Технологии и методы бурения скважин

Процесс бурения нефтяных скважин

Бурением называется воздействие спецтехники на почвенные слои, в результате чего в земле образуется скважина, через которую будут добывать ценные ресурсы. Процесс бурения нефтяных скважин осуществляется по разным направлениям работы, которые зависят от расположения почвенного или горного пласта: оно может быть горизонтальным, вертикальным либо наклонным.

В результате работы в земле образуется цилиндрическая пустота в виде прямого ствола, или скважина. Ее диаметр может быть различным в зависимости от назначения, но он всегда меньше параметра длины. Начало скважины расположено на поверхности почвы. Стены называются стволом, а дно скважины – забоем.

Ключевые этапы

Если для водных скважин может использоваться среднее и легкое оборудование, то спецтехника для бурения нефтяной скважины может использоваться только тяжелая. Процесс бурения может осуществляться только при помощи специального оборудования.

Сам процесс делится на следующие этапы:

  • Подвоз техники на участок, где будет производиться работа.
  • Собственно бурение шахты. Процесс включает в себя несколько работ, одна из которых – углубление ствола, которое происходит при помощи регулярного промывания и дальнейшего разрушения горной породы.
  • Чтобы ствол скважины не был разрушен и не засорил ее, пласты породы укрепляют. С этой целью в пространство прокладывают специальную колонну из соединенных между собой труб. Место между трубой и породой закрепляют цементным раствором: эта работа носит название тампонирования.
  • Последней работой является освоение. На нем вскрывается последний пласт породы, формируется призабойная зона, а также проводится перфорация шахты и отток жидкости.

Подготовка площадки

Для организации процесса бурения нефтяной скважины потребуется провести также подготовительный этап. В случае, если разработка ведется в области лесного массива, требуется, помимо оформления основной документации, заручиться согласием на работы в лесхозе. Подготовка самого участка включает следующие действия:

  1. Вырубка деревьев на участке.
  2. Разбитие зоны на отдельные части земли.
  3. Составление плана работ.
  4. Создание поселка для размещения рабочей силы.
  5. Подготовка основания для буровой станции.
  6. Проведение разметки на месте работы.
  7. Создание фундаментов для установки цистерн на складе с горючими материалами.
  8. Обустройство складов, завоз и отладка оборудования.

После этого необходимо заняться подготовкой оборудования непосредственно для бурения нефтяных скважин. В этот этап входят следующие процессы:

  • Установка и проверка техники.
  • Проводка линий для энергоснабжения.
  • Монтаж оснований и вспомогательных элементов для вышки.
  • Установка вышки и подъем на нужную высоту.
  • Отладка всего оборудования.

Когда оборудование для бурения нефтяных скважин будет готово к эксплуатации, необходимо получить заключение от специальной комиссии, что техника находится в исправном состоянии и готова к работе, а персонал обладает достаточными знаниями в области правил безопасности на производстве подобного рода. При проверке уточняется, правильную ли конструкцию имеют осветительные приборы (они должны иметь устойчивый к взрывам кожух), установлено ли по глубине шахты освещение с напряжением 12В. Замечания, касающиеся качества работы и безопасности, необходимо принять во внимание заранее.

До начала работ по бурению скважины необходимо установить шурф, завезти трубы для укрепления бурового ствола, долото, малую спецтехнику для вспомогательных работ, обсадные трубы, приборы для измерений в ходе бурения, обеспечить водоснабжение и решить другие вопросы.

Буровая площадка содержит объекты для проживания рабочих, технические помещения, лабораторное строение для анализа проб почвы и получаемых результатов, склады для инвентаря и малого рабочего инструмента, а также средства для медицинской помощи и средства безопасности.

Особенности бурения нефтяной скважины

После установки начинаются процессы по переоснащению талевой системы: в ходе этих работ монтируется оборудование, а также апробируются малые механические средства. Установка мачты открывает процесс забуривания в почву; направление не должно разойтись с осевым центром вышки.

После того, как завершается центровка, проводится создание скважины под направление: под этим процессом понимается установка трубы для усиления ствола и заливка начальной части цементом. После установки направления центровка между самой вышкой и роторными осями регулируется повторно.

Бурение под шурф осуществляется в центре ствола, и в процессе работы делается обсадка при помощи труб. При бурении шурфа используется турбобур, для регулировки скорости вращения необходимо удерживать его посредством каната, который фиксируется на самой вышке, а другой частью удерживается физически.

За пару суток до запуска буровой установки, когда прошел подготовительный этап, собирается конференция с участием членов администрации: технологов, геологов, инженеров, бурильщиков. К вопросам, обсуждаемым на конференции, относятся следующие:

  • Схема залегания пластов на нефтяном месторождении: слой глины, слой песчаника с водоносами, слой нефтяных залежей.
  • Конструктивные особенности скважины.
  • Состав горной породы в точке исследований и разработок.
  • Учет возможных трудностей и осложняющих работу факторов, которые могут появиться при бурении нефтяной скважины в конкретном случае.
  • Рассмотрение и анализ карты нормативов.
  • Рассмотрение вопросов, связанных с безаварийной проводкой.

Документы и оборудование: основные требования

Процесс бурения скважины под нефть может начаться только после оформления ряда документов. К ним относятся следующие:

  • Разрешение о начале эксплуатации буровой площадки.
  • Карта нормативов.
  • Журнал по растворам для бурения.
  • Журнал по обеспечению охраны труда в работе.
  • Учет функционирования дизелей.
  • Вахтовый журнал.

К основному механическому оборудованию и расходным материалам, которые используются в процессе бурения скважины, относятся следующие виды:

  • Оборудование для цементирования, сам цементный раствор.
  • Оборудование для обеспечения безопасности.
  • Каротажные механизмы.
  • Техническая вода.
  • Реагенты для различных целей.
  • Вода для питья.
  • Трубы для обсадки и собственно бурения.
  • Площадка под вертолет.

Типы скважин

При начале процесса диаметр ствола составляет до 90 см, а к концу редко доходит до 16,5 см. В ходе работы строительство скважины делается в несколько этапов:

  1. Углубление дня скважины, для чего используется буровое оборудование: оно размельчает горную породу.
  2. Удаление обломков из шахты.
  3. Закрепление ствола при помощи труб и цемента.
  4. Работы, в ходе которых исследуется полученный разлом, выявляются продуктивные расположения нефти.
  5. Спуск глубины и ее цементирование.

Скважины могут отличаться по заглубленности и делятся на следующие разновидности:

  • Небольшие (до 1500 метров).
  • Средние (до 4500 метров).
  • Углубленные (до 6000 метров).
  • Сверхуглубленные (более 6000 метров).

Бурение скважины подразумевает измельчение цельного пласта породы долотом. Полученные части удаляют посредством вымывания специальным раствором; глубина шахты делается больше при разрушении всей забойной площади.

Проблемы в ходе бурения нефтяных скважин

В ходе бурения скважин можно столкнуться с рядом технических проблем, которые замедлят или сделают работу практически невозможной. К ним относятся следующие явления:

  • Разрушения ствола, обвалы.
  • Уход в почву жидкости для промывки (удаления частей породы).
  • Аварийные состояния оборудования или шахты.
  • Ошибки в сверлении ствола.

Чаще всего обвалы стенок происходят из-за того, что горная порода обладает нестабильной структурой. Признаком обвала является увеличенное давление, большая вязкость жидкости, которая используется для промывки, а также повышенное число кусков породы, которые выходят на поверхность.

