Колонковое бурение скважин: технология и нюансы проведения работ

Плюсы и минусы колонкового бурения

К положительным моментам процесса относятся:

  • Точечное действие коронки, вырезающей породу по своему радиусу, в отличие от роторного долота, оное во время прохода разрушает грунт.
  • Высокая производительность способа.
  • Возможность посредством колонкового бурения скважин изучить подземное строение грунтов в зоне выполнения работ.
  • Применяя этот метод, проходят восстающие, многозабойные, наклонные скважины; в любых пластах, в том числе базальтовых и гранитных.
  • Частота вращения бура регулируется: на мягком грунте довольно небольших оборотов, твердые породы требуют более высоких.
  • Сравнительно высокая скорость проходки, снижающая себестоимость объекта, при пониженной энергоемкости процесса.

Как в любом процессе, колонковое бурение имеет некоторые недостатки:

  • В тех процессах, когда применяют глинистый раствор, есть риск заиливания водоносного слоя продуктами промывки.
  • Быстрое изнашивание инструмента.
  • Сухое бурение – слишком затратное.

Во время работы с глубинными пластами эти факторы остаются решающими. Стоимость оборудования вместе с ценой грунтовых работ составляет солидную цифру.

Процесс колонкового бурения проходит в несколько этапов, оборудование подлежит регулярному осмотру на предмет повреждений и сколов

Мастера проходят регулярную учебу по технике безопасности, такая мера предосторожности существенно снижает процент повреждений

Видео по теме: Технология бурения скважин

Подборка вопросов

  • Михаил, Липецк — Какие диски для резки металла использовать?
  • Иван, Москва — Какой ГОСТ металлопроката листовой стали?
  • Максим, Тверь — Какие стеллажи для хранения металлопроката лучше?
  • Владимир, Новосибирск — Что значит ультразвуковая обработка металлов без применения абразивных веществ?
  • Валерий, Москва — Как выковать нож из подшипника своими руками?
  • Станислав, Воронеж — Какое оборудование используют для производства воздуховодов из оцинкованной стали?

Выбор: с фильтром или без?

Чтобы предотвратить попадание в скважину загрязнений, внутрь ствола устанавливают вторую трубу со скважинным фильтром. Его изготавливают из длинного отрезка трубы, диаметр которой должен быть меньше, чем диаметр обсадной трубы. Верхнюю часть трубы используют под сальник, а в средней части проделывают множество отверстий.


На отрезке трубы, из которой изготавливают фильтр для скважины, следует проделать ряд частых и достаточно больших отверстий. Такая перфорация обесчпечит быстрое поступление отфильтрованной воды в скважину

Перфорированный участок закрывают сеткой галунного плетения, но в крайнем случае подойдет и обычная мелкоячеистая сетка, например, с параметрами 0,2Х0,13. Сетку можно зафиксировать проволокой.

Нижняя часть фильтра представляет собой отстойник, там перфорация не нужна. Если в скважину, устроенную шнековым способом, можно спустить фильтр с помощью соединенных между собой штанг, то при выполнении ударно-канатного бурения фильтр доставляют с помощью металлического троса.


Перфорированный фильтр для скважины следует закрыть металлической сеткой галунного плетения и зафиксировать проволокой из нержавеющей стали. Вместо сети галунного плетения можно взять обычную, достаточно мелкую сетку

Это не позволяет прижать фильтр с силой, чтобы обеспечить герметичность конструкции при соединении с сальником. В таком случае можно эффективно использовать ПСУЛ – предварительно сжатую уплотнительную ленту. Этот материал широко применяется при монтаже ПВХ окон.

Такую ленту следует намотать на край фильтра и сразу же опустить в шахту, поскольку ПСУЛ довольно быстро расширяется. Если фильтр опущен немедленно после наматывания ленты, она расширится в низу и обеспечит надежную герметизацию фильтра. После того, как фильтр опущен вниз, обсадную трубу аккуратно поднимают вверх.


