Бурение — это процедура разламывания горных пород специальной бурильной техникой. Бурение, как и многие другие технологии, имеет несколько направлений.

Процесс бурения включает в себя разламывание горных пород при помощи бурильной техники, в результате чего получается скважина.

Эти направления зависят от положения горного пласта:

• вертикальное;
• наклонно-направленное;
• горизонтальное.

Процесс прокладывания в земле направленного цилиндрического ствола называют бурением. Впоследствии этот канал называют скважиной. В диаметре она должна быть меньше длины. Устье скважины (начало) располагается на поверхности. Забоем и стволом называют дно и стены скважины соответственно.

Подготовка к процессу

При бурении скважин сначала:

Процесс бурения невозможен без специальной бурильной техники.

1. На участок бурения подвозят бурильную технику.
2. Потом начинается процесс бурения. Он заключается в углублении ствола скважины путем промывания его и бурения.
3. Во избежание обрушения стенок скважин проводят разобщение пластов — работы по укреплению пластов земли. Для этого в пробуренную землю опускают и прокладывают трубы, которые соединяются в колонны. Затем все пространство между трубами и землей цементируют (тампонируют).
4. Последний этап работ называется освоение скважин. В него входит вскрытие последнего пласта, установка призабойной зоны, а также перфорация и вызов оттока.

Для того чтобы начать бурение сначала, нужно осуществить подготовительные работы.

Сначала оформляют документы, разрешающие вырубку и расчистку лесного массива, но для этого нужно получить согласие лесхоза. При подготовке участка для бурения проводят следующие работы:

Перед тем как начать бурение скважин, необходимо расчистить участок от деревьев.

• разбивка зон на участки по координатам;
• вырубка деревьев;
• планировка;
• возведение поселка рабочих;
• подготовка основы для буровой;
• приготовление и разметка площадки;
• установка фундаментов под цистерны на ГСМ складе;
• устройство обволоки склада, приготовление оборудования.

Следующий этап работ — это подготовка вышкомонтажного оборудования. Для этого:

• производят монтаж техники;
• монтаж линий;
• монтаж подвышечных оснований, оснований и блоков;
• монтаж и подъем вышки;
• пусконаладочные работы.

Вернуться к оглавлению

Предварительные работы

После того, как буровая машина установлена, прибывает спецкомиссия на проверку оборудования, техники и качества труда.

Когда бурильная установка готова, начинаются работы по приготовлению к бурению. Как только буровая машина установлена и возведение сооружений закончено, буровую проверяет спецкомиссия. Мастер бригады бурения, принимая комиссию, вместе с ней следит за качеством работ, проверяет технику и исполнение охраны труда.

Например, светильники по способу исполнения должны быть во взрывобезопасном кожухе, по шахте должно быть распределено аварийное освещение на 12 V. Все замечания производимые комиссией должны быть учтены до начала работ по бурению.

До того как начать буровые работы, техника оснащается соответствующим оборудованием: шурфом под квадрат, буровыми трубами, долотом, приспособлениями малой механизации, обсадными трубами под кондуктор, контрольно-измерительными приборами, водой и т. д.

На буровой должны быть домики для жилья, беседка, столовая, баня для сушки вещей, лаборатория для анализа растворов, инвентарь для тушения пожаров, вспомогательный и рабочий инструмент, плакаты по технике безопасности, аптечки и медикаменты, склад для бурильного оборудования, вода.

После того как вышка для бурения была установлена, начинается ряд работ по переоснастке талевой системы, в процессе чего осуществляется установка оборудования и апробирование средств малой механизации. Технология забуривания начинается с установки мачты. Ее направления должно быть установлено точно по центру оси вышки.

После центровки вышки производится бурение под направление. Это опускание трубы для упрочнения скважин и заливка ее верхнего конца, который должен по направлению совпадать с желобом, цементом. После того, как направление в процессе бурения скважин было установлено, еще раз проверяют центровку между осями ротора и вышки.

В центре скважины производят бурение под шурф для квадрата и в процессе обсаживают трубой. Бурение шурфа скважины исполняется турбобуром, который во избежание слишком быстрого вращения удерживается пеньковым канатом. Одним концом он крепится к ноге вышки, а второй удерживается в руках через блочок.

Вернуться к оглавлению

Завершение

После подготовительных работ, за 2 дня до пуска буровой, организуется конференция, где участвует вся администрация (главный инженер, технолог, главный геолог и т. д.). На конференции обсуждают:

Схема строения геологических пород на месте обнаружения нефти: 1 — глины, 2 — песчаники водонасыщенные, 3 — нефтяная залежь.

• строение скважины;
• строение пород в месте геологического разреза;
• осложнения, которые могут возникнуть в процессе бурения и т. д;
• затем рассматривают нормативную карту;
• обсуждаются работы по безаварийной и скоростной проводке.

Процесс бурения может быть начат при оформлении следующих документов:

• геолого-технического наряда;
• разрешения о вводе буровой в действие;
• нормативной карты;
• вахтового журнала;
• журнала по буровым растворам;
• журнала ведения охраны труда;
• учета работы дизелей.

На буровой могут применяться следующие виды механизмов и материалов:

• цементирование оборудования;
• плакаты с надписями о безопасности и об охране труда;
• каротажное оборудование;
• питьевая вода и техническая;
• вертолетная площадка;
• цементные растворы и буровые;
• химические реагенты;
• обсадные трубы и бурильные.

