Колонковое бурение скважин

Автор: Мирко Иван Анатольевич

Организация скважин на воду в соответствии с разными потребностями человека — частая практика для бурильных компаний. Требуется повысить качество питьевой воды в доме или бесперебойная подача жидкости нужна для стабильной работы производства — это всегда весомый повод заказать услуги проектирования водных источников с их дальнейшим обустройством на конкретном участке.

Компания «Каролина» готова предоставить своим клиентам полный спектр услуг в сфере бурения, в частности колонкового. Самостоятельно справиться с поставленной задачей будет сложно, поэтому для гарантии качества проведенных работ лучше доверить дело профессионалам.

Где и когда требуется колонковое бурение

Использование данного метода бурения гарантирует высокую точность определения кровли почвы и подошвы, а также отметок зеркал грунтовых вод. Это очень важно в следующих случаях:

1. При организации любого вида водоснабжения (для частных или промышленных нужд), поскольку буровая установка легко достигает любых глубин.
2. При выполнении геологоразведовательных задач.
3. При постройке жилых домов любого вида.

Где бы не задействовалась колонковая технология, такой вид бурения всегда дает возможность максимально точно узнать глубину нахождения изучаемой породы.

Технология проведения работ и актуальное оборудование

Как и другие методы, такой вариант обустройства скважины имеет свои особенности. С технологической точки зрения обычно используется два основных метода: с применением подающейся жидкости на забой и на «сухую», то есть без раствора. Последний вариант актуален в ситуации, когда почва уже увлажнена или же приходится бурить по глинам и суглинкам.

Без использования жидкости не получится обойтись лишь при работе на скальных и полускальных породах, так как всегда возможен выход колонки из строя и возрастание затрат на процесс бурения.

Подача воды необходима и когда источник разрабатывают на рыхлых грунтах, особенно если отбор крена не первоочередная задача. Жидкость пробивает забой, избавляя ствол выработки от попавшего внутрь грунта.

На чем основано колонковое бурение

Острый режущий элемент в нижней части трубы (коронка) — наиболее важная составляющая всей установки. При работе со скальными породами используются варианты с алмазными насечками, обеспечивающими легкость достижения нужной глубины. Поскольку самая чистая вода находится в трещинах горных пород — такое оборудование очень полезно для их добычи.

Разрезание твердых пород выполняется благодаря быстрому вращению режущих частей оборудования. Центральная часть субстрата попадает внутрь трубы, после чего снаряд поднимают на поверхность и извлекают керн. Попавшая внутрь почва просто выдувается воздухом из верхнего участка оборудования. Для ускорения выдува снаряд аккуратно простукивается тяжелым молотком по всей поверхности.

Работая на сбитых, твердых грунтовых породах, колонковые буры более затребованы, так как обладают большей эффективностью. С их применением удается быстрее достичь нужной глубины, одновременно расчищая забой.

Особенности выбора буровых станков

При подборе актуального бурового станка всегда учитывается диаметр скважины и ее будущее предназначение. При проведении бурильных работ в разведывательных целях часто используются грузовики (типа МАЗ или Урал), трактора и вездеходы, с установленным на них оборудованием. Однако нередко такие установки встречаются и на сравнительно легких машинах, которые проще использовать в жилых районах.

Выполняя все действия вручную, вместо колонковой трубы специалисты задействуют традиционный стакан, напоминающий ее укороченный аналог с острой нижней частью. После его ввинчивания в землю (вручную или механическим путем), в него собираются частицы почвы, которые можно легко убрать уже на поверхности.

Что нужно для обустройства источника

Учитывая характеристики колонки, не удивительно, что для достижения поставленных целей необходимы инструменты, позволяющее достигать максимальных глубин, с периодическим извлечением на поверхность разрушенных частей грунта.

