов.

Какой метод выбрать для бурения скважины на воду?

На приусадебных участках, удаленных от центрального водопровода единственным выходом получить воду для питьевых и бытовых нужд является обустройство автономного источника. Вариантов такого водозабора существует немного. Это колодец и скважина. Для загородного дома второй вариант предпочтительнее, так как позволяет получить относительно чистую воду в достаточном объеме. Выбор способа бурения скважины зависит от глубины залегания водоносного пласта, его ресурса и геологических условий.

Какой вид источника выбрать?

Как правило, скважины бурят на три основных водоносных горизонта, отличающихся качеством воды, глубиной залегания и мощностью источника.

1. Первый горизонт – верховодка. Располагается на небольших глубинах до 10 метров. По своему качеству вода годится только для технических нужд из-за недостаточной очистки. Степень загрязнения зависит от сезона, находящихся поблизости сельхозугодий и промышленных предприятий. Мощность пласта небольшая. Максимальный дебет не превышает 0,5 м 3 /ч. Годится для бурения абиссинской скважины или устройства колодца. Проходку ствола можно осуществить своими руками посредством несложных инструментов и оснастки.
2. Второй водоносный пласт – песчаный. Глубина залегания от 10 до 50 м. Качество воды приемлемое, на глубоких горизонтах пригодна для питьевых нужд. Водоотдача такого источника стабильна и составляет от 1 до 2 м 3 /ч. Вскрывают месторождение механизированным способом бурения. Диаметр скважин на песок составляет от 5 до 10 см.
3. Третий горизонт – артезианский. Располагается водоносный слой на известняках, залегающих на глубинах от 50 метров. Вода характеризуется высокой степенью очистки и представляет собой стратегический ресурс. Для вскрытия пласта и добычи воды требуется разрешение. Потенциал водоотдачи высокий – от 3 до 5 м 3 /ч. Объем воды стабильный. Бурение скважины осуществляется с применением специальной техники. Традиционно используют ударно канатный способ. Диаметр ствола такого водозабора в среднем составляет 12…14 см.

Классификация способов

Способы вскрытия водоносных горизонтов классифицируют по двум основным критериям.

1. По виду применяемых механизмов и приспособлений:

• Ручной;
• Механический.

1. По типу использования бурового механизма:

• Роторный;
• Ударно-канатный;
• Шнековый;
• Колонковый.

Особенности ручного бурения

Способ ручного бурения требует больших затрат физической силы, но позволяет сэкономить на оборудовании. Применяется при монтаже скважин глубиной не более 25 метров и проводится до тех пор, пока бур не дойдёт до водоупорного слоя.

В случае с ручным бурением используют:

• комплект буровых головок (бур-долото, бур-ложка, змеевики, желонки);
• штанги;
• лебёдка или электрическая таль;
• обсадные трубы;
• для работы на большой глубине – бурильная вышка.

Процесс проходки ствола состоит из следующих этапов:

1. Выкапывается небольшая яма глубиной в 40-50 см, в которой разместится бур.
2. Затем один человек начинает вращение бура; когда он войдёт достаточно глубоко, вращать придётся вдвоём, потом – вчетвером.
3. Через каждые 50-70 см вхождения в землю, бур необходимо вытаскивать и прочищать, чтобы грязь не залепила всю головку.
4. Если грунт слишком жёсткий, получившееся отверстие нужно необходимо заливать водой.

В момент заполнения шахты водой изнутри, работа прекращается. Теперь остаётся только откачать грязную воду с примесями – примерно 5-7 литров. Для этого понадобится насос.

Главное преимущество ручного метода – низкая стоимость, однородная структура ствола на всей длине. Тем не менее, использовать его можно лишь на малой глубине. Дебит и срок эксплуатации такой скважины оставляют желать лучшего.

Специфика роторного бурения

Роторный способ применяют при бурении скважин различной глубины. Тут уже не обойтись без специального оборудования, а именно – самоходной буровой установки, габариты и оснащение которой зависят от условий работы.При походке ствола снаряд с долотом вращательным движением разрушает породу, постепенно углубляясь к пласту.

• Для бурения в плотном каменистом грунте используется модель УРБ-2А2.
• В условиях полной застройки – МБУ-2М.
• Для проходки промышленных скважин глубиной до 500 метров – УРБ-3АМ.

Буровая установка снабжается полой мачтой, внутри которой размещается подвижный вал с долотом. При включении вал начинает вращаться, приводя в движение долото, острые края которого пробивают в породе ствол необходимого диаметра.

В процессе проходки производится промывка, в ходе которой скважина освобождается от слоя выработанного грунта. Промывка может осуществляться двумя способами:

1. прямым;
2. обратным.

