Способы глубокого бурения скважин

Глубокое бурение скважин

Оборудование для глубокого бурения скважин необходимо для решения строительных, поисковых, исследовательских задач. Предлагаем ассортимент механизмов, инструментов, техники.

Основные способы бурения глубоких скважин

Особенность разработки месторождений глубокого заложения – наличие нескольких сопутствующих проблем. Среди них специалисты выделяют высокое давление, температуру, наличие зон с аномальными характеристиками. Глубокое бурение скважин часто сопровождается различными осложнениями: прихват буровой трубы, сильное сопротивление продвижению механизмов, ухудшение подачи бурового раствора. Большая протяженность приводит к осыпаниям, появлению на стенках желобов, каверн.

Разработку скважин глубокого заложения преимущественно ведут способами механического бурения. Популярность заслужило бурение вращательными (добыча газа или нефти) и колонковыми (разработка твердых ископаемых) установками. Грунт режут, дробят, скалывают, уплотняют, истирают.

Примечание: Изготавливаем стойкие к абразивному износу буровые штанги на Vermeer. Для работы используем сталь марки S135. Формируя шпиндели соблюдаем точность производства резьбы, проводим термообработку.

Технология бурения глубоких скважин

Разработка ствола представляет собой сложную, кропотливую работу, требующую исполнителей высокой квалификации. Она включает операции:

• разрушение породы;
• подъем грунта на поверхность;
• укрепление стенок ствола.

Применяя вращательные механизмы, можно совместить несколько или даже все операции. Первым делом проводят изыскательные работы, которые позволяют детально изучить характеристики участка, выбрать оптимальное место для устья. Затем переходят к выполнению главной задачи – разрушению породы. От нее зависит скорость продвижения по стволу. Готовую скважину обустраивают, используя комбинацию труб из пластика и металла.

Учитывая разнообразие климатических, геологических условий, в которых проводят работы, производители предлагают установки разных типов. Вес буровой колонны достигает нескольких сотен тонн. При выборе механизмов ориентируются на главный показатель – грузоподъемность. От него зависит конструкция, эксплуатационные характеристики оборудования, которое входит в состав установки. Обращайтесь, поможем подобрать оптимальный состав, гарантируем качество, приемлемые цены.

Источник

Способы бурения скважин

Разработка различных месторождений и изучение горных пород предполагает бурение скважин. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, поэтому специалисты учитывают все нюансы, с которыми они столкнутся во время работы и выбирают оптимальный способ, гарантирующий получение нужного результата с минимальными затратами. Разработку месторождений могут выполнять только квалифицированные компании, которые имеют нужную аккредитацию. Несмотря на то, что существует не так много способов бурения скважин, не так просто подобрать оптимальный метод, поэтому без привлечения специалистов по бурению обойтись нельзя.

Виды бурения скважин

Способы бурения разделяют на механические и немеханические виды. Немеханические способы слабо изучены, поэтому практически не используются на практике. Механические методы бурения применяются при разработке скважин различного назначения. Пробуривание происходит при помощи специальных долот, что обеспечивает получение ствола скважины нужного размера. Механические способы бурения также разделяются на несколько разновидностей:

Каждый из способов имеет особенности, но каждый из них позволяет добиться нужного результата. Наиболее эффективным способом бурение считается вращательный, так как позволяет извлекать породу скважины без остановки процесса. Также вращательный метод является самым дешевым, поэтому большинство работ выполняется при помощи именно этого вида бурения. Так как вращательный метод является основным способом бурения скважин, то его стоит рассмотреть подробнее. Вращательный метод делится на три способа:

Вращательный способ бурения может использоваться на грунтах различной плотности, поэтому выделяют три подвида, каждый из которых имеет свое предназначение и особенности. Общий процесс бурения скважин вращательным способом не сильно отличается, но каждый метод оптимален только при наличии некоторых критериев.

