Основные методики и технологии бурения скважин на воду


Можно сказать, что технология бурения скважин на воду была известна человечеству еще с незапамятных времен. Ведь люди всегда предпочитали либо селиться вблизи водоемов, либо обустраивали искусственные колодцы. Одним словом, без воды не оставались. Конечно, современная технология ни в какое сравнение не идет с древней. И далее будет рассказано о том, каким образом можно пробурить водозаборную скважину так, чтобы пользоваться ей можно было максимально долго.

Какие бывают методы бурения водозаборных скважин

Бурение скавжин

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

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

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

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

Технология шнекового бурения скважины

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

Шнековое бурение

Шнековое бурение — вращательное бурение, при котором разрушенная порода доставляется из скважины на поверхность шнеком — бурильной трубой с навитой на ней стальной лентой.

Работы выполняются при помощи специальной малогабаритной буровой установки, которая к месту применения доставляется на небольшом грузовике. Сборка установки на месте осуществляется буквально за 15 минут, после чего можно сразу приступать к бурению.
Шнек – это специальный режущий винт, который вгрызается в грунт, а отработанная земля выносится на поверхность по принципу архимедова винта. Среди многих преимуществ шнекового бурения, можно отметить то, что при этом окружающий ландшафт остается практически в неизменном виде. Не составит труда после такого бурения привести в порядок местность. Тем более, что порой можно обойтись даже без применения специального бурового раствора.

Роторное бурение водозаборной скважины

Этот вид бурения относится к более специализированному. Он более дорогостоящий, поэтому прибегать к нему стараются только когда в том есть действительно насущная необходимость – в случае обустройства скважины на глубине от 50 метров, а также если нужно проводить бурение в воду.
Для роторного бурения нужно применять специальную буровую трубу, внутри которой располагается специальный наконечник со сверлильным долотом. Именно оно и вгрызается в грунт.
В движение приводится установка с помощью гидравлического привода. Можно бурить практически любые грунты и на любую глубину (в разумных пределах).

Роторное бурение скважин

Роторное бурение скважин — один из видов вращательного бурения. Породоразрушающий инструмент, располагается внутри скважины и приводится в действие за счет электродвигателя или газотурбинного оборудования.

Во время роторного бурения бур разрушает грунт слой за слоем, а отработанная земля вымывается специальным бурильным раствором. При этом обязательно применение так называемых обсадных труб. Они предотвращают разрушение скважины.
Можно с помощью роторного бурения даже разрушать скальную подземную породу. Так что, если шнековое бурение на местности не позволяет добиваться желаемого результата, то можно заказать роторную бурильную установку. Вот только она довольно дорога, а работа с ней требует наличия специальных навыков от рабочих.
Недостатком данного метода можно считать и то, что после себя роторная установка оставляет много отработанного материала, включая бурильный раствор.

Бурение скважины ударно-канатным методом

Эта технология относится к одной из самых старых. Для того, чтобы добраться до воды, нужно будет приложить массу усилий. Да и саму работу никак нельзя назвать быстрой. Почему же он до сих пор применяется?
Дело в том, что бурение ударно-канатным методом позволяет пробиваться практически через любые породы и обустраивать наиболее качественную скважину, срок эксплуатации которой составит от 50 лет.

Ударно-канатное бурение

Ударно-канатное бурение — это возможность производства операций без использования тяжелой специальной техники.

Технология состоит в том, что грунт разрушается с помощью довольно тяжелого снаряда, который падает с большой высоты. После того, как снаряд извлекается на поверхность, отработанный грунт вытягивается – и процесс повторяется. Часто процесс вытягивания бурильного снаряда и грунта совмещается.
Достоинством этого способа можно считать и то, что такое бурение относится к сухому, то есть не потребуется применения бурильного раствора.

Как выбрать место для бурения скважины на воду

Очень важно перед тем, как приступить к бурильным работам, правильно подобрать место для будущей скважины. Специалисты, впрочем, говорят, что вода есть везде. Вся хитрость лишь в том, чтобы суметь до нее добраться. Так что, если нужно обустроить скважину точно в каком-нибудь месте, то квалифицированный мастер справится с задачей. Вопрос останется лишь за тем, какими усилиями обойдутся работы.
В целом же, требования к месту расположения будущей скважины таковы. Потребуется ровная горизонтальная площадка размером 12 х 4 метра, а также место для того, чтобы можно было доставить бурильный станок. В радиусе двух метров должны отсутствовать и водопроводные сооружения, а сливная канализационная яма должна находиться как минимум в 30 метрах от скважины.
Что касается удаления скважины от дома, то обычно придерживаются варианта: чем ближе, тем лучше. Порой даже бурят непосредственно в помещении, предварительно вскрыв участок пола. Это заодно позволит предотвратить промерзание скважины в зимний период.

Место для бурения скважины

На рисунке представлено оптимальное место для бурения скважины.