В первом случае струя воды подаётся в скважину сверху; смешиваясь с грунтом, она заполняет её целиком, после чего выходит наружу в верхней части. Метод универсален, поскольку может использоваться на любой скважине и дополнительно расширяет её диаметр, что впоследствии обеспечит больший дебит.

Недостаток прямой промывки – повреждение структуры водоносного горизонта.

При обратной промывке вода поступает в скважину самотёком, после чего вместе с грунтом выкачивается при помощи насоса. Такой метод обеспечит ещё большее значение дебита, но потребует больших капиталовложений.

Ударно-канатное бурение

При таком способе, разрушение породы производится за счёт резкого механического воздействия, а именно – падения тяжёлого предмета с высоты. В качестве такого предмета выступает забойный стакан – кусок стальной трубы с буром на конце. В корпусе трубы делают несколько отверстий для быстрой очистки от грунта при вытаскивании. Освобождение стакана от породы производится через каждые 50 см проходки.

К задней части стакана крепится трос или канат, другой конец которого расположен в верхней части буровой вышки. Вышкой называют сборную конструкцию из брёвен, металлических балок или труб высотой от 2 м. Для бурения скважин глубиной от 20 м используются канатно-ударные бурильные установки.

Преимущества

Ударный метод обладает рядом преимуществ.

• Его можно использовать для работы с прочными каменистыми грунтами
• Стакан не портит водоносный слой и стенки скважины и легко очищается.
• Способ можно использовать для изучения характеристик грунта на определённых слоях.
• Монтаж скважины можно проводить сразу после окончания бурильных работ.

Недостатки

Из недостатков метода можно выделить следующие моменты:

• Низкая скорость бурения.
• Невозможность использования на песчаном грунте.
• Метод годится только для вертикального бурения.

Шнековый метод

Основным инструментом, использующимся при данном методе, является шнек. Чтобы понять его устройство, представьте себе ледовый бур для зимней рыбалки, только больших размеров. Шнек работает аналогичным способом – его вставляют в подготовленную яму и вращают при помощи мобильной буровой установки.

Шнековый способ отличается высокой производительностью – при его использовании можно провести бурение в самые короткие сроки. Обуславливается такая скорость за счёт быстрой выемки породы из скважины – она выходит сама, перемещаясь вдоль сплошной винтовой поверхности шнека. Диаметр винта может доходить до 1500 мм.

Кроме того, шнековое бурение идеально подходит для работы на песчаном и болотистом грунте и не предполагает никаких физических усилий либо серьёзных затрат на оборудование.

Из недостатков можно выделить невозможность его использования на каменистой почве, а также ограниченную глубину – не более 50 метров.

Колонковый метод

В основном, применяется при бурении промышленных скважин, а также для исследовательских работ. Порода разрушается при помощи специального долота – пустотелой трубы, оборудованной резцами. Проникая вглубь грунта, она отсекает его от основной структуры, после чего не составляет труда вымыть его наружу при помощи направленной струи воды под давлением.

Высокая функциональность колонкового способа бурения позволяет использовать его не только при бурении скважин, но и для строительных работ – например, если необходимо проделать отверстие в железобетонной плите. Долото приводится в движение при помощи буровых установок ЗИФ.

• Преимущества метода очевидны – высокая скорость работы, взаимодействие с любыми видами породы, мобильность и малые габариты буровой установки.
• Из недостатков можно выделить небольшой диаметр трубы долота (не больше 150 мм) и быстрое стачивание коронок, что приводит к дополнительным расходам.

Общие рекомендации по выбору способа

Выбор метода зависит от трёх основных параметров:

• типа грунта;
• диаметра сечения ствола;
• глубины проходки.

Для скважин малой глубины в мягком грунте рекомендуется использовать шнековый или ручной метод, в твёрдом – ударно-канатный.

Помимо этого выбирая способ бурения, обратите внимание на дополнительные критерии:

• необходимый объем воды;
• частота использования;
• качество воды;
• стоимость, которую придётся затратить на сооружение автономного источника, а именно – рациональность подобных расходов.

Перед проведением бурения скважины на малую глубину следует учитывать внешние факторы – климатические условия, сезонные изменения грунтовых вод, близкое расположение сельскохозяйственных угодий и объектов с вредным производством.

При монтаже артезианских скважин потребуется их регистрация в надзорных органах и оформление соответствующих документов, а значит – новые траты времени и денег.