Бурение скважин — метод вырубания горной породы при котором образуется шахта. Такие шахты (скважины) испытывают на наличие нефти и газа. Для этого производят перфорацию ствола скважины для провоцирования притока нефти или газа из продуктивного горизонта. Затем производится демонтаж бурильной техники и всех вышек. На скважине устанавливается пломба с указанием названия и срока бурения. После этого мусор уничтожается, все амбары зарываются, а металлолом утилизируется.

Обычно вначале максимальный диаметр скважин не превышает 900 мм. В конце он редко когда достигает 165 мм. Процесс бурения представляет собой несколько процессов, в ходе которых происходит строительство ствола скважины:

• процесс углубления дна скважин посредством раскрашивания горных пород буровым инструментом;
• удаление разломанной породы их шахты скважины;
• крепление ствола скважин;
• проведение геолого-геофизических работ по исследованию породы разлома и обнаружению продуктивных горизонтов;
• спуск и цементирование глубины.

По глубине скважины бывают следующих типов:

• мелкая — глубиной 1500 м;
• средняя — глубиной до 4500 м;
• глубокая — 6000 м;
• сверхглубокая — свыше 6000 м.

Процесс бурения — это разламывание горных пород буровыми долотами. Разломанные части этой породы вычищают потоком промывочного (жидкого) раствора. Глубина скважин увеличивается в процессе разрушения забоя по всей площади.

Вернуться к оглавлению

Возникающие осложнения

Обвал стенок скважины может произойти вследствие неустойчивой структуры породы.

При процессе бурения скважины могут возникнуть некоторые осложнения. Это могут быть:

• обвалы стен шахты;
• поглощения промывочной жидкости;
• аварии;
• неточное просверливание ствола скважин и т. д.

Обвалы могут возникнуть вследствие неустойчивой структуры породы. Их признаком могут служить;

• повышенное давление;
• слишком сильная вязкость промывочной жидкости;
• слишком большое количество обломков при промывке шахты.

Поглощение промывочного раствора происходит из-за того, что раствор, залитый в шахту, полностью засасывается пластом. Обычно это происходит тогда, когда пласты имеют пористую структуру или большую проницаемость.

Бурение — это процесс, при котором вращающийся снаряд доводят до забоя, а потом поднимают снова. При этом скважины просверливаются до коренных пород, врезаясь на 0,5-1,5 м. После этого в устье опускается труба для предотвращения размыва и для того, чтобы промывочная жидкость, выходя из скважины, попадала в желоб.

Частота вращения бурового снаряда и шпинделя зависит от физических свойств горных пород, диаметра и вида буровой коронки. Скоростью вращения управляет регулятор подачи, создающий нужную нагрузку на коронку. При этом он создает определенное давление на резцы снаряда и стенки забоя.

Прежде чем начать бурение скважины нужно составить ее проектный чертеж, где указаны:

• физические свойства пород: их твердость, устойчивость и водонасыщенность;
• глубина и наклон скважины;
• конечный диаметр скважины, на который влияет твердость пород;
• способы бурения.

Составление проекта скважин начинается с выбора ее глубины, диаметра по окончании бурения, углов забуривания, структуры.

Глубина картировочных скважин зависит от геологического анализа с последующим его картированием.

Скважина для добычи воды представляет собой довольно сложное сооружение. Многих сегодня интересует бурение скважин на воду: технология процесса, инструменты и оборудование для выполнения работ. Качество воды из скважины или колодца зависит от их конструкции. От качества выполненных работ зависит срок эксплуатации.

Как пробурить водяную скважину

Перед бурением скважины на воду необходимо выбрать для нее место. Это должен быть участок земли с примерными размерами 4х12 м. Если дом еще не построен, то лучше выбрать место в будущем подвале. Если дом уже поставлен, то бурить лучше поближе к фундаменту. К месту проведения работ нужно обеспечить проезд бурильной установки и автомобиля-водовоза. На расстоянии примерно 2 м от места расположения бура не должно быть никаких электрических проводов. Подобных мер требуют общие правила проведения бурения скважин под воду.

Способов бурения существует несколько. Но при любом из них должны выполняться следующие операции:

• измельчение породы;
• выемка измельченной земли наружу;
• укрепление стенок скважины.

Как происходит измельчение породы? Делается это с помощью специальных породоразрушающих приспособлений. Это может быть взрывная энергия, электрическая или термическая. Но все эти виды применяются довольно редко. Гораздо чаще пользуются другими: шнеками, стаканами, ручными бурами.

Вынимают грунт наружу следующими способами:

• гидравлическим;
• механическим;
• пневматическим;
• комбинированным.

Гидравлический способ производится водой, раствором глины или другой технической жидкостью. Механический — с применением специальных буров, шнеков, желонок. При пневматическом методе измельченная порода удаляется сильной струей сжатого воздуха. При комбинированном способе пользуются несколькими из этих способов.

Крепление стенок скважины на воду технология рекомендует осуществлять металлическими обсадными трубами. Чаще всего это цельнотянутые трубы на резьбовом или сварном соединении. Применяются изредка и другие варианты. Но не рекомендуется использовать нержавеющую сталь (очень дорого!) и оцинкованный металл.

При выполнении бурения скважины на воду часто используют промывку. Это способ, при котором в скважину подается вода с помощью насосов. Она затем вместе с измельченной породой поднимается и отстаивается в специальном отстойнике. По осевшей породе бурильщики определяют разрез участка. Вода затем делает новый круг. Поднимающийся раствор глины упрочняет стенки и не дает им обвалиться.

Процесс бурения скважины подразумевает последовательную ее обсадку трубами. Завершается бурение скважин на воду их прокачкой, которая ведется до того момента, пока не пойдет совершенно прозрачная жидкость.

