Бурові установки для свердловин на воду: типи, технічні характеристики та особливості застосування

Буровими установками називають обладнання, що застосовується для створення свердловин різної глибини та типу подальшої експлуатації. Як правило, їх використовують з метою будівництва індивідуальної системи водопостачання на приватній або ж промисловій (фермерській) території, а також для видобутку корисних копалин, монтажу спеціальних підземних споруд (в гірничодобувній промисловості), проведення геологічних досліджень.

Особливості будови бурового обладнання та сфери його використання

Для забезпечення повноцінної функціональності в таких установках передбачено наявність:

• генератора і двигуна, що використовуються в якості джерела електроенергії для роботи інших компонентів комплексу;
• підйомного пристрою, який складається, як мінімум, з двох лебідок (основної і допоміжної);
• комплексу комунікацій, що забезпечують подачу вентиляції, освітлення, опалення, води і решти необхідних умов роботи обладнання;
• спеціальних датчиків і систем контролю за роботою бурового комплексу;
• привода і ротора;
• бурової вишки.

Окрім основних складових бурового агрегату майстри можуть застосовувати додаткові інструменти та пристрої, наприклад, спеціальні алмазні диски для забезпечення буріння свердловини по граніту чи інших твердих (скелястих) породах.

Основні критерії, за якими обирають бурові установки для подальшої експлуатації

Однією з головних умов якісного і, головне, результативного буріння свердловини на воду є правильний вибір технічного оснащення. При цьому фахівці обов’язково враховують:

• максимально допустиму глибину;
• діаметр свердловини;
• рівень потужності;
• тип задіяного додаткового бурового обладнання (інструментів);
• очікувану швидкість буріння;
•  тип і спосіб переміщення агрегату до безпосереднього місця буріння свердловини;
• спосіб управління та автоматизації процесу;
• сферу практичного застосування.

До того ж, при плануванні подальших робіт обов’язково завчасно продумують облаштування, укріплення майданчика, особливо, якщо використовуватиметься великогабаритні установки, наприклад, УРБ-2А2. При цьому сам спосіб буріння свердловини на воду обирають з врахуванням типу підземних ґрунтів.

Характеристики та застосування малогабаритних бурових установок (МГБУ)

Головна особливість застосування малогабаритних установок для буріння свердловин на воду полягає в можливості мати індивідуальне джерело з якісною водою за умови обмеженого простору. До того ж, варто розуміти, що всі водоносні горизонти, які знаходяться найближче до поверхні, тим більше шкідливих домішок чи бруду в них накопичено. Така вода може використовуватися суто для сільськогосподарських робіт, в якості технічної.

Затребуваність МГБУ серед замовників також обумовлено тим, що ціни буріння свердловини на воду малогабаритними установками суттєво нижчі. Вони дозволяють виконати всі необхідні роботи в просторі, де б стандартна великогабаритна установка не змогла заїхати та розвернутися. Оскільки більшість території України складається з м’якого ґрунту, глини, піску, суглинку, інших гірських порід, процес буріння забезпечується універсальним малогабаритним обладнанням (МГБУ), проте все частіше майстрам доводиться мати роботу з гранітними пластами, коли до основного цього комплексу використовують додаткові механізми.

Для виробництва такого обладнання, як правило, використовують чавун, леговану сталь, залізо і інші сплави. За способом буріння МГБУ класифікують на обертальний і ударний. В першому випадку забезпечується швидке буріння через м’які ґрунтові породи, а в другому потрібно значно більше сил та енергії.

Що стосується недоліків використання малогабаритних бурових установок, то важливо розуміти, що через характерну підвищену вібрацію таке обладнання значно швидше зношується, особливо в порівнянні з великою промисловою технікою.

Типи свердловин, які можна пробурити за допомогою МГБУ:

1. Буріння свердловини на пісок. Цей варіант вважається найдешевшим та з максимально швидким результатом. Термін використання такої свердловини – близько 10-20 років.
2. Буріння на вапняк. Цей варіант актуальний, якщо замовнику потрібна виключно якісна артезіанська свердловина з чистою питною водою. Термін експлуатації такої свердловини значно довший – близько 50 років, проте й самі роботи обійдуться дорожче. Варто пам’ятати, що в такому випадку можуть знадобитися спеціальні дозволи на проведення бурильних робіт.