Поглощение жидкости чаще всего случается в случае, если залегающий ниже пласт целиком забирает раствор в себя. Его пористая система или высокая степень впитываемости способствует такому явлению.

В процессе бурения скважины снаряд, который движется по часовой стрелке, доходит до места забоя и поднимается обратно. Проведение скважины доходит до коренных пластов, в которые происходит врезка до 1,5 метра. Чтобы скважина не была размыта, в начало погружается труба, она же служит средством проведения промывочного раствора напрямую в желоб.

Буровой снаряд, а также шпиндель может вращаться с разной скоростью и частотой; этот показатель зависит от того, какие виды горных пород требуется пробить, какой диаметр коронки будет сформирован. Скорость контролируется посредством регулятора, который регулирует уровень нагрузки на коронку, служащую для бурения. В процессе работы создается необходимое давление, которое оказывается на стены забоя и резцы самого снаряда.

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.

Методы бурения

Процесс создания скважины для добычи нефти может осуществляться несколькими способами:

  • Ударно-канатный метод.
  • Работа с применением роторных механизмов.
  • Бурение скважины с использованием забойного мотора.
  • Бурение турбинного типа.
  • Бурение скважины с использованием винтового мотора.
  • Бурение скважины посредством электрического бура.

Первый способ относится к наиболее известным и проверенным методам, и в этом случае шахту пробивают ударами долота, которые производятся с определенной периодичностью. Удары делаются посредством влияния веса долота и утяжеленной штанги. Поднятие оборудования происходит из-за балансира оборудования для бурения.

Работа с роторным оборудованием основана на вращении механизма при помощи ротора, который ставится на устье скважины через трубы для бурения, которые осуществляют функцию вала. Бурение скважин малого размера производится посредством участия в процессе шпиндельного мотора. Роторный привод соединен с карданом и лебедкой: такое устройство позволяет контролировать скорость, с которой вращаются валы.

Бурение при помощи турбины производится посредством передачи вращающегося момента колонне от мотора. Такой же способ позволяет передавать и энергию гидравлики. При этом методе функционирует только один канал подачи энергии на уровне до забоя.

Турбобур – это особый механизм, который преобразует энергию гидравлики в давлении раствора в механическую энергию, которая и обеспечивает вращение.

Процесс бурения нефтяной скважины состоит из опускания и подъема колонны в шахту, а также удерживание на весу. Колонной называется сборная конструкция из труб, которые соединяются друг с другом посредством специальных замков. Главной задачей является передача различных типов энергии к долоту. Таким образом осуществляется движение, приводящее к углублению и разработке скважины.

Способы бурения скважин: технологические принципы и особенности основных методов

Устройство водозаборной скважины сопряжено с применением различных методов бурения. Рыхлые и насыщенные водой грунты извлекают с помощью желонки. Для проходки по глинистым и скальным породам используют способы бурения скважин, основанные на вращательном и вибрационном принципе.

В работе задействованы механизмы, позволяющие производить разработку грунтов различных типов и на разную глубину. Мы расскажем, как подобрать оптимальную технологию бурения, позволяющую быстро и безупречно пройти выработку для устройства водозабора.

Для наглядного представления предложенной нами информации текст дополнен полезными схемами, фото-подборками, видео-руководствами.

Виды буровых способов

Ранее бурение водоносных скважин для личного пользования осуществлялось в основном ручным способом. Это было трудоёмкий и длительный процесс, поэтому не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться наличием собственного источника водоснабжения.

Постепенно механизированное бурение вытеснило ручные методы благодаря значительному облегчению и ускорению процесса.

Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда отработанный грунт убирается из скважины при помощи механизмов и гидравлическим, когда он вымывается водой, поданной под напором или самотёком.

Различают три основных способа механического бурения:

  • Вращательный (грунт разрабатывается вращением).
  • Ударный (бурснаряд разрушает грунт ударами).
  • Вибрационный (грунт разрабатывается высокочастотными колебаниями).

Вращательный способ считается самым высокопроизводительным, в 3-5 раз превышающий по эффективности ударный и в 5-10 вибрационный. Кроме этого вращательный способ самый недорогой и доступный, его нередко применяют в качестве основного метода ручного бурения.

В свою очередь вращательный способ бурения, широко применяемый для сооружения скважин на воду, подразделяется на четыре основных вида бурения:

Каждый вид вращательного бурения имеет свои особенности и выполняется специально предназначенным для этого оборудованием. Рассмотрим эти виды бурения более подробно, определим, в чём их различия и какой метод необходимо применять в каждом конкретном случае.

Специфика колонкового бурения

Колонковое бурение – механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы. Буровой снаряд для колонкового бурения представляет собой толстостенную металлическую трубу.

Вверху колонкового бурового снаряда расположено приспособление для присоединения штанг, необходимых для наращивания буровой колонны. Внизу – коронка, вид которой подбирается в зависимости от категории подлежащего бурению грунта.

При проходке колонковым методом грунт разрушается кольцеобразной коронкой. Внутренняя часть керна при этом сохраняется в не разрушенном виде. Для облегчения процесса бурения по твердым и полутвердым суглинкам, глинам, скальным породам на забой подается промывочная жидкость.

Шлам с забоя иногда удаляют промывкой – нагнетанием в ствол выработки большого количества воды. Чаще всего промывку заменяют продувкой сжатым воздухом, поставляемым компрессором внутрь трубы. Данный тип бурения позволяет бурить скважины глубиной до 1000 метров и диаметром от 8 до 20 см.

Механическое колонковое бурение производится буровыми установками типа ЗИФ, УГБ, УКБ, монтированных на автомобили типа КАМАЗ, КРаЗ, трелевочные тракторы и т.д. В варианте для ручного бурения колонковую трубу укорачивают, называют колоколом или стаканом. С последним, перевернутым вверх дном предметом обихода, конструктивно схожа колонковая труба.

Бурение колонковым способом используется в следующих случаях:

  • геологоразведка полезных ископаемых;
  • бурение разведочных скважин;
  • устройство водоносных скважин любой глубины, в том числе безфильтровых скважин в скальных породах.

Для устройства частных скважин на воду в некоторых случаях колонковый способ используется перед тем, как начать шнековое или роторное бурение, выполняя одновременно разведывательную и подготовительную роль.

В устройстве частных скважин колонковое бурение используется в комплексе с ударно-канатным. Глинистые слои проходят колонковой трубой. Пески неплотного сложения, гравий и галечник с песчаным заполнителем, которые не задерживаются в колонковой трубе, извлекают из ствола желонированием.

По эффективности колонковый метод несколько уступает шнековому способу бурения водозаборных скважин. Шнеком бурят быстрее, но он не позволяет полностью освободить ствол от пробуренной породы. Их редко используют в паре. А уж если приведется, то шнеком проходят первые несколько метров.

Читайте также:  Обзор проточных фильтров для воды

Используемое оборудование и инструменты

Для колонкового бурения используются следующие инструменты:

  • буровые коронки из алмазного или другого твёрдосплавного материала (сталь, вольфрам, победит);
  • колонковая труба;
  • труба для отвода шлама;
  • штанги, требующиеся для наращивания буровой колонны;
  • муфтовые соединения, переходники между трубами, промывочный сальник.

При бурении в скальных породах буровая коронка быстро изнашивается и подлежит замене. Материал коронки – дорогостоящий, выдерживающий колоссальные нагрузки, наибольшее распространение получили алмазные буровые варианты.

