Когда речь идет о добыче воды из-под земли, не обойтись без бурения скважины. На практике существует несколько технологий, которые позволяют достичь поставленной цели.
Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки, а также технические особенности. Только правильный выбор метода бурения на воду обеспечит эффективное прохождение через конкретные участки породы и получение быстрого и качественного результата.
Колонковое бурение
Этот метод бурения частной скважины на воду позволяет решить следующие задачи:
- разведка на значительную глубину;
- преодоление скальных горизонтов;
- подготовка артезианского колодца.
Именно с помощью такого метода часто проводится первоначальная разведка, поскольку он позволяет за короткий срок получить представление о геологии и геофизике участка.
Стоит отметить, что колонковое бурение скважин для разведки на воду невозможно без дорогостоящего оборудования. С его помощью можно взять образцы воды с глубины до 1 километра.
Конечно, для бурения скважин на воду в Московской области такой глубины требуется крайне редко. Для обычного дачного или коттеджного поселка достаточно меньшей глубины.
Плюсы и минусы метода
При диаметре канала до 1000 миллиметров угол проходки может быть гибко регулируемым. Колонковая труба сечением 400–600 миллиметров может быть использована повторно, что значительно снижает издержки. Коронка способна забрать образец породы точно по радиусу.
Однако бурение воды по колонковому методу на некоторых участках не всегда рентабельно. Водоносный горизонт может быть загрязнен смесью, используемой при промывке.
Быстрый износ рабочих частей — оборотная сторона высокой производительности такого метода. Зато колонковый бур способен работать с любыми породами и видами грунта. И хотя использование погружного насоса в данном случае может быть невозможным (слишком маленькое сечение трубки), получение представления о ситуации на глубине остаётся важным.
Когда говорят о вращательном способе бурения скважин, могут иметь в виду не только колонковую буровую технологию, но и другие методы, использующие вращение инструмента для разрушения породы. Бурение роторным или шнековым способом тоже относится к этой группе методов.
Шнековое бурение
Что будет, если использовать шнек? Во многих случаях необходимо преодолевать рыхлые песчаные грунты. И если на этапе обустройства эта проблема решается с помощью обсадных труб, то на первоначальной стадии наиболее эффективен шнековый метод бурения.
Шнековое бурение уверенно справляется с подвижной сыпучей массой, которая часто встречается при бурении скважин на воду в Московской области.
Подобные системы:
- эффективны;
- просты в применении;
- гарантируют быструю практическую проходку до нужной отметки;
- не требуют дорогостоящих машин.
Работы проводятся беспрерывно, две стадии — углубление и измельчение породы — фактически происходят одновременно.
Для транспортировки грунта в процессе шнекового бурения не требуется вынимать бур наружу. Потребность в промывке, если и возникает, то только в исключительных случаях.
Когда работают грамотные буровики, соблюдающие технологию, необходимость в промывке минимальна. Однако шнековое оборудование не справляется с вязкими и плотными породами, так как оно не рассчитано на такие нагрузки. Врезание в рыхлый грунт происходит с помощью заострённого наконечника.
Это может быть:
- лопастной бур;
- двухлопастное долото;
- трёхлопастное долото.
Чтобы избежать перегрева аппаратов, необходимо соблюдать простое правило: перемещаемая порода должна заполнять межвитковое пространство шнека не более чем на 40%.
Толщина сверлящего элемента подбирается индивидуально, так как наружный диаметр бура напрямую влияет на скорость проходки.
Наличие пустотелого центрального канала, куда подается охлаждающая жидкость или воздух, позволяет предотвратить перегрев устройства и улучшить эффективность бурения установки, но сделает дороже её приобретение и эксплуатацию.
Практические нюансы
Качественное шнековое бурение скважины выполняется, если мощность установки на 50% превышает проектную мощность долота.
Если предстоит проходить очень крепкие породы, без алмазных коронок почти не обойтись. В некоторых случаях альтернативой могут стать твердосплавные детали.
Буровая жидкость для шнекового бурения не требуется, что значительно упрощает работу.
Поскольку вязкие породы встречаются в нашем регионе крайне редко, шнековый метод бурения однозначно доминирует среди других способов.
Для получения воды используются исключительно вертикальные каналы, так как горизонтальные каналы предназначены лишь для проходки под инженерные коммуникации. Стоит отметить, что шнековый метод не подходит для глубоких пластов.
Технология шнекового бурения
Если необходимо бурить глубже 80 метров, трудоемкость работ значительно возрастает. Колонна, по замыслу конструкторов, должна обеспечивать подъём всей массы грунта, однако на практике часть выбуренной массы часто обрушивается обратно в забой.
Именно поэтому при шнековом методе бурения скважин прочистка и промывка ствола должны быть усиленными. В противном случае приступать к эксплуатации скважины, даже для технического водоснабжения, нельзя.
Профессионалы заранее рассчитывают такие параметры, как осевая нагрузка и скорость вращения колонн. Темп вращения регулируется очень точно, так как вибрации могут нарушить работу оборудования.
Лопасти должны очищаться через каждые 50 сантиметров, иначе могут возникнуть проблемы. Галечники и прочные монолитные породы не проходят шнеками, и для их бурения требуется использование других технологий.
Роторное бурение
Роторные буровые установки менее популярны для бурения скважин на воду, чем их шнековые аналоги. Однако в ряде случаев альтернативы ротору просто нет. Например, при сверлении известняка, который можно пройти только с использованием роторного метода, а не шнека.
Именно под известняковым пластом часто располагается ценный водоносный горизонт, в то время как слои, находящиеся выше, могут иметь гораздо меньшее качество и дебет.
Роторный метод
Роторный способ бурения изначально использовался исключительно в горнодобывающей отрасли. Однако сейчас он всё чаще применяется и в бытовом секторе, где помогает решать довольно сложные задачи. В качестве наконечника используется долото, которое и разрушает породу.
Долото эффективно справляется как со связным, так и с несвязным грунтом. Даже коренные породы, образующие настоящую скалу, поддаются обработке с помощью роторного метода.
При роторном способе бурения на воду используют вымывающую жидкость, которая удаляет выбуренную массу либо через колонну, либо по затрубному пространству.
Каждое из этих решений имеет свои преимущества и недостатки, и вникать в эти особенности стоит только специалистам-технологам. Долото при этом по диаметру превосходит рабочую колонну.
Это позволяет:
- снизить затраты энергии;
- предотвратить повреждение колонны при нормальных работах;
- прокладывать большие скважины, сечение которых может быть увеличено до 70 сантиметров.
Технологические аспекты
Роторный способ позволяет достичь высокой скорости работ — до 1000 погонных метров в месяц, что не удивит опытного технолога. Этот метод эффективно преодолевает коренные метаморфические и магматические породы, которые другими способами пройти невозможно.
Ещё одно важное преимущество роторного бурения — возможность продолжать проходку до конца без необходимости менять методику. В то время как шнек может столкнуться с каменной глыбой, о которой не было известно заранее, в этом случае приходится переходить на роторный метод.
Каждая операция требует индивидуальной подготовки и тщательной проработки. Поскольку при работах используется глинистый раствор, дебит скважины может быть ниже, и потребуется приложить дополнительные усилия для восстановления водоотдачи.
Стоимость использования роторной системы выше по сравнению с другими методами. В зимний период критически важно обеспечить защиту оборудования от низких температур.
Рабочая колонна удерживается при помощи вертлюга. Глубина проходки и характеристики грунта влияют на выбор между обычной и удлинённой штангой.
Муфтовые соединения, которые обеспечивают герметичность канала, подбираются с особой тщательностью. Эти муфты рассчитаны на давление до 100 атмосфер, которое возникает при промывке скважины специальными составами или водой.
Ударный способ бурения скважин
Многие слышали об ударном или ударно-канатном способе бурения, но не все знают, как он работает. Этот метод хорошо зарекомендовал себя при бурении на сыпучих грунтах.
Диаметр буровых стаканов может варьироваться в широких пределах. Ударно-канатная технология идеально подходит для самостоятельного бурения на небольшую глубину в простых геологических условиях.
После завершения работ скважина может быть сразу введена в эксплуатацию. В отличие от других методов, здесь не требуется смачивание инструмента в процессе бурения. Манипуляции не оказывают отрицательного воздействия на участок, напротив, они помогают сохранить территорию практически без изменений, с минимальными нарушениями.
Ударный способ бурения скважин
Ударный, или ударно-канатный, метод бурения — это подход, о котором многие слышали, но не все знают его особенности. Этот метод прекрасно справляется с сыпучими грунтами.
Диаметр буровых стаканов может варьироваться в широких пределах. Ударно-канатная технология особенно рекомендуется для самостоятельного бурения на небольшую глубину в простых геологических условиях.
После завершения работ скважина может быть сразу введена в эксплуатацию. В процессе бурения не потребуется смачивание инструмента, а манипуляции, проводимые при бурении, не повлияют отрицательно на состояние участка. Напротив, они помогут сохранить территорию почти без изменений, сохраняя её в полном изяществе.
Однако, несмотря на все преимущества, ударный метод не является универсальным.
При его применении работы могут идти медленно, а глубина проходки в некоторых типах почвы ограничена. Если используется тяжёлая техника, неизбежны проблемы с состоянием территории. При ручном бурении глубина ограничивается лишь несколькими метрами.
Оправдываются ли эти минусы за счёт сокращения затрат и увеличения срока службы источников — вопрос, который каждый заказчик должен решить самостоятельно.
Какой метод бурения выбрать
Подбор метода бурения скважины зависит от нескольких факторов:
- глубины;
- необходимого объёма извлекаемой воды;
- частоты эксплуатации скважины;
- требуемого качества воды;
- потребности в обустройстве глубинного колодца.
Только профессионалы могут грамотно учесть все эти нюансы и исключить фатальные ошибки. Они также учтут климатические условия, спрогнозируют возможные изменения в недрах земли и подберут оптимальную технологию. Всё это поможет обеспечить стабильное и качественное водоснабжение даже в самых сложных условиях.
Роторное бурение для бытовых нужд позволяет сверлить скалы и полускальные породы на глубину до 150 метров. При этом диаметр канала может достигать 2 метров. Однако из-за необходимости в промывке этот метод практически невозможен для использования зимой.
Колонковое бурение, как правило, применяется для проходки на глубину до 30 метров в мягких грунтах. При более твёрдой земле проходка ограничена 20 метрами. Этот метод отлично подходит для предварительной разведки.
Роторное сверление с прямой промывкой является универсальным и позволяет достигать любых глубин. Такой метод обеспечит значительный дебит, но он не подходит, если критично размывание горизонта. В таких случаях более стабильны обратно-промываемые скважины.
С другой стороны, роторные методы имеют высокую стоимость и технологическую сложность, а значит, работы будет выполнять только квалифицированный персонал.
Когда речь идет о бурении скважин артезианского типа, выбирать оборудование не нужно: практически всегда для этой цели применяются роторные установки. Это связано с их эффективностью и практичностью в таких случаях.
В руках профессионалов роторные установки обеспечат нужный результат уже за несколько дней, значительно ускоряя процесс бурения и гарантируя высокое качество работы. Компания Мосводострой предлагает своим клиентам услуги по бурению скважин с использованием различных методов. Мы гарантируем не только оперативность выполнения работ, но и долгосрочную эксплуатацию источников воды, обеспечивая стабильное и качественное водоснабжение. Обращайтесь к нам для консультации и получения индивидуального предложения по бурению скважин, адаптированного под ваши потребности и условия.