Давайте рассмотрим технологию бурения скважин на воду, как сегодня выполняются такие работы, и каким образом эти знания могут помочь непрофессионалу.

Что нужно знать о скважинах

Конечно, было бы неразумно долгое время учиться, узнавая все тонкости создания скважин, для того, чтобы потом эту работу сделал кто-то другой, да и при личном участии в работах такой объем знаний не нужен. Тем не менее технологию бурения хотя бы в упрощенном виде знать нужно, потому что это будет защитой от ошибок, да и от обмана недобросовестными исполнителями.

Рассмотрим три основных способа бурения:

  1. Шнековое.
  2. Роторное.
  3. Ударно-канатное.

Они различаются способами разрушения грунта в скважине, а также методами, извлечения породы. Это, конечно же, сказывается на стоимости работ, и на то, как будет выглядеть участок после каждого вида оборудования. Давайте остановимся на технологии более детально.

Этот метод по праву считается самым дешевым и простым. Поэтому спрос на него более высокий, что сказалось на формировании бригад, представители которых будут настаивать именно на таком бурении, ведь в случае отказа они останутся без работы, так как другого оборудования, зачастую, не имеется.

Такая технология приемлема только для мягких пород грунта.

Для работ применяется малогабаритная буровая установка, доставить которую может небольшой грузовик. Собрав за четверть часа оборудование, бригада сразу приступает к работе. Шнек входит в грунт, и благодаря тому, что это своего рода винт, земля без проблем поднимается на поверхность его лопастями. Ландшафт остается практически нетронутым, и навести порядок после ухода бригады не составит труда, тем более, когда скважина менее 10 м. и работы выполнялись без бурового раствора.

Бурение роторным способом

Сейчас эта технология является самым распространенным способом устройства скважин на воду. Что она собой представляет? Используется специальная бурильная труба, внутри которой находится вращающийся вал с наконечником - долото. Именно этот наконечник погружается вглубь. Работает система при помощи гидравлической установки. Такой способ позволяет бурить практически любую породу даже на большой глубине.

Принцип работы такой буровой установки основан на разрушении буром слоя грунта внутри обсадных труб, и вымывании его из скважины бурильным раствором. С помощью такой технологии разрушаются даже фрагменты подземных скальных пород.

Для более качественного вскрытия водоносного горизонта и получения большей отдачи потребуется обратная промывка.

Уже через 2-3 недели после начала работ можно делать анализ артезианской воды, которой должно с избытком хватить для одного домовладения.

Однако, этот тспособ наиболее трудоемкий, и выполняется на более сложном оборудовании. По этой причине бурение скважин с использованием обратной промывки обычно обходится дорого. Такая установка имеет большую массу, поэтому размещается на платформе мощных грузовых автомобилей МАЗ, ЗИЛ и им подобных. Передвижение тяжелой техники по приусадебному участку очень изменит его вид.

Такая технология позволяет пробиться до водоносного слоя с большими усилиями. Хотя этот метод очень старый и не скоростной, тем не менее он остается самым качественным способом устройства скважины.

Суть этого метода заключается в том, что почва разрушается тяжелым снарядом, который падает с определенной высоты, и врезается в грунт. При вытягивании снаряда внутренняя полость его очищается, и процесс повторяется. Если грунт остался в скважине, то используется желонка, но, чаще всего они объединены в одном снаряде.

Работы проводятся до тех пор, пока в достаточной мере не откроется водяной слой.

Преимущество такого бурения в том, что происходит «сухое» операция, так как не применяется раствор. Это способствует более точному вскрытию водоносного горизонта и обеспечивает максимально возможный эффективный срок службы скважины более 50 лет.

Пробурить скважину на воду задача полностью выполнимая, причем все можно сделать и своими руками. Единственное, может не получится сделать артезианской скважины.

Это работа довольно трудоемкая. Стоимость пробурить скважину для воды полностью зависит от глубины залегания источника.

Так что сколько стоит пробурить скважину для воды будет полностью зависеть от вашего участка. По видео в этой статье вы сможете посмотреть весь порядок выполнения работы. И по фото увидеть его более детально.