В залежності від геологічних умов роботи глибина свердловини може сягати 350 метрів. У таких випадках застосування МГБУ вважається неефективним, оскільки вони не можуть працювати з надглибокими свердловинами (лише деякі моделі малогабаритних бурових установок працюють з проєктами до 100 метрів). В той же час саме МГБУ вважаються оптимальним вибором, коли замовляють буріння свердловини на воду для індивідуального споживання. Адже мінімальна глибина, на якій розташовані джерела сягає всього 5 метрів (технічна, використовується для господарських потреб), а глибокі джерела з чистою питною водою розташовані приблизно на глибині 40 метрів від поверхні.

Технології буріння свердловин, які можуть виконуватися МГБУ

В залежності від моделі малогабаритного бурового обладнання процес створення свердловини може бути:

• ударно-канатним, під час якого підземні ґрунти під дією сили удару розсувається в сторони, а надлишок вимивається або ж витягується на поверхню;
• шнековим, який передбачає застосування гвинта Архімеда та буріння за рахунок оборотів обладнання (після певної кількості таких оборотів обладнання дістається разом з ґрунтовими породами;
• роторним (гідробуріння), коли процес забезпечується промивкою, гірські породи руйнуються буровою штангою, а вода, що подається з помпи чи рукава вимиває залишки ґрунту та виносить його на поверхню.

Другий спосіб є більш ефективним в порівнянні з ударно-канатними роботами, проте займає більше часу через частоту виїмки ґрунту. Варіант з гідро бурінням передбачає застосування багатьох додаткових інструментів та підвищену складність самої технології, тому відрізняється вищою вартістю.

Скелетом всієї конструкції є тринога, висота установки може сягати 5 метрів, основні бурові рухи забезпечуються роботою двигуна. Якщо на території немає джерела електроенергії, майстри можуть використовувати генератор, що теж впливає на загальну ціну проєкту.

Функціональні характеристики використання бурових установок УРБ 2А2

Бурове обладнання моделі УРБ 2А2 використовується для буріння свердловин різного призначення, зокрема і для створення системи водопостачання. Процес буріння забезпечується обертальним долотом (роторним) з додатковим промиванням  свердловини буровим розчином або ж продуванням потоком повітря. Другий варіант на практиці застосовується суттєво рідше. За допомогою такого обладнання напрямок буріння може проводитися не лише вертикально, а й під певним кутом.

Функціональність такого обладнання дозволяє використовувати його для загвинчування паль для теплових насосів.

Буріння через ґрунтові породи при застосуванні УРБ 2А2 може відбуватися роторним, шнековим або ж колонковим способами. У деяких випадках передбачено швидку зміну способу буріння або ж їх поєднання. Промивання або ж продування забою в свердловині забезпечує рухомий обертач.

Основними компонентами моделей УРБ 2А2 є обертач, роздавальна коробка (пульт оператора), буровий насос, щогли і компресор. Конструкцію бурового обладнання встановлюють на шасі автотранспорту з підвищеним рівнем прохідності, наприклад, КАМАЗ, ЗІЛ чи УРАЛ.

Що стосується функціональних характеристик, то такі моделі забезпечують:

• буріння на глибину 100 м для геофізичних свердловин та 300 м – для структурних;
• діаметр свердловини – від 190 мм до 93 і 118 мм (для структурних чи геофізичних свердловин відповідно).

УРБ 2А2 може використовуватися на важкодоступних ділянках, а також дозволяє отримати джерело води за умови ускладнених підземних ґрунтів. За необхідності майстри обладнують такі моделі більш надійної автоматикою, додатковою щоглою та системою фільтрації рідини. Також в цих моделях допускається підвищення працездатності обладнання за умов критично низької температури повітря.