Колонковое бурение скважин: технология и нюансы проведения работ

Особенности ударно-канатного бурения

Как и любой другой технологии, у нее есть свои нюансы:

  • при прохождении песчаных слоев и в особенности плывунов, нельзя допускать, чтобы желонка полностью опускалась ниже обсадной колонны. Иначе, она может сильно сместиться, а в этом случае будет весьма проблематично достать ее.
  • трос для подвешивания снаряда должен быть стальным и иметь запас прочности;
  • желательно следить, чтобы желонка не переполнялась. Если грунт начнет застревать между снарядом и колонной – его может заклинить;
  • при изготовлении ударного снаряда, нужно предусмотреть зацепы. Они нужны для того, чтобы была возможность достать его из скважины, если трос оборвется;
  • если делается глубокая скважина, имеет смысл оснащать установку двигателем с редуктором, через который можно подключить лебедку. Это значительно облегчит работы.

Таким образом, ударный метод позволяет самостоятельно делать скважины на приусадебном участке. Причем для этого не требуется привлечение спецтехники, а установку можно без проблем сделать собственными силами.

Как выполняется анализ воды из скважины

Когда бурение будет закончено, очень важно брать пробу воды на анализ. Проба сдается в Санэпидстанцию, специальную компанию или лабораторию гидрогеологии

Предварительно о качестве воды из скважины можно узнать от соседей.

В Москве сдать воду на анализ можно в следующих лабораториях:

  • «Экодар» – анализ воды из любого источника;
  • Московская городская санитарная служба;
  • Испытательный центр МГУ – проводит экспертизу любой воды.

Важно! Пробу нужно взять в чистую колбу/бутылку, которая должна быть чистой и не содержать следов продуктов или моющего. Бутылку обязательно ополаскивают полностью той водой, которую затем берут на анализ

Какой вид анализа выполняется для воды? Обычно это комплексный, когда проверяются много параметров сразу, а именно:

  • Реакция среды — рН.
  • Основные показатели: цветность/мутность.
  • Показатель жесткости.
  • Содержание железа.
  • Перманганатная окисляемость.
  • Аммоний.
  • Сульфат-ионы/Сульфид-ионы.
  • Содержание марганца, сероводорода.
  • Нитрит-ионы/Нитрат-ионы.
  • Общее солесодержание.

Отчет из лаборатории обычно содержит не только цифры-показатели по вашей воде, но и указание на предельно допустимые концентрации.

Проверьте, чтобы ваши цифры были не выше предельно допустимых, а гораздо ниже. Существует еще и бактериальный анализ воды, который полезно сделать, если этой водой не пользуются соседи и отзывы получить не от кого.

Важно! Если недалеко от вашего участка было месторождение руд (свинец, никель, мышьяк и т.д), то полезно проверить воду на содержание этих элементов. Если недалеко от вас скотоводческая ферма, то обязательно проведите бактериологический анализ воды

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.

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.

Ствол-труба служит отверстием для выхода воды на поверхность.

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.

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

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

Плюсы и минусы колонкового бурения

Технология проходки этого типа обеспечивает точечное действие коронки, которая аккуратно вырезает образец материала по своему радиусу.

Преимущества колонкового типа бурения включают в себя:

  • высокую производительность;
  • возможность изучения подземного строения горизонтов;
  • прохождение скважин в базальтовых и гранитных пластах;
  • снижение себестоимости объекта за счет скорости работы.

Предварительный расчет позволит сэкономить средства. Проведение работ сопровождается регулярным осмотром оборудования на наличие повреждений, сколов. Соблюдение правил эксплуатации и техники безопасности снижает риск выхода из строя технического оснащения.

Популярные статьи  Водонагреватели: как выбрать хорошую модель — виды, описание, рейтинг лучших устройств

Преимущества и недостатки колонкового бурения

Среди преимуществ и недостатков колонкового бурения можно выделить следующие моменты:

  • Высокая скорость колонкового бурения, что достигается точным воздействием режущих элементов. Это же снижает и степень разрушения породы грунта. Отсюда высокая производительность и быстрая скорость сдачи объекта.
  • Возможность произвести геологоразведку, что значительно ускоряет дальнейшие этапы шнекового бурения.
  • Большая область применения, включающая в себя строительство, оборудование скважин, а также прочие сферы.
  • Возможность смены коронки, что позволяет за одну смену пробурить огромное количество метров. При этом частота оборотов долот может регулироваться, что дает возможность подстраиваться под тип грунта.