Помните, что водозабор, изготовленный качественно, с учётом всех оказывающих влияние факторов, прослужит Вам на протяжении многих лет. Перед составлением заказа на бурение, необходимо получить профессиональную консультацию, провести экспертизу на наличие воды, подобрать наилучшее место для размещения скважины в отдалении от септиков и выгребных ям. При обнаружении каких-либо неисправностей в её работе лучше не рисковать и обратиться за помощью к специалистам, проводившим монтаж.

Способы бурения скважин: колонковое, роторное, шнековое

Устройство водозаборной скважины сопряжено с применением различных методов бурения. Рыхлые и насыщенные водой грунты извлекают с помощью желонки. Для проходки по глинистым и скальным породам используют способы бурения скважин, основанные на вращательном принципе.

В работе задействованы механизмы, позволяющие производить разработку грунтов различных типов и на разную глубину.

• Виды буровых способов
• Специфика колонкового бурения
  • Используемое оборудование и инструменты
  • Технология колонкового бурения
  • Веские достоинства и недостатки
• Особенности шнекового бурения
  • Задействованное оборудование и инструменты
  • Технология шнекового бурения
  • Плюсы и минусы применения шнека
• Характеристика роторного бурения
  • Применяемое оборудование и инструменты
  • Своеобразие роторной технологии
  • Достоинства и недостатки роторного бурения
• Какой способ бурения выбрать?
• Выводы и полезное видео по теме

Виды буровых способов

Ранее бурение водоносных скважин для личного пользования осуществлялось в основном ручным способом. Это было трудоёмкий и длительный процесс, поэтому не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться наличием собственного источника водоснабжения. Постепенно механизированное бурение вытеснило ручные методы благодаря значительному облегчению и ускорению процесса.

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

Различают три основных способа механического бурения:

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

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

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

• колонковое;
• шнековое;
• роторное.

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

Специфика колонкового бурения

Колонковое бурение — механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы. Буровой снаряд для колонкового бурения представляет собой толстостенную металлическую трубу.

Вверху колонкового бурового снаряда расположено приспособление для присоединения штанг, необходимых для наращивания буровой колонны. Внизу — коронка, вид которой подбирается в зависимости от категории подлежащего бурению грунта.

При проходке колонковым методом грунт разрушается кольцеобразной коронкой. Внутренняя часть керна при этом сохраняется в не разрушенном виде. Для облегчения процесса бурения по твердым и полутвердым суглинкам, глинам, скальным породам на забой подается промывочная жидкость.

Шлам с забоя иногда удаляют промывкой — нагнетанием в ствол выработки большого количества воды. Чаще всего промывку заменяют продувкой сжатым воздухом, поставляемым компрессором внутрь трубы. Данный тип бурения позволяет бурить скважины глубиной до 1000 метров и диаметром от 8 до 20 см.

Механическое колонковое бурение производится буровыми установками типа ЗИФ, УГБ, УКБ, монтированных на автомобили типа КАМАЗ, КРаЗ, трелевочные тракторы и т.д. В варианте для ручного бурения колонковую трубу укорачивают, называют колоколом или стаканом. С последним, перевернутым вверх дном предметом обихода, конструктивно схожа колонковая труба.

Бурение колонковым способом используется в следующих случаях:

• геологоразведка полезных ископаемых;
• бурение разведочных скважин;
• устройство водоносных скважин любой глубины, в том числе безфильтровых скважин в скальных породах.

Для устройства частных скважин на воду в некоторых случаях колонковый способ используется перед тем, как начать шнековое или роторное бурение, выполняя одновременно разведывательную и подготовительную роль.

В устройстве частных скважин колонковое бурение используется в комплексе с ударно-канатным. Глинистые слои проходят колонковой трубой. Пески неплотного сложения, гравий и галечник с песчаным заполнителем, которые не задерживаются в колонковой трубе, извлекают из ствола желонированием.

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

Используемое оборудование и инструменты

Для колонкового бурения используются следующие инструменты:

• буровые коронки из алмазного или другого твёрдосплавного материала (сталь, вольфрам, победит);
• колонковая труба;
• труба для отвода шлама;
• штанги, требующиеся для наращивания буровой колонны;
• муфтовые соединения, переходники между трубами, промывочный сальник.

При бурении в скальных породах буровая коронка быстро изнашивается и подлежит замене. Материал коронки — дорогостоящий, выдерживающий колоссальные нагрузки, наибольшее распространение получили алмазные буровые варианты. Все используемые в процессе бурения инструменты должны соответствовать соосности, т.е. располагаться ровно относительно оси бурения.

Технология колонкового бурения

Главная особенность колонкового бурения — прохождение породы с полным её сохранением в колонковой колонне. 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.