Способы бурения на воду

Технология бурения скважины под воду позволяет вести работу несколькими способами:

• шнековым;
• роторным;
• ударно-канатным;
• ручным.

Рассмотрим каждый из них подробнее.

Шнековое бурение скважин — самый распространенный и доступный способ. Шнек в виде винта входит в почву и разрыхляет ее. Бурить можно только сухой и мягкий грунт. Шнеки совершенно не годятся для плывунов. Этот инструмент разрушает породу и поднимает ее в скважинное устье. Шнеки бывают диаметром от 60 до 800 мм. Бурить ими можно до глубины 60 м, иногда и до 100 м. Шнековое бурение скважин невозможно на скальных грунтах.

Роторный способ — это непрерывное действие инструмента, который называется ротором. Он постоянно вращается. Порода вымывается глинистым раствором. Этот способ сравнительно дешевый и достаточно быстрый. Но в холодную погоду он требует утепления системы, по которой циркулирует вода. Бурение осуществляется с помощью машин:

• УРБ-2А2;
• МБУ-2М;
• УРБ-2,5;
• УРБ-3АМ.

УРБ-2А2 способна пробурить почву до глубины 55 м, УРБ-2,5 — до 300 м, а УРБ-3АМ — до 500 м.

Ударно-канатный способ является самым трудоемким. Но его не стоит забывать, так как он самый качественный. Порода разрушается после удара тяжелого предмета. Это особой формы заостренный стакан из стальной трубы. Он падает с высоты, ударяется о почву, забирает разрушенный грунт и поднимается. Наверху стакан чистят и снова бросают вниз.

Сама бурильная установка может быть сделана своими руками из труб или из бревен в виде треугольного конуса. Этот конус оборудован лебедкой с тросом. Технология бурения скважин на воду не требует использования глинистого раствора. Но установка обсадных труб должна проводиться своевременно. Такой установкой можно пробурить диаметр 10-30 см. Но глубина не может превышать 10 м. Для бурения можно применять установки УКС-22М2, УГБ-50, УГБ-1ВС.

Ручной способ используется довольно часто. При нем пользуются забивными трубами или шнеком. Трубы разрезают на куски длиной примерно 2-3 м. На концах их нарезается наружная резьба. На нижний конец трубы наваривается наконечник. Он имеет вид конуса, диаметр которого на 1 см больше диаметра трубы. Над наконечником 60-100 см трубы просверливается через 5 см сверлом диаметром 6 мм. Это будет своеобразный фильтр. По мере заглубления трубы она удлиняется с помощью муфт. Но проще поступить другим способом. Нужно для работы приготовить:

• различные буры;
• штанги;
• трубы для обсадки;
• лебедку;
• бурильную вышку.

Если скважина не будет очень глубокой, необходимость в вышке отпадает. Процесс выполнения работ довольно прост. Нужно выкопать ямку глубиной около 50 см, установить бур и начать его вращать. Работать лучше вдвоем. Через каждые 50 см бур вынимают из земли и чистят его. Метод этот стоит дешевле остальных, но имеет ограничения по глубине.

Заключение

Технология бурения скважин на воду подразумевает разрушение породы, очистку ствола, укрепление стенок и окончательное оборудование скважины трубами, фильтрами, насосами и кранами для забора питьевой воды. Процесс бурения скважины может быть разным. Глубокие шурфы выполняются с помощью вращательной технологии бурения скважин. Часто пользуются шнековым бурением: технология его довольно проста и применяется на личных участках. При скорости вращения шнеков 250 оборотов в минуту весь процесс происходит довольно быстро.

При любой технологии бурения скважин применяется обсадка специальными трубами для защиты стенок от обвала и от проникновения грязной воды из верхних водоносных слоев.

Неглубокие скважины можно получать ударно-канатным способом. Хорошо работает ручной метод. Любое бурение заканчивается закрытием верха водоносной скважины специальным оголовком. Через него пропускаются необходимые провода, шланги и трубы для доставки воды в дом.

Самым доступным и простым источником водоснабжения для частного дома, дачи или бани является скважина на воду.

Чтобы обеспечить земельный участок чистой водой, потребуется предварительная подготовка: анализ основных параметров грунта, расчет глубины залегания водоносных горизонтов, выбор подходящего варианта обустройства водозаборной точки. На основании полученных данных определяется эффективный способ забоя и выполняется бурение скважин на воду.

При этом обустроить скважину самостоятельно доступно любому владельцу участка, главное – грамотно применить технологию бурения.

Бурение водяных скважин – трудоемкий и ответственный процесс, требующий правильного подхода к применению современных методов бурения. Основной комплекс работ можно выполнить самостоятельно с минимальным набором оборудования, не привлекая сторонних подрядчиков.

Это позволит сэкономить на профессиональном бурении и аренде специализированного оборудования. Важной статьей расходов на обустройство скважины станет проведение основных расчетов и сбор аналитических данных по состоянию грунта и расположению водоносного горизонта.

Самый популярный тип гидросооружения, которое можно обустроить самостоятельно, – скважина на воду с глубиной обсадки до 35 метров. Конструктивно она представлена трубой, которая устанавливается в шахту и оснащается фильтром для донной очистки воды.

Для самостоятельной разработки водозаборной точки специалисты рекомендуют выбирать метод шнекового бурения с применением электрической или бензиновой буровой установки. Это значительно упрощает сам процесс и сокращает временные затраты на обустройство скважины.

