Канатно-вращательное бурение
Когда для бурения скважины используется подобный метод, то он подразумевает использование полой штанги, с одного конца которой находится забурник. Земля, которая размягчена таким оборудованием, достаётся наверх благодаря промывке с использованием бурового раствора.
Этот раствор далее поступает в отстойник шлама. Так бурение скважины проводится с использованием обратной воды.
Подобный способ бурения осуществим благодаря использованию переносных бурильных установок. Чаще всего это вологодские, курганские, минские установки. Такой метод подходит для бурения скважин в сложных и труднодоступных местах. Он также подходит для бурения скважины на песок, глубина которой до пятидесяти метров. Бурение скважины осуществляется с использованием не просто воды, а особого бурового раствора, который содержит в себе бентиновую глину. Бентин при строительстве скважины позволяет укрепить стены скважины, а также не даёт им обрушиться. После этого, рабочее буровое оборудование достаётся из скважины и в отверстие помещаются пластиковые трубки и фильтры на дно. Вместе с тем, диаметр трубы должен составлять до 125 миллиметров, а диаметр скважины – до двухсот миллиметров. Оставшееся место между трубой и скважиной засыпается щебнем, фракции которого в среднем составляют от пяти до двадцати миллиметров. Усыпка гравием значительно улучшает работу скважины, её характеристику и эксплуатационные качества, срок использования.
Так можно создавать глубокие и большие скважины, глубиной до трёхсот метров. Однако если глубина скважин составляет более трёхсот метров, то она будет иметь телескопическую конструкцию.
Первые способы добычи
«Если в стране будет найден источник нефти,
царь ее сделается всемогущим»
Примета вавилонян
До конца Средневековья люди собирали нефть и асфальт только в местах их естественных выходов на поверхность – из горных пород и водных источников. Позже появился более продвинутый способ добычи – колодезный.
История нефти
По описанию Геродота на греческом острове Занте (совр. Закинф) в Ионическом море люди добывали нефть длинными шестами с миртовой веткой на конце. С веток нефть сливали в неглубокую яму, и по мере ее наполнения разливали по сосудам.
Знакомы с нефтью уже в XV веке были индейцы племени Сенека, населявшие территории от современного штата Нью-Йорк до реки Аллегейни штата Пенсильвания. Сенеки для сбора нефти приспособили перья и ткань. Если на поверхности водоема обнаруживалось черное пятно, его накрывали тканью. Затем, когда ткань пропитывалась нефтью, ее отжимали в корыто. Нефть добавляли в краску для тела или использовали при растираниях как тонизирующее средство. А вязкий природный битум служил материалом для крепления наконечников стрел и копий.
В трудах древних историков (Корнелий Тацит, Страбон) часто встречаются упоминания о добыче битума в Мертвом море. Отделившиеся куски битума всплывали на поверхность, людям оставалось только их собрать. Кочевники Набатеи, населявшие в IV веке до н.э территорию от Мертвого моря до Акабского залива, продавали битум в Египет.
На месте древнего поселения Тиритаки (совр. Керченский полуостров), основанного около VI века до н.э., при раскопках была найдена амфора с нефтью. Вероятно, нефть в ней сохранилась благодаря тому, что амфора долгое время лежала в земле под углом, а соломенная пробка пропиталась нефтью. Окисляясь, нефть превратилась в твердую смолу, обеспечив полную герметичность сосуда. Предполагается, что здесь использовался ямный способ добычи – в вырытую неглубокую яму, быстро наполнявшуюся нефтью, опускали куски шерсти или войлока, а затем отжимали в сосуды. Подобные ямы были найдены на Таманском полуострове, Иране, Ираке, Ферганской долине.
В «Истории» Геродота рассказывается о нефтяных колодцах Персии. Нефть из колодца вычерпывали половиной винного бурдюка, а затем отстаивали, чтобы примесь асфальта и песка осела, а нефть осталась на поверхности.
Арабский географ Масуди (X век н.э) и Марко Поло (путешествующий по миру в 1272 г.) упоминают о нефти в Баку. По их словам здесь находилось два источника: из одного добывали черную и синюю нефть, из другого – белую и желтую. Марко Поло писал, что добытую нефть грузили на верблюдов и развозили по всей стране. Вплоть до XIX века Баку являлся крупным поставщиком нефти в Иран, Индию, государства Средней Азии. В Индии нефть ценили последователи зороастризма, пользуясь ею для поддержания «вечного огня» в своих обрядах.