Все используемые в процессе бурения инструменты должны соответствовать соосности, т.е. располагаться ровно относительно оси бурения.

Технология колонкового бурения

Главная особенность колонкового бурения – прохождение породы с полным её сохранением в колонковой трубе. Т.е. при работе бурильного оборудования коронка по кольцу разрушает грунт, который по мере заглубления проталкивается в колонковую трубу и удерживается в ней за счет собственной плотности.

При извлечении наполненной трубы из ствола выработки, ее освобождают от керна путем простукивания кувалдой.

Поэтапный процесс колонкового бурения выглядит следующим образом:

  • бурильную коронку соединяют с колонковой трубой;
  • колонковая труба соединяется со штангами, которые наращиваются по мере углубления;
  • верхняя штанга закрепляется в буровом станке;
  • бурильный станок вращает буровую колонну и постепенно “ввинчивает” ее в грунт;
  • колонковая труба постепенно наполняется керном – заклинившим в ее полости грунтом;
  • после проходки 50 – 70 см буровая колонна извлекается на поверхность, штанги по очереди отсоединяются до тех пор, пока не извлечется колонковая труба;
  • трубу освобождают от выбуренной породы;
  • опорожненный снаряд снова опускают на забой, наращивая буровую колонну штангами.

Действия производятся в описанном порядке до тех пор, пока скважина не вскроет водоносный горизонт и не заглубится на 50 см в нижележащую водонепроницаемую породу.

Если фиксация верхнего водоносного горизонта не является целью проходки, то верхние слои можно бурить с промывкой. В этом случае насос продаёт промывочный раствор через шланг внутрь труб. Затем раствор выносит выработанный грунт на поверхность.

Веские достоинства и недостатки

В сравнении с ударно-канатным и роторным способом механического бурения колонковое производится довольно быстро, значительно сокращая время проведения работ. Главный его недостаток – невозможность подъема рыхлых грунтов и насыщенных водой галечников. Медленно продвигается по скальным породам, для проходки валунов требуется долото.

К достоинствам колонкового бурения относят:

  • высокую производительность и возможность бурить скважины глубиной свыше 100 м;
  • сокращение нагрузок на бурильное оборудование за счёт разрушения глинистой породы, сравнимым с ее вырезанием;
  • возможность применения мобильной буровой установки компактных габаритов.

Колонковое бурение – один из самых скоростных методов разработки водозаборных выработок. Скважину на песок с его применением можно пройти за один рабочий день. Разрабатываемая вручную водозаборная выработка отнимет намного больше времени.

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.

СПОСОБЫ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Бурение скважин и шпуров – процесс образования в массиве горных пород искусственных цилиндрических полостей небольшого поперечного сечения с помощью бура или другого породоразрушающего инструмента.

Процесс бурения заключается в последовательном разрушении пород на поверхности забоя скважины (шпура) и извлечении продуктов разрушения на поверхность.

Различают механические и немеханические способы бурения. Механические разделяют на ударное и вращательное бурение. К немеханическим относят – термическое, гидравлическое, электроимпульсное, ультразвуковое, электрогидравлическое, электромагнитное, взрывное и др. виды бурения.

При ударном бурении разрушение пород в скважине происходит в результате последовательных ударов по её забою инструмента (буровой коронки и штанг), совершающего возвратно-поступательное движение. Перед каждым следующим ударом инструмент поворачивается на некоторый угол, обеспечивая разрушение породы по всей площади забоя.

Ударное бурение в зависимости от преобладающего вида движения бурового инструмента делится на – ударно-поворотное, ударно-вращательное и вращательно-ударное.

При вращательном бурении разрушение пород на забое скважины производится путем среза, смятия, раздавливания, скалывания и в меньшей степени истирания вращающимся под постоянным осевым давлением буровым инструментом (коронками, долотом, дробью). К вращательным способам относят – бурение резцовыми коронками, шарошечное, дробовое, алмазное.

Ударное бурение на карьерах осуществляется станками ударно-канатного бурения и станками с погружным пневмоударником. Станки ударно-канатного бурения широко применяли на карьерах для бурения взрывных скважин диаметром 200-300 мм до начала 60-х годов. В настоящее время они полностью заменены более производительными буровыми станками ударно-вращательного бурения..

Ударно-вращательное бурение в варианте с погружными пневмоударниками применяют для бурения скважин диаметром 100-200 мм и глубиной до 30 м на карьерах производственной мощностью до 4 млн. м 3 /год при бурении высокоабразивных весьма и исключительно труднобуримых пород с f = 20., а также при вспомогательных работах в варианте штангового бурения ручными и колонковыми перфоратами для заоткостка бортов крьера, выравнивание подошвы уступов и добыче высокоценных пород исключающих их переизмельчение. Производительность бурения составляет 10÷35 м/смену.

Вращательное бурение скважин осуществляется станками шнекового, шарошечного и алмазного бурения.

Станки вращательного шнекового бурения широко применяют для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 120-200 мм и глубиной до 25 м в породах ниже средней крепости (f ≤ 4-6), главным образом на угольных разрезах (уголь, аргиллиты, мягкие известняки) и при разработке непрочных строительных пород (мергель, мягкий известняк и др.). Производительность их 15-120 м/смену.

Станки вращательного шарошечного бурения применяют для бурения вертикальных и наклонных скважин в породах средней крепости и крепким диаметром 145-660 мм глубиной до 60 м.

Станки вращательного алмазного бурения применяют в породах с f = 10-20; диаметром 36÷110 мм (чаще до 76 мм)

Термическое (огневое) бурение получило распространение при бурении скважин диаметром 250-360 мм и глубиной до 17-22 м, главным образом, в весьма и исключительно труднобуримых кварцсодержащих породах (f >10). Оно может успешно применяться в породах с f = 10-16. Хрупкое разрушение пород происходит в результате нагрева забоя скважины сверхзвуковыми раскаленными струями и появления термических напряжении, превышающих предел прочности минерального образования.

СТАНКИ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Стандарт устанавливает три подгруппы станков для открытых горных работ:

1. СБШ — станки вращательного бурения шарошечными долотами с очисткой скважины воздухом (шарошечного бурения) — пяти типоразмеров с условными диаметрами буримой скважины от 160 до 400 мм при крепости пород f = 6÷18;

2. СБУ — станки ударно-вращательного бурения погружными пневмоударниками с очисткой скважины воздухом (пневмо-ударного бурения) — трех типоразмеров с условными диаметрами скважины — 100, 125 и 160 мм при f = 10÷20;

3. СБР — станки вращательного бурения резцовыми коронками с очисткой скважины шнеком (шнекового бурения) — двух типоразмеров с условными диаметрами буримой скважины 160 и 200 мм при f = 4÷6.

Типоразмеры станков, определяемые главным параметром, — условным диаметром пробуриваемой скважины, базируются на десятом ряде предпочтительных чисел и предусматриваются для бурения скважин диаметрами 100, 125, 160, 200, 250, 320 и 400 мм.

Техническая характеристика шарошечных буровых станков

Показатели2СБШ-200-32СБШ-250МНА-32СБШ-320-36
Диаметр долота, мм215,9; 244,5244,5; 269,9
Глубина скважины, м
Направление бурения к вертикали, град.0; 15; 300; 15; 30
Длина штанги, м17,5
Коэффициент крепости пород f5 – 14более 12более 18

Буровой инструмент

Долота для вращательного бурения выпускают двух основных типов – режущего и шарошечного типа.