Правильный выбор места для разработки скважины

Как бурят скважину на воду? Все начинается с выбора подходящего места для обустройства водозаборной точки. Для определения водного источника на земельном участке рекомендуется учитывать такие признаки:

1. Скопление растительности, которая предпочитает высокую влажность почвы в определенных зонах.
2. Скопление мелких насекомых, а также отдых домашних животных – котов и собак – в местах пролегания водоносного слоя.
3. Возникновение влажного тумана и росы в вечернее и утреннее время. В зимний период появление проталин.

Вышеперечисленные признаки обнаружения водоносного горизонта считаются косвенными, поэтому для получения более точных результатов рекомендуется провести основные геологические изыскания.

Специалисты помогут определить глубину прохождения водоносных горизонтов и предоставят аналитические данные о состоянии грунта на земельном участке.

Разновидности скважин под воду

Существует несколько видов скважин для организации системы водоснабжения, которые зависят от уровня прохождения водоносных слоев.

• Скважины на песок . Самый распространенный вариант гидросооружений, который отличается дешевизной и доступностью проведения работ. Конструктивно подобная скважина представлена обсадной колонной, оснащенной фильтром донной очистки. Водный дебет источника может составлять от 6 до 950 кубических метров в сутки. Скважина в песчанике обустраивается на глубину от 5 до 11 метров (при автоматическом бурении – до 25 метров). Срок службы гидросооружения – от 8 до 16 лет.
• . Самый трудоемкий и дорогостоящий вариант обустройства сооружений для подачи воды, который предусматривает обязательное наличие проектной документации и . Конструкция скважины представлена двумя колоннами – обсадной и водяной. Труба для обсадки монтируется в обычный грунт, водная – в известняковые залежи, при этом подача воды осуществляется под высоким давлением. Водный дебет сооружения составляет от 8 до 42 кубических метров в час, в расчет берется диаметр трубы. Максимальная глубина прокладки обсадки достигает 300 метров. Срок службы сооружения – до 45 лет.
• . Обустраиваются в подвижных грунтах с высоким содержанием песка и щебня, обладают невысоким водным дебетом – до 3 кубических метров в час. Максимальная глубина прокладки не превышает 12 метров. Скважина не подлежит ремонту и восстановлению, склонна к быстрому высыханию и заиливанию.

Поскольку предусматривается бурение скважины своими руками, далее будут рассмотрены самые доступные технологии для самостоятельного освоения.

Основные технологии обустройства водоносных скважин

Самостоятельно пробурить скважину под воду можно с применением следующих доступных технологий:

Шнековая технология бурения

Самый простой и доступный способ обустройства скважинного канала при помощи буровой установки. Применяется в подвижных сыпучих грунтах – глинистых, суглинистых и влажных супесях.

Бур, оснащенный вращающимися лопастями (шнек), вводится в мягкие пласты почвы. При прохождении метрового участка установка поднимает на поверхность часть изъятой грунтовой смеси (шлам). По мере углубления в землю буровая штанга удлиняется за счет дополнительных звеньев. Вращение шнека обеспечивается ручным способом или при помощи электропривода.

Технология является наиболее производительной и эффективной. Она позволяет выполнять весь комплекс работ вручную без оборудования или при помощи самодельных малогабаритных буровых установок – буровой треноги и подъемного механизма. Подобные конструкции обеспечивают легкое прохождение грунта и подъем массы на поверхность.

Колонковая технология бурения

Принцип работы бурового оборудования схож с предыдущим, отличие заключается в конструкции режущей части бура. Бур представляет собой цилиндрическое пустотелое устройство, оснащенное напайками для прохождения пород различной плотности. Шлам собирается внутри в цилиндре и удаляется из него каждый раз при подъеме на поверхность.

Подобная технология применяется на участках с различными типами грунта и позволяет обустроить скважину нужного диаметра.

Колонковое бурение редко используется для самостоятельной разработки скважинного канала, поскольку предусматривает привлечение дорогостоящего специализированного оборудования, которое обеспечивает равномерную нагрузку на буровую установку.

Роторная гидравлическая технология бурения

В процессе бурения осуществляется беспрерывная подача промывочной жидкости под давлением. Она предназначается для вымывания шлама и очищения установки для бурения.

Предусмотрено два способа подачи жидкости:

• Прямая промывка – когда вода подается в колонну и со шламом выводится в пространство между трубой и колонной.
• Обратная промывка – жидкость поступает в скважинную колонну из затрубного пространства, после чего выводится на поверхность.

Для бурения скважины применяются МГБУ с гидравликой, обеспечивающие прямой способ промывки колонны.

Подобная технология эффективна для обустройства скважин, глубина которых превышает 10 метров.

Технология ударно-канатного бурения

Подобная технология бурения скважины отличается сложностью и трудоемкостью реализации, но при этом остается самой практичной и надежной.

Проходка выполняется за счет последовательных толчков бурильной цилиндрической установки при смене положения вверх-вниз. Грунтовая смесь попадает в цилиндрическую полость и поднимается на поверхность.

Преимуществом подобного способа бурения является возможность прохождения различных типов грунтов, при этом не требуется удлинение бура на глубине. К тому же подобное оборудование можно изготовить самостоятельно из подручных средств.

Для подъема бурового цилиндра может быть использован механический или электрический механизм.

Разновидности бурового инструмента

Основным рабочим инструментом для бурения скважины и подъема грунта является бур. Для различных способов бурения применяются:

1. Шнек, или змеевик, применяется для роторной бурильной установки при прохождении грунтов средней плотности – суглинков, супесей, глины и земли. Оснащается металлической насадкой с заточенными кромками, выполняющими сверление грунта.
2. Стакан, или снаряд Шитца, применяется для вязких и плотных грунтов в канатно-ударных буровых установках.
3. Ложка используется для сыпучих и подвижных грунтов – песчаных, щебеночных. Способ бурения – вращательный и ударно-вращательный.
4. применяется для очистки скважинного канала от полужидких и сыпучих грунтовых смесей, оставшихся после прохождения долота. Предназначается для канатно-бурильной установки.
5. Долото используется для прохождения твердых и каменистых пород. Представляет собой специальную пластину с округленными гранями калибром, равным внутреннему диаметру обсадной колонны минус 5 мм. Предназначается для канатно-ударного способа бурения.

