Способы бурения скважин: роторный, ударно-канатный, шнековый

Обзор способов бурения скважин на воду

Здесь вы узнаете:

  • Глубина бурения
  • Виды буровых способов
  • Особенности ручного бурения
  • Шнековое бурение
  • Роторное бурение
  • Колонковый метод
  • Гидробурение
  • Этапы бурения
  • Какая технология используется чаще всего

Способы бурения скважин на воду существуют такие: шнековое, роторное, ударно-канатное бурение, колонковое, гидробурение, ударный метод. Выбор способа зависит от глубины скважины.

Глубина бурения

Расположение водоносных слоев относительно поверхности почвы зависит не только от региона и гидрологических особенностей. Играет роль, вода какого качества является целью бурения. Специалисты различают три ключевых водоносных пласта различных по качеству воды, мощности запасов влаги, глубине залегания.

Недалеко от поверхности (3-10 м) находится первый водяной пласт, называемый верховодкой. Это как раз та вода, до которой можно без особых сложностей пробиться, если бурить своими руками. На пути бурения крайне редко попадаются твердые породы, поэтому, имея небольшой опыт и несложный инструмент, есть возможность устроить абиссинский колодец (так называется скважина для добычи влаги из верховодки). Мощность поверхностных водяных пластов небольшая, поэтому на дебет выше 0,5 м3 в час не стоит рассчитывать. Качество воды в большинстве случаев невысокое, которого хватает только для обеспечения технических потребностей.

Залегание песчаных водоносных пластов находится на глубине 10-35 м. Здесь удовлетворительная по качеству вода, значительнее мощность притока (дебет до 1 м3). Бурить своими руками до песчаного водоноса вряд ли целесообразно, хотя опыт показывает, что некоторым усердным водяным «старателям» это удавалось, если горизонт находился на небольшой глубине (до 15 м). В большинстве же случаев для устройства колодца «на песок» применяют механизированные методы бурения.

Глубже всего расположены известняковые водоносы (30-250 м), до которых бурением своими руками точно не добраться при самом поверхностном их расположении относительно поверхности почвы. Для того, чтобы достать рыхлый известняк, несущий самую качественную артезианскую воду, иногда не всякая бурильная техника подойдет. Приток воды здесь намного выше (3-5 м3) и зависит от мощности пласта и совершенства скважины. Теперь рассмотрим применяемые сейчас способы бурения скважин на воду, в том числе выполнимые своими руками.

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.

Механические вращательные способы бурения скважин на воду пришли на смену малоэффективным ручным методам.

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

  • колонковое;
  • шнековое;
  • ударно-канатное;
  • 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.

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.

Ударный способ

Данным способом устанавливается самая простая скважина-игла – абиссинский колодец. Этим методом активно пользуются домашние умельцы, пробивая скважину на воду на даче. Конструкция «буровой установки» представляет собой ствол, состоящий из отрезков трубы, и наконечник, который разрезает пласты грунта. Молотом служит увесистая баба, которая поднимается и опускается с помощью веревок: при натяжении своеобразный молот поднимается на верх конструкции, при ослаблении падает на подбабок – устройство из хомутов, расположенных симметрично. После вхождения ствола в грунт он наращивается новым отрезком, подбабок прикрепляется уже к новой части, и забивание продолжается до тех пор, пока наконечник не войдет в водоносный слой на 2/3 пласта.

Читайте также:
Эвакуационные лестницы: снип для разных типов конструкции

Ствол-труба служит отверстием для выхода воды на поверхность.

Важно! Абиссинский колодец поднимает самый верхний водоносный слой, который содержит много примесей. Использовать воду из такой скважины можно только в технических целях. В качестве питьевой она годится только после глубокой очистки.

Достоинство данной скважины заключается в том, что пробурить ее можно в подвале или другом подходящем помещении. Это создает удобство при пользовании. Привлекает и цена, пробить скважину для воды таким способом стоит недорого.

Ударный способ бурения можно применять на любых типах почвы

Канатно-ударное бурение

Наиболее часто используемый способ. Данный метод предполагает разбивание грунта посредством опускания с двухметровой высоты тяжелого бурового инструмента. Конструкция, используемая при таком виде бурения, состоит из элементов:

  • треноги, которую размещают над местом бурения;
  • блока с лебедкой и тросом;
  • забивного стакана, штанги;
  • желонки (для прохождения по сыпучим слоям грунта).

