Способы бурения скважин: наиболее эффективные и перспективные варианты

Профессиональные бурильщики используют разные способы бурения скважин, каждый из которых имеет собственные достоинства и недостатки. Выбор того или иного метода определяется несколькими факторами. Во-первых, это технические возможности компании – оборудование, которым она располагает для проведения работ. Во-вторых – требуемая глубина бурения, зависящая от типа скважины и расположения водоносных слоев. В-третьих, при выборе метода значение имеет тип грунта, наличие в месте проведения работ твердых скальных и других пород.

В принципе, выбор способов бурения скважины – задача не для заказчика, а для подрядчика. Однако, если Вы планируете обзавестись собственным источником автономного водоснабжения на участке, получить базовую информацию о том, как это происходит, не помешает. Зная достоинства и недостатки разных видов бурения, будет проще найти хорошего подрядчика, проконтролировать процесс его работы, а также получить в итоге скважину, дающую вкусную чистую воду круглогодично.

Ниже мы рассмотрим три наиболее популярных способа бурения скважин на воду – колонковое, шнековое и роторное со всеми их преимуществами и минусами.


Особенности колонкового бурения


Колонковое бурение позволяет бурить скважины на воду практически любой глубины независимо от типа грунтов в месте проведения работ. С помощью данного метода можно обустроить даже не имеющий фильтра источник в скальной породе. Для этого используется специальный буровой снаряд, выполненный в виде полой внутри металлической трубы со стенками увеличенной толщины, основание которой оборудовано коронкой. Бурение скважины проводится методом вращения снаряда, а грунт и порода наверх поднимаются в виде керна, выполненного в форме цилиндра. При работе в твердых слоях, глинах или суглинках для облегчения и ускорения процесса в шурф подается промывочная вода, не позволяющая трубе засоряться и забиваться.

Для удаления из забоя шлама, как правило, применяется способ промывки водой под высоким давлением. Другой вариант – продувка направленной струей сжатого воздуха с использованием компрессора. В результате получается чистая шахта, которая при наличии достаточно мощного оборудования может иметь глубину до одного километра и диаметр от 5 до 20 сантиметров.

Бурение не слишком глубоких скважин, рассчитанных на добычу воды, осуществляется с помощью ручных установок, а также с использованием специальной техники на шасси грузовых автомобилей. В первом случае метод позволяет бурить относительно неглубокие шахты, тогда как при втором методе глубина почти не ограничена.

Колонковое бурение скважин чаще всего используется для:

  • геологоразведки при поиске полезных ископаемых;

  • быстрого создания разведочных скважин;

  • бурения скважин, предназначенных для добычи воды, любой, в том числе большой глубины, как в относительно мягких грунтах, так и в скальных породах.

Кроме того, этот способ бурения используется как подготовительный перед обустройством скважины для воды роторным либо шнековым методом. Во-первых, это наиболее простой вариант зондирования глубины залегания водоносного слоя, а также проверки характеристик и особенностей грунтов, поиска скальных пород в месте проведения работ. Во-вторых, полученная шахта требуемой глубины значительно упрощает и ускоряет формирование окончательного створа. В тоге, несмотря на последовательное использование сразу двух способов, результат достигается быстрее и с меньшими энергозатратами, а также со сниженной вероятностью выхода из строя оборудования по причине недостаточно качественной предварительной разведки участка и особенностей его геологического строения.

Относительно небольшие, отличающиеся малой или средней продуктивностью скважины для частных участков (возле дома, дачи, проч.) принято бурить колонковым методом в сочетании с ударно-канатным способом. Как правило, сложные глинистые слои грунта пробиваются колонковой трубой, которая для этого подходит в наибольшей степени. Слои галечника, заполненного песком гравия или полностью песчаные прослойки, шлам из которых просто не задерживается в колонковой трубе, из створа шахты добываются методом желонирования. Сочетание этих двух методик позволяет работать быстро и обеспечивать хороший итоговый результат в виде работоспособной скважины, не склонной к частым засорениям.