ПСУЛ – предварительно сжатая саморасширяющаяся уплотнительная лента используется при монтаже окон ПВХ, но подходит для создания сальника скважинного фильтра. Нужно намотать ПСУЛ примерно на 30 см в верхней части фильтра и сразу же опустить его в скважину

При этом большая часть фильтра должна оказаться ниже уровня края обсадной трубы. Для подъема трубы можно использовать два пятитонных домкрата. Вынутую на поверхность часть трубы срезают или отвинчивают. Чтобы хомут не скользил, к выступающему куску трубы приваривают куски арматуры.

Ударно-канатный способ бурения позволяет создать бесфильтровую скважину. Чтобы обустроить ее таким образом, необходимо опустить обсадную трубу ниже водоносного слоя примерно на 0,5 метра. При “мокром” шнековом или колонковом бурении затруднительно бывает извлечь из скважины керн. Желонка легко извлекает рыхлые, насыщенные водой обломочные породы.


Схема устройства бесфильтровой скважины: 1 – скважина; 2 – водоносный – горизонт; 3 – водоприемная воронка; 4 – кровля; 5 – обсадная колонна; 6 – песок; 7 – полость, образованная в процессе откачки песка эрлифтом

После того, как обсадная труба прочно установлена, в скважину опускают два шланга. По одному из них в скважину подается поток воды, а по второму с помощью компрессора нагнетают воздух. Таким образом, получается так называемый эрлифт, а поток воды предотвращает образование песчаной пробки.

В результате по обсадной трубе пойдет смесь воды, песка и воздуха, которую необходимо слить в отдельную емкость. Когда смесь отстоится, следует измерить объем намытого из скважины песка. Согласно справочникам, каждый кубический метр такого песка равен примерно 4,5 кубометрам дебита.

С колонковым и шнековым способом бурения водозаборной скважины познакомит другая статья, с которой мы советуем ознакомиться.

Технологические особенности колонкового бурения

Если диаметр отверстия находится в пределах 1 м, то можно регулировать угол проходки. Колонковые трубы длиной 40-60 см используются повторно по прямому назначению. В процессе работы буровая коронка подвергается износу и требует замены.

Особенности колонкового бурение скважины на воду.

Перед запуском новой алмазной коронки дно скважины обрабатывают долотом. Это мероприятие продлевает срок эксплуатации инструмента. Буровая установка должна находиться на горизонтальной площадке.

Система монтируется на шасси автомобилей с большой грузоподъемностью. Для работы в условиях сложного рельефа используется гусеничная спецтехника. Бурение скважин на воду осуществляется с использованием мобильной техники.

Особенности технологии

При колонковой методике давление на грунт осуществляется специальными коронками в виде пустотелых цилиндров с резцами с одной стороны. Резцы способны бурить грунты различной твердости, благодаря работе на больших оборотах. Чтобы инструмент прослужил дольше, порода заблаговременно обрабатывается бурильным долотом. При работе с твердыми породами требуется строгое соблюдение соосности составных элементов инструмента, для чего производится калибровка с помощью твердосплавного расширителя.

Колонковое бурение может проводиться под любыми углами наклона к поверхности. Прорабатываемые при этом скважины отличаются небольшим диаметром при достаточной глубине. Сам станок весит немного, поэтому довольно маневренный. Диаметральная обработка позволяет извлекать цельную часть грунта и проводить ее анализ с учетом естественной последовательности пластов.

Обязательным условием считается наличие процедуры промывки, при которой станок омывается водой или глинистыми растворами, защищающими скважину от обвалов. Завершающим этапом становится выемка грунта с помощью шнековой машины.

Разновидности бурового инструмента

Основным рабочим инструментом для бурения скважины и подъема грунта является бур. Для различных способов бурения применяются:

  1. Шнек, или змеевик, применяется для роторной бурильной установки при прохождении грунтов средней плотности – суглинков, супесей, глины и земли. Оснащается металлической насадкой с заточенными кромками, выполняющими сверление грунта.
  2. Стакан, или снаряд Шитца, применяется для вязких и плотных грунтов в канатно-ударных буровых установках.
  3. Ложка используется для сыпучих и подвижных грунтов – песчаных, щебеночных. Способ бурения – вращательный и ударно-вращательный.
  4. Желонка применяется для очистки скважинного канала от полужидких и сыпучих грунтовых смесей, оставшихся после прохождения долота. Предназначается для канатно-бурильной установки.
  5. Долото используется для прохождения твердых и каменистых пород. Представляет собой специальную пластину с округленными гранями калибром, равным внутреннему диаметру обсадной колонны минус 5 мм. Предназначается для канатно-ударного способа бурения.

Режущие элементы буров изготавливаются из закаленных стальных листов толщиной 3–5 мм.

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.

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.

Колонковое бурение применяется для выполнения разведочных скважин с большой глубиной, проходки в скальных горизонтов, прокладки артезианских колодцев. Метод имеет ряд преимуществ, которые заключаются в мобильности установок, возможности отбора пробы горных пород. Извлечение на поверхность кернового материала позволяет изучить геологию участка и обосновать перспективу дальнейших исследований и разработок.

Бурение скважины на воду колонковое.

Механические способы обустройства скважин

Наиболее эффективным способом из механических является колонковый метод бурения скважин. С его помощью можно получить скважину значительной глубины (до 1000 м). Чаще этот метод применим в скальных породах. Процесс заключается во вращении бурового снаряда, снабженного прочной насадкой. Выбирают способ из-за скорости проходки. В процессе будет необходимо использовать небольшие и маневренные установки, обеспечивающие высокий уровень КПД, что обусловлено разрушением грунта не сплошным, а кольцевым забоем.

Бурение колодца может быть проведено и роторным способом. Технология требует использования долота, зафиксированного на вращающемся снаряде. Способ с успехом используется при чрезвычайно твердых грунтах. Метод заслужил звание наиболее производительного способа.

https://youtube.com/watch?v=0N_KOvdK2xU

Плюсы механического бурения:

  • возможность пробурить скважину на воду на значительную глубину;
  • отличный напор воды, ввиду того что есть возможность использовать погружной насос;
  • высокая скорость прохода.

Минусы механического бурения:

  • отсутствие возможности произвести работы своими силами без привлечения специалистов;
  • необходимость арендовать дорогостоящие технику и оборудование;
  • большие затраты.

Механические методы бурения водоносных скважин

Устройство артезианской скважины.

Механическое бурение производится при помощи применения насадок, сделанных из твердых сплавов. Их располагают на буровом снаряде. Также для этого понадобится тяжелая техника.

Скважинам, выполненным данным путем, свойственна высокая производительность и отличное качество воды. Такая категория способа бурения источников для добычи воды в свою очередь подразделяется на подтипы.

Так, к механическим методам можно отнести следующие основные 3 вида, которые применяются в современной инженерной гидрогеологии:

  • механический роторный подтип;
  • колонковый подтип;
  • шнековый подтип.

Особенности колонкового способа

Фото алмазной коронки.

Колонковое бурение скважин считается неплохим эффективным вариантом из категории механического способа, при котором выработанный грунт представляет собой целостный стержень под названием «керн». Данный метод целесообразно применять для забоя скважин с большим показателем глубины (до 1000 м) на участках, где преобладают скальные породы.

Технология колонкового бурения скважин выполняется путем вращения бурового снаряда, у которого имеется высокопрочная насадка, имеющая вид алмазной коронки.

Помимо этих достоинств у такого метода есть еще несколько немаловажных плюсов:

  • отличная скорость проходимости бура;
  • колонковым буровым установкам свойственна компактность и хорошая маневренность;
  • за счет того, что разрушение породы происходит не сплошным методом забоя, а кольцевым способом, повышается КПД бурения.

К минусам данного метода можно отнести то, что при помощи него возможно делать скважины только с небольшим (до 15-16 см) диаметром. Также при их формировании именно таким путем износ буровых коронок происходит довольно-таки быстро.

Особенности механического роторного способа

Фото механического роторного метода.

Технология роторного бурения скважин включает в себя применение долота, которое закрепляется на буровом снаряде, способного выполнять вращение. Он в свою очередь приводится в действие при помощи специально встроенного приспособления под названием «ротор».

Данный метод бурения считается одним из самых производительных, так как позволяет достигать глубинных водоносных горизонтов, где располагается чистейшая вода без различных соединений, в том числе и железа. Также бурение скважин роторным способом позволяет достигнуть высокого стабильного дебита источника практически на любых грунтах.

Пожалуй, к недостаткам такого метода можно отнести высокий расход и глины, и воды, которые нужны для изготовления промывочной смеси, а также то, что при непосредственно самой промывке ствола происходит попадание элементов глины в водоносный горизонт. Все это, конечно же, делает этот способ формирования скважины более трудоемким.

Долото при механическом роторном методе обязательно следует охлаждать при помощи воды.

Кроме того, в зимнее время возникают определенные сложности при выборе данного способа. Это объяснимо тем, что в этом случае понадобится подогревать промывочную смесь, что сделать в таких объемах совсем непросто.

Особенности шнекового способа

Устройство инструмента для шнекового бурения.

Такой метод считается самым оптимальным для создания неглубоких источников на участках, где располагаются сыпучие грунты. С использованием шнекового варианта бурения, работы по формированию скважины для добычи питьевой воды выполняются достаточно быстро.

Причем, данный способ не требует найма высококвалифицированных рабочих и использования тяжелой специальной техники. Вот почему его зачастую выбирают для создания водоносных источников именно в частном земельном владении.

Все работы таким типом бурения выполняются с применением шнека. Это приспособление представляет собой стержень с лопастями и резцами. При помощи этих элементов и происходит удаление пород из скважинного канала.

Буровая установка для шнекового метода.

У шнекового метода есть дополнительные следующие преимущества:

  • обеспечение большой механической скорости;
  • в процессе работ очистка забоя скважины происходит непрерывно, то есть параллельно процессу разрушения пород;
  • есть возможность одновременно с бурением проделывать и укладывать стенки скважины из бетона или стали, которые необходимы для удержания породы в целях предотвращения ее обрушения.

Источник за периметром или скважина в доме?

Владельцы загородных участков, которые все еще не определили для себя наилучший вариант, должны рассмотреть способы размещения со всех позиций.

  1. Жилое здание: есть или только планируется? В первом случае лучше предпочесть уличную конструкцию, так как работа и сооружение ничем не ограничены: ни площадью, которая нужна для техники, ни глубиной скважины.
  2. Выбор вида источника. Идеальной для дома остается минимально глубокая абиссинская игла, которую сравнительно легко можно устроить на «ПМЖ» в подвале. Более серьезные скважины все-таки лучше сооружать на улице.
  3. Расходы. Если жилое здание еще не построено, то внутренние работы обойдутся вдвое дешевле наружных. Когда оно уже полностью готово, ситуация противоположная: сооружение в доме будет в 2 раза дороже, чем вне его.
  4. Возможность использования специальной техники: как «сей момент», так и в дальнейшем, для обслуживания. Самое лучшее место — у ворот, рядом с автомобильным проездом. В этом случае можно предусмотреть в ограждении съемную секцию.

Срок эксплуатации — еще один важный критерий. Считается, что уличные скважины долговечнее тех, что находятся под защитой дома. Есть и еще один вариант — скважина, расположенная под постройкой, но не под жилой (мастерская, гараж, отдельный погреб, теплица). Лучше, если будет возможность конструкцию частично демонтировать, чтобы обеспечить источнику воды беспроблемное плановое обслуживание или ремонт.

Как сделать скважину на даче

Практически каждый владелец загородного дома, да и сельский житель хочет иметь колодец на своём участке. Такой источник воды, из которого можно бы было постоянно получать качественную воду.

Стоит отметить, что если вода находится на глубине до десяти метров, то такую скважину можно пробурить и самостоятельно. Это не такой трудоёмкий процесс как может показаться на первый взгляд. Нам понадобиться стандартный насос. Он будет выкачивать воду и в тоже время в некотором смысле бурить скважину.

Видео-как пробурить скважину на даче

Перейдём к самому процессу бурения. Следует учесть, что труба, которую мы будем опускать в скважину, должна быть расположена вертикально. В данную трубу с помощью насоса будет нагнетаться водичка. Зубцы должны быть расположены на нижней оконечности трубы. Такие зубцы можно сделать своими руками. Вода, которая пребывает под давлением из нижнего конца, и размывает грунт. Так как труба тяжелая, то она опускается всё ниже и ниже, и в скором времени достигает водоносного слоя.

Видео-как правильно бурить скважину под воду

Для того чтобы реально получилось бурение, нам нужна исключительно труба из стали. Радиус такой трубы должен быть не менее 60 мм (желательно больше). Такая труба будет выполнять функцию обсадной трубы. Длина такой стальной трубы, должна быть не менее величины глубины залегания грунтовых вод. Конец трубы, который вверху мы закрываем фланцем и специальным штуцером.

Для этого используем проходной штуцер. Через данный элемент по шлангочке будет качаться вода. Нам также необходимо использовать сварочный аппарат. С помощью него мы приварим четыре «ушка» со специальными отверстиями. Эти отверстия должны подходить под болтики М10.

В качестве резервуара для воды мы возьмём бочку объёмом 200 л. Для того, чтобы нам несколько ускорить процесс бурения, нужно покачивать трубу и немного её поворачивать то почасовой, то против часовой стрелки. Таким образом, будем вымываться большое количество грунта. Для удобства вращения трубы, мы можем использовать ворот. Для этого берём две металлические трубки и прикрепляем их к трубе. Для этих целей мы можем использовать специальные стяжные хомуты.

Для бурения нужно несколько человек (можно два). В месте, отведенном под скважину, вырывают яму. Глубина такой ямы должна быть не менее 100 см. В данную яму опускают трубу. Причем зубчатым концом книзу. Далее используя ворот, углубляют трубу. Стоит отметить, что труба должна быть в вертикальном положении. Далее мы включаем насос. Яма будет набираться водой. Её мы вычерпываем. Далее её можно пролить через сито и снова залить в бочку. За несколько часов вполне реально пробурить шесть метров.

Тут можно почитать:

как правильно бурить скважину под воду, как правильно пробурить скважину для воды видео, как правильно пробурить скважину, как правильно сделать скважину для воды, как правильно сделать скважину для воды на участке видео

Принцип и технология работы

В базовой комплектации оборудование для колонкового бурения размещается на шасси грузового автомобиля, в рабочем состоянии оно способно принимать вертикальное положение, а также наклоняться под необходимым углом. Однако для более сложных работ существуют специальные разработанные платформы на гусеничном ходу. Это свидетельствует о широком применении данного метода в разных климатических условиях.

Технология проведения работ заключается в следующем:

бурильный механизм устанавливается на месте предстоящего бурения и прочно закрепляется на поверхности земли;
возможно использовать различные насадки, что позволяет проводить работы с разными грунтами, включая скальные породы;
данный способ позволяет поднять грунт не перемешивая его, это особо важно для последующего изучения почвы;
он широко используется в строительстве при бурении котлованов под опорные сваи;
позволит быстро произвести добычу воды, создав скважину бытового назначения;
предназначен для возведения глубоких скважин, достигающих глубину в несколько тысяч метров.

Предусмотрена возможность менять скорость оборотов бурильной установки, за счет чего контролируется процесс ее нагревания и поднимается эффективность проведения бурильных работ.

Особенности колонкового бурения скважин на выставке

Особенности колонкового бурения скважин, технология его применения освещается на крупнейшей отраслевой выставке «Нефтегаз», которая проходит ежегодно в ЦВК «Экспоцентр».

Это мероприятие международного масштаба, на котором принимают участие компании всех сфер, связанных с нефтегазовой отраслью.

Бурение скважин – одна из наиболее актуальных тем, которым уделяется особое внимание на выставке «Нефтегаз». Среди обсуждаемых тем: вопросы развития и улучшения оборудования, применения новых технологий, а также методов бурения

Противовыбросовое оборудование применяемое при буренииКолонковое бурение скважинКак проходить плывун при бурении скважины

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий

Adblock
detector