Режущие долота имеют две основные разновидности со съемными и не съемными режущими элементами, армируемыми пластинами или зубками из твердого сплава или, в долотах специального назначения, искусственными монокристаллами и натуральными алмазами.

Основные типоразмеры долот режущего типа изготовляются в диапазоне 149,2 – 444,5 мм. Кратные 1/2², 3/4², 7/8² Основные фирмы производители «Сендвик» (Швеция), «Дженерал Электрик», «Секъюрити» (США) и др.

По конструктивному оформлению различают: лопастные, пикообразные и шнековые долота (см. Рис. 3.5.). Для повышения износостойкости долот лопасти армируют твердым сплавом

Шарошечные долота изготовляются фирмами: «Секъюрити», «Бэйкер-Хьюс» (США); «Сендвик Рок Тулз» (Швеция) и др. В бывшем СССР выпускалось 13 типов шарошечных долот сплошного бурения диаметром 46 – 508 мм (ГОСТ20692-75)

Шарошка (рис. 3.6) – инструмент свободно сидящий на своей оси и разрушающий забой скважины при качении по его поверхности. В зависимости от типа вооружения шарошки различают: зубчатые, штыревые, дисковые, комбинированные. По форме – конические и цилиндрические. По принципу воздействия на забой – дробящие дробящие-скалывающие.

Шарошки дробящего действия характеризуются минимальным скольжением зубьев при перекатывании по забою и отсутствием фрезерующего действия по стенкам скважины периферийными зубьями. Различают следующие их типы: Т- для бурения твердых пород; ТЗ – твердых абразивных пород; ТК – твердых пород с пропластками крепких ТКЗ – твердых крепких абразивных пород; К – крепких пород; ОК – очень крепких пород.

Шарошки дробяще-скалывающего действия характеризуются увеличением скольжения зубьев при перекатывании по забою и стенкам скважины. Различают следующие их типы: М – для бурения мягких пород; МЗ – мягких абразивных пород; МС – мягких пород с пропластками пород средней твердости; МСЗ – мягких абразивных пород с пропластками пород средней твердости; С – пород средней твердости; СЗ – абразивных пород средней твердости; СТ – абразивных пород средней твердости с пропластками твердых.

ВЗРЫВАНИЕ СКВАЖИННЫХ ЗАРЯДОВ

Сущность метода скважинных зарядов заключается в размещении взрывчатого вещества в наклонных или вертикальных скважинах с забойкой верхней части инертными материалами из песка, буровой мелочи или забоечного материала специального состава.

Скважины в пределах взрывного блока располагаются в один или несколько рядов параллельно верхней бровке уступа и размещаются друг от друга на расчетном расстоянии по прямоугольной сетке или в шахматном порядке. Расстояние от первого ряда скважин до верхней бровки уступа с должно обеспечивать безопасность размещения станка на уступе и рабочих по заряжанию скважин. Расстояние между скважинами выбирается таким образом, чтобы разрушения в массиве от каждой скважины перекрывали друг друга, не образуя «порогов» в основании уступа .

Взрывной блок при однорядном расположении скважин взрывается мгновенно или с интервалом через скважину, при многорядном — с интервалом между сериями, которые конструируются в зависимости от выбираемого способа формирования развала (рис.). Объем одновременно взрываемого блока принимается в зависимости от режима взрывных работ на карьере (один раз в смену, сутки, неделю и месяц) и производительности экскаватора в забое.

Основными параметрами взрывных работ при скважинном методе разрушения массива являются: диаметр заряда d; линия сопротивления по подошве W, которая представляет собой расстояние от нижней бровки уступа до оси заряда; расстояние между зарядами в ряду a ; расстояние между рядами b ; расстояние между верхней бровкой уступа и первым рядом скважин c; глубина скважины l; глубина перебура lп ; длина забойки lз ; длина заряда lзар; величина заряда P кг; ширина bр и высота развала hр .

Наибольшее влияние на степень дробления пород оказывает удельный расход взрывчатого вещества.

Эмпирическая зависимость между удельным расходом и степенью дробления

.

Расстояние между рядами при многорядном расположении зарядов в шахматном порядке b = 0,85a и при квадратной сетке b = a.

Минимальное значение линии сопротивления по подошве определяется из геометрических параметров уступа

.

В зависимости от линии сопротивления по подошве рассчитывается расстояние между скважинами и рядами и масса зарядов.

Перебур осуществляют с целью проработки подошвы. В настоящее время ее определяют по эмпирическим зависимостям с учетом линии сопротивления по подошве и удельного расхода взрывчатого вещества

.

В практике буровзрывных работ расстояние между зарядами рассчитывают на основании эмпирических данных, при которых за критерий действия взрыва принимают качественный показатель (плохое, удовлетворительное или хорошее дробление). Расчетные зависимости для определения расстояния между скважинами и рядами следующие: а = (0,8÷1,4)W; b = (0,91)W при короткозамедленном взрывании; b = 0,85W при мгновенном взрывании и шахматном расположении скважин. Цифра перед W есть коэффициент сближения скважин (относительное расстояние между зарядами), который обозначается m . Его величина зависит от свойств массива, требуемой степени дробления, последовательности взрывания зарядов и т. п. Меньшие значения m применяются для трудновзрываемых пород.

Взрывчатые вещества и конструкции их зарядов

На карьерах используются следующие виды взрывчатых веществ: порошкообразные (аммониты, аммоналы, детониты); гранулированные (гранулиты, граммониты); водонаполненные (акватолы, акваниты). Некоторые взрывчатые вещества изготовляют на месте их применения, т. е. на самих карьерах. Это дешевые взрывчатые вещества, состоящие из смеси гранулированной аммиачной селитры с жидким компонентом.

Для взрывания скважин на карьерах применяют сплошные и рассредоточенные заряды.

Читайте также:  По какому принципу работают насосные станции Вило

Сплошные заряды могут состоять из одного типа ВВ (днородный по взрывчатому веществу заряд (рис. 4.7, а и б) или из нескольких типов ВВ.

Сплошной однородный колонковый заряд является наиболее простым и наименее трудоемким по заряжанию и поддающимся полной механизации, (кроме размещения детонирующего шнура и патрона-боевика). Для лучшего дробления породы длина колонкового заряда должна быть не менее 2/3Lскв (длины скважины) или 0,6÷0,8 W.

Сплошной колонковый заряд из разных типов ВВ состоит из двух частей – в нижней части заряда помещают более мощное водоустойчивое взрывчатое вещество типа гранитола и алюмотола для обеспечения качественной проработки подошвы, а в верхней части—более дешевое взрывчатое вещество типа игданита, гранулита или граммонита.

Рассредоточенные воздушным, или инертным промежутком заряды применяют для рыхлении разнопрочных пород по высоте уступа. Для равномерного рыхления заряды ВВ размещают в более прочных породах а воздушные промежутки в слабых. В качестве разделителя зарядов по глубине скважин используют пыжи из поролона, бумаги, деревянных чурок, засыпку из инертного материала и полиэтиленовые мешки, заполненные водой.

При рассредоточенных зарядах каждый участок заряда ВВ взрывают своим собственным патроном боевиком с детонирующим шнуром.

Патрон-боевик в каждой скважине располагается, как правило, на уровне подошвы уступа (рис. 3.7). Это обеспечивает совпадение направления детонации заряда взрывчатого вещества и направления разрушения массива, а также лучшую проработку подошвы.