Колонковый метод считается несколько менее эффективным сравнительно со шнековым бурением скважин. Он требует больших временных затрат (особенно если говорить о шахтах средней и большой заглубленности), а также не позволяет бурить створы большого диаметра. Однако, эта методика позволяет формировать гладкие стенки створа, а также эффективно вычищать из него все содержимое, тогда как шнек требует дополнительного вымывания остатков грунта, песка и породы с использованием направленного потока водяного раствора, подаваемого под давлением, что не всегда удобно и возможно из-за большого расхода жидкости.


Инструменты и техника, используемые в процессе бурения скважины


Такое бурение скважин на воду подразумевает использование достаточно ограниченного количества элементов, в том числе следующих:

  • стальные, вольфрамовые, победитовые или имеющие алмазное напыление буровые коронки;

  • трубопровод для забора шлама;

  • колонковая труба;

  • металлические удлинители для поэтапного увеличения длины буровой колонны;

  • соединительные элементы и т.п.

Конечно, требуется установка, приводящая бур в круговое движение.

К расходным материалам в этой системе можно отнести колонки, поскольку они при бурении скважин на воду довольно быстро изнашиваются. Наиболее популярными являются буры с алмазным напылением благодаря соотношению стоимости и долговечности.

При использовании установки в процессе бурения скважины до достижения воды наиболее важно соблюдать соосность всех работающих частей. Это позволяет избежать проблем с ускоренным износом и серьезных поломок.


Процесс колонкового бурения


Скорость и эффективность колонкового бурения скважин достигается за счет того, что коронка врезается только в круговой контур, а не дробит всю породу, поэтому она полностью остается в трубе. После полного заполнения грунтом труба извлекается из керна и освобождается от породы. Чаще всего для этого достаточно несколько раз постучать по корпусу кувалдой или другим тяжелым предметом.

Сам процесс колонкового бурения скважины, предназначенный для вывода на поверхность воды, разделен на несколько этапов:

  • соединение коронки с трубой;

  • соединение трубы со штангами, далее наращиваемыми по мере углубления скважины;

  • фиксация верхней штанги на буровом станке;

  • начало работы – вращение станком коронки, благодаря чему установка постепенно начинает «вгрызаться» в грунт;

  • постепенное углубление шахты с заполнением трубы породой;

  • извлечение трубы через каждые 50-70 см прохождения вглубь для ее освобождения от породы и грунта;

  • дальнейшее углубление шахты с повторением процесса вплоть до достижения слоя, насыщенного водой.

Шахта скважины считается подготовленной после того, как будет достигнут водоносный слой, и буровой снаряд углубится примерно на 50 см в твердую породу под ним.

Сравнение преимуществ и недостатков бурения скважин колонковым оборудованием

Сравнительно с другими способами бурения колонковый метод характеризуется высокой скоростью проведения работ. К его недостаткам можно отнести только трудности с прохождением скальных пород, а также то, что при таком подходе невозможно поднимать насыщенные водой галечники и грунты высокой рыхлости, которые приходится вымывать под давлением.

Достоинств у этого метода больше:

  • возможность бурения глубоких скважин, в т. ч. до километровой глубины;

  • быстрое бурение;

  • сниженная нагрузка на технику, что способствует повышению его эксплуатационного ресурса;

  • компактность и мобильность буровых установок.

Применяя колонковый метод бурения скважину на песок можно подготовить к получению воды в течение одного дня. Для большинства других способов эта скорость является недостижимой. Однако, следует отметить, что преимущество оперативности справедливо только для скважин малой заглубленности. Если требуется достижение глубоких артезианских слоев, ситуация меняется в другую сторону из-за необходимости в частом освобождении от породы колонковой трубы, что с каждым последующим метром углубления становится все более продолжительным и трудоемким процессом.