Критерии, по которым определяется качество питьевой воды из скважины

Основная цель, которую преследует бурение на участке скважины, является добыча воды для полива и питья.

  • Прозрачность не менее 30 см.
  • Нитратов не должно быть более 10 мг/л.
  • Один литр воды не может содержать больше 10 кишечных палочек.
  • Не меньше трех баллов должна быть оценка запаха и вкуса.

Совет: Чтобы убедиться в качестве питьевой воды ее образец следует обязательно сдать в санэпидемслужбу на экспертизу.

Методы бурения

Есть несколько способов сооружения на воду скважин, глубина которых больше 20 метров.

Это может быть:

  • Бурение шнеком.
  • Колонковое бурение.
  • Ударно-канатный способ.
  • Ударно-вращательный.
  • Использование ледоруба.

Инструменты

Технология бурения скважины для воды включает в себя правильный подбор нужного инструмента и оборудования.

Для бурения скважины нужны следующие инструменты и оборудование:

  • Необходимо иметь вышку для бурения или сделать приспособление самому;
  • Гур, который будет соответствовать диаметру скважины;
  • Лебедку;
  • Стальную трубу, которая предназначена для крепления стенок, и штанги.

Внимание: Если у вас большая глубина скважины, тогда понадобится бурильная вышка, она подойдет для бурения скважины на большую глубину. Эта конструкция позволяет погрузить и поднять бур со штангами.

Определяем тип скважины

Этот вопрос довольно важен и полностью повлияет не только на стоимость работ, но и на качество воды:

  • Перед началом бурения территорию участка необходимо исследовать на предмет глубины, на которой залегают грунтовые воды, поскольку этот параметр будет определять объем требуемых к выполнению работ, которые приведут к тому, что скважина станет водоносной.

Внимание: На выбор типа скважины непосредственно влияет глубина, на которой залегает водосодержащий пласт.

  • Если залегание водоносного пласта неглубокое и его можно встретить на глубине от 3 до 12 метров, следует выбрать скважину типа « ».
  • Скважина песчаная используется при глубине залегания до 50 метров.
  • Скважина артезианского типа будет использоваться при залегании в грунте воды до 200 метров.

Первый и второй типы скважин возможен к выполнению вручную, а вот скважина артезианского типа потребует профессиональных бурильщиков и буровой установки. Инструкция по изготовлению других видов будет ниже.

Исполнение песчаной скважины вручную

Выкачивание воды данный тип предусматривает с глубины, не превышающей 50 метров. Называется скважина так потому, что воду она дает из содержащего ее песчаного слоя грунта обычно находящегося на глубине в полсотни метров.

Такая глубина, на которой залегает водоносный слой, требует периодической проверки в санстанции содержимого воды, поскольку не гарантирует ее чистоту.

Песчаная скважина организуется по классической схеме с использованием насоса. Очистка же воды от мусора и взвесей производится при помощи установленного на глубине фильтра, требующего регулярной очистки. Такой тип имеет срок службы порядка 15 лет.

Устройство скважины по типу «абиссинский колодец»

Данная наиболее проста в исполнении. Поскольку она не глубока, необходим тщательный подход при выборе места для ее устройства.

Вблизи такой конструкции не должно находиться сточных и выгребных ям, септиков и мусорных куч, поскольку небольшая глубина повышает риск загрязнения источника вредными веществами.

Внимание: В случае отсутствия в грунте галечника или иных твердых пород, скважину можно пробурить на придомовой территории, либо непосредственно, в подвале дома.
Такая конструкция представляет удобство в пользовании при минусовых температурах. Для того чтобы пользоваться водой в отсутствии электроэнергии, кроме насоса домашний колодец также оборудуется ручной колонкой.

Бурение артезианской скважины

Если скважины артезианского типа имеются на соседних участках, то залегания воды в данной местности, скорее всего, происходит в известняковом пласте. В иных случаях для определения глубины, на которой залегает вода, используется экспериментальная скважина, выполняемая бурильщиками.