Веские достоинства и недостатки

В сравнении с ударно-канатным и роторным 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, для проходки валунов требуется долото.

К достоинствам колонкового бурения относят:

• высокую производительность и возможность бурить скважины глубиной свыше 100 м;
• сокращение нагрузок на бурильное оборудование за счёт разрушения глинистой породы, сравнимым с ее вырезанием;
• возможность применения мобильной буровой установки компактных габаритов.

Колонковое бурение — один из самых скоростных методов устройства водозаборных выработок. Скважину на песок с его применением можно пройти за один рабочий день.

Особенности шнекового бурения

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

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

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

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

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

Классификация существующих способов бурения скважин

Выбор оптимального способа обусловлен, в первую очередь, качеством грунта в месте выполнения работ. Рыхлый и влажный удобнее извлекать желонкой, скальные и глинистые необходимо проходить, применяя технологию, основанную на вращении и вибрации. Для качественного выполнения работ, сокращения сроков их выполнения привлекается специальная техника.

В статье сделана попытка кратко рассмотреть основные существующие способы бурения скважин с учётом глубины скважины, её назначения.

Содержание

• Классификация существующих способов
• Особенности колонкового бурения
• Специфика роторного бурения
• Характеристики шнекового бурения
• Специфика ударно-канатного бурения
• Выводы

Классификация существующих способов

Бурение можно осуществлять различными способами, число которых, согласно специальной литературе, доступной в открытых источниках, достигает 21.

Большая их часть предусматривает использование специальной техники и оборудования. Однако, выполнение подобных работ с применением ручного метода, продолжает иметь место.

В качестве примера ниже приведена таблица, содержащая один из возможных вариантов классификации.

Рассмотреть все возможные виды бурения скважин в одной короткой статье практически невозможно. Поэтому остановимся только механическом бурении. Именно они востребованы при обустройстве скважин на воду.

Варианты бурения скважин подразделяют на три основных:

• вращательный – удаляемый грунт предварительно разбивается и измельчается вращением;
• ударный используется устройство, разрушающее грунт посредством наносимых ударов;
• вибрационный разработка выполняется за счёт колебаний высокой частоты.

Первый является наиболее производительным. Он почти в пять раз превышает, по данному показателю, второй, и примерно в пять-десять раз, третий. Эта версия наиболее доступна с точки зрения стоимости, доступности. Именно вращательный способ выбирается, чаще всего, при работе вручную.

Каждый способ бурения скважин подразделяется на несколько видов. Основными, для вращательного, являются четыре:

• колонковое;
• роторное;
• шнековый способ;
• ударно-канатное.

Рассмотрим их более подробно.

Особенности колонкового бурения

При осуществлении данного способа бурения скважин, грунт из них (песчаный плотный, глинистый) извлекается в форме цилиндрического керна. Работа ведётся с использованием в качестве бурового снаряда, бурового долота (металлической трубы с толстыми стенками и резцами).

В верхней части бура устанавливается устройство, специально предназначенное для присоединения следующей штанги. Это обеспечивает оперативное удлинение буровой колонны. В нижней располагается коронка, конструктивное исполнение которой выбирается с учётом категории грунтов, подлежащих бурению.

Грунт, в процессе проходки, разрушается с помощью коронки кольцеобразной формы, формируя керн. Внутренняя часть последнего не разрушается.

На сложных грунтах (скальные породы, глины, суглинки) процесс бурения облегчается подачей промывочной жидкости.

Шлам может удаляться из забоя промывкой. Бывает, её заменяют продувкой с использованием сжатого воздуха.

Подобный тип бурения позволяет обустраивать скважины глубиной ≤ 1000 м, диаметром (80-200) мм.

Работы проводятся с использованием буровых установок (БУ) различных типов (пример: УГБ, ЗИФ, УКБ), которые монтируются на шасси грузовых авто, трелёвочных тракторов.

Этот метод востребован:

• при бурении скважин разведочных;
• в процессе поиска полезных ископаемых (проведения геологоразведки);
• промышленных скважин;
• для обустройства водоносных скважин различной глубины.

Когда речь идёт о частных скважинах, колонковый способ выбирается для разведочного бурения перед переходом на иное бурильное оборудование, роторное, шнековое. Бывают варианты использования совместно с ударно-канатным.

Преимущества и недостатки метода

Одним из наиболее важных плюсов данного способа бурения скважин является существенная скорость выполнения работ, в сравнении с роторным или ударно-канатным.

Другими достоинствами является:

• возможность бурения на глубину более 100 метров;
• снижение нагрузок на БУ благодаря малой площади разрушаемых пород посредством вырезания керна;
• использование небольших мобильных БУ.