Традиционное оснащение

В перечень актуального оборудования для достижения максимально положительного результата можно отнести:

• колонковые снаряды;
• коронки (в местах с осадочным типом почвы применяются латунные инструменты, а для работы с твердым покрытием уместными будут аналоги с алмазными зубцами);
• обсадка из стали, с учетом диаметра колонки и технических параметров насоса для дальнейшей эксплуатации источника;
• штанги;
• переводники;
• сальники и пробки для промывки;
• долота.

Обычно указанного инвентаря вполне достаточно для достижения целей колонковой технологии, но при необходимости специалисты готовы задействовать и другие виды оборудования.

Основные составляющие конструкции колонковых труб

Все элементы снаряда изготавливаются с учетом необходимости сохранения керна в первоначальном виде. Для этого обязательно учитывается соотношение его диаметра и наружного диаметра устройства (коэффициент керноотбора).

Конструкционные характеристики колонковых труб позволяют разделить их на одинарные (для выполнения задач в стандартных геологических условиях при организации водозаборных скважин) и двойные без внутренней движущейся части. Последний вариант уместен только при геологоразведке и используется для получения образцов глубинных пород. Предварительные геофизические исследования скважин — важное условие для качественной организации водоносного источника.

Каждый вид колонок предусматривает продув, запуск раствора на забой и промывку источника, для чего предусмотрено технологическое отверстие в верхней части устройства.

Специфика работы режущего элемента

Коронка снаряда — кольцо с зазубринами и резьбой, прокручивающиеся в колонке. Зубцы могут быть соединенными с режущей зоной или образовывать цельнолитую деталь, причем твердосплавные модели более мелкие и ребристые (подходят для «мягкой» почвы), а алмазные импрегнированные или мелкоалмазные (используются для работы на твердых горных породах).

Ребристые коронки хорошо справляются со средне-твердыми грунтами. Количество ребер зависит от общего устройства инструмента и его диаметра: обычно их насчитывается от 3 до 6 штук.

Трубы для обсадки ствола

В организуемых источниках обсадные трубы выполняют роль стенок, не допуская попадания разрушенной почвы в центр воронки. Наибольшей популярностью сегодня пользуется обсадка с ниппелем, так как дают возможность быстро собрать колонну, надежно соединив ее отдельные части. Сварные конструкции также используются, но на небольших частных дворах сборка колонны заберет больше времени и сил.

Обсадки и колонки обычно выполнены из стали, с уровнем прочности «К». На концах трубы закалены, что минимизирует вероятность быстрого механического износа.

Последовательность колонкового бурения

Получить желаемый результат при проведении бурильных работ можно лишь четко придерживаясь этапности выполняемых действий, включая:

1. Изучение плана участка и проведение подготовительных мероприятий на поверхности.
2. Организацию ямы не менее 2 куб.м. (используется для отвода грунтовой воды и оставшейся после промывки жидкости).
3. Установку буровой и выбор обсадной трубы с соединяющимися на разной глубине элементами.
4. Разборки колонны, с последовательным разделением штанг.
5. Подготовки выработки к дальнейшей эксплуатации.

Если требуется задействование бура на территориях с неустойчивым грунтом, стоит укрепить стенки обсадки.

Плюсы и минусы колонок

Главным преимуществом колонкового метода заслуженно считается повышенная скорость проведения работ высокой эффективности. К другим плюсам также относят:

• объем бурения с применением промывочной жидкости на уровне 85%;
• поддержка изначального состояния стен источника за счет использования раствора с активными эмульсиями;
• снижение энергозатрат;
• возможность работы с любым типом грунта, даже очень твердым (как гранитовые или базальтовые);
• организацию источников на технически сложных участках.

Помимо преимуществ, колонковое бурение имеет и некоторые минусы:

• вероятность заклинивания керна при работе на слоеных породах;
• быстрого затупления коронки без использования охлаждающей жидкости, особенно на высоких скоростях;
• невозможность использования мощных погружных насосов из-за маленького сечения.

Колонковый метод обустройства скважин может быть очень полезен. Специалисты бурильной компании «Каролина» знают, как минимизировать риски, чтобы вы извлекли только пользу из всех выполняемых действий. Просто доверьтесь профессионалам.