В состоянии обеспечить водой не один участок, поэтом для получения искомого результата и экономии средств бурение часто заказывают в складчину.

Выбор того или иного вида скважины обусловлен типом грунта и планируемого к потреблению количества воды. Песчаная скважина и абиссинский колодец обеспечат небольшие потребности в расходе воде.

Если же расход будет превышать 10 кубометров на час, то в таком случае необходима артезианская скважина. Для того, чтобы в дальнейшем с прокладкой водопровода не возникло проблем, любой тип скважины лучше бурить недалеко от дома.

Инструменты и оборудование для бурения

Бурение артезианской скважины профессионалами производится при помощи буровой установки. Для бурения менее глубоких скважин используется тренога с лебедкой, которая будет осуществлять спуск и подъем бурового инструмента – бур, колонка для бурения, бурильные штанги, колонковая труба.

Бурение скважины вручную осуществляется металлическим шнеком, в роли которого можно использовать ледобур для надледной рыбалки. При этом бур должен быть изготовлен из высокопрочной стали.
Данный вариант бурения скважины наиболее экономичен. Кроме того, еще понадобятся насос для скважины, фильтры, кессон, вентили, трубы различного диаметра (обсадная, водопроводная) и шланги.

Этапы бурильных работ

Итак:

  • Для начала вырывается шурф или яма размерами полтора на полтора метра. Для предотвращения осыпания углубление облицовывают кусками ДСП, досками или фанерой.
    Для большей устойчивости в вертикальном положении трубы, обычным буром прорывается ствол глубиной в 1 метр и диаметром 15-20 сантиметров.
  • Над углублением устанавливают деревянную или металлическую прочную треногу, называемую буровой вышкой и закрепляют на ней лебедку. Очень часто вышки сооружают из бревен. Также на треногу подвешивают бурильную колонку со штангами длиной в 150 сантиметров (при условии самостоятельного бурения).
  • Штанги крепятся при помощи резьбового соединения и фиксируются хомутом. Данная конструкция применяется для спуска-подъема оборудования.
  • Насос приобретается заранее и обуславливает будущий диаметр колонковой трубы и скважины. Для свободного прохождения насоса в трубу разница между диаметрами насоса и трубы изнутри должна быть не менее 5 миллиметров.
  • Спуск и подъем оборудования для бурения и считается бурением скважины. В процессе работы штанга проворачивается в грунте, и сверху по ней одновременно наносятся удары долотом.

Внимание: Гораздо удобнее выполнять такую работу в паре. Один прокручивает штангу газовым ключом, а другой пробивает породу, нанося сверху по штанге удары.
Лебедка облегчает спуск и подъем в скважину оборудования, намного упрощая рабочий процесс. Для того, чтобы определить время извлекания штанги для чистки бура она маркируется и чистка производится через каждые полметра.

Для облегчения преодоления различных пластов грунта для бурения используют различные буры:

  • Для глинистых почв используется спиральный бур (змеевик);
  • Для разрыхления почв твердых используется бур-долото;
  • Для песчаного грунта используется бур-ложка;
  • Для поднятия грунта на поверхность используется желонка.

Давайте теперь разберемся, как выполняется непосредственно работа:

  • Бур-ложка применяется для прохождения песчаного слоя, с добавлением воды во время бурения. В случае твердого грунта используется буры-долото, имеющие плоскую и крестовую форму.
    Данные буры предназначены для разрыхления твердой почвы. Преодоление песков-плывунов происходит с применением ударного способа.
  • Желонка, змеевик и бур-ложка применяются на глинистых почвах. Поскольку спиральные буры (змеевики) имеют конструкцию подобную спирали, они отлично справляются с глинистыми почвами. Шаг спирали в таких бурах будет равняться диаметру самого бура. Основание бура имеет размеры от 45 до 85 миллиметров, а лезвие бывает от 285 до 290 миллиметров.
    Содержащие гравий галечные пласты пробиваются с использованием обсадных труб, чередуя при этом долото и желонку. В некоторых случая без залива воды в отверстия не обойтись, поскольку это значительно упрощает бурение скважины. при помощи помпы также заслуживает внимания.
  • О близости водоносного пласта будет свидетельствовать извлекаемая на поверхность влажная порода. Бурение заметно облегчится, но останавливаться не следует, поскольку необходимо буром найти водоупорный слой.