Основной минус, невозможность извлечения из пробуренной шахты скважины галечников, насыщенных водой, рыхлых грунтов. К минусам относятся незначительный диаметр скважины (до 150 мм), быстрое стачивание резцов.

Специфика роторного бурения

Этот вид является разновидностью вибрационного вращательного бурения. Грунт разрушается долотом, которое приводится в действие ротором БУ. Является наиболее распространённым.

Грунт удаляется из скважины обратной (ускоренный вариант работы), прямой промывкой. Глинистый раствор подаётся насосной станцией (грязевый насос), самотёком.

Вариант создаёт оптимальные условия для применения на полускальных, скальных грунтах. Позволяет обустраивать скважины ≤ 150м.

Метод рекомендуется использовать, когда:

• существует возможность доставлять техническую воду, используемую при промывке, бесперебойно;
• подземная вода имеет надлежащий напор, характерный для артезианской скважины;
• гидрогеология участка известна досконально (работа по скальным породам, уровень залегания в коренных породах водоносного горизонта).

Для этого способа буре6ния скважин имеется ограничение в применении с учётом климата региона (промывочная жидкость может замерзать).

Работы производятся с использованием вышки (решётчатой, рамной). На ней монтируются элементы БУ, подъёмное оборудование. Наличие вышки обеспечивает возможность поднимать из скважины, опускать в неё бурильные и обсадные колонны.

Двигатель, через зубчатое устройство, вращает ведущую трубу. Оно передаёт вращательное движение на долото, являющееся основным инструментом бурения. Этот элемент может иметь разное исполнение, изготавливаться из композитных материалов, высокопрочной стали на которой выполнено алмазное напыление, иных материалов.

Форма и размер долота бывают различными (выбирается с учётом типа грунта).

Процесс включает несколько этапов:

• на первом осуществляется разрушение породы долотом;
• затем порода выносится, нагнетаемым потоком воды, на поверхность (обратная, прямая промывка);
• стенки скважины укрепляются обсадными трубами.

Технология обратной промывки позволяет повысить скорость выполнения работ и последующий дебет скважины. Однако она более дорогостоящая.

Достоинства и недостатки

Главный плюс, возможность выполнять глубокое бурение, обеспечивающее забор воды из трещиноватых известняков. В числе иных достоинств:

• вскрытие водоносного слоя в скальных коренных породах выполняется с высоким качеством (с обязательным учётом глубины их залегания);
• возможно бурение скважин большого диаметра (максимальное значение составляет 200 мм);
• значительная скорость проходки с минимальными затратами энергоресурсов.

К минусам относятся: сложность эксплуатации при низких наружных температурах (требующая утепления система, по которой циркулирует промывочный раствор). Пробу воды можно получить только после пуска скважины. Водяной слой загрязняется раствором. Поэтому требуется достаточно продолжительный период промывки скважины.

Характеристики шнекового бурения

Данный метод чаще всего используют при обустройстве скважин на приусадебных и дачных участках. Это один из востребованных методов бурения скважин на воду. Его особенность предусматривает полное удаление разрабатываемой породы из створа, без использования дополнительного оборудования. метод можно сравнить с работой сверла, входящего в материал, с одновременным удалением ненужного.

Инструмент, которым ведётся бурение, именуется шнек. Фактически, это керноприёмник значительного диаметра (стержень из металла с лопастями). При ввинчивании в грунт, он разрушает последний, удерживая породу на лопастях. Полностью очистить забой от отвалов такая конструкция не позволяет. Поэтому применяется на начальном этапе, когда проходятся верхние слои.

Для выполнения работ больших затрат и усилий не требуется. Поэтому вариант широко используется при прокладке различных коммуникаций, в геологоразведке, при обустройстве буронабивных и, иногда, скважин на воду.

Позволяет оперативно вести обустройство абиссинских колодцев (скважин на песок). Эта технология позволяет облегчить процесс первичного погружения ствола, без полного забивания скважины-иглы в грунт на площадке работы, выполняя первичное разрушение породы.

Допустимые глубины 20 м на грунтах средней плотности, 30 на рыхлых, мягких. Допустимые диаметры скважины (100-600) мм.

Технология предусматривает финишную очистку желонкой ствола от оставшейся в нём породы, после его проходки шнеком, монтажа обсадки.

Позволяет вести частичную проходку на глубину 120м. Но только при обязательной комбинации с колонковым, роторным, ударно-канатным.

Вариант нельзя использовать на скальных грунтах.