В конечном счете работа по обустройству дешевле, поэтому и конечному потребителю скважина обходится меньше.

Что касается недостатков, то сюда можно отнести необходимость использования промывки, а также глиняного раствора для дополнительного укрепления стенок скважины. Если этого не делать, то сухое колонковое бурение будет стоить еще дороже, чем воспользоваться шнековым буром или роторной буровой установкой.

Основные понятия и особенности

Для разведки самым эффективным способом в 21 веке остается именно такое бурение скважин, технология которого предусматривает не дробление и извлечение породы, а сохранение ее в первозданном виде. Достигается это при помощи специальных насадок, которые производят резку лишь по периметру, тогда как в центре все остается нетронутым.

Максимальный диаметр – 160 мм, но чаще всего используются меньшие варианты, т.к. это позволяет проходить сквозь породу гораздо быстрее. Массивные более удобны в случаях, когда предстоит работать с пластами твердых пород, которые могут изогнуть или вовсе сломать небольшие коронки. При работе используются алмазные или твердосплавные коронки, т.к. все остальные варианты неспособны выдержать подобной нагрузки.

Традиционно используются различные методы буровых работ.

Технология колонкового бурения с промывкой: 1- насос для бурения; 2- шланг для нагнетания воды; 3- сальник; 4- колонна бурового инструмента; 5- переходник; 6- колонковая труба; 7- коронка; 8- желоба; 9- отстойник; 10- бак для промывочной жидкости

На сухую бурится достаточно часто, т.к. далеко не всегда есть возможность запасти необходимый объем воды и поддерживать его в надлежащем состоянии. Данный вариант медленный, причем достаточно дорогой, т.к. шанс на слом у коронки значительно повышается.

Бурение скважин с промывкой более надежно и позволяет продвигаться гораздо быстрее. Такой вариант весьма удобен в тех случаях, когда нужно сделать очень глубокие колодцы, причем начальный этап деятельности не интересует.

Извлеченный керн находится ровно в таком состоянии, как до этого находился под землей, благодаря чему можно осуществлять изучение материала на любой глубине. Поднимается вверх он 2-мя способами:

  1. Труба извлекается наружу, и из нее выбивается порода. Удобно на небольшой глубине, т.к. не потребуется присутствия дополнительной сложной техники.
  2. По специальной трубе-подъемнику керн выходит на поверхность. Другого варианта быстро извлечь породу с глубины в 1000 м не существует.

Какими способами бурят скважину

Есть несколько способов бурения, которые выбирают с учетом местности, глубины залегания водоносного слоя, гео строения почвы. Самые популярные способы:

  1. Ударно-канатный. Проводится без тяжелой техники, бюджетный и экологичный. В грунт на участке забивается специальный цилиндр из металла (т.н «стакан»), который имеет скошенную кромку. Затем его достают лебедкой, удаляют изнутри грунт и погружают заново. Никаких промывных растворов не требуется. Но у этого способа есть и минусы: он не применяется на некоторых грунтах (текучий суглинок, слабая супесь), а также выполняется медленно. 
  2. Вращательное бурение. Способ универсальный, подходит для любых грунтов, применяется часто. Его суть в том, что в почву ввинчивают специальный инструмент с насадкой, который разрушает земляную породу. 

Типы насадок бывают разные, исходя из этого выделяют: 

  • шнековое бурение. Используется металлический шнек, как в мясорубке. Он наматывает на себя и поднимает вверх породу;
  • колонковое бурение. С помощью буровой колонки в землю вставляют колонковую трубу, по которой затем подают воздух или раствор. В трубе собирается выбуренная земля (т.н керн), который поднимают наверх; 
  • шарошечное бурение. Для него используется спец.долото (т.н шарошку), которую забивают в почву. Долото крепят на бурильной установке штангами, по которым затем подается раствор или воздух. Наверх поднимается буровой шлам – мелкий грунт. 

Как правило, для выполнения скважины на воду используют последний вариант – шарошечный. Он пригоден для различных типов почвы. Но опять таки, выбор это индивидуален и подбирается специалистом для конкретного участка.

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 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.