Стакан представляет собой отрезок стальной трубы, скошенный вовнутрь, имеющий прочную нижнюю режущую кромку. Сверху забивного стакана идет наковальня. По ней производит удары штанга. Опускание и подъем забивного стакана осуществляют с помощью лебедки. Порода, которая попадает в стакан, удерживается в нем за счет силы трения. Для того чтобы проникнуть в грунт максимально глубоко, используют ударную штангу: ее бросают на наковальню. После заполнения стакана грунтом его поднимают наверх, после чего очищают.

Операция повторяется до того момента, пока не будет достигнута необходимая глубина.

Бурение скважины на сыпучих грунтах производится с использованием желонки. Последняя представляет собой стальную трубу, на нижнем конце которой установлен задерживающий капан. После попадания желонки в почву клапан открывается, вследствие чего грунт попадает внутрь трубы. При подъеме конструкции происходит закрывание клапана. После извлечения на поверхность желонка очищается, действия повторяются снова.

Канатно-ударное оборудование для бурения скважин

Полезный совет! При канатно-ударном бурении необходимо внимательно следить за вертикальностью скважины. При малейшем отклонении установка обсадных труб может стать невозможной. Для предупреждения проблемы не следует использовать стакан высотой менее 2 м.

Эффективно применяется при самостоятельном бурении и описанный выше шнековый способ. Как пробурить скважину своими руками с помощью шнека, объяснять дополнительно не имеет смысла – основной принцип сохраняется.

Преимущества ручного бурения:

  • экономичный способ в финансовом отношении;
  • ремонт и профилактику ручного бура производить несложно;
  • оборудование негромоздкое, поэтому нет необходимости задействовать тяжелую технику;
  • способ применим в труднодоступных местах;
  • эффективен, не требует большого количества времени.

Основными недостатками ручного бурения можно считать опускание на небольшую глубину (до 10 м), где в основном проходят пласты, вода которых требует очистки, и невозможность дробить твердые породы.

Ударно-канатная схема с желонкой и пробойным долотом

Шнековое бурение

На трубу навариваются лопасти по спирали, которая погружается в грунт вращательными движениями. Подходит не всем типам почв. Идеальное решение для мягких и средних грунтов.

Шнековый способ:

  1. Выкапывается шурф 1,5 на 1,5 м, глубиной до 2 метров. Позднее в нем будет кессон.
  2. Если грунт сыпучий, то стенки усиливаются деревянными щитами.
  3. Шнековый бур проворачивается при помощи специального хомута или ключа.
  4. Если грунт неустойчив, то при бурении сразу выполняется обсадка ПВХ-трубой.
  5. Если на шнеке грунт будет извлекаться непосредственно через трубу, то ПВХ не подойдет — используется металлическая.
  6. По мере продвижения шнек и обсадная труба наращиваются с помощью соединительных муфт.
  7. За один проход рекомендуется делать не более 5 оборотов. В противном случае поднять почву наверх будет сложно.
  8. Чтобы облегчить ход бура в источник, можно подливать воду.
  9. Устанавливается тренога с блоком для подъема бура.
  10. Бурение проходит вплоть до водоупора. Если пошел песок крупной фракции и влажный, то водоупор отличный.

Совет: по мере погружения шнека контролируйте вертикальность; чтобы его выровнять, между стенкой источника и обсадной трубой вбиваются деревянные клинья.

Роторное бурение


Буровое долото

Для бурения таким способом используется непрерывно вращающееся долото и глинистый промывочный раствор. Долото разбивает породы, в том числе и скальные, на мелкие фрагменты, а раствор выносит эти куски грунта на поверхность.

Чтобы бурение было эффективным, требуется грязевой насос. Он будет перекачивать глинистый раствор и обеспечит его непрерывное поступление.

При роторном бурении может применяться обратная промывка. Она позволяет ускорять процесс. Водоносный пласт достигается гораздо быстрее и качественнее. При обратной промывке раствор подается в затрубное пространство, а возвращается по трубе.

У метода роторного бурения имеется несколько преимуществ. Помимо того, что этим способом можно бурить скальные породы, следует отметить более высокую скорость прохождения. Несколько ниже стоимость работ.

Среди недостатков метода отмечают сложности работы в холодное время года. Требуется утепление системы циркуляции промывочной жидкости. Пробу с водоносного слоя можно снять только после обсадки и пуска скважины. Известковые пласты загрязняются глиной и водой раствора.