В Европе, на территориях современных Германии, Польши, Румынии, Италии и Франции, в средние века были известны выходы нефти. Технологию добычи здесь переняли от арабов. Даже когда питьевую воду уже стали получать с помощью скважин, нефть все еще добывали с помощью собирания с поверхностей водоемов и ям.
Другая, долгое время остававшаяся закрытой от других, древняя цивилизация Китая также не была в стороне. Пока в других частях света нефть отжимали из тряпок и черпали из колодцев, в Китае уже освоили бурение. В 250 году до н.э. инженер-строитель Ли Бин изобрел ударно-канатный способ бурения скважин. И, хотя для этого использовались бамбуковые шесты с медными приспособлениями, а бурить одну скважину могли годами, удавалось проникнуть на глубину в 1000 метров. Для сравнения — глубина первой давшей нефть скважины Э. Дрейка составляет всего 21 метр. Помимо этого Китай первым научился транспортировке газа при помощи трубопровода из бамбука. После маньчжурского завоевания в XVIII веке китайцы утратили свои знания, а добыча нефти и газа практически прекратилась. И только в XIX веке технология бурения была снова привезена в Китай из Европы.
Какой способ бурения выбрать?
Все рассмотренные способы механического бурения широко применяются для устройства водоносных скважин. Подводя итоги, можно сказать, что:
- 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.
- 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.
- Роторное бурение — оптимальный вариант для пробивки стволов скважин в скальных грунтах.
Стоимость обустройства скважины с использованием того или иного метода бурения во многом зависит от того, какое оборудование применяется, а также от категорий пройденных пород по буримости.
Правильно выбранный способ бурения скважины поможет не только снизить временные затраты на бурение, но и позволит в будущем эксплуатировать водоисточник без проблем
Наиболее популярное оборудование для бурения скважин для воды МГБУ
Малогабаритные установки часто покупают ИП, небольшие компании и дачники. Основные черты компактных станков — малый вес, мобильность и сравнительно невысокая цена. Некоторые модели в диапазоне 70-900 тыс. р. пользуются повышенным спросом из-за возможности организовать бизнес на строительстве водозаборов, используя МГБУ.
Установка Колибри
Доступные способы бурения: шнековое диаметром <200 мм, роторное с промывкой и продувкой, сплошным забоем или колонковым. Проходка скважин в грунтах I-VI категории.
Установка Колибри.
Технические характеристики:
- глубина бурения — 50-70 м;
- мощность привода — бензиновый двигатель 16,4 кВт (22 л.с.);
- масса в сборе — 270 кг.
МГБУ монтируется на прицеп, шасси УАЗ, Газель. Выпускается в модульном варианте для ручной переноски. Стоимость 900 тыс. р.
Установка Гидробур
Изготавливается для бурения скважин Ø70-320 мм в породах любой твердости на глубину 50-70 м. Состав бригады — 2 человека.
Характеристики модели Гидробур-1 Крот:
- мощность электропривода от сети 220 В — 2,2 кВт;
- средняя скорость бурения — 4-5 м/час.;
- вес без снаряда и бурового инструмента 200 кг.
Цена базового комплекта — 70 тыс. р. Отдельно поставляются приборы управления — 14 тыс. р. и электропривод на подъем и опускание колонны — 14 тыс. р.
Установка ТМ 80
Применяется в твердых породах до 12 категории прочности. Начальный диаметр <300 мм, глубина бурения шнеком 150 мм — <10 м, с продувкой до 50, промывкой — 150 м.
Установка ТМ-80.
Параметры МГБУ ТМ 80:
- привод от двигателя ВАЗ 2106 — 80 л.с.;
- скорость бурения по песку — 15, глине — 10, твердым породам — 5 м/час.;
- масса — до 750 кг.
Станок установлен на собственном шасси, оборудован 4 выдвижными домкратами. Выпускается в 3 модификациях: Премиум, Стандарт, Бюджет. Стоимость от 570 тыс. р.