Технологические характеристики процесса

В процессе заглубления можно регулировать скорость вращения сверла. Следует отметить, что бур легко преодолевает пласты осадочных пород на малых скоростях. Но при прохождении коренных пород требуется увеличение частоты вращения. Методом керна возможно бурение пластов различного состава и любой твердости.

при этом необходимо учитывать, что буровую платформу необходимо размещать на подготовленной и выровненной горизонтальной площадке. Угол проникновения можно регулировать, если диаметр развивающейся скважины не превышает 1 метра. При этом вертикальность обработки поддерживается кожухом.

Обсадные трубы можно использовать повторно, если их удалить из туннеля сразу после бурения. Центральная трубка представляет собой пулю многоразового использования, чего нельзя сказать о коронках. Для бурения осадочного горизонта требуется как минимум два, а то и больше. При бурении скважины в известняке невозможно точно спрогнозировать количество изношенных долот.

Колонковое бурение скважин: технология и нюансы проведения работЧтобы продлить срок службы алмазного наконечника после его установки или замены, дно отверстия необходимо расточить. Эта мера значительно увеличит скорость проходки

Буровая установка может быть установлена ​​на автомобили с большой грузоподъемностью или на гусеничном ходу специальное оборудование при работе в сложной местности. Более легкая мобильная техника может быть использована при бурении водяных скважин колонковым методом.

Суть технологии

Породоразрушающий снаряд — колонковый бур с коронкой. Керновый способ бурения является разновидностью роторного. Частоту вращения труб можно регулировать в зависимости от осложнений, возникающих на забое или в стволе скважины.

Популярные статьи  Как выбрать оптимальную ванну

По заполнении полости бура горной породой инструмент поднимают для извлечения содержимого:

  1. Керн в нижней части снаряда заклинивают, промывочный насос выключают.
  2. Колонковый бур с помощью лебедки извлекают из скважины, разбирая колонну на звенья — свечи, состоящие из 2-4 бурильных труб. Их общая длина меньше высоты мачты на 3-5 м.
  3. Коронку снимают со снаряда и осматривают на износ, при необходимости заменяют новой.
  4. Образец породы вынимают из керноприемника, инструмент собирают, и колонну в обратном порядке опускают в скважину для продолжения бурения.

После того как керн извлекают, его промывают, измеряют, укладывают в керновые ящики. В маркировке каждого столбика указывают интервал скважины, на котором отобрана проба.

Другой способ сэкономить время на спуско-подъемных операциях — не извлекать образцы из недр, если проходка ведется на изученном интервале. В таких обстоятельствах используют бескерновое бурение. В мягких и средней твердости грунтах этот прием позволяет повысить скорость строительства скважины.

Бурят скважины правильно только профессионалы

Создание на участке скважины и подвод воды в дом – довольно сложная процедура, которая не по силам простым «домашним умельцам». Если вы хотите сделать все правильно и пользоваться водопроводом десятилетиями, то лучше доверить работы специалистам. Компания “Пирогово+” предлагает такую услугу как бурение под ключ, когда владелец ни о чем не беспокоится и получает готовую, обустроенную скважину и подвод в дом.

Посмотреть нашу клиентскую карту скважин

Наша репутация и профессионализм подтверждены многочисленными отзывами от благодарных клиентов. Мы выполнили десятки скважин в Московской области, бурили их на разной глубине и в различных условиях.

Сотрудничество с нами подкрепляется договором, который подписывают две стороны: мы и заказчик. Имея на руках договор, клиент защищен от срыва сроков и недобросовестной работы.

В примере: статический уровень воды – 70 м., глубина насоса – 80 м.