Режущие элементы буров изготавливаются из закаленных стальных листов толщиной 3–5 мм.

Особенности обсадки скважины

Любая скважина для воды предусматривает обязательную установку обсадки. Для этого используются металлические, пластиковые или асбестоцементные трубы.

Монтаж трубы для обсадки осуществляется на этапе бурения или обустройства скважины.

После завершения проходки на скважинное дно выполняется установка обсадной трубы, на конце которой имеется донный фильтр, оснащенный мелкоячеистой сеткой для удаления сторонних примесей из воды. Чтобы предотвратить возможное проседание трубы, ее надежно фиксируют хомутами.

Далее выполняются монтаж следующей трубы аналогичным способом и соединение с предыдущим элементом. Излишки грунта удаляются желонкой. В верхней части конструкции над землей устанавливается оголовок для защиты скважины от возможных загрязнений.

После завершения монтажа обсадки выполняются и её обустройство, а также подсоединение к водопроводной системе.

Пошаговая инструкция по разработке скважины на воду

Теперь разберемся как сделать скважину в песчаном грунте с использованием .

Разработка нового гидросооружения начинается с подготовки рабочего проекта. Чтобы не допустить серьезных ошибок в проектировании, эту работу лучше поручить специалистам.

Технология самостоятельного бурения предусматривает следующие этапы:

1. Нанесение разметки на выделенную зону под бурение скважины.
2. Выкапывание по готовой разметке шурфа размером 150 x 150 см для погружения бурильного инструмента – желонки, шнека или бура. Шурф представляет собой специальное углубление в грунте, которое предназначено для разработки скважинного канала.
3. Установка рабочего инструмента.
4. Осуществление бурения с учетом выбранного способа.
5. После завершения проходки монтаж фильтровой установки – конструкции, которая состоит из донного фильтра, отстойника и подающей трубы.
6. Засыпка затрубного пространства песчано-щебеночной смесью. Это позволит закрепить обсадку в скважинном канале.
7. Герметизация верхней части трубы и заполнение полости водой при помощи насоса для прочистки фильтра.
8. Откачка жидкости из скважины желонкой или шнековым насосом.
9. После полной прочистки гидросооружения и водоносного слоя спуск насосного оборудования в обсадку при помощи металлического троса.
10. Подключение шланга и водопроводной трубы к насосному оборудованию.
11. Монтаж вентиля на трубе для регулировки напора воды.
12. Установка гидроизоляции надземной части обсадной трубы для защиты от повышенной влажности и перепадов температур.
13. Монтаж на скважинном устье кессона с фиксацией на оголовок.
14. Прокладка водопроводных труб от дома в земляных траншеях.
15. Выполнение наружной обсыпки кессона землей и обустройство бетонной отмостки.

Это общая схема того, как самому можно осуществить бурение водоносной скважины для организации автономного водоснабжения.

При самостоятельном проведении работ главное – не спешить и соблюдать все основные этапы технологического процесса разработки скважины. При этом не стоит забывать, что применение качественных и долговечных комплектующих (насосного оборудования, фильтра и труб) является гарантией надежной и безопасной эксплуатации скважины.

Если вы собрались оборудовать свой загородный дом автономным водоснабжением и обзавестись скважиной, то необходимо ознакомиться с технологией бурения. Это позволит сберечь много времени при поиске бурильщиков и средств в процессе самого бурения.

Виды технологий бурения

При устройстве системы водоснабжения в частном доме, как правило, применяют одну из трех технологий бурения:

• Роторное;
• Шнековое;
• Ударно-канатное.

Отличие этих технологий заключается в способах разрушения породы внутри скважины, а также в способах извлечении грунта на поверхность. Естественно, в зависимости от технологии, зависит и набор необходимого оборудования .

Зачем заказчику нужно знать эти технологии? Это даст понимание, каким образом будет буриться скважина, какое для этого будет использовано оборудование и сколько на это уйдет времени. Кроме того, от типа технологии зависит цена работ, а также качество конечного результата.

На фото — бурение скважины шнековым способом

Шнековый метод

Наиболее дешевым и простым вариантом является шнековое бурение. Поэтому большая часть малогабаритных буровых установок основаны именно на этой технологии.В ее основе лежит обычный Архимедов винт (шнек), при помощи которого выполняется извлечение грунта на поверхность.

Чтобы легче было представить данный метод, следует вспомнить как рыбаки бурят отверстие во льду.Данным способом можно бурить скважины глубиной не превышающей 10 метров.

Особенностью данного метода является возможность выполнения отверстия только в относительно сухих и мягких грунтах. Если на глубине оказываются твердые породы или плывуны, то выполнять дальнейшую работу шнековым способом невозможно.

Надо сказать, что технология бурения скважин под воду шнеком обычно используется частными «бурильщиками», которые имеют малогабаритные установки. Как правило, найти организации, которые занимаются предоставлением таких услуг, не составляет труда.

Обратите внимание!
Для выполнения скважины, не достаточно просто пробурить отверстие в грунте.
Еще необходимо хорошо защитить водоносный слой от верховодки, как того требует инструкция.
Поэтому, несмотря на то, что сам процесс не представляет собой ничего сложного, квалификация исполнителей очень важна.