Бурение ведётся с использованием БУ, оснащённой высокопрочным бурильным винтовым инструментом. В комплект могут включать долота: с лопастями (число которых может достигать двух, трёх), востребованные при проходке рыхлых пород; с конусными, круглыми головками, для твёрдых.

Практически все современные БУ комплектуются полым инструментом с реверсивным замком, исключающим его вращение в противоположную сторону.

Разрабатываемый грунт охлаждает режущий инструмент, порода удаляется наверх по спиральным направляющим с ребордой. Такое техническое решение даёт возможность непрерывного бурения, что снижает финансовые и энергетические расходы.

Преимущества и недостатки

При правильном подборе угла наклона установленного долота и размера шнека бурение идёт с высокой скоростью. Среди плюсов отмечают:

• подъём грунта на поверхность непосредственно в ходе бурения;
• отсутствие необходимости промывать ствол;
• высокая скорость безостановочного бурения;
• ручным шнеком, компактной установкой подобного типа работы можно вести в подвале дома;
• отсутствует необходимость постоянного подъёма звеньев, сборки буровой колонны, её разборки (как в колонковой версии);
• идеальное решение для работы на глинистых мягких, смешанных, суглинистых грунтах;
• отсутствие вероятности размывания почвы.

К минусам относят: невозможность бурения на очень твёрдых и сыпучих грунтах; потребность использования ударно-канатного варианта для финишной очистки ствола от отработанной породы.

Специфика ударно-канатного бурения

Работа выполняется с использованием забивного стакана, и комплекта желонок. Разница заключается в том, что желонка имеет специальный клапан, позволяющий удерживать в ней грунт, попавший внутрь при ударе о его поверхность, а в стакане последний удерживается, благодаря силе трения.

Технология востребована для работы на песке, обводнённых грунтах, суглинках, глинистых почвах, любом вязком грунте.

Это достаточно сложная технология, весьма продолжительная по времени. На твёрдых грунтах может потребоваться применение буровых патронов.

Подобным методом можно обустроить достаточно глубокие скважины. Однако, в этом случае, потребуется обустраивать телескопическую структуру, с уменьшением диаметра по глубине.

Преимущества и недостатки

В числе достоинств отмечают:

• возможность применения на различных почвах, включая каменистые;
• легко выполнимое очищение стакана;
• водоносный слой и стенки скважины при работе не повреждаются;
• монтаж всех элементов скважины начинается сразу по завершению бурения.

К минусам можно отнести:

• низкую скорость проходки;
• возможность вести только вертикальное бурение;
• невозможность организации работ на песчаных грунтах.

Выводы

Рассмотренные варианты применяют в различных ситуациях:

• колонковое бурение лучше подходит для ведения проходки в глинистых пластичных грунтах.

Может использоваться для обустройства большей части водозаборных выработок. Иногда применяется совместно с ударно-канатным бурением.

• Шнековое бурение сопоставимо с предыдущим по сферам использования.

Основным отличием является недостаточная очистка ствола, что влечёт потребность в обязательном применении желонки (вариант, длительной промывки скважины до начала эксплуатации).

• Роторное бурение самое взвешенное решение для работы в скальных грунтах;
• ударно-канатное используется достаточно редко. Преимущественно при ручном бурении на приусадебном участке.

От правильно подобранного метода зависят сроки выполнения работ, качество и сроки эксплуатации скважины, финансовые затраты на её обустройство.

Технологии и методы бурения скважин

На загородном участке, удаленно расположенном от центрального водопровода, единственным выходом обеспечить бесперебойную поставку чистой воды, пригодной к употреблению, является сооружение автономной водозаборной точки – колодца и скважины. Выбор способа бурения зависит от глубины залегания водоносного слоя, а также геологических особенностей местности.

1. Специфика ручного бурения
2. Механизированное бурение скважин
3. Ударно-канатный способ бурения скважин
4. Роторный способ
5. Шнековый и колонковый способы бурения скважин на воду
6. Как выбрать подходящие способы

Специфика ручного бурения

Ручное шнековое бурение скважины

Бурение скважин без заезда на участок специального оборудования может проводиться в единственном случае – если было принято решение работать вручную. Ручной способ позволяет существенно сэкономить семейный бюджет, но придется приложить много физических усилий. Используется при строительстве источника глубиной не более 25 метров, бурение своими руками проводится до тех пор, пока бур не достигнет водоносного пласта.

Чтобы пробуривать источник самостоятельно, потребуется следующий рабочий инвентарь:

• комплект буровых головок, например, желонки, змеевики, бур-ложка и бур-долото;
• для работы на большой глубине дополнительно понадобится бурильная вышка;
• штанги;
• обсадные трубы;
• электрическая таль или лебедка.