  Наименование Кол-во Ед. изм Цена за ед Сумма
1 Насос скважиный SQE 3-95, 220В, “Grundfos” 1 шт. 45 000 р. 45 000 р.
2 Кабель водостойкий 3*4 80 м. 180 р. 14 400 р.
3 Кабельная муфта термоусадочная КМ-1 1 шт. 1 500 р. 1 500 р.
4 ПЭТ труба d 32 мм (Россия) 80 м. 70 р. 5 600 р.
5 Латунные соединения 32*32 Beulco (Германия) 2 шт. 1 500 р. 3 000 р.
6 Трос из нержавеющей стали d 5 мм 85 м. 70 р. 5 950 р.
7 Зажим на тросс 4 шт. 70 р. 280 р.
8 Изолента 2 шт. 80 р. 160 р.
9 Гибкая подводка 3 шт. 800 р. 2 400 р.
10 Оголовок стальной негерметичный 1 шт. 3 000 р. 3 000 р.
11 Шланг полиэтиленовый 1/2″ 1 м. 100 р. 100 р.
12 Обратный клапан латунный 1 шт. 1 500 р. 1 500 р.
13 Кессон стальной d=1 м., h=2 м. 1 шт. 25 000 р. 25 000 р.
14 Шаровые краны 4 шт. 600 р. 2 400 р.
15 Манометр и воздухоудалитель 1 шт. 1 500 р. 1 500 р.
16 Реле давления MDR 5/8 Condor (Германия) 1 шт. 4 500 р. 4 500 р.
17 Бак мембранный Reflex – 80 л (Германия) 1 шт. 9 000 р. 9 000 р.
18 Гидрант с установкой 1 шт. 9 000 р. 9 000 р.
19 Комплект фитингов и дополнительные материалы 5 000 р.
20 Транспортные расходы 5 000 р.
Итого по оборудованию и материалам: 144 290 р.
 
1 Установка кессона (с земляными работами) 10 000 р.
2 Монтаж насоса, оголовка, кабеля и троса из нержавеющей стали на водоподьемных трубах и установка насосного оборудования в скважине 10 000 р.
3 Кнопка траншеи и монтаж трубопровода 10 метров 0 р.
4 Монтаж гидроаккумулирующего бака 6 000 р.
5 Монтаж автоматики, подключение кабеля к 4 000 р.
Итого по стоимости работ: 30 000 р.
ИТОГО ПО СМЕТЕ: 174 290 р.

Посмотреть цены на бурение скважин в Московской области

Типовой паспорт на скважину

Местоположение скважины Малаховка
Абсолютная отмета устья скважины округ Люберцы
Глубина скважины в м 76
Опробованный водоносный горизонт  
Статический уровень (глубина от поверхности) в м 25
Данные откачки (при динамическом уровне дебит 3 м3

Скачать типовой паспорт скважины

Способы самостоятельного бурения

На сегодняшний день мастерами-самоучками на дому разработано несколько способов бурения скважин на воду вручную. Рассмотрим самые действенные из них.

Ручной шнековый метод

К способам самостоятельного бурения относят бурение шнеком, которое пользуется популярностью за счет доступности выполнения. Благодаря шнеку удается пробурить неглубокую скважину (до 40 м), воды из которой хватит на целый дом.

Шнековое бурение скважин основано на применении винтообразного стержня (шнека), на который крепятся стальные лопасти с буровым наконечником. Рабочие внедряют шнек в почву подобно штопору. Постепенно углубляясь, винтообразный стержень разрушает многочисленные почвенные горизонты. Отработанная земля выносится наверх металлическими лопастями.

Различают следующие разновидности шнеков:

  • конструкции с углом от 30 до 60 градусов;
  • стержни с режущими лопастями.

Первый вид шнеков удобнее для использования, так как лопасти с меньшим углом препятствуют опаданию измельченного грунта. В результате не происходит засорения скважины.

Работа малогабаритных шнековых конструкций схожа с работой ручного бура, но в движение их приводит электродвигатель.

Технология колонкового бурения

Колонковая технология бурения скважины отличается быстротой выполнения работ. Благодаря специальному оборудованию (похожему на трубу с колонкой) удается пробурить не один метр почвенного горизонта. 16-ти сантиметровая в диаметре труба способна быстро внедряться внутрь, подтягивая за собой специальный шланг.

Верх такой трубы имеет узел крепления, на который в процессе погружения наращивают полутораметровые штанги. Поэтапно наращивая технологическую колонну, получают необходимой глубины скважину.

Прочный металлический сплав составляет основу коронки с заточенными краями для резки плотных вкраплений. В зависимости от физико-механического состава почвенного слоя выбирают соответствующие размеры и формы коронок. При вращении трубы в почве формируется небольшое отверстие.

Долото помогает разбить на осколки структуру сверхтвердых скальных пород, после чего погружают трубу с коронкой.

Установка после бурения скважины колонковым способом обсадных труб укрепляет стенки конструкции. Чтобы не допустить поломки прибора, систематически глиняным раствором либо чистой водой заполняют снаряд.