Особенности колонкового бурения

Колонковое бурение применяется преимущественно на песчаных или неплотных глинистых грунтах. Почва извлекается в виде керна, а бурение происходит при помощи специального долота также углубление скважины может происходить при помощи специальная коронки, которая монтируется на трубу. Вращательный момент передаётся поверхности земли при помощи труб, имеющих надежное крепление. Если бурение происходит на плотных породах, то при буровых работах дополнительно подаётся промывочная жидкость. К твердым породам относятся:

При помощи большого количества воды также возможно удалить шлам из забоя. В некоторых случаях вместо промывки используется продувка сжатым воздухом, который поставляется внутрь трубы при помощи специального компрессора. При колонковом бурении можно разработать скважину диаметром 8-20 сантиметров и глубиной до километра. Основные работы проводятся при помощи буровых установок, которые установлены на автомобиле КАМАЗ или КрАЗ.

Особенности шнекового бурения

Шнековое бурение применяется при разработке водоносных скважин в частных домохозяйствах. Бурение при помощи шнека предполагает ввинчивания в породу, благодаря чему одновременно с углублением скважины происходит извлечение грунта. Шнек является стержнем с лопастями. Такая конструкция не позволяет полностью извлечь из забоя отработанную породу, поэтому метод эффективен только при прохождении верхних слоёв.

Чаще всего способ подходит для создания скважин, глубина которых не превышает 30 м на мягких почвах и 20 м на средне-плотных грунтах. После того как из забоя извлекается шнек, ствол укрепляется обсадкой, а сама скважина очищается от остатков пород. Использование шнека при бурении в плотных и скальных породах нецелесообразно, поэтому метод может комбинироваться с другими способами бурения.

Особенности роторного бурения

Роторное бурение используется для пробуривания скважин в скальных и полускальных почвах на глубину до 150 м. Роторная установка чаще всего оснащается помимо долота сальные утяжеленные трубами для бурения. Обязательно при роторном бурении используется промывочная жидкость, поэтому в холодных регионах зимой невозможно использовать способ из-за замерзания технологических компонентов. Среди достоинств метода стоит отметить:

• Возможность организации скважины, диаметр которой будет до 2 м.
• Высокое качество бурения при разработке водяных скважин.
• Быстрый процесс бурения при небольших затратах ресурсов.

Обсадная труба монтируется после очищение ствола скважины от отработанных пород, что позволяет добиться хороших результатов и надежности разработки.

Нужно провести бурение? Компания «Горгеомех» уже много лет занимается инженерно-геологическим бурением скважин и готова вам в этом помочь!

Источник

Способы бурения скважин: технологические принципы и особенности основных методов

Для обеспечения дачи или загородного дома водой можно оборудовать колодец или скважину. Для этого необходимо пробурить почву до достижения водного горизонта. Существует несколько вариантов выполнения работ, которые можно применить самостоятельно.

Устройство водозаборной скважины сопряжено с применением различных методов бурения.

Виды буровых способов

В зависимости от типа почвы, технологических возможностей, глубины залегания грунтовых вод выделяются такие способы бурения скважины:

Классификация условна, ведь в некоторых случаях эти методы можно комбинировать. Бурение скважины — трудоемкий процесс, требующий точных расчетов.

Особенности ручного бурения

Такой тип работ является самым дешевым и простым, но он подойдет для организации скважин небольшой глубины. Бурение проводится до тех пор, пока не будет достигнут водоупорный слой. Для работы применяются такие инструменты:

1. Бур-долото, ложка и бур спиральный.
2. Лебедка.
3. Желонка.
4. Штанги.
5. Обсадные трубы.
6. Бурильная вышка.

Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность.

Весь рабочий процесс предусматривает такие этапы:

1. Сначала выбирается подходящее место для бурения, над которым размещается вышка.
2. Лопатой выкапывается углубление для бура.
3. Вращение оборудования на первых порах можно производить самостоятельно. Чем дальше будет вестись работа, тем труднее будет продвигаться бур, поэтому потребуется помощник.
4. Через каждые 50 см устройство надо вынимать из ямы и очищать от земли.
5. Если работа продвигается тяжело, то почву можно размягчить водой.

Как только будет достигнут водоупорный слой, его потребуется очистить. Для этого используется погружной насос. Преимуществом технологии является однородность ствола скважины, простота использования и небольшая стоимость. Но пригодна она только для колодцев небольшой глубины, а их дебет незначительный.