Читайте также:
Соединение досок между собой: инструкция по монтажу своими руками, особенности

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.

Гидробурение

Осуществляется мощной струей воды из специального бурового инструмента. Преимущество технологии в том, что возможно гидробурение скважин в каменистой почве.

Нагрузка струи обеспечивается весом штанги и бурильной оснастки. В установку заливают специальный раствор, который потом направляется в подготовленный приямок.

Основным требованием является использование специальной установки для ручного скважинного гидробурения.

Последовательность гидробурения своими руками:

  • В первую очередь устанавливается малогабаритная конструкция или МБУ для гидробурения.
  • Начинать работы лучше всего с утра.
  • Если бурение происходит в песчаной почве, то необходим большой запас жидкости.
  • Перед работой глина смешивается в раствор в подготовленном приямке. Замес выполняется посредством строительного миксера. Консистенция должна напоминать кефир.
  • Далее по шлангам подается раствор к работающему буру.
  • Постепенно жидкость шлифует стенки и углубляется в почву. Раствор используется по кругу.

Эта технология содействует дополнительному усилению стенок образующегося источника.

Этапы бурения

Весь процесс бурения можно разделить на три части: измельчение грунта, удаление его, укрепление стенок скважины.

Порода измельчается способами, которые описаны выше. В зависимости от особенностей грунта выбираются специальные механизмы.

От выбранного способа бурения зависит и процесс извлечения измельченной породы. Удаляется она механическим, гидравлическим или пневматическим способом.

Чтобы стенки скважины не осыпались, устанавливают обсадные трубы. Они могут быть металлическими или пластиковыми.

Когда обсадка завершена, устанавливают фильтры и насосы. После этого скважина готова к подаче воды.

Какая технология используется чаще всего

Здесь всё зависит от проектной глубины скважины и состава почвы на участке. Исходя из данных геологоразведки, подбирают наиболее оптимальный способ. Также нужно понимать, как найти воду для скважины.

Для бурения артезианских скважин применяют роторный способ. Это метод наиболее обоснован экономически, экологически и дает скважины различной глубины и диаметра в рыхлых почвах со скальными вкраплениями.

Суть его заключается в следующем:

  • На конце ротора, приводимого в движение двигателем внутреннего сгорания, располагается специальный бур. Он измельчает породу.
  • В скважину подается вода под давлением. Она размывает почву.
  • Далее вода выводится наверх по полому каналу ротора. Эту технологию еще называют «бурение с промывкой»
  • После установки обсадной трубы большого диаметра, работа идет меньшим долотом-буром.
  • По завершению буровых работ необходимо произвести т.н. «разглинизацию» скважины. Нужно это из-за того, что водно-глиняный раствор засоряет поры, по которым артезианская вода будет поступать в скважину.

Скважина дает вам возможность иметь на своем участке запас воды, для полива ваших растений в парниках из поликарбоната с открывающимся верхом, информацию о которых найдете тут.


Роторное бурение используется чаще всего.

Достоинства перед другими способами:

  • Скорость бурения выше, чем у других способов;
  • Не требуется большого количества заранее заготовленных обсадных труб;
  • Стоимость работ существенно ниже, чем в случае ударно-канатного, шнекового и водного методов;
  • Можно проходить через известняковые слои до нужного водоносного горизонта;
  • Возможность создания песчаных фильтров путем засыпки песка в пространство между обсадными трубами и стенками скважины.

Методы бурения скважин

Такой тип работ является самым дешевым и простым, но он подойдет для бурения скважин небольшой глубины. Данный способ отходит на второй план. Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта и подаче его на поверхность. Соответственно ручной способ имеет свои технологические подходы: вращательный метод бурения, ударно-канатное бурение, п ерфоративное бурение (забивной метод).

Основные методы и способы бурения скважин – это ручной и механизированный.

Для работы применяются такие инструменты:

– бур-долото, ложка и бур спиральный.
– лебедка.
– желонка.
– штанги.
– бурильная вышка.

Особенности механизированного бурения

Роторное бурение. Это бурение применяют в основном с помощью буровых машин, в том числе и МГБУ. Породу в этом случае разрушает бур, к примеру, шарошечное долото, а размельченную породу наверх поднимает буровой раствор. То есть это бурение с промывкой. С помощью этого метода можно пробурить прослойки известняка, скальные включения, так называемые морены. Для вращения буровых штанг используется крутящий момент ротора, который располагается на буровой машине. От двигателя внутреннего сгорания, расположенного на машине идет привод к ротору. Чтобы долото смогло бурить на него необходимо дать значительную нагрузку сверху. Это осуществляется, в том числе с помощью утяжеленных бурильных штанг.