Длина забойки не зависит от конструкции заряда и принимается от 20dскв в трещиноватых породах до 35dскв в крепких породах.

СПОСОБЫ ИНИЦИИРОВАНИЯ ЗАРЯДОВ ВВ

Для взрывания скважинных зарядов на карьерах применяют: – огневой, электрический и детонирующим шнуром способы взрывания. При огневом способе используется огнепроводный шнур с капсюлями-детонаторами (Рис. 4.8, а), при электрическом — электродетонаторы (Рис. 4.8, б и в). Взрывание детонирующим шнуром заряда взрывчатого вещества производится при инициировании его самого капсюлем-детонатором от огнепроводного шнура или электродетонатора.

Электровзрывание применяют для инициирования зарядов при всех методах ведения взрывных работ, но при отсутствии опасности по блуждающим токам и электромагнитной индукции. Замедление при электровзрывании осуществляется специальными электродетонаторами промежуточного или замедленного действия.

При взрывании детонирующим шнуром осуществляется замедление в 10, 20, 35 и 50 мс специальными пиротехническими замедлителями типа КЗДШ. Для одновременного зажигания группы огнепроводных шнуров применяют зажигательные патрончики диаметром 18-41 мм, представляющие собой бумажную гильзу, на дне которой помещен зажигательный состав.

Для взрывания скважинных зарядов на карьерах применяют следующие способы: огневой, электрический и детонирующим шнуром. При огневом способе используется огнепроводный шнур с капсюлями-детонаторами, при электрическом — электродетонаторы. Взрывание детонирующим шнуром заряда взрывчатого вещества производится при инициировании его самого капсюлем-детонатором от огнепроводного шнура или электродетонатора.

При инициировании детонирующим шнуром сплошного или рассредоточенного воздушным промежутком заряда возникает практически мгновенно цилиндрическое поле напряжений, которое с одинаковой скоростью распространяется до поверхности обнажения. Такой способ инициирования рекомендуется для зарядов наклонных скважин и зарядов второго и последующего рядов скважин, при короткозамедленном взрывании многорядных блоков, в которых расстояние от заряда до поверхности обнажения близко к равномерному по всей высоте уступа. Для зарядов первого ряда скважин с целью лучшей проработки подошвы уступа применяют инициирование от детонатора, расположенного в нижней части заряда.

Инициирование гранулированных и водонаполненных взрывчатых веществ из-за их низкой чувствительности к возбуждениям детонации производится от патронов-боевиков в виде небольшого заряда аммонита или специальных тротиловых, тротилтетриловых или тротилгексогеновых шашек, взрываемых непосредственно детонирующим шнуром.

Электровзрывание применяют для инициирования зарядов при всех методах ведения взрывных работ, но при отсутствии опасности по блуждающим токам и электромагнитной индукции. Замедление при электровзрывании осуществляется специальными электродетонаторами промежуточного или замедленного действия.

При взрывании детонирующим шнуром осуществляется замедление в 10, 20, 35 и 50 мс специальными пиротехническими замедлителями типа КЗДШ. Для одновременного зажигания группы огнепроводных шнуров применяют зажигательные патрончики диаметром 18-41 мм, представляющие собой бумажную гильзу, на дне которой помещен зажигательный состав.

При взрывании массива уступа скважинными зарядами ширина развала Вр (от линии скважин первого ряда) пропорциональна удельному расходу взрывчатого вещества q , линии сопротивления по подошве W и высоте уступа h

.

При коэффициенте разрыхления kр = 1,2-1,4 и однорядном расположении скважин высота развала hp = (0,5-0,6) h.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Технология бурения нефтяных и газовых скважин

Добыча полезных ископаемых — это извлечение из недр земли природных ресурсов. Разработка твердых полезных ископаемых ведется карьерным или шахтным способом. Для добычи жидких и газообразных природных ресурсов бурят скважины. Современные технологии бурения скважин позволяют вести разработку месторождений нефти и газа на глубине свыше 12.000 метров.

Важность добычи углеводородов в современном мире сложно переоценить. Из нефти делают топливо (см. Топливо из воздуха) и масла, синтезируют каучуки. Нефтехимическая промышленность выпускает бытовой пластик, красители и моющие средства. Для стран нефтегазовых экспортеров сборы с продажи углеводородов за рубеж является весомым,а зачастую основным методом пополнением бюджета.

Разведка месторождений, монтаж буровых установок

В предполагаемом месте залежи полезных ископаемых проводят геологическое изыскание и определяют место для исследовательской скважины. В радиусе 50 метров от разведывательной скважины, выравнивается площадка и монтируется буровая вышка. Диаметр исследовательской скважины 70-150 мм. В процессе бурения отбираются образцы бурового шлама с разных глубин для последующего геологического изыскания. Современные комплексы для геологического исследования позволяют точно ответить на вопрос — стоит ли начинать добычу энергоресурсов через эту скважину в промышленных масштабах.

Когда геологическое исследование бурового шлама показала перспективность промышленной разработки – начинают строительство буровой площадки. Ранее расчищенную площадку бетонируют и ограждают, прокладывают грейдерную дорогу (дорога без твердого покрытия). На созданной буровой платформе строят вышку, монтируют лебедку, буровые насосы, устанавливают генератор и все необходимое. Собранное оборудование тестируют, постепенно выводя на плановую мощность, и сдают в эксплуатацию.

Процесс бурения нефтегазовых скважин

Чаще всего применяют технологию механического бурения скважин, которое осуществляется вращательным, ударным или комбинированным способом. Бур присоединяется к бурильной колонне квадратного сечения и с помощью талевой системы опускается в скважину. Ротор, расположенный над устьем скважины, передает буру вращательное движение.

По мере проходки скважины бурильная колонна наращивается. Одновременно с процессом бурения добывающей скважины с помощью специальных насосов выполняются работы по промывке скважины. Для промывки скважины от частиц разрушенной породы применяют промывочную жидкость, в качестве которой могут использовать техническую воду, водную суспензию, глинистые растворы или растворы на углеводородной основе. После откачки бурового раствора в специальные емкости его очищают и используют снова. Кроме очистки забоя от выбуренной породы промывочные жидкости обеспечивают охлаждение бура, уменьшают трение буровой колонны о стенки скважины и предотвращают обвал.

На завершающем этапе бурения добывающую скважину цементируют.

Существует два метода цементирования:

  • Прямой метод – раствор закачивают в буровую колонну и продавливают в затрубное пространство.
  • Обратный метод – раствор закачивают в затрубное пространство с поверхности.

Технология бурения скважин применяется человеком уже более 150 лет и является единственным на сегодня доступным методом извлечения нефти и газа из недр земли. Простота используемой технологии позволила производителям добывающего оборудования создать надежные механизмы для добычи углеводородов.

Буровое оборудование

Для бурения скважин применяется ряд специализированных машин и механизмов. На пути к проектной глубине нередко попадаются участки породы с повышенной твердостью. Для их прохождения приходится давать на буровую колону дополнительную нагрузку, поэтому к добывающему оборудованию предъявляются достаточно серьезные требования.

Оборудование буровой установки стоит недешево и рассчитано на долгосрочное использование. В случае остановки добычи из-за поломки какого-либо механизма придется ждать замены, что серьезно снизит рентабельность предприятия. Оборудование и механизмы для добычи углеводородов должны быть изготовлены из высококачественных и износостойких материалов.

Оборудование буровой платформы можно разделить на три части:

  • Буровая часть – бур и бурильная колонна.
  • Силовая часть – ротор и талевая система, обеспечивающие вращения буровой колонны и спускоподъемные манипуляции.
  • Вспомогательная часть – генераторы, насосы, емкости.

Бесперебойная работа буровой установки зависит от правильной эксплуатации оборудования и технического обслуживания механизмов, в сроки предписываемые производителем. Не менее важно своевременно менять расходные части, даже если по внешнему виду с ними все нормально. Без соблюдения правил эксплуатации невозможно гарантировать безопасность персонала буровой платформы, недопущение загрязнения окружающей среды и бесперебойную добычу нефти или газа.

Способы бурения добывающих скважин

Способы бурения скважин делят в зависимости от метода воздействия на породу.

Механические:

Немеханические:

  • Гидравлический разрыв пласта.
  • Высокотемпературное воздействие.
  • Подрыв.

Стоит отметить, что основной способ бурения вращательный и вращательно-ударный, остальные способы на практике применяются редко.

Технологии и методы бурения скважин

На загородном участке, удаленно расположенном от центрального водопровода, единственным выходом обеспечить бесперебойную поставку чистой воды, пригодной к употреблению, является сооружение автономной водозаборной точки – колодца и скважины. Выбор способа бурения зависит от глубины залегания водоносного слоя, а также геологических особенностей местности.

Специфика ручного бурения

Бурение скважин без заезда на участок специального оборудования может проводиться в единственном случае – если было принято решение работать вручную. Ручной способ позволяет существенно сэкономить семейный бюджет, но придется приложить много физических усилий. Используется при строительстве источника глубиной не более 25 метров, бурение своими руками проводится до тех пор, пока бур не достигнет водоносного пласта.

Чтобы пробуривать источник самостоятельно, потребуется следующий рабочий инвентарь:

  • комплект буровых головок, например, желонки, змеевики, бур-ложка и бур-долото;
  • для работы на большой глубине дополнительно понадобится бурильная вышка;
  • штанги;
  • обсадные трубы;
  • электрическая таль или лебедка.

Проходка ствола проводится по следующей технологии:

  1. Предварительно нужно выкопать небольшую яму, глубиной не более 40-50 см. В нее будет помещен бур.
  2. Один человек осторожно начинает вращать бур (важно, чтобы он погрузился в почву практически вертикально). По мере углубления бура в грунт вращать его будет один человек, затем двое и т.д.
  3. Чтобы грязь не залепила всю головку буровой установки, бур извлекают из почвы через каждые 50-70 см и очищают.
  4. Если приходится работать с жесткими типами почв, отверстие нужно обильно заливать водой.

Как только отверстие источника изнутри начинает заполняться водой, работы по бурению останавливаются. Следующий шаг – откачать грязную воду с большим количеством посторонних примесей. Для этого используют поверхностный или погружной насос.

Ручной метод имеет немало преимуществ. Основные из них – недорогое производство, однородная структура ствола вдоль всей его длины. Из недостатков выделяют – небольшой дебет источника и маленький эксплуатационный срок.

Механизированное бурение скважин

Существует несколько способов механизированного бурения скважин. Чтобы выбрать наиболее подходящий, о каждом нужно узнать более подробно.

Ударно-канатный способ бурения скважин

Это самый старый способ из всех существующих, его изобрели и активно использовали столетиями в древнем Китае. Разрушение породы происходит из-за резкого механического воздействия – падения с высоты тяжелого забойного стакана. Деталь представляет собой кусок трубы, изготовленной из стали с буром на конце. Для очищения предмета от почвы при вытаскивании он оснащен несколькими отверстиями.

К задней части стакана крепится канат или трос, который соединяет его с верхней частью буровой вышки. Высота ее превышает 2 метра. Используется метод для сооружения источника глубиной более 20 метров.

Роторный способ

Роторный способ бурения скважин реализуется с помощью специального оборудования – самоходной буровой установки. Ее размеры и оснащение дополнительными элементами будет зависеть от условий работы. При проходке снаряд, оснащенный долотом, вращательным движением разрушает породу и постепенно углубляется в слои грунта.

  • Для каменистой почвы используется модель установки УРБ-2А2.
  • Для проходки промышленных сооружений, глубина которых может достигать 500 метров – УРБ-3АМ.
  • В условиях застройки – МБУ-2М.

В процессе канатного бурения скважин обязательно должна проводиться промывка, которая освобождает детали конструкции от слоев выработанной почвы.

Шнековый и колонковый способы бурения скважин на воду

В реализации шнекового метода обязательно наличии шнека, который работает по принципу ледового бура только больших размеров. Для сооружения скважины его вставляют в предварительно подготовленную яму и вращают.

Особенности способа – высокая производительность, сроки выполнения работ самые короткие. Обусловлено это большой скоростью выемки породы из скважины. Диаметр винта может достигать 150 см.

Рекомендуется использовать на болотистой и песчаной почве. Реализация не предполагает больших финансовых и физических затрат. Из недостатков выделяют отсутствие возможности проведения работ на каменистой почве, а также ограниченная глубина – максимум 50 метров.

К колонковому методу бурения чаще всего прибегают для сооружения скважин в промышленных масштабах, а также для проведения научных и исследовательских работ. Использование специального долота разрушает породу. Пустотелая труба дополнительно оснащена рубцами. Проникая в слои почвы, она отсекает от основного пласта.

Высокая производительность позволяет использовать метод не только для сооружения скважин, но и в строительстве, например, если требуется проделать сквозное отверстие в железобетонной конструкции. В движение долото приводит специальная установка под названием – ЗИФ.

Неоспоримое преимущество колонкового способа – существуют малогабаритные установки, которые можно устанавливать даже на приусадебных участках с небольшой площадью.

Как выбрать подходящие способы

Выбрать подходящий метод бурения скважин помогут основные параметры:

  • диаметр сечения ствола;
  • тип почвы;
  • глубина проходки.

Для источников небольшой глубины залегания водоносного пласта в мягкой почве предпочтительнее прибегать к ручному или шнековому способу бурения, в твердом грунте – ударно-канатному.

Также при выборе способа бурения требуется обратить внимание на дополнительные критерии выбора:

  • Финансовые вложения, которые потребуются для сооружения автономной сети водоснабжения: карману бурение артезианской скважины или достаточно, например, песочной.
  • Необходимый объем воды или дебет источника, которого будет достаточно для комфортного проживания семьи в доме.
  • Качество колодезной воды (чем больше глубина, тем чище вода).
  • Частота использования источника.
Читайте также:  Классификация скважин на воду

Если источник будет небольшой глубины, перед бурением следует проанализировать климатические и геологические условия местности, расположение промышленных предприятий и сельскохозяйственных угодий поблизости.

При сооружении артезианской скважины на приусадебном участке нужно оформлять соответствующий пакет документов и регистрировать источник, а это дополнительная трата времени и финансов.

Качественно пробуренный и благоустроенный источник будет служить домовладельцам долгие годы. Прежде чем приступать к бурению источника, нужно провести экспертизу на наличие подземных вод и подобрать наиболее подходящее место вдали от выгребных ям и септиков (обязательны к ознакомлению нормативно-правовые акты СНиП).

Все виды источников и способы бурения скважин на воду

Скважина – это необходимый питьевой источник, чтобы организовать жизнь в загородном доме, на строительной площадке и прочее. Как следствие, добыча воды является первостепенной задачей и при строительстве дачи. Способы и технологии добычи разнятся, исходя из глубины их расположения и типа источника.