Далее показано, какие инструменты понадобятся для колонкового бурения скважины под воду:

Ударно-канатный способ

Ударно-канатный метод основан на разбивании грунта за счет тяжелого бурового прибора, опущенного с высоты в 200 м. При этом следует использовать специальный буровой инструмент, включающий в себя:

  • трос с забивным стаканом;
  • лебедку, прикрепленную к другому краю троса;
  • треногу.

Благодаря лебедке уменьшается прилагаемая сила, а редуктор с мотором позволяет автоматизировать всю работу. Основу забивного стакана составляет металлическая труба с заточенной кромкой для резки. Такая установка разбивает породы любой твердости. Желонка помогает извлекать рыхлые породы при бурении водоскважины.

Канатно-ударное бурение выглядит как разбивание специальным инструментом почвенного горизонта с удалением режущей желонкой захваченного хлама. Последний поднимается на поверхность. После освобождения стакана от хлама начинают очищать снаряд желонку.

Алгоритм работы выглядит так:

  1. Копка ямы (1×1 м) глубиной около 0,5 м.
  2. Установка в ее центре садового бура с последующим его заглублением до появления влажного песка.
  3. Установка на его место конструкции с обсадными трубами с последующим фиксированием ее в почве кувалдой.
  4. Извлечение желонкой обрушенной обсадки.
  5. Наращивание обсадной трубы соответствующими отрезками с последующим их свинчиванием.
Популярные статьи  Пробковая подложка под ламинат: особенности и характеристики материала

За несколькими ударами на поверхность обязательно поднимают желонку либо стакан для очищения их от грунта. Далее можно увидеть, как происходит бурение скважины под воду ударно-канатным методом:

Ударно-вращательный метод

Бурение скважины данным методом основано на использовании инструмента, способного одновременно выполнять вращение и удары. Благодаря этому работа протекает быстрее и в течение короткого времени удается обустроить необходимое гидротехническое сооружение. Особенно эффективна установка при неоднородности геологии.

Бурение ударно-вращательным методом возможно с задействованием треноги, благодаря которой погружение и извлечение бура происходит быстрее. Методика незаменима на рыхлых почвенных горизонтах, а также при извлечении глинистых включений – суглинков с супесями.

Особенности данной технологии

Бурение колонковым способом  проходит с помощью полой трубы, окончание которой имеет острые зубья. Они могут иметь алмазное покрытие для более твердых пород. Придаваемым давлением острые резцы по краям трубы врезаются в участок породы для нефтяного бурения и проводят ее разрезание, углубляясь все больше. Внутренняя часть керна остается внутри полости, после чего изымается.

Создание нефтяных или других скважин может также проводится и другими типами коронок:

  • Вольфрамитовые коронки;
  • Алмазные коронки;
  • Стальные коронки.

Выделяют следующие преимущества  бурения нефтяных и других скважин колонковым методом:

  • В процессе создания нефтяных и других типов скважин сохраняется целостность керна и боковых зон породы. В дальнейшем ее можно извлекать для научного исследования;
  • Создание нефтяных и других скважин может проводиться под различным углом, независимо от уровня твердости породы и ее физического состава. Для более плотных участков используется подмывание водой или раствором из глины;
  • Технология подразумевает наличие глубоких, но небольших в диаметре скважин;
  • Относительная доступность данного способа, а также легкий вес основной конструкции для создания нефтяных скважин.

Бурильный инструмент при колонковом способе

В качестве грунторазрушающего устройства применяется специальный инструмент с твердосплавными режущими частями или алмазными вставками.

Колонковое бурение скважин: технология и нюансы проведения работ
Бурильная коронка с твердосплавными сменными резцами для колонкового бурения.

На кольцеобразном корпусе из легированной стали крепятся специальные замки для установки режущих пластин из твердого сплава. Пластины крепятся винтами и, по мере износа или притупления, заменяются на новые. На корпусе выполняется трапецеидальная многозаходная резьба для установки на бурильную колонковую трубу.

Принцип колонковой методики

Основным элементом при колонковом бурении является разрушающая режущая деталь, установленная на подошву колонковой трубы. Называют ее коронкой. Для проходки скальных пород применяют особые коронки, оснащенные алмазными резцами.