Читайте также:
Шкаф, тумба и угловая стенка под телевизор в современном стиле в гостиную

Ударно-канатное бурение. Для этого метода бурения используются желонки и забивные стаканы. Желонка – это снаряд, который кидается с высоты в скважину. При ударе о дно скважины в желонку входит грунт, который остается в ней за счет наличия клапана. Потом желонку вытаскивают на поверхность, вытряхивают из нее грунт, и снова кидают. Забивной стакан – по сути это тоже желонка, с той лишь разницей, что в стакане нет клапана, и грунт застревает в стакане за счет силы трения. С помощью желонки бурят, обводненные грунты, песчаные. С помощью забивного стакана бурят глинистые грунты, суглинистые, то есть достаточно вязкие, которые при отрыве стакана от грунта застревают в стакане. Ударно-канатное бурение – это довольно длительный и трудоемкий процесс.

Шнековое бурение. Основным рабочим инструментом при шнековом бурении выступает классический Архимедовый винт (шнек). К буровой штанге приварены лопасти, которые вращательными движениями выносят породу на поверхность.
Шнековый способ подходит для бурения неглубоких скважин (не более 40-50 метров). Для осуществления данного способа используются малогабаритные легкоперевозимые буровые установки. Достоинства шнекового способа бурения: экономичность и эффективность метода при бурении небольших скважин на песчано-глинистых грунтах, доступность способа, отсутствует размытия почвы. Недостатки шнекового метода обустройства скважин на воду: подходит только для песчаных пород грунта, если в ходе работ шнек упрется в камень, то процесс придется остановить, и начать бурение в другом месте.

Колонковое бурение. Редко применяется для бурения скважин на воду. Чаще он используется геологических изысканиях. При бурении используется оборудование с кольцевой твердосплавной или алмазной коронкой. В процессе бурения через полость коронки удается извлечь столб породы и определить наличие тех или иных природных ископаемых. При бурении колонковым способом происходит кольцевое разрушение и последующее вымывание грунта.
Достоинства колонкового метода: высокая скорость обустройства скважины, возможность бурения очень твердых пород грунта, буровые установки компактны и могут использоваться в труднодоступных местах. Недостатки колонкового метода: быстрое стачивание рабочей коронки, небольшое сечение (около 150 мм) не позволяет применять мощные погружные насосы.

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.

Читайте также:
Утепление воздуховодов вентиляции

  • 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.

Читайте также:
Увлажнение воздуха в квартире: аквариум, растения, фонтанчик, уборка, сушка белья

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.

Бурение скважин на участке: шнековая, роторная, ударно-канатная технологии

При строительстве собственного дома желательно использовать для водоснабжения не воду из магистрального водопровода, а пробурить индивидуальную скважину. В этой статье мы рассмотрим азы бурения скважин под воду и познакомимся с индивидуальными технологиями и понятиями в данном вопросе. Ведь наверняка вопрос о том, что такое забой скважины, многим неясен.

Бурение скважин на участке

Коротко о водозаборных скважинах

Различают артезианские скважины и верховодки. Первые – это сооружения напорного типа, вода в них добывается из нижних водоносных горизонтов и в большинстве случаев отличается более высокими показателями чистоты и качества.

Верховодка, которая питается преимущественно талыми и дождевыми водами, может содержать в себе повышенное количество пестицидов, сточных загрязнений и прочих веществ. Поэтому, если рассматривать бурение скважин под воду, то таких, которые бы доходили до напорного водоносного слоя.

Вот тут и пригодится наше знание понятия «забой скважины» – это ее основание, дно. Если оно чистое и находится в толще фильтрующего материала, например, песка, то качество полученной воды будет хорошим.

Расположение скважины на участке

Строение грунта

Как устроены подземные грунты по вертикали? Они имеют полосчатое строение: водоносный слой (песчаный) всегда разделяется водоупорным (суглинистым). Если забой полностью располагается в слое песка, то гарантированно будет обеспечиваться качественная фильтрация воды от примесей.