Раскачка и благоустройство скважины

Когда достигнута нужная глубина, можно переходить к следующему этапу по благоустройству скважины:

  • В готовую скважину производиться спуск фильтровой колонки состоящей из фильтра, отстойника и трубы. Фильтр можно приобрести в магазине или изготовить собственными силами из обсадной трубы, перфорации и фильтрационной сетки.
  • Укрепление трубы производится при помощи засыпания пространства, находящегося за ней крупнозернистым песком или щебнем с фракцией до 5 миллиметров. Засыпка должна быть осуществлена выше уровня фильтра.
    Поскольку функция фильтра защищать скважину от крупных примесей и песка, то он является главнейшим элементом конструкции. Параллельно с засыпкой осуществляют закачивание воды в трубу с герметичным сверху концом.
    Данная операция производит промывку фильтра и затрубья. При помощи этой операции происходит образование естественной преграды от крупных примесей.
  • Далее осуществляется операция по желонированию обеспечивающая откачку воды шнековым насосом или специальной насадкой-желонкой до появления из свежей скважины прозрачной и чистой воды. Это и есть этап раскачки. Чаще всего при этом используют центробежный электрический насос.

Внимание: Преимущество данного механизма заключается в его способности к перекачиванию жидких сред с повышенной плотностью. Допустим и обычный насос бытового типа, но, к сожалению, он займет больше времени и усилий. В случае отсутствия электроэнергии к использованию возможен и ручной насос.

  • По окончанию прокачки при помощи страховочного троса на глубину производят спуск насоса, к которому подключается шланг или водопроводная труба с диаметром от 25 до 50 миллиметров. Выбор необходимого диаметра зависит от того, какое количество воды будет возможно выкачать за определенный промежуток времени из скважины.
  • В случае применения стальной трубы насос фиксировать не обязательно, а водонепроницаемый кабель, питающий насос, крепится к ее телу.

Выбираем насос

Цена данного механизма будет зависеть от его мощности и производителя. Лучше конечно отдать предпочтение проверенным брендам, ведь в них существенно лучше качество производства.
При выборе так же следует применять и следующие параметры:

  • Основным показателем в этом вопросе будет ;
  • Так же повлияет и диаметр обсадной трубы, его надо учесть обязательно, иначе насос просто не подойдет;
  • Так же понадобится и мощность, а на это в свою очередь повлияет удаленность доставки воды.

Внимание: При глубине залегания воды до 9-ти метров, прекрасно подойдет поверхностный насос самовсасывающий. При больше глубине залегания следует применять скважинный насос погружной.

  • Сначала устье скважины следует оборудовать кессоном. На эту тему есть подробная статья на нашем сайте;
  • Выводим трубу и при этом привариваем ее к оголовку. Теперь опускаем туда насос;

Внимание: Не следует забывать, что на горловине надо закрепить вентиль. С его помощью вы при необходимости всегда сможете перекрыть воду. Это нужно при возникновении неполадок.

Теперь вы имеете представление, как выполняется эта работа. Самое главное не торопиться и правильно определить тип скважины. После этого при работе делать качественную герметизацию швов и все у вас получится качественно и ремонт не будет часто беспокоить.

Для того чтобы обеспечить полноценное автономное водоснабжение загородного дома, дачи или приусадебного участка производится .

В зависимости от особенностей технологического сопровождения и геологических особенностей грунта, производится выбор технологии бурения скважин водой.

Исходя из особенностей технологии бурения скважины водой, глубина ее может достигать 150 метров. Некоторые технологии бурений скважины водой позволяют создавать в 10 метров.

1 Какие есть виды скважин на воду?

Прежде чем начать бурение, следует учесть, что каждая отдельно взятая технология бурения скважин на воду определяется типом создаваемой скважины.