Бурение скважин с применением шнека


Бурение установкой со шнеком – один из наиболее распространенных способов устройства неглубоких скважин с водой для частных хозяйств. Это достаточно простой и быстрый вид бурения, не требующий применения большого количества сложного оборудования. Она заключается в использовании вращающегося шнека, по мере заглубления в землю сразу же выталкивающего грунт наружу.

Используя такой способ невозможно получить полностью чистую шахту, из-за чего шнек, как правило, применяется для бурения верхних слоев грунта, а далее бурильщики переходят на прокладку одним из других способов. Чаще всего методика используется при бурении абиссинских колодцев, когда шнеком формируется контур скважины на воду, благодаря чему упрощается дальнейшее введение в створ иглы с трубой.

Способ шнекового бурения скважин на воду подходит для шахт, имеющих глубину до 20-30 метров. Если требуется частичная проходка, глубина проникновения шнека может достигать и 120 м. при наличии техники с соответствующими возможностями. Данный метод категорически не подходит для работы в скальных и других плотных породах. Причина заключается в том, что шнек – это просто металлический винтовой инструмент с режущими кромками. Хоть они изготавливаются из прочного материала, но не снабжены напылением или наконечниками, способными врезаться в скалу.

Что необходимо для бурения скважины?

Бурение скважин на воду шнековым способом осуществляется с использованием специальной установки, состоящей из грузового шасси, винтового шнека, изготавливаемого из прочного металла, а также устройства, приводящего его в движение. Буровая колонна постепенно наращивается, пока не будет доведена до требуемой длины.

Вместе со шнеком при бурении скважин часто используются специальные долота, имеющие конусообразные или круглые головки. Они нужны при прохождении плотных и твердых пород. Современные установки оборудуются полыми снарядами с замками реверса для блокирования возможности самопроизвольного обратного хода шнека.  

Благодаря особенностям конструкции шнека порода по мере бурения спирально поднимается вверх. Благодаря этому удается обеспечить непрерывную работу без остановок и добиться высокой скорости подготовки скважин на воду. Охлаждение режущих кромок устройства естественное – за счет взаимодействия с грунтом.

Методика бурения скважины шнеком

Для начала бурения скважины на воду шнек устанавливается строго вертикально точно над местом проведения работ. Далее он приводится в движение и постепенно погружается в грунт, одновременно выталкивая наверх добытую породу. После каждых пройденных 1,5-2 метров шнек извлекается наверх, а в шахту устанавливается обсадная труба. Это необходимо для предотвращения обрушения стенок. После этого процесс продолжается.

Шнековым способом можно бурить скважины на воду, глубиной более 50 м., а в некоторых случаях и до 200 метров. Следует отметить, что профессиональные бурильщики для разных типов грунтов используют шнеки с разным углом наклона лопастей. Это позволяет в каждом случае добиваться наибольшей эффективности и скорости работы.

Шнековое бурение: плюсы и минусы

Если техника и оборудование подобраны корректно, шнековое бурение скважины позволяет быстро получить доступ к чистой питьевой воде. Это эффективный способ проведения работ с большим количеством достоинств:

  • подъем добытой породы прямо в процессе бурения;

  •  

    наличие компактных установок, позволяющих бурить внутри зданий и в условиях ограниченного пространства;

  • проведение работ без большого количества остановок по техническим причинам;

  • проведение работ без периодических промывок ствола скважины водой;

  • отсутствие необходимости в регулярных разборках бурового инструмента, что свойственно, например, колонковому методу.

Что касается недостатков, то следует отметить чувствительность к типу почвы. Так, бурение скважин на воду шнеком невозможно на твердых породах, а также на сыпучих грунтах. Для мягких глинистых грунтов, суглинков и т.п. – это один из лучших видов бурения для добычи воды или другого назначения.

Определенным недостатком использования шнека при бурении скважин с водой является частая необходимость применения ударно-канатного способа с целью очистки шахты от обваливающейся породы.

Существует ручной вариант шнека для бурения неглубоких скважин, который называется змеевиком.