Установка УМГБ 2
Назначение — проходка выработок в крепких породах с промывкой или продувкой, в мягких грунтах устанавливают шнек. На станке установлен частотный преобразователь тока, обороты вращателя регулируются в пределах 0-110 об/мин.
Показатели:
- двигатель 3-фазный 4 кВт;
- глубина бурения шнеком — 6 м, с промывкой — до 120 м;
- масса с оснасткой на 51 м скважины — 1 т.
Модель разборная, умещается в легковом прицепе. Цена от 270 тыс. р.
Способы бурения на воду
Технология бурения скважины под воду позволяет вести работу несколькими способами:
- шнековым;
- роторным;
- ударно-канатным;
- ручным.
Рассмотрим каждый из них подробнее.
Шнековое бурение скважин — самый распространенный и доступный способ. Шнек в виде винта входит в почву и разрыхляет ее. Бурить можно только сухой и мягкий грунт. Шнеки совершенно не годятся для плывунов. Этот инструмент разрушает породу и поднимает ее в скважинное устье. Шнеки бывают диаметром от 60 до 800 мм. Бурить ими можно до глубины 60 м, иногда и до 100 м. Шнековое бурение скважин невозможно на скальных грунтах.
Роторный способ — это непрерывное действие инструмента, который называется ротором. Он постоянно вращается. Порода вымывается глинистым раствором. Этот способ сравнительно дешевый и достаточно быстрый. Но в холодную погоду он требует утепления системы, по которой циркулирует вода. Бурение осуществляется с помощью машин:
- УРБ-2А2;
- МБУ-2М;
- УРБ-2,5;
- УРБ-3АМ.
УРБ-2А2 способна пробурить почву до глубины 55 м, УРБ-2,5 — до 300 м, а УРБ-3АМ — до 500 м.
Ударно-канатный способ является самым трудоемким. Но его не стоит забывать, так как он самый качественный. Порода разрушается после удара тяжелого предмета. Это особой формы заостренный стакан из стальной трубы. Он падает с высоты, ударяется о почву, забирает разрушенный грунт и поднимается. Наверху стакан чистят и снова бросают вниз.
Сама бурильная установка может быть сделана своими руками из труб или из бревен в виде треугольного конуса. Этот конус оборудован лебедкой с тросом. Технология бурения скважин на воду не требует использования глинистого раствора. Но установка обсадных труб должна проводиться своевременно. Такой установкой можно пробурить диаметр 10-30 см. Но глубина не может превышать 10 м. Для бурения можно применять установки УКС-22М2, УГБ-50, УГБ-1ВС.
Ручной способ используется довольно часто. При нем пользуются забивными трубами или шнеком. Трубы разрезают на куски длиной примерно 2-3 м. На концах их нарезается наружная резьба. На нижний конец трубы наваривается наконечник. Он имеет вид конуса, диаметр которого на 1 см больше диаметра трубы. Над наконечником 60-100 см трубы просверливается через 5 см сверлом диаметром 6 мм. Это будет своеобразный фильтр. По мере заглубления трубы она удлиняется с помощью муфт. Но проще поступить другим способом. Нужно для работы приготовить:
- различные буры;
- штанги;
- трубы для обсадки;
- лебедку;
- бурильную вышку.
Если скважина не будет очень глубокой, необходимость в вышке отпадает. Процесс выполнения работ довольно прост. Нужно выкопать ямку глубиной около 50 см, установить бур и начать его вращать. Работать лучше вдвоем. Через каждые 50 см бур вынимают из земли и чистят его. Метод этот стоит дешевле остальных, но имеет ограничения по глубине.
Этапы бурения
При бурении скважины роторным способом можно организовать забор воды одним из перечисленных ниже способов:
- С прямой подачей воды. Главное преимущество такой методики состоит в том, что первые сто метров проходки можно выполнять без укрепления стенок скважины обсадными трубами. Однако недостаток состоит в том, что в водоносные слои могут попадать частицы измельчённой породы или глины из промывочного раствора. В итоге это негативно может сказаться на самой скважине, поскольку производительность источника уменьшится.
- С обратной подачей. Данная методика имеет больше преимуществ, которые мы опишем дальше.