Именно алмазная коронка обеспечивает практически беспрепятственное прохождение бура на большую глубину при проходке водозаборных выработок на известняк. То есть при разработке скважин, заглубленных в коренные породы, в трещинах которых в результате многовековой конденсации формировались запасы наиболее чистой подземной воды.

Горная порода разрезается с помощью коронки, вращающейся на высоких оборотах. Скорость вращения бура можно регулировать в зависимости от плотности разрабатываемого грунта. Коронка “вырезает” грунт только по краю своеобразного цилиндра, центральная часть которого продавливается в колонковую трубу.

Для извлечения керна буровой снаряд поднимают на поверхность. Захваченный им грунт буквально выдувают из колонкового бура струей воздуха, поданной в верхнюю часть трубы. Процесс выдува ускоряют, простукивая снаряд кувалдой.

В процессе колонкового бурения выбуренный конусообразный сегмент горной породы проталкивается в колонковую трубу. Для его извлечения колонковый снаряд достают из ствола путем разбора колонны бурильных штанг. Керн выдувают и выколачивают из трубы.

Вдобавок, долота полностью разрушают породу, которую нужно будет “вычерпывать” желонкой или подавать воду с напором для промывки забоя. По сути придется дважды, а то и трижды проходить один и тот же отрезок: сначала разрушать, затем расчищать. Колонковая технология позволяет пройти и расчистить забой за один прием.

Станки и буровые установки

Выбор станка или буровой установки определяется назначением скважины и ее диаметром. Популярность способа колонкового бурения обуславливает производство буровых установок и станков во всем мире. Тяжелые трактора, грузовики и вездеходы подходят для установок, предназначенных для разведочного бурения.

Колонковое бурение скважин: технология и нюансы проведения работ
Использование тяжелых гусеничных тягачей позволяет производить работы по колонковому бурению скважин в районах с бездорожьем, поверхностным заболачиванием, нестабильным рельефом

Чаще всего бурильное оборудование монтируется на классические автомобили марок МАЗ, КАМАЗ, Урал. Однако есть варианты монтажа и на более легкую технику, которая применяется для бурения скважин на воду в частном строительстве.

При ручном вращательном бурении колонковую трубу заменяет его исторический предшественник – стакан. Этот снаряд представляет собой укороченный вариант колонковой трубы с заостренной кромкой на подошве. Стакан вручную или с использованием мотобура закручивают в землю и извлекают на поверхность все, что в него набилось.

Для механизации ручного бурения неглубоких скважин и формирования лунок для установки оград и опор ЛЭП применяются бензиновые и электродвигатели. Они сообщают вращающие движения шнеку или колонковой трубе

Этапы процесса

Проходка скважин.

Проходка скважин колонковым способом осуществляется с промывкой для удаления бурового шлама или без нее. В первом случае в состав оборудования установки включается насос высокого давления, что усложняет технологический процесс, но делает его более эффективным.

Бурение состоит из следующих этапов:

  1. Подготовка площадки под размещение станка. Место забуривания очищают от мусора и посторонних предметов, выравнивают поверхность до горизонтального состояния.
  2. Проходка шурфа для раствора и отвода потока жидкости. Яма располагается поблизости от будущей скважины и выкапывается на глубину ≥2 м. В тех же целях используют сварные баки или другие емкости.
  3. Монтаж буровой установки, ее оснастка и сборка инструмента. Верхняя труба закрепляется во вращателе станка.
  4. Бурение. Снаряд проникает в грунт за счет вращения и осевого давления, передаваемого на армированный торец коронки. Одновременно на забой скважины нагнетается вода или промывочный раствор.
  5. Разгрузка керноприемника. В зависимости от применяемой технологии, действие выполняется с извлечением буровой колонны или без этой операции, если оснастка установки предполагает работу со съемным керноприемником. Извлекают породу из трубы, помогая высвобождению образца легкими постукиваниями молотка по корпусу цилиндра.
  6. Возврат колонны или носителя керна в скважину и продолжение бурения с чередованием операций до достижения проектной глубины выработки.

Состав промывочной жидкости зависит от многих факторов, основные из них — тип применяемой коронки и состояние пересекаемых слоев породы. При алмазном бурении используют специальную эмульсию, в других случаях — глинистый раствор. Пересекая песчаный грунт, для укрепления стенок выработки в раствор добавляют жидкое стекло.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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