Колонкове буріння свердловин

Автор: Мирко Іван Анатолійович

Організація свердловин на воду відповідно до різних потреб людини — найчастіша практика для бурильних компаній. Потрібно підвищити якість питної води в будинку або безперебійне подання рідини потрібне для стабільної роботи виробництва — це завжди вагомий привід замовити послуги проєктування водних джерел з їх подальшим облаштуванням на конкретній ділянці.
Компанія «Кароліна» готова надати своїм клієнтам повний спектр послуг у сфері буріння, зокрема, колонкового. Самостійно впоратися з поставленим завданням буде складно, тому для гарантії якості виконаних робіт краще довірити справу професіоналам.

Де і коли потрібне колонкове буріння

Використання даного методу буріння гарантує високу точність визначення покрівлі ґрунту та підошви, а також відміток дзеркал ґрунтових вод. Це дуже важливо у таких випадках:

1. При організації будь-якого виду водопостачання (для приватних або промислових потреб), оскільки бурова установка легко досягає будь-яких глибин.
2. При виконанні геологорозвідувальних завдань.
3. При будівництві житлових будинків будь-якого виду.

Де б не задіювалася колонкова технологія, такий вид буріння завжди дає можливість максимально точно дізнатися глибину знаходження породи, що вивчається.

Технологія проведення робіт та актуальне обладнання

Як і інші методи такий варіант облаштування свердловини має свої особливості. З технологічної точки зору зазвичай використовується два основних методи: із застосуванням рідини, що подається на забій і на «суху», тобто без розчину. Останній варіант актуальний у ситуації, коли грунт вже зволожений або ж доводиться бурити по глинах та суглинках.
Без використання рідини не вийде обійтися лише при роботі на скельних і напівскельних породах, бо завжди можливий вихід колонки з ладу та зростання витрат на буріння.
Подача води необхідна і коли джерело розробляють на пухких ґрунтах, якщо відбір крену не першочергове завдання. Рідина пробиває забій, позбавляючи стовбур вироблення від грунту, що потрапив усередину.

На чому ґрунтується колонкове буріння

Гострий ріжучий елемент у нижній частині труби (коронка) – найважливіша складова всієї установки. Працюючи зі скельними породами використовуються варіанти з алмазними насічками, що забезпечують легкість досягнення потрібної глибини. Оскільки найчистіша вода знаходиться в тріщинах гірських порід, таке обладнання дуже корисне для їх видобутку.
Розрізання твердих порід виконується завдяки швидкому обертанню різальних частин обладнання. Центральна частина субстрату потрапляє всередину труби, після чого снаряд піднімають на поверхню та витягають керн. Ґрунт, що потрапив усередину, просто видувається повітрям з верхньої ділянки обладнання. Для прискорення видування снаряд акуратно простукується важким молотком по всій поверхні.
Працюючи на збитих, твердих ґрунтових породах, колонкові бури більш затребувані, оскільки мають більшу ефективність. З їх застосуванням вдається швидше досягти потрібної глибини, одночасно розчищаючи забій.

Особливості вибору бурових верстатів

При підборі актуального бурового верстата завжди враховується діаметр свердловини та її майбутнє призначення. При проведенні бурильних робіт з розвідувальною метою часто використовуються вантажівки (типу МАЗ або Урал), трактори та всюдиходи, із встановленим на них обладнанням. Однак нерідко такі установки трапляються і на порівняно легких машинах, які простіше використовувати у житлових районах.
Виконуючи всі дії вручну, замість колонкової труби фахівці задіють традиційну склянку, що нагадує її укорочений аналог із гострою нижньою частиною. Після його вкручування в землю (вручну або механічним шляхом), у нього збираються частинки ґрунту, які можна легко забрати вже на поверхні.

Що потрібно для облаштування джерела

Враховуючи характеристики колонки, не дивно, що для досягнення поставленої мети необхідні інструменти, що дозволяє досягати максимальних глибин, з періодичним вилученням на поверхню зруйнованих частин ґрунту.