Ударно-канатное бурение

Тут обустройство скважины предусматривает разрыхление почвы при помощи забивного стакана, который оснащен острием и падает с высоты. Своими руками работы выполняются с учетом таких этапов:

1. Построение вышки-треноги. Ее высота должна быть больше длины забивного стакана, который изготавливается из стальной трубы. В стенке представленного приспособления должно находиться отверстие, при помощи которого будет происходить очищение.
2. Крепление стакана посредством троса к верхушке треноги.
3. Во время выполнения работ грунт надо выбрасывать из стакана каждые 50 см.

Для обустройства глубинного колодца часто применяются такие виды оборудования: УКС-22М2, УГБ-50.

Преимущества

Достоинством указанной технологии бурения является:

• возможность применения на твердых каменистых почвах;
• отсутствие повреждения стенок скважины и водоносного слоя;
• легкое очищение стакана;
• возможность применения для изучения грунтовых характеристик на разных глубинах.

Преимуществом также является то, что монтировать обсадную трубу можно сразу же после завершения бурильных работ.

Недостатки

Несмотря на доступность и сравнительную дешевизну, технологический процесс имеет недостатки. Среди них возможность строго вертикального бурения. Нельзя использовать данный метод на песчаных грунтах.

Специфика колонкового бурения

Колонковый метод является вращательным. Рабочий инструмент оснащен коронкой (твердосплавной или алмазной). Применяется этот способ редко. Он может быть задействован для подготовки к роторному или шнековому бурению. Иногда его применяют совместно с канатно-ударным методом.

Колонковое бурение — механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы.

Используемое оборудование и инструменты

Тут скважины бурятся при помощи специального оборудования: 3иФ 650, 3иФ 1200. Установку можно изготовить самостоятельно. Для этого необходимы такие инструменты:

• колонковая труба и штанги для ее наращивания;
• буровые коронки;
• труба для устранения шлама;
• муфты, переходники между фрагментами труб, промывочный сальник.

Если работы проводятся на скалистых грунтах, то коронки придется часто менять, т. к. они быстро стираются и перестают выполнять свою функцию. Для облегчения работы в забой поступает промывочная жидкость.

Технология колонкового бурения

Во время прохождения бура порода полностью сохраняется внутри трубы. Этот тип бурения предусматривает такие этапы работ:

1. Соединение колонковой трубы со штангами для наращивания бурильной коронки.
2. Закрепление рабочего инструмента в станке.
3. Постепенное ввинчивание коронки в грунт.
4. Очищение трубы от содержимого через каждые полметра.

Все действия проводятся до тех пор, пока не будет вскрыт водоносный слой. После этого следует углубиться еще на 50 см. Шлам удаляется промывкой с использованием большого объема воды или при помощи продувания.

Веские достоинства и недостатки

Если целью устройства скважины не является водоносный слой в песчаных отложениях, бурение до достижения скальных пород может проводиться с промывкой.

Данная технология изготовления скважины имеет такие преимущества:

• высокая скорость проведения работ;
• возможность применения на твердых породах;
• изготовление скважин глубиной до 100 м;
• компактность, что позволяет использовать установку в труднодоступных районах;
• мобильность.

Недостатки метода таковы: быстрый выход из строя рабочей поверхности, небольшой диаметр шахты (нельзя использовать погружные насосы высокой мощности). Такой способ изготовления глубинного колодца считается самым быстрым.

Особенности шнекового бурения

Из всех методов бурения этот считается самым простым и эффективным. Разрушение и устранение грунта из шахты производится путем вращения винтоподобного приспособления. Диаметр скважины при этом составляет 10-60 см, а максимальная глубина — 25 м. Для удаления почвы тут не требуется дополнительного оборудования.

Задействованное оборудование и инструменты

Основной инструмент, применяемый в работе, — шнек. Это металлический стержень с лопастями. Кроме того, применяются и промышленные типы оборудования на базе автомобиля.