Первый тип добычи воды организуется на скальных, песчаных и текучих грунтах. При этом глубина залегания водоносного слоя не должна быть более 500 м. В такой системе водозабора бурильный раствор транспортируется к шлангу по отстойнику и только после этого попадает в проходку. Промывочная жидкость движется под давлением с измельчённой породой между внутренней поверхностью забоя и бурильными трубами вверх. После этого она попадает в отстойник.
Технология роторного бурения основана на том, что дробление породы происходит благодаря вращательным движениям бурового снаряда. Она выглядит следующим образом:
- Благодаря массе долота создаётся значительная вертикальная нагрузка. В начале бурения используется долото больших габаритов. Оно приводится в действие благодаря роторному двигателю.
- Когда процесс бурения завершён, выполняется установка обсадной трубы.
- После этого используют долото меньшего размера. В пробуренную проходку устанавливается обсадная труба меньшего сечения, чем на начальном этапе.
- Бурение продолжают до момента вскрытия водоносного горизонта.
Технология бурения с обратной подачей воды очень напоминает описанную выше методику. Только здесь вместо промывочного раствора используется обычная чистая вода. Технология выглядит следующим образом:
- Промывочная жидкость закачивается между стенками проходки и установленной бурильной колонной.
- Обратная добыча воды осуществляется при помощи глубинного насоса.
Среди преимуществ методики бурения с обратной подачей воды можно назвать следующие моменты:
- Роторное бурение скважин с обратной промывкой осуществляется в 10-15 раз быстрее, чем методика бурения с прямой промывкой.
- В водоносный горизонт не попадает глина из промывочного раствора.
- Используется минимальное количество обсадных труб.
- Можно управлять параметрами скважины. Так, можно соорудить гидротехническое сооружение как небольшого, так и внушительного диаметра.
- Данная методика роторного бурения подходит для выполнения нефтяных скважин.
Видео процесса роторного бурения скважины на воду:
Шнековое бурение скважин
Бурение скважин шнековым методом применяется в основном для песчаных и гравийно-песчаных грунтов. Оно производится установкой, которая имеет буровую головку, следом за которой идут шнеки, отводящие грунт. У шнекового бурения скважин есть несомненное преимущество по скорости проходки.
Кроме этого, одновременно с бурением продавливаются и укладываются стенки скважины, которые удерживают породу и предотвращают ее обрушение. Устанавливаемые стенки скважины могут быть как бетонными, так и стальными.
При шнековом бурении скважин отпадает необходимость в промывке скважины во время бурения.
Шнек – это бурильная труба, вся длина которой обвита стальной лентой. Бурение шнековым методом производится буровыми механизмами, имеющими подвижный вращатель. Шнеки соединяются резьбой или элементами, имеющими фигурное сечение.
Ход подачи при бурении шнековым методом от 1,9-15 м.
Полые герметичные шнеки оборудованы реверсивными замками, имеющими различные долота. За счет высококачественной стали замковых соединений, имеющих высокую износоустойчивость, время на бурение значительно сокращается. При этом производительность работ возрастает.
При шнековом бурении скважин на мягких и рыхлых грунтах лопасти долота должны находиться под углом 30-60о по отношению к забою. На плотных грунтах или гравийно-галечных отложениях лопасти долота должны иметь угол 90о по отношению к забою. Установка угла при бурении зависит от твердости пробуриваемого грунта.
Режущие элементы бура охлаждаются за счет разрушаемого грунта. При этом разрушенная порода поднимается по спирали шнека.
Для шнеков, имеющих размер до 100 мм частота вращения не должна превышать 500 об/мин.
При бурении скважин шнековым методом наиболее эффективными считаются шнеки, имеющие центральный канал. Через него подается воздух или вода при помощи гидравлического насоса, что снижает трение при бурении. Обычно шнековое бурение скважин производят на глубину до 50 м. В исключительных случаях бурение шнековым инструментом может производиться до глубины 100-120 м.
При бурении глубоких скважин шнековое бурение обычно комбинируют с некоторыми другими видами.
При производстве шнекового бурения скважин может быть применена технология с использованием обсадных труб или же тампонированием стен скважины бетоном под давлением с поверхности. При данном виде бурения скорость прохождения грунта в сутки может доходить до 30 метров.