Традиційне обладнання

До переліку актуального обладнання для досягнення максимально позитивного результату можна віднести:

• колонкові снаряди;
• коронки (у місцях з осадовим типом ґрунту застосовуються латунні інструменти, а для роботи з твердим покриттям доречними будуть аналоги з алмазними зубцями);
• обсадку зі сталі, з урахуванням діаметра колонки та технічних параметрів насоса для подальшої експлуатації джерела;
• штанги;
• перевідники;
• сальники та пробки для промивання;
• долота.

Зазвичай зазначеного інвентарю цілком достатньо досягнення цілей колонкової технології, але за необхідності фахівці готові задіяти й інші види устаткування.

Основні складові конструкції колонкових труб

Усі елементи снаряда виготовляються з урахуванням необхідності збереження керна у початковому вигляді. Для цього обов’язково враховується співвідношення його діаметра та зовнішнього діаметра пристрою (коефіцієнт керновідбору).
Конструкційні характеристики колонкових труб дозволяють розділити їх на одинарні (для виконання завдань у стандартних геологічних умовах при організації водозабірних свердловин) і подвійні без внутрішньої частини, що рухається. Останній варіант доречний тільки при геологорозвідці та використовується для отримання зразків глибинних порід. Попередні геофізичні дослідження свердловин — важлива умова для якісної організації водоносного джерела.
Кожен вид колонок передбачає продування, запуск розчину на забій та промивання джерела, для чого передбачено технологічний отвір у верхній частині пристрою.

Специфіка роботи різального елемента

Коронка снаряда — кільце із зазубринами та різьбленням, що прокручуються в колонці. Зубці можуть бути з’єднаними з ріжучою зоною або утворювати цільнолиту деталь, причому твердосплавні моделі дрібніші та ребристі (підходять для «м’якого» ґрунту), а алмазні імпрегновані або дрібноалмазні (використовуються для роботи на твердих гірських породах).
Ребристі коронки добре справляються із середньо-твердими ґрунтами. Кількість ребер залежить від загального пристрою інструменту та його діаметра: зазвичай їх налічується від 3 до 6 штук.

Труби для обсадження стовбура

В джерелах, що організуються, обсадні труби виконують роль стінок, не допускаючи попадання зруйнованого грунту в центр вирви. Найбільшою популярністю сьогодні користується обсаджування з ніпелем, тому що дають можливість швидко зібрати колону, надійно з’єднавши її окремі частини. Зварні конструкції також використовуються, але на невеликих приватних дворах складання колони забере більше часу та сил.
Обсадки та колонки зазвичай виконані зі сталі, з рівнем міцності «К». На кінцях труби загартовані, що мінімізує можливість швидкого механічного зносу.

Послідовність колонкового буріння

Отримати бажаний результат під час проведення бурильних робіт можна лише чітко дотримуючись етапності виконуваних дій, включаючи:

1. Вивчення плану ділянки та проведення підготовчих заходів на поверхні.
2. Організацію ями не менше 2 куб. (використовується для відведення ґрунтової води та рідини, що залишилася після промивання).
3. Встановлення бурової та вибір обсадної труби з елементами, що з’єднуються на різній глибині.
4. Розбирання колони, з послідовним поділом штанг.
5. Підготовка до подальшої експлуатації.

Якщо потрібне задіяння бура на територіях з нестійким грунтом, варто зміцнити стінки обсадження.

Плюси та мінуси колонок

Головна перевага колонкового методу заслужено вважається підвищена швидкість проведення робіт високої ефективності. До інших плюсів також відносять:

• обсяг буріння із застосуванням промивної рідини на рівні 85%;
• підтримка початкового стану стін джерела внаслідок використання розчину з активними емульсіями;
• зниження енерговитрат;
• можливість роботи з будь-яким типом ґрунту, навіть дуже твердим (як гранітові або базальтові);
• організацію джерел на технічно складних ділянках.

Крім переваг, колонкове буріння має деякі мінуси:

• можливість заклинювання керна при роботі на листкових породах;
• швидке затуплення коронки без використання охолоджуючої рідини, особливо на високих швидкостях;
• неможливість використання потужних занурювальних насосів через невеликий переріз.

Колонковий метод облаштування свердловин може бути корисним. Фахівці бурильної компанії «Кароліна» знають, як мінімізувати ризики, щоб ви отримали лише користь з усіх дій. Просто довіртеся професіоналам.