Бурение с применением роторной техники


При использовании оборудования для роторного бурения воздействие на грунт или породу осуществляется специальным долотом, приводимым в движение через ротор автомобильным мотором или отдельно установленным электромотором. Из формируемой шахты грунт извлекается способом промывки, которая может осуществляться самотеком или через подачу воды под давлением с использованием насосной станции.

Роторное бурение – хороший способ устройства скважин на воду, глубиной до 150 метров, особенно в условиях работы на скальных или каменистых грунтах. Использование специального тяжелого долота повышенной прочности в сочетании с усиленными бурильными трубами позволяет успешно проходить практически любые, в том числе очень твердые породы.

Бурение скважин таким методом проводится при условии, что:

  1. Геологический разрез в зоне выполнения работ хорошо изучен.

  2. Точно будет нужно бурить твердые породы.

  3. Точно известен уровень, на котором располагается водоносный слой.

  4. Разведанный водоносный слой обладает напором, свойственным артезианским источникам.

  5. Есть возможность использовать большой объем тех. воды для промывки формируемой шахты.

Бурить скважины на можно большую часть года. Ключевое условие – чтобы не замерзала техническая промывочная вода.

Что нужно для бурения роторной техникой?

Чтобы проводить бурение скважины этим способом в зоне выполнения работ устанавливает решетчатая или рамная вышка, задача которой – поднимать и опускать в створ шахты бурильную колонну. Помимо этого, установка состоит из:

  • мотора (электрического или двигателя внутреннего сгорания);

  • привода с ротором;

  • рабочей колонны;

  • насоса;

  • фильтра для очистки промывочной воды;

  • подъемного устройства и т.п.

Если используется автомобильное шасси, то ротор подключается к его двигателю внутреннего сгорания. В других случаях чаще всего установка приводится в действие электромотором.

Усилие на долото для бурения передается от ротора с использованием зубчатого устройства. Используемые долота различаются по форме и размерам в зависимости от типа и мощности установки, а также от характеристик породы в зоне проведения работ. Фактически, специалисты отдельно подбирают наиболее подходящий инструмент или их набор для каждого нового объекта.

Нюансы роторного бурения

Можно выделить три этапа бурения скважины с помощью роторной установки:

  1. Работа долотом.

  2. Промывка шахты от остатков породы и грунта.

  3. Фиксация обсадной трубы для формирования постоянных стенок шахты.

Выбор способа промывки (бывает прямой, а также обратной) делают специалисты на основе сведений о характеристиках грунтов и пород, глубине шахты, наличии достаточного количества технической воды и др.

При бурении водяных скважин на частных приусадебных участках, как правило, используется проведение работ с прямой промывкой, когда все происходит в такой последовательности:

  • работа большого долота с вращением и постепенным заглублением в грунт;

  • постепенная установка бурильных колонн и монтаж утяжеленных труб между долотом и ними;

  • высоконапорное удаление из шахты отработанной породы;

  • монтаж обсадной трубы;

  • полное повторение цикла с использованием меньшего по размерам долота.

Положительные и отрицательные аспекты бурения роторной техникой

Важнейшее преимущество бурения роторной техникой – возможность создавать глубокие скважины, добираясь до высоконапорной артезианской воды. Также можно выделить и другие преимущества этого метода:

  • обширные возможности прохождения твердых, в том числе скальных пород;

  • возможность устройства широких скважин, имеющих диаметр до 2 метров включительно;

  • высокая скорость проведения работ при небольшой энергоемкости процессов.

Недостаток у такого подхода только один, но значительный – для его реализации требуется большой объем промывочной воды, что в некоторых случаях делает его применение невозможным.


Нюансы выбора методики бурения скважины


Все перечисленные в данной статье технологии бурения скважин на воду широко распространены и используются для подготовки, как частных, так и промышленных источников автономного водоснабжения в разных местах.

Выбор конкретного способа остается за специалистами, которые учитывают потребность в производительности, глубину залегания водоносных слоев, требования к качеству воды, характер местности и особенности рельефа, а также геологические характеристики места проведения работ.