В процессе бурения песок вымывается, после чего прослеживают уровень воды в слое – так называемое «зеркало воды». Если оно не изменяется со временем, значит, дебет (количество выдаваемой ею воды) будет достаточным, чтобы обеспечить не только постоянное водоснабжение, но и полив приусадебного участка.

Методы бурения

Как бурить скважину под воду, когда уже вычислено оптимальное ее местонахождение? Существует несколько пригодных для этого технологий, которые различаются между собой способом разрушения грунта и его извлечения на поверхность.

Шнековое бурение

Наиболее простой и дешевый способ получения водных скважин. Малогабаритные бурильные установки, реализующие этот метод, снабжены шнеком, или винтом Архимеда. Шнек выполняет одновременно два действия – ввинчивается в поверхность, постепенно добираясь до водоносного слоя, и выносит на поверхность грунт. Привод шнека может быть ручным и механизированным.

Шнековое бурение скважин рассчитано на сухие и мягкие грунты. Если водоносный слой располагается на глубине до 10 метров, то получение скважин вообще возможно только за счет закачивания в полость под шнеком специального бурового раствора. На подобном принципе основано так называемое гидробурение. Шнековое бурение может оказаться малопригодным в том случае, когда пробуренную скважину придется защищать от верховодки либо от проникновения сточных вод с поверхности вокруг нее.

Роторное бурение

Схема шнекового бурения

Представляет собой более современный метод. Установки для такого бурения скважин обязательно снабжаются специальной бурильной трубой, внутри которой находится вращающийся вал с рабочим инструментом. Вал находится под постоянным давлением, которое создается гидравлическим цилиндром. Благодаря этому установка роторного бурения способна работать с грунтами любой сложности, в том числе и в скальных породах.

Естественно, что перед началом работ стоит проконсультироваться с геологами о составе пород в районе водоносного горизонта – это поможет исполнителям точнее подобрать материал долота.

Как и в случае шнекового бурения, здесь непрерывно проводится промывка бурильного ствола раствором, который не только очищает стенки, но и снижает нагрузку на бур при его работе. Промывка может выполняться:

  • самотеком пульпы (водно-глинистой или водо-песчаной смеси);
  • принудительным ее выкачиванием на поверхность.

Роторное бурение гарантирует минимум времени для получения скважины, хотя и обойдется значительно дороже.

Ударно-канатное бурение

Роторное бурение скважин

Самый старый, но и самый качественный способ получения скважин. Разрушение грунта происходит вследствие энергии опускающегося тяжелого снаряда с заостренным концом.

При таком способе бурения в ствол не заливается бурильный раствор, вследствие чего стенки остаются неповрежденными, а забой – чистым.

Вместе с тем, метод крайне непроизводителен по двум причинам:

  • «бурение» здесь носит дискретный характер, поскольку требуется время для холостого хода снаряда;
  • при наличии двух и более водоносных слоев, вода в которых по своим параметрам не устраивает заказчика, их надо дополнительно изолировать, чтобы не допустить перемешивания «плохой» и «хорошей» воды.

Как определить нужную глубину

В любом случае в скважину (пробуренную полностью либо частично) необходимо время от времени заводить специальную обсадную трубу. В ней обычно предусматривается фильтр для грубой очистки воды. В обсадной трубе имеются деления, по которым, с учетом диаметра трубы, можно судить о производительности скважины.

Если в сутки дебет скважины составляет от 6 м 3 /ч и более, то ее производительности будет вполне достаточно для устойчивого водоснабжения дома. В противном случае бурение продолжают.

Если необходимо пробурить скважину в скальном или ином твердом грунте, то применяются колонны без фильтров. Дело в том, что в таком случае вода поступает не через забой, а по боковым трещинам в породе, где и происходит очистка воды. Производительность определяется таким же способом, что и предыдущем случае.

Читайте также:
Чем стирать вещи для новорожденного

Особый случай – пробурить артезианскую скважину с большим (от 40 м 3 /ч) дебетом. В таких скважинах вода на поверхность выталкивается собственным гидростатическим давлением. Такие варианты в практике бурения возникают обычно редко, поэтому артезианские скважины используются для водоснабжения не только дома, но и имеющегося при нем тепличного хозяйства или бассейна.

Последовательность бурения и комплектация

Ударно-канатное бурение

При решении вопроса, как бурить скважину под воду, необходимо предусмотреть и ряд организационных моментов.