Современные технологии бурения ориентируются, в первую очередь, на то, какой вид скважины будет наиболее подходящим для той или иной местности.

Технология строительства скважин подразумевает, что большинство объектов пронизывают первый водоносный горизонт и доходят до первого толстого пласта, залегающего под землей песка.

Технология бурения скважин на воду при наличии качественного бура рунного типа и бензобура, позволяет без особых затруднений произвести бурение такого объекта своими силами.

2 Современные технологии бурения: виды, отличия, преимущества и недостатки

На сегодняшний день активно применяются четыре основных способа . Каждый из них имеет свои специфические особенности и технологию проведения работ. Эти способы представлены в виде:

  • Шнекового бурения;
  • Роторного бурения;
  • Ударно-канатного бурения;
  • Ручного бурения.

Ряд отличий заключен в способах реализации разрушения пород и методах извлечения грунта из скважинного ствола. Каждый из вариантов предусматривает применение особых видов оборудования. Это оказывает влияние как на качество, так и на общую стоимость проводимых работ.

2.1 Шнековое бурение

Такой способ повсеместно считается наиболее простым и экономически целесообразным. Смысл применяемой технологии заключается в том, что выемка грунта из лунки производится при содействии классического инструмента – Архимедова винта, который называется .

Представленный способ применяется для создания скважин, глубина которых не будет превышать более 10 метров. Это подойдет не только для водяных, но и для
. Для промывки сооружения и шнека от налипшей почвы применяется вода или образовавшийся буровой раствор.

Для проведения представленных работ активно применяется так называемая установка для шнекового бурения. Осуществление такого типа бурения не может проводиться во всех видах грунтов.

Как правило, он применяется в сухих и обладающих относительной мягкостью разновидностях грунта. Такой способ не подходит и твердых скальных пород.

При осуществлении выбора исполнителей для проведения подобных работ, в первую очередь стоит учитывать их опыт и квалификацию. Достоинства метода шнекового бурения заключаются в:

  • Простоте организационных работ;
  • Мобильности;
  • Доступности используемой техники (Газ-66 или ЗиЛ-131).

К недостаткам относится невозможность осуществления бурения на большую глубину, работы в скальных породах, сыпучих песках и плывунах.

2.2 Роторное бурение

2.4 Ручное бурение

Данная разновидность бурения является наиболее практичной и эффективной в тех случаях, когда возникают условия, связанные с ограничением площади проводимых работ.

Оно производится с применением обычного , диаметр которого мажет варьироваться от 10 до 30 см. При этом, активно используются переходные штанги, рукоятки и всевозможные приспособлении для проведения очистки бура.

Глубина такой скважины, в большинстве случаев, составляет 10 метров. Это связанно с тем, что осуществление дальнейшей проходки требует применения значительных физических усилий.

Если в наличии имеется специальное подвесное устройство и блок лебедки, то глубина скважины может быть значительно увеличена. Среди достоинств представленного метода особенно стоит отметить:

  • Возможность применения малогабаритных устройств;
  • Отсутствие в необходимости использования тяжелой техники;
  • Быстроту и сравнительную легкость организации проводимых работ;
  • Возможность создания скважины в саде или подвале;
  • Короткие сроки строительства;
  • Быстрый и легкий ремонт;
  • Общую дешевизну, связанную с малой глубиной.

Однако представленный способ имеет и ряд недостатков. Основным считается отсутствие возможности получения точной информации о присутствии водоносного горизонта.

Это напрямую связанно с малой глубиной проводимых бурильных работ. Кроме того, работы можно проводить только в тех грунтах, породы которых обладают мягкой или средней степенью твердости.

2.5 Как происходит шнековое бурение скважины на воду? (видео)

Решение о строительстве собственного водозаборного устройства на участке обосновано несколькими причинами, среди которых:

  • отсутствие централизованного водоснабжения;
  • желание иметь источник воды с повышенным ее качеством без обработки хлорирующими составами;
  • большая потребность в воде для полива огорода – при нынешних ценах на живительную влагу из водопроводной сети, ведение приусадебного хозяйства становится дорогостоящим удовольствием, иногда просто нерентабельным.