Проходка ствола проводится по следующей технологии:

1. Предварительно нужно выкопать небольшую яму, глубиной не более 40-50 см. В нее будет помещен бур.
2. Один человек осторожно начинает вращать бур (важно, чтобы он погрузился в почву практически вертикально). По мере углубления бура в грунт вращать его будет один человек, затем двое и т.д.
3. Чтобы грязь не залепила всю головку буровой установки, бур извлекают из почвы через каждые 50-70 см и очищают.
4. Если приходится работать с жесткими типами почв, отверстие нужно обильно заливать водой.

Как только отверстие источника изнутри начинает заполняться водой, работы по бурению останавливаются. Следующий шаг – откачать грязную воду с большим количеством посторонних примесей. Для этого используют поверхностный или погружной насос.

Ручной метод имеет немало преимуществ. Основные из них – недорогое производство, однородная структура ствола вдоль всей его длины. Из недостатков выделяют – небольшой дебет источника и маленький эксплуатационный срок.

Механизированное бурение скважин

Существует несколько способов механизированного бурения скважин. Чтобы выбрать наиболее подходящий, о каждом нужно узнать более подробно.

Ударно-канатный способ бурения скважин

Это самый старый способ из всех существующих, его изобрели и активно использовали столетиями в древнем Китае. Разрушение породы происходит из-за резкого механического воздействия – падения с высоты тяжелого забойного стакана. Деталь представляет собой кусок трубы, изготовленной из стали с буром на конце. Для очищения предмета от почвы при вытаскивании он оснащен несколькими отверстиями.

К задней части стакана крепится канат или трос, который соединяет его с верхней частью буровой вышки. Высота ее превышает 2 метра. Используется метод для сооружения источника глубиной более 20 метров.

Роторный способ

Роторный способ бурения скважин реализуется с помощью специального оборудования – самоходной буровой установки. Ее размеры и оснащение дополнительными элементами будет зависеть от условий работы. При проходке снаряд, оснащенный долотом, вращательным движением разрушает породу и постепенно углубляется в слои грунта.

• Для каменистой почвы используется модель установки УРБ-2А2.
• Для проходки промышленных сооружений, глубина которых может достигать 500 метров – УРБ-3АМ.
• В условиях застройки – МБУ-2М.

В процессе канатного бурения скважин обязательно должна проводиться промывка, которая освобождает детали конструкции от слоев выработанной почвы.

Шнековый и колонковый способы бурения скважин на воду

Бур для колонкового бурения

В реализации шнекового метода обязательно наличии шнека, который работает по принципу ледового бура только больших размеров. Для сооружения скважины его вставляют в предварительно подготовленную яму и вращают.

Особенности способа – высокая производительность, сроки выполнения работ самые короткие. Обусловлено это большой скоростью выемки породы из скважины. Диаметр винта может достигать 150 см.

Рекомендуется использовать на болотистой и песчаной почве. Реализация не предполагает больших финансовых и физических затрат. Из недостатков выделяют отсутствие возможности проведения работ на каменистой почве, а также ограниченная глубина – максимум 50 метров.

К колонковому методу бурения чаще всего прибегают для сооружения скважин в промышленных масштабах, а также для проведения научных и исследовательских работ. Использование специального долота разрушает породу. Пустотелая труба дополнительно оснащена рубцами. Проникая в слои почвы, она отсекает от основного пласта.

Высокая производительность позволяет использовать метод не только для сооружения скважин, но и в строительстве, например, если требуется проделать сквозное отверстие в железобетонной конструкции. В движение долото приводит специальная установка под названием – ЗИФ.

Неоспоримое преимущество колонкового способа – существуют малогабаритные установки, которые можно устанавливать даже на приусадебных участках с небольшой площадью.

Как выбрать подходящие способы

Способ бурения зависит от глубины скважины и типа почвы

Выбрать подходящий метод бурения скважин помогут основные параметры:

• диаметр сечения ствола;
• тип почвы;
• глубина проходки.

Для источников небольшой глубины залегания водоносного пласта в мягкой почве предпочтительнее прибегать к ручному или шнековому способу бурения, в твердом грунте – ударно-канатному.

Также при выборе способа бурения требуется обратить внимание на дополнительные критерии выбора:

• Финансовые вложения, которые потребуются для сооружения автономной сети водоснабжения: карману бурение артезианской скважины или достаточно, например, песочной.
• Необходимый объем воды или дебет источника, которого будет достаточно для комфортного проживания семьи в доме.
• Качество колодезной воды (чем больше глубина, тем чище вода).
• Частота использования источника.