Роторный способ

Технология бурения скважины под воду роторным способом, на сегодняшний день, является наиболее распространенной. Для выполнения отверстия в грунте данным способом используется бурильная труба, внутри которой расположен вращающийся вал с долотом на конце.

Нагрузку на наконечник передает гидравлическая установка. Данный способ привлекателен тем, что позволяет выполнять бурение практически на любую глубину, вне зависимости от типа породы.

Грунт вымывается путем постоянной промывки скважины бурильным раствором.

Раствор может подаваться двумя способами:

• Насосом внутрь бурильной трубы, в этом случае грунт с раствором выходит самотеком в затрубное пространство.
• Самотеком в затрубное пространство, при этом раствор с породой выкачиваются из бурильной трубы принудительно.

Надо сказать, что второй способ, который называется обратной промывкой, качественнее вскрыть водоносный слой, благодаря чему скважина будет иметь больший дебет. Однако, данный метод более трудоемкий и требует более сложное оборудование, соответственно и стоит значительно дороже.

Поэтому выбор технологии зависит, в данном случае, от вашего бюджета и необходимого количества воды. Как правило, если необходимо обеспечить водой одно домовладение, то вполне достаточно и бурения с прямой промывкой.

Теперь рассмотрим данную технологию поэтапно:

• В первую очередь заглубляется в грунт долото большого диаметра.
• Затем долото вращается от воздействия ротора, который приводится в движение двигателем.
• Между бурильными трубами и долотом устанавливают утяжеленные трубы, которые придают дополнительную нагрузку.
• В процессе работы, грунт удаляется напором жидкости от бурового насоса.
• Завершив бурение первого участка почвы, в ствол вставляется обсадная труба, чтобы внутрь скважины не обсыпались верхние слои грунта.
• Для устойчивости, пространство между почвой и первой обсадной трубой заполняется раствором.
• Затем продолжается бурение долотом меньшего размера, после чего погружается более узкая обсадная труба.

Статьи по теме:

Ударно-канатный способ

Данная технология бурения скважины для воды является самой старой, медленной и трудоемкой. Однако, качество такой работы- самое высокое. Суть ее заключается в том, что порода разрушается путем дробления мощным тяжелым снарядом, который вначале поднимается на определенную высоту, после чего резко опускается.

В результате снаряд разрушает грунт своим весом, который умножается на коэффициент свободного падения. Разрушенная порода вынимается из ствола при помощи желонки. Если грунт мягкий, то, как правило, желонка и долото объединены в один снаряд.

Основным достоинством такого бурения является то, что оно не требует применения бурильного раствора или воды. Благодаря этому имеется возможность вскрыть водоносный горизонт более точно и тем самым обеспечить максимально долгий срок службы скважины и максимально возможный дебет. Как правило, скважины выполненные таким способом служат более 50 лет.

Основным же недостатком данной технологии, для заказчика, является высокая стоимость услуг. Помимо того, что этот способ трудоемкий сам по себе, в процессе работы возникает необходимость изолировать все вышерасположенные водоносные слои. Другими словами, сколько в скважине водоносных горизонтов и плывунов, столько необходимо использовать и обсадных труб,а это дополнительные затраты на материал и работу специалистов.

Какой технологии отдать предпочтение

В действительности, выбора у заказчика не так уж и много, особенно если условия на участке не позволяют воспользоваться шнеком. Ударно-контактный метод практически полностью вытеснен с рынка роторным бурением, которое, скорее всего, и придется использовать.

Однако, поинтересоваться технологией необходимо хотя бы для того, чтобы определиться в адекватности стоимости услуг. Если же условия грунта подходящие и водоносный слой расположен не глубоко, то гораздо выгодней воспользоваться шнековым методом.

Можно ли выполнить скважину самостоятельно

Пробить скважину вполне возможно и своими руками, вопрос заключается лишь в том, сколько это отнимет у вас времени и сил, а также, насколько качественно получится изолировать ствол от верхних водоносных слоев.

Зачастую застройщики недооценивают сложность работ, в результате чего получается либо «вода из лужи», добытая с большой глубины, либо заканчивают работу специалисты. При этом, бурильщикам приходиться платить практически полную стоимость, как будто работу они выполняли «с нуля».

Поэтому, перед принятием решения о самостоятельном выполнении работы, необходимо:

• Детально изучить технологию бурения;
• Разобраться, какое понадобиться оборудование и расходные материалы;
• Убедитесь в том, что на вашем участке можно выполнить скважину малогабаритной буровой установкой.

Малогабаритные установки бывают двух типов:

• Шнекового типа – как правило,эти установки самодельные.
• Ударно-канатного типа — установки могут иметь электрический двигатель или силовой агрегат внутреннего сгорания. Это важно, если на участке не проведено электричество.

Совет!
Менее требовательной к грунту и более простой считается установка для бурения ударно-канатным способом.
С ее помощью можно пробурить скважину практически в любом грунте.

Вывод

Все существующие технологии бурения скважин кардинально отличаются друг от друга, однако, если работой занимаются профессионалы, то каждая из них позволяет добиться желаемого результата. При этом отдавать предпочтение той или иной технологии следует в соответствии с собственными финансовыми возможностями, условиями грунта и глубиной расположения водоносного горизонта.

Дополнительную информацию по данной теме можно получить из видео в этой статье.

Во многих регионах при невозможности подключения к централизованному водоснабжению прибегают к бурению водозаборных скважин из подземных горизонтов.

Изолированные от поверхностных источников загрязнения толщами горных пород как правило, отвечают санитарным нормам, установленным для воды бытового назначения. При дополнительной очистке, проходя через фильтровальное устройство, они приобретают высокое качество питьевых.

Что нужно знать

Определяющими критериями выбора способа бурения водозаборной скважины являются глубина уровня подземных вод и породы геологического разреза, которые подлежат проходке. Правильно выбранная технология бурения скважин на воду позволит быстро пробурить скважину, избежать аварийных ситуаций при бурении. В итоге это даст возможность получить наиболее высокий в данных условиях дебит

Что подразумевает технология под воду? Это способ и режим разрушения различных горных пород, очищение ствола скважины и крепление ее стенок, оборудование водоприемной части.

Способы бурения

Для строительства глубоких водозаборных скважин обычно применяют вращательное и ударно-канатное бурение. Технология бурения скважин на воду этими способами различная. Особенности каждого не позволяют применять их без ограничений в любых условиях. Технология бурения скважин на воду буровой установкой с вращением породоразрушающего инструмента (долота) в данной статье приводится на примере шнекового и роторного способов.

Технология шнекового бурения

В песчаных и глинистых породах, не содержащих крупных включений, применяется бурение комплектом из долота и шнеков, транспортирующих разбуриваемую породу с забоя наверх. Из двух разновидностей шнекового бурения для устройства водозаборной скважины в районе с хорошо изученным геологическим строением чаще применяют сплошной забой непрерывным рейсом, рейсовыми заходками и завинчиванием. Там, где необходимо получение высококачественной информации о породах и глубинах их залегания, применяется способ кольцевого забоя.

Непрерывный рейс (поточное бурение) - разбуриваемая порода выносится шнековой колонной на дневную поверхность. По мере углубления буровой снаряд наращивается дополнительными шнеками. Применяют для проходки однородных песков без прослоек илов или других слабых пород. Частота вращения шнеков 250-300 об/мин. Недопустимо излишне быстрое погружение во избежание переполнения лопастей породой и заклинивания снаряда в скважине по этой причине. Достаточная нагрузка - собственный вес шнеков и вес вращателя.

В пластичных и тугопластичных глинистых породах применяют рейсовые заходки - долото и шнековая колонна вбуривается в породу с последующим извлечением для очистки реборды от разбуренной массы. Величина рейсового погружения в пределах 1 метра. Частота вращения от 100 и не более 300 об/мин. Нагрузка 500 Н.

В слабых породах применяют спиральное долото на шнековой колонне - их завинчивают на определенную глубину и затем извлекают без вращения лебедкой.

Кольцевой забой ведется специальными колонковыми шнеками, позволяющими извлекать керн (столбик пробуренной породы) без подъема бурильной колонны на поверхность. Режим бурения: 60-250 об/мин, величина рейса от 0,4 до 2,0 м. Применяется эта технология бурения скважин на воду редко, в основном геологическими организациями, занимающимися разведкой и попутно выполняющими бурение скважин на воду.

Технология вращательно-роторного бурения

Этим способом достигается большая скорость проходки и большие выходы колонн труб. К недостаткам относят кольматацию (глинизацию) водоносного горизонта, большие затраты на приготовление глинистого раствора, большие объемы воды на промывку скважины для восстановления водоотдачи горизонта, заглинизированного в ходе бурения.

Чаще применяется роторное с прямой промывкой: разрушенная порода с забоя выносится на поверхность глинистым раствором, закачивающимся в скважину насосом через бурильные штанги. Следует выдерживать скорости восходящего потока в интервале 0,5 - 0,75 м/сек. Циркулирование промывочного раствора нарушается в сильно трещиноватых зонах - он вместе со шламом уходит в трещины. Бурильщику нужно внимательно смотреть за режимом бурения, уменьшать при необходимости осевую нагрузку и бесперебойно подавать промывку, чтобы избежать прихвата снаряда.

Не нужно преследовать высокую механическую скорость, достигаемую увеличением числа оборотов: это чревато авариями. Нагрузка на долото и вращательная скорость регулируются в зависимости от проходимых пород, диаметра долота и бурильных труб, количества промывочной жидкости.

Обороты нужно уменьшать при:

• увеличениях параметра долота;
• уменьшении диаметра бурильной колонны;
• увеличения крепости пород;
• при чередовании слоев с небольшой мощностью (до 1,5 м).

На роторных установках типа УРБ и БА работают в основном на II- III скоростях. Проходка глинистых и глинисто-песчаных пород ведется при 300-400 об/мин (III-IV скорости). Для пород умеренной крепости (песчаники, известняки, мергели) пределы вращения ротора от 200 до 300 об/мин. Крепкие породы разбуриваются долотом со скоростью вращения 100-200 об/мин.

Бурильщик внимательно следит за режимом бурения, уменьшая осевую нагрузку и бесперебойно подавая промывку, чтобы избежать прихвата снаряда. Момент вскрытия водоносного пласта определяет внезапное понижение глинистого раствора и увеличение нагрузки на двигатель. Циркуляция раствора нарушается в сильно трещиноватых зонах - выбуренная порода и раствор уходят в трещины.

Если водоносные породы представлены коренными с мелкими трещинами, вскрытие горизонта проводится с качественным глинистым раствором с обязательным выходом его на поверхность.

Технология бурения скважин на воду малой буровой установкой аналогична технологии бурения мощными станками.

Сопутствующие работы

Крепление стенок скважины трубами проводится после бурения. Применяют металлические, асбестоцементные и пластмассовые трубы. Тип фильтра (дырчатый или сетчатый) выбирают в зависимости от водовмещающих пород.