В станках для шнекового бурения скважин применяются литые буровые головки, имеющие режущие лопасти и хвостовик. Режущая кромка лопастей обычно должна быть наплавлена твердым сплавом. В случае бурения на особо твердых породах буровая головка должна быть оснащена техническими алмазами.
Глубина шнекового бурения скважины проводится на размер одной штанги, затем станок отключается, штанга должна быть отсоединена от шпинделя, поднята наверх и наращена новой штангой. После этого бурение может быть продолжено.
Основные способы бурения скважин
Бурение скважин может происходить вручную, когда не нужно прибегать к тяжёлой технике. Но обычно такой метод применяется для неглубоких источников воды.
В этом случае применимы следующие виды бурения:
- Роторное;
- Ударно-канатное;
- Абиссинское.
Роторное ручное бурение осуществляется с помощью спиралевидного бура и приспособления в форме ложки для разных видов почвы. Как правило, если грунт гравийный, применяется спиральное приспособление, проделывающее в земле вертикальную выемку. Бурение песчаной почвы производится с использованием цилиндра со специальными отверстиями – спиралями.
Принцип работы бурильной установки заключается в пробивании грунта конструкцией стакана, подвешенного к треноге и с ускорением опускающегося с помощью лебёдки вниз. Так как стакан внутри полый, почва оказывается внутри него, а позднее вытряхивается.
К сожалению, такое бурение продуктивно только на мягких грунтах. Когда почва не удерживается в трубе по причине сыпучести, используется желонка. По сравнению с роторным методом, этот вид бурения более длительный и тяжёлый, зато канал скважины получается гораздо качественнее и аккуратнее.
Самый лёгкий и простой способ бурения грунта до 8 метров глубины – абиссинский. Для пробивания берётся стержень из стали диаметром около 3 см, имеющий остро отточенный конец. Минусом считается, что без точного знания расположения грунтовых вод, можно потратить время на безрезультатный труд. Кроме того, для откачки воды можно воспользоваться лишь насосом поверхностного типа, погружающего в скважину шланг для водозабора. Но такое приспособление не способно создать приемлемый напор.
Специфика колонкового бурения
Колонковый метод является вращательным. Рабочий инструмент оснащен коронкой (твердосплавной или алмазной). Применяется этот способ редко. Он может быть задействован для подготовки к роторному или шнековому бурению. Иногда его применяют совместно с канатно-ударным методом.
Колонковое бурение — механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы.
Используемое оборудование и инструменты
Тут скважины бурятся при помощи специального оборудования: 3иФ 650, 3иФ 1200. Установку можно изготовить самостоятельно. Для этого необходимы такие инструменты:
- колонковая труба и штанги для ее наращивания;
- буровые коронки;
- труба для устранения шлама;
- муфты, переходники между фрагментами труб, промывочный сальник.
Технология колонкового бурения
Во время прохождения бура порода полностью сохраняется внутри трубы. Этот тип бурения предусматривает такие этапы работ:
- Соединение колонковой трубы со штангами для наращивания бурильной коронки.
- Закрепление рабочего инструмента в станке.
- Постепенное ввинчивание коронки в грунт.
- Очищение трубы от содержимого через каждые полметра.
Все действия проводятся до тех пор, пока не будет вскрыт водоносный слой. После этого следует углубиться еще на 50 см. Шлам удаляется промывкой с использованием большого объема воды или при помощи продувания.
Веские достоинства и недостатки
Если целью устройства скважины не является водоносный слой в песчаных отложениях, бурение до достижения скальных пород может проводиться с промывкой.
Данная технология изготовления скважины имеет такие преимущества:
- высокая скорость проведения работ;
- возможность применения на твердых породах;
- изготовление скважин глубиной до 100 м;
- компактность, что позволяет использовать установку в труднодоступных районах;
- мобильность.
Недостатки метода таковы: быстрый выход из строя рабочей поверхности, небольшой диаметр шахты (нельзя использовать погружные насосы высокой мощности). Такой способ изготовления глубинного колодца считается самым быстрым.
Способы бурения
Процесс проделывания скважин, как и любая другая технология, имеет несколько видов:
- ударно-канатное;
- роторное;
- бурение с забойным двигателем;
- турбинное;
- с винтовым двигателем;
- электробуром.