Вначале готовится участок для размещения бурильной техники – не очень большой, бывает достаточно и 3 м 2 . На стадии строительства частного дома такую площадку целесообразно оборудовать в подвальном помещении – тогда процесс бурения не будет зависеть от внешних погодных условий. Выбранное место должно находиться на расстоянии не менее 20 м от хозяйственных водостоков.

После получения скважины с необходимым дебетом устанавливают насосное оборудование для откачки воды. При глубине зеркала воды до 8 м используют наружный насос, а при больших глубинах – погружной. Элементарная насосная станция должна включать в себя:

  • систему водозабора с фильтрами;
  • насос;
  • реле давления, которым регулируется работа насоса;
  • устройство для компенсации возможного гидроудара (гидроаккумулятор);
  • контрольно-следящую аппаратуру (манометры);
  • систему защитно-пусковой автоматики.

С пуском скважины в эксплуатацию следует помнить, что ее периодически следует очищать. Профилактические работы выполняют при уменьшении фактического дебита, а также при ухудшении параметров выкачиваемой воды. Различают механическую и химическую очистку.

В первом случае применяют специальные ерши или скребки, которыми производят очистку забоя. Ведь именно забой скважины накапливает наибольшее количество осадков и мусора. При химической очистке используют дитионит натрия, обладающий способностью растворять ржавчину и окислы.

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.

Читайте также:
Чем красиво и недорого отделать стены в туалете

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.

Читайте также:
Яркие акценты квартиры

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.

Основные виды и способы бурения

Сегодня практически все скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда когда разращенная порода транспортируется на поверхность из скважины, при помощи механизмов или воздуха и гидравлическим, когда он вымывается водой.

Существует два основных метода бурения: с отбором керна — колонуовый, сплошным забоем — шнековый, пневмоударный и шарошечный.

Мы выделяем 4 основных вида бурения, широко применяемых для сооружения скважин в различных сферах:

  • колонковое;
  • шнековое;
  • пневмоударное;
  • шарошечное.

Каждый вид 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.

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.

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.

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

Веские достоинства и недостатки

В сравнении с шарошечным 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.

К достоинствам колонкового бурения относят:

  • технология осуществляет вынос на поверхность кернового материала, это позволяет определить состояние геологии в данной местности, что поможет обосновать наличие или отсутствие здесь месторождений полезных ископаемых.
  • высокую производительность и возможность бурить скважины глубиной свыше 100 м;
  • сокращение нагрузок на соединения бурового инструмента и привод буровой колонны за счет небольшой площади разрушения породы путем обуривания (вырезания) керна;

Главный недостаток колонковое бурение – быстрым методом колонковое бурение не назвать, т.к. способ с отборкой керна требует через каждый интервал керноприемной трубы разбирать буровой став. Кроме того, в ходе процесса колонка затупляется очень быстро, так как она сильно перегревается при работе с твердыми породами.

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.

Инструмент -транспортируемый разрушенную породу на поверхность скважины называю шнеком. Переставляет собой несущую трубу с присоединительными замками, обваренную ребордой. Породоразрушающим инструментом выступает долото с впаяными или сменными элементами твердого сплава. Под давлением долото разрушает и скалывает породу, которая далее по реборде транспортируется к устью скважины. Часто применяют в комбинации с колонковым бурением, когда керн необходимо отобрать с заданой отметки.

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.

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: шарошечным , ударно-канатным, колонковым.

Плюсы и минусы применения шнека

Шнековый метод бурения позволяет произвести устройство скважины максимально быстро, при условии, что размер шнека и угол наклона долота были подобраны правильно.

К достоинствам шнекового бурения относят:

  • высокая скорость углубления в грунт без технологических остановок;
  • нет необходимости делать промывку ствола скважины;
  • нет необходимости поднимать на поверхность первое звено и разбирать/собирать буровую колонну как при колонковом методе.

Главным недостатком шнекового бурения можно считать невозможность работы на сыпучих и очень твёрдых грунтах, но в то же время шнек – идеальный инструмент для бурения в суглинистых, смешанных (глина и супесь) и мягких глинистых грунтах.

Читайте также:
Яркие акценты квартиры

Ещё один недостаток, ограничивающий применение шнека для устройства водоносных скважин – необходимость применять ударно-канатный способ для очистки ствола от осыпавшейся породы.

Особенности пневмоударного бурения

Бурение с пневмоударником относится к технологиям ударно-вращательного бурения и наиболее широко применяется в сфере инженерно-геологических изысканий, а также для бурения водозаборных скважин. С помощью бурения с пневматическим инструментом можно выполнять горные выработки вертикальных и направленных скважин в грунте до 10 категории буримости.