Независимо от того, будут ли выполняться работы сторонней организацией или самостоятельно, технология бурения скважин на воду должна быть как можно лучше знакома. Это поможет избежать обмана исполнителями и лишних затрат на реализацию замысла.

Выбор способа зависит от нескольких факторов:

  1. Наличие воды на участке. В первом приближении это можно определить наблюдениями за окружающей средой, имеется ряд признаков, свидетельствующих о ее наличии или отсутствии. Можно также произвести несколько опытов с различными предметами, чтобы получить ответ на этот вопрос.
  2. Характеристика состава грунтов, характерного для данной местности, от чего зависит выбор способа бурения. Такие данные можно получить в местной гидрогеологической организации, там же нужно уточнить собственные прогнозные оценки по наличию воды на участке.
  3. Глубина залегания верховодных (песчаных) слоев и оценка глубины залегания артезианских (известняковых) водоносных горизонтов.

При наличии таких данных можно сделать вывод о предпочтительности использования той или иной технологии бурения.

Разновидности способов прохождения стволов скважин

Роторное бурение

Рис.3. Инструмент для бурения скважин роторным способом

Обычно применялось при нефтеразведочном бурении. В последнее время, с увеличение потребности в скважинах, используется и при строительстве водяных водозаборов.

Особенностью способа является высокая энергозатратность и применяемость его на тяжелых или особо тяжелых грунтах с включением скальных образований, а также по сплошным известнякам.

При вращении ротор разрушает породу, которая выносится на поверхность промывочным раствором. В состав его входит и цемент. В результате часть участка будет безнадежно испорчено. Кроме того, по окончании работ такая скважина нуждается в длительной промывке чистой водой для удаления из пор породы цемента, входящего в состав раствора.

Для небольшого загородного участка такая технология представляется нежелательной.

Бурение гидроразмывом

Это наиболее легкая технология бурения . В процессе выполнения работ производится размывка грунта внутри , которая опускается под собственным весом. Только в начале процесса, когда обсадная колонна еще легкая, приходится прибегать к ее проворачиванию специальным ключом.


 Рис.4. Бурение с размывом грунта водой под давлением

Для осуществления такого способа понадобятся:

  • два насоса, один из них, способный подавать жидкость под давлением не менее 6 атм, второй – для откачки отработавшей воды обратно в бак, соответствующей производительности;
  • бак; емкость зависит от планируемого размера и глубины скважины и рассчитывается из соотношения:

V = R обс 2 (см) х 3,14 x H (см) , где

V – объем бака,

R – внутренний радиус обсадной трубы,

3,14 – число ПИ.

Так, для скважины диаметром 273 мм (максимально возможный диаметр ствола скважины при таком методе проходки), внутренний диаметр обсадки составит 260 мм (радиус 13 см), предполагаемая глубина скважины – 15 метров (15000 см) необходимый объем бака составит:

13 2 х 3,14 х 1500 = 756000 (см 3) = 756 (литров) .

Учитывая, что при отсутствии воды в баке работать невозможно, принимаем потребную емкость бака 2 кубометра. Этот расход не станет обузой, поскольку правильное пользование участком предполагает применение промежуточной прогревочной емкости в системе полива огорода.

  • гидромонитор – шланг с металлической трубой на конце. Выходное отверстие которой должно быть порядка 20 мм.

Выполнение процесса происходит следующим образом:

  1. Забуривание – производится садовым буром, диаметр которого больше диаметра обсадной трубы на 30 – 40 мм. Глубина предварительного отверстия порядка 1,5 метра.
  2. Установка первой секции обсадной трубы в забуренное отверстие.
  3. Гидромонитор вводится отверстие обсадной трубы, подается вода под давлением. Обсадную трубу при этом нужно проворачивать вокруг ее оси, способствуя ее проседанию по мере размывки грунта.
  4. По мере углубления ствола промывку периодически приостанавливают, чтобы установить очередную секцию обсадки.
  5. Откачку воды производят по мере ее накопления, отводя жидкость обратно в бак.