Схема установки для ударно-канатного бурения скважин.
Ударно-канатный способ бурения скважин считается самым опробованным. При нем шахта скважины образуется за счет периодических ударов долота по забою. Этот процесс происходит под действием веса самого долота и тяжелой штанги. Поднятие долота вместе со штангой, которые закреплены на канате, происходит за счет балансира бурового механизма.
При роторном методе вращение инструменту передается посредством ротора. При этом виде бурения скважин ротор устанавливается на устье сквозь колону бурильных труб, которые играют роль полного вала. При бурении маленьких скважин (с небольшим диаметром ствола) процесс происходит за счет шпиндельных двигателей.
Привод ротора осуществляется от карданного вала, соединенного с лебедкой. Либо это может быть цепная передача от одного двигателя. Преимущество привода в том, что он может регулировать скорость вращения более с широким диапазоном, понижает нагрузку на лебедку и уменьшает ее изнашиваемость.
Ротор для бурения выбирается по степени нагрузки, мощности, а также по диаметру шахты. Роторное бурение имеет 2 канала передачи энергии для забоя:
- механический от привода;
- гидравлический от насосов.
Установка для бурения скважин роторным и турбинным способами и при помощи электробура.
При бурении турбинным способом, в процессе работы бурильная колонна не вращается, а перенимает вращающийся момент от забойного двигателя. При этом методе передается и гидравлическая энергия.
Турбинный способ — передача вращения долоту от вала турбины, которая приводится во вращение за счет движения потока раствора. Получается, что при турбинном способе в процессе задействован только 1 канал передачи энергии до забоя.
Турбобур, стоящий над инструментом, является машиной, которая приводит процесс преобразования гидравлической энергии давления потока используемой жидкости в механическую, направленную на вращение инструмента.
Процесс бурения представляет собой опускание, подъем бурильной колоны в скважину и поддержание ее на весу. Бурильная колона — это опущенная в шахту сборка из труб, скрепленных между собой бурильными замками. Ее задача — подача гидравлической и механической энергии к долоту.
Виды водных пластов
Качество и чистота грунтовых вод зависит от глубины их залегания. В каждом регионе глубина отличается и имеет свои особенности.
Существует три основных вида пластов с обилием воды:
Верховодка залегает на глубине 3-10 метров. В нее входят отфильтрованные осадки. Для питья такая вода не годится, однако может использоваться для поливки огорода и технических потребностей. При бурении на данную глубину редко попадаются скальные породы. Поэтому абиссинский колодец можно сделать вручную при помощи лопат и другого подручного инструмента. Производительность такого источника будет не больше 0,5 м³/ч.
Следующий слой воды залегает на глубине 10-35 метров, между первым и вторым суглинистыми слоями. Она является более качественной, однако для употребления в качестве питья ее необходимо подвергать дополнительной очистке. Вручную копается колодец глубиной примерно 15 метров. Для достижения большей глубины целесообразно применить механическое бурение. Такой водозабор обладает производительностью до 1 м³/ч, чего вполне хватает для удовлетворения потребностей одной семьи.
Самая привлекательная вода находится на глубине 30-250 метров
Здесь целесообразно использовать механическое бурение, важно достичь известняк, где находится самая чистая вода. Зачастую вода самостоятельно поднимается на поверхность, однако это будет зависеть от мощности пласта и правильности конструкции скважины
Производительность артезианского водозабора составляет 3-5 м³/ч.
Несмотря на глубину залегания, перед употреблением, воду необходимо проверить в СЭС, так как от ее ежедневного употребления будет зависеть Ваше здоровье и долголетие.
Ударно-канатное бурение
Работы выполняются с применением бурового снаряда Шитца. Технология предусматривает дробление пластов грунта с последующим извлечением частиц из скважины. Для извлечения рабочего инструмента из забоя используется лебёдка с тросом. При первоначальном бурении возможно применение бура, диаметр которого превышает 500 мм.
Среди преимуществ использования ударно-канатного способа выделяют высокое качество скважины. Это связано с уплотнением грунта в процессе бурения, из-за чего стенки забоя укрепляются. Технологию успешно применяют на участках с песчано-глинистым, сыпучим грунтом, с породами, которые обладают способностью поглощать промывочную жидкость.