Главная отличительная особенность методики – для разрушения породы используется одновременно ударное и вращательное действие, выполняемые соответственно пневмоударником и вращателем буровой установки.

Рабочим органом станка является погружной пневмоударник. С помощью клапанного устройства сжатый воздух, поступающий по буровой штанге, приводит в поступательно-возвратное движение ударник, наносящий удары по хвостовику буровой коронки. Одновременно вместе со штангой вращается пневмоударник; вращатель расположен вне скважины. Буровые сколы удаляются из скважины сжатым воздухом.

Преимущества и недостатки бурения с пневмоударником

Основные преимущества бурения с пневматическим молотком – высокая скорость создания скважин, эффективная очистка от шлама, возможность работать на скальных трещиноватых породах и отказаться от расходов на бентонит и доставку воды для промывки.

Так же преимуществам мы отнесем:

  • Цикл бурения в разы меньше по времени ранее рассмотренных. Технология бурения с пневмоударником дает возможность выполнять создание скважин значительно быстрее, чем при бурении с промывочной жидкостью. Основная причина – скорость движения воздушного потока значительно больше скорости перемещения промывочного раствора;
  • Попутная очистка скважины в процессе бурения. Вынос шлама достигается движением мощного восходящего потока воздуха в зазоре между бурильной колонной и стеной скважины;
  • Нет необходимости в использовании промывочного раствора, для изготовления которого необходимо приобретать бентонит и организовывать транспортировку воды к месту работ;
  • Быстрая и удобная смена бурового инструмента.

К недостаткам бурения пневмоударным способом можно отнести, потребность в большом объеме сжатого воздуха, возможен прихват буровой колонны при бурении водоносных горизонтов и пород повышенной трещиноватости. Следует обеспечить устойчивость стенок скважины.

Характеристика шарошечного бурения

Шарошечное бурени — вращательный способ бурения скважин с использованием в качестве породоразрушающего инструмента шарошечного долота. Вращатель приводится в движение от двигателя автомобиля или отдельно установленного электродвигателя посредством приводного вала.

Разработанный грунт вымывается из забоя скважины методом прямой или обратной промывки. Промывочный раствор может подаваться как самотёком, так и насосной станцией.

Шарошечное бурение применяется для разработки скальных и полускальных грунтов при устройстве глубоких скважин до 150 м. Буровая установка с правильно подобранным долотом и утяжеленными бурильными трубами отлично справляется со скальными породами.

Специалисты-буровики рекомендуют использовать этот метод бурения при соблюдении следующих условий:

  1. Гидрогеологический разрез участка изучен достаточно хорошо. Известно, что бурить предстоит скальные породы. Известен уровень залегания водоносной зоны в коренных породах.
  2. Подземная вода обладает характерным для артезианских скважин напором
  3. Имеется возможность бесперебойной доставки технической воды для промывки скважины.

Достоинства и недостатки шарошечного бурения

Данный метод бурения имеет следующие преимущества:

  • высокое качество вскрытия водоноса в коренных скальных породах;
  • возможность устройства скважины большого диаметра;
  • высокая скорость бурения, небольшие затраты энергоресурсов.

Существенным недостатком шарошечного бурения можно назвать необходимость организации промывки скважины.

Какой способ бурения выбрать?

Подводя итоги, можно сказать, что:

  1. Колонковое бурение целесообразно использовать для проходки в пластичных глинистых грунтах. Колонковый способ подходит для устройства большинства водозаборных выработок, при необходимости используется в паре с ударно-канатным.
  2. Шнековое бурение по сфере применения схоже с колонковым методом. От него отличается некачественной очисткой ствола, требует обязательного использования желонки или долгосрочной промывки скважины перед эксплуатацией.
  3. Шарошечное бурение – оптимальный вариант для пробивки стволов скважин в скальных грунтах.
  4. Пневмоударное бурение является наиболее эффективным при работе с трещиноватыми, твердыми и сухими породами.

Стоимость разработки скважины с использованием того или иного метода бурения во многом зависит от того, какое оборудование применяется, а также от категорий пройденных пород по буримости.

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.
Читайте также:
Укладка ламината с фаской: как укладывать - способы и варианты, как правильно уложить разные виды покрытия с рисунком

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).

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: