Способы бурения скважин на воду

На сегодняшний день существует несколько разнообразных способов бурения. Каждый имеет свои особенности и выбор какого-то определенного из них зависит от множества факторов — это и параметры предполагаемой скважины, и состав почвы, и множество других менее очевидных деталей. Однако, несмотря на это учитывать их все же надо, ведь от выбора правильного способа бурения во многом зависит не только скорость и качество проводимых работ, но и дальнейшая благонадежность всей конструкции.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили следующие способы бурения скважин:

  • вращательный с прямой промывкой
  • вращательный с обратной промывкой
  • вращательный с продувкой воздухом
  • ударно-канатный
  • Высокая экономически выгодная составляющая. Это должно быть обусловлено стоимостью применяемых материалов и инструмента,

Наиболее старым и проверенным для наших широт является последний вариант. Он активно применялся вплоть до 40х годов, когда началось широкомасштабное внедрение вращательного способа с прямой промывкой глинистым раствором. Сейчас вращательное бурение с прямой промывкой является наиболее часто используемым способом, однако в последнее время определенное распространение начал получать вращательный способ с обратной промывкой. Бурение вращательным способом с продувкой воздухом, хоть и используется сравнительно давно, но из-за своей специфики сфера его применения весьма ограничена. Кроме того, в некоторых случаях наиболее оптимальным является комбинированный способ бурения, который сочетает в себе сразу несколько вариантов создания скважин.

Вращательный способ бурения с прямой промывкой

Этот способ создания скважин является наиболее универсальным, и оттого — наиболее популярным. Может применяться для бурения скважин как в твердых скальных породах, так и в более мягких и рыхлых слоях почвы. Под этот способ заточено большинство современных буровых машин, что позволяет создавать скважины любой конфигурации — от небольших ям для индивидуального использования в частных домах, до полномасштабных артезианских скважин промышленного назначения.

К положительным чертам такого способа можно отнести:

  • Высокие коммерческие и механические скорости процесса бурения. Этот способ на сегодняшний день имеет наибольшее распространение, благодаря этому затраты на его применение являются минимальными - ведь весь процесс изучен до мелочей, а многие его фазы максимально оптимизированы и автоматизированы.
  • Возможность проведения работ в породах различной твердости. Из-за универсальности и безопасности процесса бурения этим способом его можно применять как для мягкой глиняной почвы, так для твердых скалистых пород.
  • Сравнительно небольшая металлоемкость конструкции скважины. Особенности конструкции созданных по этой технологии скважин не допускает попадания сторонних вредных веществ в добытую воду, а это означает чистоту и экологичность таких решений.

Однако есть у этого способа и слабые стороны. Большинство из них связаны с используемым в этой технологии глинистым раствором. При бурении скважин в его использованием довольно сложно сразу оценить качество полученной в итоге воды, для этого нужно потратить еще немного времени и ресурсов на удаление глиняных включений в имеющейся воде. Кроме того, постоянная потребность в качественной глине и воде для создания промывочного раствора так же играет немаловажную роль в применении этого способа бурения.

Вращательный способ бурения с обратной промывкой

Сравнительно новая технология, только получающая распространение на постсоветстком пространстве. Применяется в основном для создания скважин в мягкой и рыхлой почве. Глубина бурения таким способом может достигать 200-300 метров, а ширина создаваемых скважин — 1000-1500 метров.

К особенностям этого способа бурения можно отнести:

  • Высокие скорости работ в мягкой и рыхлой почве. Благодаря усовершенствованной технологии обратной промывки бурение таким способом может быть практически в два раза быстрее аналогичных работ с прямой промывкой.
  • Благодаря высокой скорости бурения оперативней вскрывается пласт пород, что обеспечивает сравнительно скорые и высокие притоки добываемой воды (дебиты).
  • Возможность создания скважин большого диаметра. Особенности применения этой технологии позволяет бурить гораздо более широкие, чем при бурении с прямой промывкой, скважины. Это бывает особенно полезно при создании отверстий массового промышленного использования, где требуется постоянный приток больших объемов воды.

Впрочем, есть и свои сложности. Применяться такой способ бурения может исключительно в определенных типах почвы и для создания скважин весьма ограниченной глубины, а его применение требует дополнительных технических средств. Кроме того, для эффективного применения данного типа бурения необходимо обеспечение обильного водоснабжения проводимый под землей работ.

Вращательный с продувкой воздухом - наиболее специфический способ бурения скважин, который из-за своих особенностей может применяться исключительно в устойчивых к обрушению породах, которые при этом имеют малый водоприток — до 2-3 л/с.

Одним из главных преимуществ этого способа перед традиционными промывочными является отсутствие необходимости в постоянном снабжении установки глиной и водой для приготовления промывочного раствора. Помимо того, такой способ бурения превосходит по скорости все предыдущие в несколько раз.

Однако главным препятствием для его массового использования является большая ограниченность сферы его применения. Бурение вращательным способом с продувкой воздухом в силу своей специфики может быть использовано только для работ в породах имеющих исключительную прочность. Это могут быть как особо твердые горные пласты, так и многомерзлые слои почвы. Использование такой технологии для бурения мягких или неустойчивых пород может привести как к порче установок, так и к дальнейшему полному обрушению всей конструкции.

Ударно-канатный способ бурения

Применяется в сложных гидрогеологичеческих условиях для создания скважин малой глубины. Этот способ является наиболее старым и неизбежно вытесняется более современными вращательными способами бурения.

Как и в предыдущем случае, использование такого способа отличается отсутствием необходимости постоянного снабжения буровой установки глинистым раствором. Проведение бурения таким способом возможно и в случаях, когда применение вращательных способов затруднено или даже невозможно. Это может быть обусловлено в том числе и особенностями почвы, которая может обладать высокими впитывающими характеристиками и активно поглощать необходимый для работ промывочных раствор.

Недостатками же такого способа бурения можно назвать низкую скорость проведения работ, а так же высокую металлоемкость конструкции скважины. Таким образом, бурение ударно-канатным способом применяется по большей части как запасной вариант в тех случаях, когда использование других вариантов бурение затрудняется в силу каких-либо непреодолимых окружающих обстоятельств.

Кроме всех вышеназванных способов бурения скважин на воду существует еще ряд менее распространенных вариантов. К ним можно отнести вращательно-шнековое бурение, а так же вращательное бурение скважин с гидротранспортом керна. Ввиду своей специфики такие виды бурения используются весьма нечасто, поэтому останавливаться на них подробно не имеет особого смысла. Стоит только отметить, что в отличие от промывочных и продувных способов они не требуют дополнительных средств обработки, а от ударно-канатного способа их отличает ограниченность использования и сравнительно малые габариты полученных в итоге скважин. Однако в определенных условиях применение таких способов бурение бывает вполне оправдано, поэтому в любом случае перед проведением работ обязательно требуется консультация квалифицированного специалиста.

Таким образом, каждый способ бурения имеет свою специфику и сферу применения. Принятие решения о применении какого-то из них должно основываться на тщательном исследовании окружающих условий проводимых работ, а так же на особенностях, имеющихся в наличии механизмов. Впрочем, последний фактор весьма условен — при использовании услуг сторонних профильных организаций техническую часть они берут на себя, заказчику лишь нужно определиться с условиями проведения работ и желаемым результатом. Впрочем, и здесь опытный исполнитель не оставит менее сведущего клиента без помощи — проведение предварительной теоретической части входит в план работ практически любой мало-мальски профессиональной организации.