Если же скважину предполагается обустраивать для того, чтобы осуществлять полив приусадебного участка и использовать воду для прочих технических нужд, то можно обойтись глубиной до 10 метров. Но вот в пищу такую воду употреблять нельзя. Кроме того, располагая скважину на открытом участке местности, будет нужно позаботиться об обустройстве кессона – защитного сооружения над скважиной.

Каким образом можно укрепить стенки скважины

Для того, чтобы стенки скважины не осыпались под действием глубинного давления грунта, необходимо проводить их укрепление. Делается это с помощью специальных обсадных труб. Можно применять как цельные трубы, так и собранные из отдельных сегментов, которые насаживаются друг на друга и закрепляются тем или иным способом по мере заглубления скважины.
Как правило, применяются трубы, выполненные из металла – черной стали. А вот оцинкованные применять не рекомендуется, так как они делают воду непригодной для употребления в пищу. В то же время, трубы из нержавеющей стали довольно дороги, хотя при наличии денежных средств их также можно применять.

Укрепления стенок скважины

Для укрепления стенок скважины чаще всего используют трубы из черной стали…

В качестве современного метода обсадки сегодня используется так называемая технология двойной обсадки. Она заключается в том, что основная колонна из стали дополняется вкладышем из ПВХ или из ПНД. В этом случае срок эксплуатации такой скважины возрастает, а качество воды остается на высоком уровне.

Технология процесса бурения водозаборной скважины

Обычно технология бурения скважины на воду подразумевает механическое разрушение породы. В качестве породоразрушающего приспособления может выступать как шнек, так и ударный стакан, так и бур – в зависимости от выбранного метода бурения.
Отработанная порода поднимается на поверхность гидравлическим методом. Для промывки при этом применяется глинистый бурильный раствор. Этот способ называется бурением с промывкой. При этом раствор подается в ствол шахты по штанге при помощи насоса, а затем подается наверх, вынося с собой отработанную породу.

Обратите внимание! Если бурение производится непосредственно в глинистых слоях, то раствор получается через естественное смешение обычной воды и глубинной породы. Если же бурение происходит, например, в породах скального типа, там, где глины нет, то раствор получают через смешение воды и специально доставленной к скважине бентонитовой глины.

Процесс бурения сопровождается обязательной обсадкой скважины трубами.

Обсадные трубы для скважин

Необходимо учитывать, что скважина без обсадной трубы долго функционировать не будет, а сама вода быстро загрязнится.

Чтобы пробурить артезианскую скважину – от 30 и более метров, сначала она просверливается до известнякового слоя, затем известняк продолжает разрабатываться с применением бурильного долота меньшего диаметра.
На завершающем этапе работ проводится прокачка скважины до чистой воды.

Каким способом можно удалить отработанную породу из скважины

Для того, чтобы скважина стала полностью пригодной для применения, ее, разумеется, необходимо прочищать от отработанной породы во время разработки. При этом специалисты предлагают сразу несколько вариантов:

  • Наиболее распространенный вариант – гидравлический. Удаление породы происходит с помощью специальной технической жидкости. В качестве таковой может выступать самая обычная чистая вода, либо глинистый раствор. Вода может подаваться как в межтрубное пространство, а вымываться из трубной скважины, так и наоборот;
  • Механический способ подразумевает извлечение отработанной породы при помощи каких-либо механических приспособлений. Это желонка, шнек (архимедов винт), особым образом сконструированные буры и т.д.;
  • Пневматический способ – при этом порода буквально выдувается при помощи сжатого воздуха.
Отработанная порода

Отработанная порода, которая изымается из скважины в процессе бурения.

Часто оптимальный результат дает комбинирование всех этих способов. Хотя, какому именно методу прочистки отдать предпочтение, — решение об этом выносит мастер, опираясь на свой опыт работы и на конкретные условия бурения в данной местности.

Советы специалистов

Виктор Иванович Головко, мастер-бурильщик: что касается вопроса по поводу срока службы скважины, то при регулярном использовании в среднем это равно 15 годам. Если же долго не пользоваться скважиной, то ее может затянуть буквально через пару лет. Наибольшим сроком службы отличается артезианская глубинная скважина, проделанная ударно-канатным способом. Она может прослужить до 50 лет. Однако и стоимость, и трудоемкость обустройства такой скважины весьма велики.

Николай Андреевич Ворошилов, оператор бурильной установки: так называемый кессон можно приобрести в готовом виде в специализированном магазине, а можно соорудить и своими руками.

Подводя итоги

Несмотря на то, что технологий бурения сегодня действительно довольно много, в большинстве случаев прибегают к шнековому бурению – как к самому рентабельному. Эта технология уже достаточно хорошо освоена и может быть выполнена в подавляющем большинстве случаев в средней полосе России.
Если же хочется на своем участке обустроить самую настоящую артезианскую скважину с максимально качественной водой, то потребуется использовать роторную установку, которая позволит углубить скважину до 50 метров. Но при этом возрастает стоимость такой скважины.