Кратко касательно выбора можно отметить следующее:

  • Колонковый метод в наибольшей степени подходит для проведения работ на местностях, характеризующихся наличием глинистых и других типов пластичных грунтов. Используя его, можно бурить скважины большой глубины и продуктивности, но только при условии параллельного использования ударно-канатной техники.

  • Шнековый способ по назначению и особенностям применения во многом схож с колонковым. Однако, отличается от него гораздо более низким качеством формирования створа шахты, необходимостью обязательного использования желонки, а также потребностью в продолжительной промывке скважины после завершения работ.

  • Роторный способ в наибольшей степени подходит для проведения работ на скальных породах, а также для формирования артезианских высоконапорных скважин большой заглубленности.

Что касается выбора технологии по стоимости, то она формируется не столько, исходя из выбранного способа бурения, сколько на основе потребности в оборудовании определенной мощности и нюансов места проведения работ.

В большинстве случаев выбор технологии бурения скважины осуществляется не заказчиком работ, а представителями компании-подрядчика. Эксперты оценивают участок, проводят зондирование и анализ грунтов, устанавливают глубину залегания грунтовых вод, а также учитывают ряд других параметров. На основе полученных сведений они выбирают наиболее подходящий вариант, после чего компания прорабатывает и предоставляет клиенту на согласование окончательную смету и все необходимые спецификации с разъяснениями.


Заключение


Многие люди думают, что проще и дешевле самостоятельно пробурить скважину на собственном участке, особенно при условии неглубокого залегания водоносного слоя. Часто считается, что достаточно закупить недорогой комплект оборудования, рассчитанного преимущественно на ручной труд, и попытаться сделать все лично, тем самым сэкономив для себя деньги. О зондировании глубины и мест залегания насыщенных водой пластов мало кто задумывается – нужно начать бурить, а дальше рано или поздно требуемая глубина будет достигнута.

Этот подход является в корне неправильным. Во-первых, самостоятельная покупка оборудования для строительства единственной шахты – это дорого, ведь его стоимость в таком случае не окупится даже в случае последующей перепродажи уже бывшего в употреблении набора. Во-вторых, без предварительной геологической разведки невозможно точно установить характер грунтов и пород, а также глубину залегания водоносного слоя. В результате есть риск неправильного выбора техники. И в-третьих, работа с использованием маломощного оборудования займет много времени, тогда как специализированная компания выполнит ее за один или несколько дней.

Пробурить относительно неглубокий колодец и добраться до воды самостоятельно чаще всего можно. Но есть нюанс – это будет самый верхний подкожный водоносный слой, который слишком сильно загрязнен для его нормальной эксплуатации. Кроме того, важно правильно построить саму скважину, систему фильтров, выкачивания воды и т.п., ведь только в таком случае скважина будет долговечной и сможет стать круглогодичным источником автономного водоснабжения. Сделать все это без специальных навыков, знаний и технологий невозможно.

От правильного выбора места, глубины и способа бурения напрямую зависит, сколько лет прослужит скважина, будет она постоянной или сезонной, насколько чистой и качественной окажется ее вода, а также достаточно ли продуктивным получится источник. Заказчику важно до обращения к подрядчику изучить информацию о способах и особенностях проведения работ. Это помогает контролировать процесс, лучше разбираясь в нем. Но важно помнить – окончательный выбор следует доверить специалистам, как и важно прислушиваться к их мнению и советам.

Всего 1 звонок, 3 часа работы и вопрос с водой закрыт на 30 лет

Работаем без выходных пн-вс: 09:00 - 22:00. Прием заявок на сайте круглосуточно

Наш телефон +7 (495) 517-20-76
Адрес офиса

143983, Московская область, Балашиха, микрорайон Керамик, Керамическая, д. 18

Мы в соцсетях

Получите от 1500 ₽

за каждого приведенного
клиента

Карта наших работ