Большинство таких установок оснащено пустыми внутри снарядами с замками обратного хода, предотвращающими движение рабочего инструмента в противоположную сторону. Охлаждение режущей поверхности происходит посредством разбиваемой почвы. Бурение с использованием таких установок производится практически без перерыва, поэтому затраты времени, а также электрической энергии уменьшаются.

Технология шнекового бурения

Сначала выполняется проходка до 2 м, после чего инструмент удаляется из шахты, в которую помещаются обсадные трубы. Они предупреждают обрушение стенок скважины. Это дает возможность применять метод на рыхлых грунтах. Работа продолжается до достижения водоносного слоя.

Плюсы и минусы применения шнека

Такая технология обладает следующими преимуществами:

• высоким уровнем производительности;
• простотой и доступностью технологии;
• сравнительно невысокой стоимостью;
• почва поднимается на поверхность во время бурения;
• возможностью применения на твердых и сухих участках;
• отсутствием риска размывания почвы.

Бурение при помощи шнека — быстрый и недорогой способ, не требующий организации резервуара для промывочной жидкости.

Единственным недостатком шнекового бурения является невозможность его использования при наличии скальных пород в грунте.

Характеристика роторного бурения

Этот способ изготовления глубоких скважин считается самым распространенным. Принцип действия установки заключается в разрушении слоя почвы при помощи долота. В действие оно приводится посредством ротора. Для его вращения требуется отдельный электродвигатель. Почва вымывается при помощи прямой или обратной промывки.

Оборудование позволяет работать на скальных или полускальных участках, обустраивать скважины до 150 м глубиной, но применяется технология при таких условиях:

1. Рассчитаны гидрогеологические характеристики участка, глубина залегания водного горизонта.
2. Подземный источник имеет напор, присущий артезианской скважине.
3. Существует возможность постоянного снабжения рабочей области технической водой.

В теплых регионах такой способ бурения может применяться даже зимой.

Применяемое оборудование и инструменты

Для роторного бурения требуется вышка рамного или решетчатого типа. На ней располагается оборудование для работы. Вышка облегчает подъем колонны. В составе установки присутствуют:

• вышка;
• долото;
• двигатель и привод;
• рабочая колонна и ротор;
• насосы;
• система для очистки промывочной жидкости;
• механизм для подъема рабочего инструмента.

В автоматических установках присутствует возможность регулировки скорости оборотов бура. Долото производится из металлических сплавов высокой прочности. Его форма различна. Эти параметры подбираются индивидуально.

Роторное бурение — метод вращательно-вибрационного бурения, при котором разрушение грунта осуществляется при помощи долота, приводимого в движение в забое скважины от ротора буровой установки.

Своеобразие роторной технологии

Данный метод обустройства скважины предусматривает применение долота. Стенки шахты следует укреплять при помощи обсадных труб. Для выбора метода промывки учитывается тип почвы, количество необходимой жидкости. Обратная промывка предпочтительнее. Она сложнее технологически, но позволяет лучше вскрыть водоносный горизонт. Еще обеспечивается больший дебет скважины.

Достоинства и недостатки роторного бурения

Преимуществами указанного технологического процесса являются:

• большая глубина бурения;
• возможность достижения водоноса в скальных породах;
• большой диаметр скважины (до 20 см);
• незначительные энергозатраты.

Единственный недостаток метода — необходимость использования промывки.

Какой способ бурения выбрать

Выбор метода зависит от типа грунта, диаметр сечения шахты, глубины бурения. Кроме того, учитываются следующие критерии:

• объем воды, необходимый для обеспечения домовладения;
• частота использования скважины;
• качество жидкости;
• стоимость монтажа глубинного колодца.

Колонковый способ хорошо подойдет при работе с пластичными глинистыми породами. Роторное бурение применяется в том случае, если участок находится на скальном грунте. Если требуется неглубокая скважина с небольшим дебетом, разрешается применять шнек.

При обустройстве неглубоких скважин нужно учитывать внешние факторы: условия климата и погоды, сезонные изменения водного горизонта. Влияние оказывает близкое нахождение сельскохозяйственных полей, вредных производств. Если планируется обустройство артезианской скважины, то требуется разрешение санэпидстанции, оформление соответствующих документов.

Источник