Нет необходимости в использовании технологического раствора, снабжении места строительства водой и глиной, что снижает затраты на бурение скважин. Недостаток способа – сравнительно низкая скорость ведения работ. С его помощью невозможно строительство наклонных скважин или участках с грунтом пород высокой плотности.
Проектирование бурения скважины
Перед началом процесса по созданию нефтяной скважины составляется проект в виде чертежа, в котором обозначаются следующие аспекты:
Свойства обнаруженных горных пород (устойчивость к разрушению, твердость, степень содержания воды).
Глубина скважины, угол ее наклона.
Диаметр шахты в конце: это важно для определения степени влияния на него твердости горных пород.
Метод бурения скважины.
Проектирование нефтяной скважины необходимо начинать с определения глубины, конечного диаметра самой шахты, а также уровня бурения и конструктивных особенностей. Геологический анализ позволяет разрешить эти вопросы вне зависимости от типа скважины.
Шнековое бурение скважин
Данный способ бурения ещё называют вращательным. Оборудование, которое разрушает породу, может быть двух основных типов:
1. Бур представляет собой керноприемник крупного диаметра.
2. Долото с двумя или тремя лопастями.
Сам шнек доставляет разрушенную породу на поверхность. При этом подобный способ строительства скважин является одним из наиболее быстрых и эффективных. За день работы шнековым бурением можно углубиться на сорок метров, однако, это возможно при условии мягкой породы. Вращательное бурение используют для геологоразведочных скважин, при строительстве скважин на песок. Однако этот способ не подходит, если нужно сделать скважины на мягком сыпучем грунте, например на песках, на большую глубину. Стены сооружения могут запросто обвалиться, прежде чем будут поставлены обсадные колонны. Для суглинка и глинистой земли этот способ является одним из наиболее эффективных и качественных. Диаметр скважины, которая бурится шнеком, составляет в среднем от пятидесяти до семисот шестидесяти миллиметров.
Когда шнек достают из скважины, можно увидеть, какова глубина залегания водоносного песка. Водоносный песок представляет собой песок с большими частичками породы и иногда с примесями гальки.
Данный способ бурения является абсолютно доступным и недорогим. Однако, если при бурении будут обнаружены валуны, известковая прослойка, то он будет совершенно не эффективным и сделать таким образом скважину будет невозможно.
Бурение песчаной скважины
Для бурения скважины своими руками можно использовать ударный способ. На выбранной местности подготовьте площадку для монтажа треноги.
Тип снаряда зависит от типа грунта – плотный глиняный грунт пробивают стаканом, а рыхлый глинистый пробивают желонкой. Стакан можно превратить в желонку, приварив конус с металлическим мячом с внутренней стороны трубы.
Вышка собирается в виде треноги из металлических труб, вверху крепят шкив для подвижного каната. В основании крепится подъемный механизм и вал, на который наматывается канат.
В том месте, где планируется скважина, делают углубление для обсадной колонны на полметра. В эту яму должен попасть снаряд. Снаряд поднимается и резко опускается в углубление. Через каждый метр буровой инструмент поднимают и чистят от налипшей земли.
Сферы использования подобной технологии
Среди точек применения колонкового бурения скважин, стоит выделить несколько основны.
Горнодобывающая промышленность – разработка горных месторождений твердых полезных ископаемых.
Результат прохода – керн с цельной структурой, по которому выполняют анализ пород в этой местности. Его периодически извлекают, чтобы узнать картину залегания пород на этом участке.
Автономное водоснабжение – организация процесса нуждается в исследовании недр частных землевладений, чтобы иметь доступ к подземным источникам воды. Гидрогеологическое бурение необходимо для выбора местонахождения водной скважины.
Строительство – для бурения диктующей скважины под забивку свай – обустраивая свайные фундаменты. Строителям нужно знать, на какой глубине будет песчаная прослойка или начинаются крупные камни. От этого зависит устойчивость здания. Подобная технология идеальна, чтобы в железобетонных конструкциях просверлить отверстия большого диаметра.
Подобный способ подходит для вертикального прохождения скважин, горизонтального и под нужным углом.