Если источник будет небольшой глубины, перед бурением следует проанализировать климатические и геологические условия местности, расположение промышленных предприятий и сельскохозяйственных угодий поблизости.

При сооружении артезианской скважины на приусадебном участке нужно оформлять соответствующий пакет документов и регистрировать источник, а это дополнительная трата времени и финансов.

Качественно пробуренный и благоустроенный источник будет служить домовладельцам долгие годы. Прежде чем приступать к бурению источника, нужно провести экспертизу на наличие подземных вод и подобрать наиболее подходящее место вдали от выгребных ям и септиков (обязательны к ознакомлению нормативно-правовые акты СНиП).

Способы бурения скважин на воду

Главная » Бурение » Способы бурения скважин на воду

Способ бурения водозаборных скважин выбирается в зависимости от типа почвы. Грунт, насыщенный влагой, извлекается при помощи желонки, а вот для бурения глинистых и скальных пород используются специальные установки, работающие на вибрационном и вращательном принципе.
Оборудование для бурения выбирается в зависимости от глубины скважины и типа почвы. В этой статье мы постараемся дать максимально развернутый ответ на вопрос о том, как осуществляется выбор способа бурения скважин.

Способы бурения скважин на воду

Наши бабушки и дедушки обустраивали водоносные скважины вручную, поэтому далеко не каждый владелец частного дома мог похвастаться собственным источником водоснабжения. С появлением современного оборудования этот процесс стал занимать намного меньше усилий и времени. В 21 веке почти все скважины бурятся при помощи специальных установок, работающих примерно по одинаковому принципу. Вначале выполняется разрушение грунта, после чего он извлекается из скважины. Удаление почвы может быть выполнено как сухим методом, то есть почва сухой поставляется наверх, или гидравлическим, в этом случае грунт вымывается под напором воды.

Бурение скважины может быть выполнено тремя способами, а именно:

• Вращательным. В этом случае грунт вынимается путем вращения спиралевидной установки.
• Ударным. В этом случае разрушение почвы осуществляется при помощи ударов.
• Вибрационным. Грунт разбивается при помощи высокочастотных колебаний.

Вращательный способ бурения скважин является самым быстрым, он в 3-5 раз быстрее справляется с поставленными задачами, чем ударный метод, и в 5-10 раз быстрее, чем вибрационный. К тому же, этот метод является самым дешевым и доступным, именно его чаще всего применяют для бурения скважин.

При этом вращательный способ подразделяется на следующие категории:

• Колонковый.
• Шнековый.
• Ударно-канатный.
• Роторный.

Каждый из перечисленных выше методов выполняется при помощи специальных буровых установок и по определенному принципу. Давайте более подробно разберем каждый из этих способов.

Колонковое бурение

Этот способ используется для бурения скважин в песчаных и глинистых грунтах. Снаряд для бурения представляет собой толстую металлическую трубу. Разрушенный грунт извлекается на поверхность в сухом виде.

Колонковое бурение предполагает разрушение почвы кольцеобразной коронкой. Для облегчения процесса используется промывочная жидкость. Данный метод часто используется при бурении разведочных скважин. Часто он используется перед началом роторного или шнекового бурения.

Шнековое бурение

Этот способ чаще всего применяется в частных хозяйствах. Главная его особенность заключается в том, что весь ненужный грунт удаляется без применения дополнительных установок. Процесс бурения напоминает ввинчивание, выполняется одновременное бурение почвы вглубь и ее удаление. Работы выполняются при помощи установки под названием «шнек». Данный метод отличается быстротой и дешевизной, он не нуждается в оборудовании специального резервуара для промывочной жидкости. Шнек подходит для мягкого грунта, а вот со скальными породами он не справляется.

Ударно-канатный способ бурения скважин

Работа выполняется при помощи специального стакана, который называется также желонкой. Он выглядит в виде куска трубы с острыми краями, который подвешивается на тросе. Стакан опускается на грунт, куда врезается острыми краями. Далее при помощи ударов он вгоняется в грунт, наполняясь при этом землей. В таком виде его поднимают и извлекают из него почву.

Ударный способ бурения скважин не подходит для глубоких скважин, а также для бурения в песчаных породах, так как песок просто не удержится в стакане.

Роторный способ бурения скважин

Роторный способ бурения предполагает разрушение почвы при помощи долота, которое приводится в действие от ротора бурового оборудования. Разрушенный грунт вымывается под напором воды, которая может поступать как самотеком, так и при помощи специального насоса. Бурение скважин вращательным роторным способом используется для получения отверстий глубиной до 150 метров в твердом грунте. Правильно подобранное оборудование сделает скважины и в скальных породах.