  1. Артезианская.
  2. На песок.
  3. Абиссинская.
  4. Водозаборная.
  5. Нагнетательная.
  6. Пьезометрическая.
  7. Дренажная.

Артезианская

Изготавливается для больших домов. Глубина может достигать 100 метров и более. На даче обустраивается обсадной и эксплуатационной трубой. Первая имеет диаметр 159 или 133 мм. Вторая 133 или 117 мм. Диаметр скважины определяется из потребностей.

Принцип. Вначале забивается обсадная. В нее помещается эксплуатационная и глубинный насос.

  • Высокая производительность.
  • Продолжительный эксплуатационный срок.
  • Стабильный уровень.
  • Высокая стоимость.
  • Продолжительное изготовление, до 7 дней.
  • Использование дорогой очистной системы по причине высокой минерализации.
  • Применение крупногабаритной техники.
  • Необходим пакет разрешительных документов.

На песок

Глубина определяется уровнем залегания водоносного слоя. Водяная скважина на песок располагается во втором межпластовом слое. Жидкость скапливается в песчаных отложениях. Ее глубина может быть минимум 15 м и максимум 30 м. Изготавливается она преимущественно шнековым способом бурения.

Принцип действия. Диаметр источника составляет 100 мм. На дно кладется специальная фильтрующая трубка. Впоследствии она может засориться и придется бурить заново. Наверх жидкость подается при помощи насосного оборудования.

Полезно знать: при постоянном использовании прослужит до 20 лет — это в лучшем случае.

  • Минимальные вложения средств.
  • Простая конструкция позволяет выполнить ее своими руками.
  • Возможность использования небольших буровых установок.
  • Возможность пробурить в любом удобном месте.
  • Нет необходимости сооружать сложную фильтрационную систему.
  • Эксплуатационный срок.
  • На производительность влияет уровень залегания воды.

Абиссинская

Абиссинская скважина под воду представляет собой небольшой источник, который можно изготовить на территории частного дома, гаража и другого крытого помещения. Жидкость добывается из глубины около 15 метров. Преимущественно вода питьевая и чистая. Имеет благоприятный минеральный состав.

Принцип действия. В основе лежит дюймовая труба. На ее нижнем конце закреплен специальный фильтр, буровой элемент – игла. Труба забивается в грунт, а сверху устанавливается насос, создающий вакуум.

  • Изготавливается своими руками.
  • Не нарушает ландшафтный дизайн.
  • Отсутствует потребность в аренде спецтехники.
  • Насос выносной или находится в кессоне над самим источником.
  • Работа займет около 1 дня.
  • Исключается заиливание.
  • Производительность до 3 куб/ч.
  • При необходимости можно легко демонтировать и переместить в другое место.
  • Ограничение по глубине.
  • Необходимо постоянно эксплуатировать. В противном случае придется производить прокачку, что является трудоемким процессом.

Водозаборная

Изготавливается в известняковом или песчаном водоносном слое. В случае попадания на известняк источник будет глубоким, больше 40 метров. Это влечет дополнительные расходы по установке большего количества обсадной трубы. Несмотря на это, качество жидкости прекрасное. Она не подвергается никаким загрязнениям.

Принцип действия. Водозаборные скважины обязательно должны иметь проект, если речь идет о водоснабжении предприятий. Это касается и частного дома. Состоит система из одного или двух подъемов. На первый происходит монтаж гидротехнического оборудования, которое осуществляет подкачку воды.

  • Доставляется жидкость без загрязнений от поверхностных вод. В этот источник не проникает верховодка.
  • При правильном обустройстве прослужит до 50 лет и более.
  • Нет необходимости регулярно выполнять чистку.
  • Процесс бурения сравнительно дорогой.

Нагнетательная

Используется для добычи нефтепродуктов, способом закачки жидкости в нужный пласт. Отталкиваясь от технологии разработки, источник может использоваться уже существующий.

Принцип действия. Устанавливается колонна обсадных. Внутрь обязательно опускается лифтовая труба, посредством которой происходит закачивание жидкости в пласт. В качестве арматуры используются задвижки, чтобы перекрыть поток воды. Освоение и организация нагнетательных скважин возможны в промышленных условиях.

  • Поддерживать стабильное давление в пласте.
  • Самостоятельно задавать и регулировать темп отбора полезных ископаемых.
  • Способность качественно вытеснять нефтепродукты из пласта залегания.

Пьезометрическая

Необходима для проведения контроля по изменению давления в пласте. Происходит это методом регистрации и фиксации уровня жидкости в стволе. Пьезометрические скважины осуществляют измерения посредством глубинного манометра. Основное назначение и сфера использования при добыче нефтепродуктов.

Дренажная

Является важным элементом всей дренажной системы. Она изготавливается параллельно с прокладкой труб в траншеях на участке, который требуется защитить от излишней влаги.

Принцип действия. Бурение дренажных шахт осуществляется на глубину водоносного горизонта. Благодаря этому жидкость сверху будет быстро уходить. Устройство этого источника должно быть таким, чтобы не нарушилась система естественной фильтрации.

  • Возможность оперативно отводить скопившуюся влагу на дачном участке.
  • Исключить заболоченные места.
  • Если не соблюсти технологию по изготовлению фильтрации, то существует вероятность попадания в водоносный горизонт грязной воды.

Устройство и схема

На схеме показаны водяные пласты. Верховодка подпитывается осадками и залегает на глубине до 10 метров. Качество воды позволяет сразу ее использовать для питья. Источник с межпластовыми водами делается самостоятельно. Чтобы получить более качественную воду, изготавливается артезианская скважина.

Согласно СНиПам и установленным нормам источник защищается от любого рода загрязнений. От септика расстояние 15 метров. Выгребные ямы минимум за 50 м. От складских помещений, промышленных предприятий более 100 метров. Также учитывается расстояние от соседнего источника, жилых построек, курятников и хлевов.

Совет: пробурить скважину под воду возле деревьев с большой корневой системой затруднительно.

Когда это делать лучше?

Оптимальным временем года считается лето и теплая весна. Однако при использовании современного оборудования бурение осуществляется и в зимнее время. Если смотреть на этот вопрос в разрезе экономии, то именно зимой лучше всего бурить. Причина в том, что уровень грунтовых вод имеет минимальный показатель. Как следствие, намного проще пройти в водоносный слой.

Как своими руками пробурить на даче или в частном доме

Выполнить ряд подготовительных действий:

  1. Выбранное место не должно быть самой нижней точкой на участке.
  2. Уклон грунта не более 35 градусов.
  3. При использовании специальных буровых установок важно организовать место для подъезда.
  4. Площадка на дачном участке должна быть как минимум 4 на 9 м.

Совет: ручное бурение скважин на воду менее требовательно к подготовке, но, когда речь идет об использовании спецтехники, необходимо согласовывать все нюансы.

Инструменты и установки

Разные виды бурения скважин требуют использование различного оборудования. Выбор инструмента определяет характер почвы в вашем районе.

Используются следующие ручные буры:

  • Шнековый. Необходим при роторном бурении в условиях мягкой глины и влажных супесей.
  • Стакан. Нужен в канатно-ударном, в условиях облипающей и вязкой почве.
  • Ложковый. Применяется в ударно-вращательном бурении, в условиях сыпучего и рыхлого грунта.
  • Желонка. Используется в канатно-ударном, в условиях ила, осыпающейся почвы и тому подобное.
  • Долото. Штанга для разбивания валунов.