Перед установкой фильтра раствор заменяют на более легкий, желателен удельный вес не более 1,15. После установки фильтра сразу же промывают скважину водой. Затем выполняют желонирование скважины - откачка столба жидкости из скважины желонкой. При осветлении промывки и появлении в ней песка начинают откачку эрлифтом. С прекращением выноса песка и полным осветлением воды устанавливают погружной насос.

Энергия свободнопадающего удара

Ударно-канатным способом вскрываются без проблем маломощные водоносные горизонты (менее 1 м). Возможно получение максимального дебита - водовмещающие породы незаглинизированы. Не нужна длительная откачка.

Способ применяют:

• в малоизученной местности;
• в безводных районах, где невозможна доставка воды для приготовления раствора;
• при необходимости раздельного опробования нескольких горизонтов;
• для скважин с большим начальным диаметром.

Недостатки ударно-канатного бурения:

• небольшая скорость проходки;
• большой расход труб на обсадку;
• ограниченность глубины бурения (до 150 м).

Нормальную частоту ударов свободнопадающего снаряда рассчитывают. Она обратно пропорциональна квадратному корню из высоты падения: с увеличением высоты подъема долота над забоем частоту ударов уменьшают и, наоборот, с уменьшением высоты количество ударов увеличивают.

Нужна сила и смекалка

При неглубоком залегании зеркала подземных вод (как правило, это грунтовые воды) и геологическом разрезе, сложенном рыхлыми породами, в застроенного участка скважину можно пробурить, применяя мускульную силу людей - достаточно 2 человека.

Технология бурения скважин на воду ручным методом проста. Можно применить забивной способ или шнековый.

Для забивки стальной в 1 дюйм ее предварительно разрезают на отрезки по 2 или 3 метра. На концах делают наружную резьбу. По мере углубления отрезки трубы будут соединяться муфтами с внутренней резьбой. Изготавливается специальный стальной наконечник (хвостовик) в виде конуса, диаметр основания которого на 1 см больше диаметра трубы. Он приваривается на трубу. Около метра длины трубы над наконечником (достаточно 60 см) отведено под примитивный фильтр - водопринимающее устройство для проникновения в скважину воды из водоносного горизонта. Сверлом 6 мм делают отверстия через 5 см друг от друга.

На трубу надевают забивное устройство из двух отдельных частей. Первым - упор с конусной дырой под трубу. Его выходное отверстие больше внешнего диаметра забиваемой трубы на 5 мм, что достаточно для вставки в зазор снизу двух клиньев - разрезанного повдоль металлического усеченного конуса. Диаметр вершины конуса чуть больше диаметра трубы, но меньше выходного отверстия упора. Вторая часть - ударная "баба", груз со сквозным отверстием под трубу и две ручки для подъема над упором.

При опускании бабы в момент удара ее об упор клинья входят в отверстие и держат забиваемую трубу в своих "объятьях". После забивки отрезка трубы конус выбивают, трубу наращивают, свинчивая со следующим отрезком. Переставляют упор с клиньями, надевают "бабу" и продолжают забивание трубы до водоносного слоя. Периодически нужно поворачивать трубу вокруг оси.

Появление воды в скважине определяют опусканием внутрь ее грузика, привязанного к бечевке. Если его поднимут наверх мокрым, значит скважина углубилась в водоносный слой. Важно не "проскочить" этот слой, дающий воду. Нужно оставить перфорированный конец трубы в этой водонасыщенной породе. И приступать к прокачиванию минискважины вначале ручным насосом. По мере осветления воды переходят на откачку поверхностным водяным электронасосом.

Шнековое ручное бурение скважин на воду - технология подобна описанному с помощью буровой установки, которую здесь заменяют два человека. Разумеется, за параметрами механического режима бурения им не угнаться. Некоторые умельцы заменяют физическую силу на механизмы.

Бурение скважин водой

Технология простая при минимальных затратах материалов, силы и времени. Условия - глубина скважины до 10 м, разрез сложен рыхлыми грунтами.

Оборудование - емкость под воду (чем больше объем, тем лучше, но можно и бочку литров на 200). Ворот для поворачивания трубы делают из двух трубок и стяжного хомута.

Материалы: труба диаметром 120 мм, длиной на глубину скважины. На нижнем торце нарезают зубцы, верхний торец оборудован фланцем со штуцером, через который по шлангу будет поступать вода из бочки под давлением, создаваемым насосом "Малыш". Для крепления фланца к краю трубы приварены 4 ушка с отверстиями под болты М10.

Рабочая сила: легче работать вдвоем. Затраты времени - на 6 метров проходки по суглинкам 1-2 часа.

Процесс бурения: выкопать приямок глубиной около метра, установить вертикально в нем трубу и нагнетать в нее воду насосом. Вода, выходя через нижний конец с резцами, станет размывать грунт, освобождая пространство под трубу, которая станет оседать под собственным весом. Нужно только, покачивая, поворачивать трубу для того, чтобы зубцы крошили породу. Разбуренные частицы породы под давлением выходят вместе с водой в приямок. Из него можно вычерпывать воду и, процеживая, вновь использовать для промывки. Достигнув водоносного горизонта, снимают фланец, и в скважину под уровень воды, но не доходя до забоя, погружается насос для откачки.

Виды водозаборных скважин

Они подразделены на бесфильтровые и фильтровые. Бесфильтровые скважины устраивают в водоносных горизонтах, сложенных мелкозернистыми песками или в устойчивых трещиноватых скальных породах. Для других водоносных горизонтов подбирается фильтр в зависимости от фракций водовмещающих пород.