Недостатком такого способа является его применимость только на песчаных и супесных грунтах, а также существует ограничение по глубине скважины. Как правило, они бывают не глубже 12 – 15 метров, в редких случая достигают 20.

Ударный способ

Технология ударным методом – один из самых древних способов, применявшихся еще в древнем Китае. Он состоит в следующем:

  1. Отрывается приямок глубиной порядка 1,5 метров размерами 1,5 – 1,5 метра.
  2. Производится забуривание для установки первой секции обсадной трубы глубиной до 2-х метров.
  3. Устанавливается буровая вышка – тренога высотой не менее 3-х метров. Высота буровой зависит от длины секций обсадных труб, максимальный их размер составляет 6 метров.

 Рис. 5. Самодельная буровая установка для ударного бурения

Ударная часть, подвешенная на тросе от лебедки, вводится в отверстие обсадной трубы и отпускается в свободное падение. При попадании на грунт, она активно разрушает его и он, в измельченном виде попадает внутрь ударной части (изготавливается из трубы). На конце ударника нарезаны зубья и разведены как на пиле.

Внутри ударника установлен клапан, пропускающий рыхлый грунт внутрь, но препятствующий его высыпанию при очередном подъеме. При прохождении глинистых влажных слоев применяется ударник без дополнительных приспособлений (стакан), влажная глина хорошо держится в нем за счет прилипания к стенкам. После прохождения расстояния около метра, ударник нужно извлечь из ствола и очистить его полость.

В арсенале профессиональных буровиков количество модификаций ударников доходит до 10 видов и более. Различные конструкции применяются для прохождения грунтов с отличающимися свойствами. Таким образом, широкий выбор инструмента позволяет проходить практически любые грунты, кроме скальных пород. Качество скважин при этом остается самым высоким. Поэтому, не являясь производительной, технология ударной пробивки остается самой популярной.

Шнековое бурение

Такая технология бурения скважины под воду становится все более популярной по причине высокой производительности и простоте исполнения.

По сути – это сверление вращающимся инструментом, при это режущая часть разрушает грунт в направлении движения, а спиральный шнек выносит его наружу. На поверхность выноситься порядка 40 – 50 % грунт, остальной уходит на уплотнение стенок. Таким образом, есть возможность производить бурение без одновременной обсадки стенок. Обсадная колонна опускается в ствол по окончании бурения.


 Рис.6. Бур шнековый

У такого способа есть определенные недостатки, не позволяющие применять на песчаных и других сыпучих грунтах, а также ограничение по глубине столов до 50 метров. Дальнейшее заглубление производится с периодическим извлечением рабочего инструмента для очистки.

Бурение производится с применением очень разнообразного оборудования, а часто и вручную своими руками для скважин на верховодку. Так, промышленностью освоены и выпускаются различные миниатюрные буровые станки, при помощи которых выполняются скважины на глубину до 50 метров по легким и средней тяжести грунтам, исключая песчаные.

Такое оборудование активно применяются для обустройства водозаборов на загородных участках, зачастую нет необходимости его приобретать, а можно взять в аренду.

В то же время мощные артезианские скважины с большим дебетом выполняются с использованием настолько же мощных буровых установок.


 Рис.7. Буровая установка для промышленного бурения

Перфоративное бурение

Производится путем забивки «копья» бабкой или штангой. Применяется, как правило, для оборудования абиссинских колодцев с ручным насосом для откачки воды. Ограниченный диаметр скважины позволяет выполнение работ самостоятельно и в короткий промежуток времени.

Кроме описанных способов, наиболее популярных на практике, применяются многие приемы, комбинирующие особенности различных способов.

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

В процессе бурения нефтяной скважины в горной породе формируется шахта, которую проверяют на наличие нефти либо газа посредством перфорации ствола, при котором происходит стимуляция притока искомого вещества из продуктивной области. После этого бурильная техника демонтируется, скважина пломбируется с указанием даты начала и окончания бурения, а затем мусор вывозится, а металлические части подвергаются утилизации.

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.