Каждый бур имеет режущую коронку. Делается она из твердосплавной и закаленной стали.

Перед тем как пробить источник, происходит монтаж специальных установок:

  • Ударно-канатная. Скорость бурения очень низкая. Принцип заключается в падающей желонке, которая под своим весом разбивает грунт. Она же и поднимает почву наверх. Представляет собой треногу с тросом. На веревку крепится желонка.
  • Шнековая. Длина шнека достигает 2 метров. Процесс бурения происходит вручную и механизированно. Выполнив 3 оборота, почва извлекается наружу. Постепенно штанга наращивается. Мобильная установка позволяет обеспечить высокую производительность.
  • С промывкой. Самая производительная установка. По сути, это бурение водой при использовании штанги с лопастным буром. За один час можно углубиться до 10 метров.

Способы

Сделать это без оборудования практически невозможно. Рассмотрим наиболее распространенные методы:

  1. Шнековое.
  2. Вращательное (роторное).
  3. Ударно-вращательное.
  4. Ударное-канатное.
  5. Гидробурение.
  6. Колонковое.

Не каждым из перечисленных способов можно выполнять бурение скважин вручную.

Инструкция пошагового бурения

Вы узнаете, как бурят скважину на воду многие домашние умельцы.

Шнековое

На трубу навариваются лопасти по спирали, которая погружается в грунт вращательными движениями. Подходит не всем типам почв. Идеальное решение для мягких и средних грунтов.

  1. Выкапывается шурф 1,5 на 1,5 м, глубиной до 2 метров. Позднее в нем будет кессон.
  2. Если грунт сыпучий, то стенки усиливаются деревянными щитами.
  3. Шнековый бур проворачивается при помощи специального хомута или ключа.
  4. Если грунт неустойчив, то при бурении сразу выполняется обсадка ПВХ-трубой.
  5. Если на шнеке грунт будет извлекаться непосредственно через трубу, то ПВХ не подойдет — используется металлическая.
  6. По мере продвижения шнек и обсадная труба наращиваются с помощью соединительных муфт.
  7. За один проход рекомендуется делать не более 5 оборотов. В противном случае поднять почву наверх будет сложно.
  8. Чтобы облегчить ход бура в источник, можно подливать воду.
  9. Устанавливается тренога с блоком для подъема бура.
  10. Бурение проходит вплоть до водоупора. Если пошел песок крупной фракции и влажный, то водоупор отличный.

Совет: по мере погружения шнека контролируйте вертикальность; чтобы его выровнять, между стенкой источника и обсадной трубой вбиваются деревянные клинья.

Вращательное (роторное)

Инструментарий изготавливается самостоятельно. Обычно используется ручной бур, для которого применяется толстая сталь. Эта методика для неглубоких источников, не больше 15 метров. Ручной бур применяется в условиях мягкого грунта. Последовательность работы:

  • Вращая бур, нужно постепенно погружать его в намеченном месте.
  • Для удобств работы сверху крепится рукоятка на винтовых соединениях.
  • По мере заглубления бура штанга наращивается резьбовым соединением.
  • Предварительно снимается рукоятка, а после она надевается на очередную штангу также при помощи резьбы.

Ударно-вращательное

Специальный бур поднимают и с большой силой опускают. Таким образом разрыхляется почва, потом снаряд вращается и поднимается вверх.

Здесь могут использоваться разные буры. Все зависит от характера почвы. Суть технологии сводится к следующему:

  1. На низ к штанге закрепляется бур.
  2. Процесс бурения чередуется с его поднятием и сбрасыванием, а после прокручиванием.
  3. Например, при использовании ложки грунт прилипает и удерживается в ее полости, а потом поднимается вверх.
  4. Процесс разбивки породы осуществляется за счет режущей кромки при ее вращении.
  5. Взятая порода ложкой извлекается из отверстия.
  6. За один проход можно пройти до 400 мм.

Ударно-канатное

Это специальный снаряд, который опускается и поднимается на канате. По мере этого процесса почва извлекается наружу.

Порода разбивается специальным забивным стаканом, который падает с высоты. Нужно установить специальную вышку. Как правильно бурить:

  1. Вначале монтируете буровую вышку. Она имеет три ноги.
  2. Подготавливается забивной стакан для изъятия почвы.
  3. Стакан тросом поднимается и опускается.
  4. Летит вниз под своим весом и захватывает почву.
  5. После этого стакан поднимается наверх.
  6. Из него удаляется захвативший грунт.
  7. По мере погружения стакана продвижение идет все глубже.

Гидробурение

Осуществляется мощной струей воды из специального бурового инструмента. Преимущество технологии в том, что возможно гидробурение скважин в каменистой почве.

Нагрузка струи обеспечивается весом штанги и бурильной оснастки. В установку заливают специальный раствор, который потом направляется в подготовленный приямок.

Основным требованием является использование специальной установки для ручного скважинного гидробурения.

Последовательность гидробурения своими руками:

  • В первую очередь устанавливается малогабаритная конструкция или МБУ для гидробурения.
  • Начинать работы лучше всего с утра.
  • Если бурение происходит в песчаной почве, то необходим большой запас жидкости.
  • Перед работой глина смешивается в раствор в подготовленном приямке. Замес выполняется посредством строительного миксера. Консистенция должна напоминать кефир.
  • Далее по шлангам подается раствор к работающему буру.
  • Постепенно жидкость шлифует стенки и углубляется в почву. Раствор используется по кругу.

Эта технология содействует дополнительному усилению стенок образующегося источника.

Колонковое

Подразумевает использование пустого стакана и постепенного его закручивания. Если в вашей местности отсутствуют твердые скалы, то данный способ бурения источника для водопровода оптимальный.

Плюс ко всему, технология простая, что позволяет выполнять работу без привлечения квалифицированных специалистов и особых технологических установок.

Технология самостоятельного колонкового бурения выглядит следующим образом:

  • Пустотелый стакан вверх дном погружается в грунт.
  • В нижней его части обязательно имеются резцы или коронка.
  • По мере выхватывания породы она поднимается на поверхность по спиралевидному направлению.
  • При ударе по стакану кувалдой с него полностью удаляется имеющийся шлам.
  • По степени погружения стакана его можно нарастить.
  • Обычно наращивается за один раз штанга длиной 1200–1500 мм.

Все соединения по длине колонны штанг должны быть жесткими и не иметь никакого зазора.

Обслуживание и эксплуатация

Один раз на протяжении года следует осуществлять проверку всей установки на предмет исправности. Вначале осматривается трубопровод. Если обнаружилась утечка, ее следует устранить. Рекомендуется проверять давление в системе, нужно отключить насос и открыть водозаборный вентиль. Необходимо убедиться в корректной работе насосного оборудования и гидробака. Автоматика должна функционировать исправно.

Особое внимание уделяется источнику в холодное время года. Необходимо побеспокоиться о том, чтобы зимой вода не замерзла. Обсадную трубу следует утеплить вплоть до уровня промерзания грунта в вашей местности.

Совет! Если источник используется посезонно, то ранней весной воду следует прокачать.

Заключение

Вы узнали, как сделать скважину. Исходя из удаленности водяного пласта в вашей местности, глубина источника для питьевой воды будет на разном уровне. Надеемся, что этот материал помог вам разобраться с тем, как забить скважину самостоятельно. В дополнение к этому рекомендуем просмотр схем и видеоматериала в конце этой статьи.

Ссылка на основную публикацию