Колонковое бурение скважин

Изготовление артезианских скважин на воду производится несколькими методами. Одним из них считается бурение колонковым способом. Данный вид обустройства глубинного водозаборного сооружения позволяет производить буровые работы по граниту, базальту и другим высокопрочным горным породам. Благодаря малой затратности, технологию колонкового бурения на территории Украины используют довольно часто.

Колонковое бурение: сфера применения и особенности процесса

Методика обустройства скважин для добычи артезианской воды с нижних горизонтов, получившая название колонкового бурения, – это метод, который позволяет проложить трубы в породах различной плотности.

Колонковое бурение считается одним из простых и дешевых способов геологоразведки, ведь при производстве работ структура грунта остается неизменной. Методика хорошо зарекомендовала себя при осуществлении подготовительных мероприятий на участках, зарезервированных для гражданского и промышленного строительства, а также при осуществлении научной деятельности, направленной на изучение грунта с целью дальнейшей разработки территории.

Выбор данной технологии для прокладки трубопроводов от артезианских рек не случаен, ведь именно она позволяет с минимумом трудозатрат и времени определить глубину залегания водоносного русла. Названная методика применяется для обустройства скважин в районах с достаточным дебитом подземных рек, которые способны запитать 2-3 потребителя одновременно.

Глубинные водозаборные сооружения для промышленных потребителей при помощи колонкового бурения практически не изготавливают. Основным отличием промышленных скважин от классических артезианских выработок, обустраиваемых для пользования одним потребителем, является не форма или размер обсадной колонны, а количество воды, перекачиваемое насосом конечному потребителю. В отверстия, которые оставляет за собой бур малого формата, опустить мощное оборудование весьма проблематично.

Оборудование и технологии

При производстве буровых работ используют колонок. Устройство приспособления для забора грунта представляет собой полую трубу с резцом. Коронка колонкового бура может иметь напыление различного состава. Самыми прочными считаются коронки с алмазными резцами. Резцы могут иметь различный угол наклона и размер. Благодаря ассортименту удается осуществлять буровые работы в грунте различной плотности и устойчивости.

Технология осуществления буровых операций колонковым способом заключается в следующем. В ходе проведения работ бур вращательными движениями входит в грунт, чем прорезает в нем небольшое цилиндрическое отверстие. При постепенном погружении приспособление захватывает почву, которую извлекают ручным способом или с применением сжатого воздуха или специальных составов.

Цилиндр, вынутый из колонкового бура, геологи называют керном. Исследуя состав грунта, лаборантам и проектантам легко удается:

• понять геологическую структуру пласта;
• оценить близость залегания водоносного русла артезианского источника;
• произвести расчеты и внести корректировки при подготовке проектно-сметной документации.

Для увеличения скорости проходки, увеличения срока службы коронки и оборудования, бурение артезианских скважин по колонковой технологии часто сопровождается промывкой. Очистка забоя под обсадные колонны для артезианской скважины может применяться не на всех участках. Принудительная очистка колонка может производиться при помощи трубы-подъемника. Это ускоряет процесс, ведь в таком керн выходит на поверхность с любой глубины без участия обслуживающего персонала.

Технологический процесс предусматривает обязательное использование промывочной жидкости при прокладке ствола артезианской скважины в местах, где грунт представлен скальными и полу скальными породами.

Для очистки конструкции без подъема цилиндра используют:

• глинистый раствор;
• полимерные составы;
• эмульсии;
• пенистые соединения.

Также для промывки используют сжатый воздух и жидкости, насыщенные кислородом. Тип и состав промывочного раствора, используемого при проведении бурения установками с колонковыми бурами, выбирают в соответствии с техническими требованиями. Применение воды, подающейся в ствол под давлением, считается необходимым только в том случае, если керн не представляет ценности для разработчиков.

Установки для обустройства глубинных колодцев колонковым снарядом обычно устанавливают на самоходные машины. Это позволяет обеспечить устойчивость конструкции в случае, если приходится работать на участках со сложным рельефом. Для изготовления выработок под установку труб для забора артезианской воды могут применяться и переносные установки. Но такого рода оборудование можно использовать только на равнинных участках.

Порядок работ и технологические особенности

Технологические особенности процесса заключаются в прорезании, заборе и поднятии на поверхность грунта. В образовавшееся отверстие (в случае обустройства на месте прокладки глубинных водозаборов) устанавливаются обсадные трубы. Если мероприятия производятся с разведывательной целью, то места забора проб оставляют без тампонажа и засыпки.

В ходе операции с применением колонковых буров выделяют 3 основных этапа:

1. Подготовка поверхности. На данном этапе специалисты буровых компаний находят место для установки бурового станка, оборудуют ямы для слива промывочного раствора, а также подготавливают обсадные трубы и составляющие, которые будут необходимы в ходе монтажа водозаборного колодца.
2. Подготовка оборудования и инструмента. В зависимости от заявленных целей, исполнители подбирают буры нужного формата.
3. Основной этап. Он заключается в пробивке грунта, установке обсадных труб, которые при помощи резьбовых соединений наращиваются вглубь по мере увеличения выработки. При раскрытии пластов всухую необходим постоянный контроль заполняемости колонны керном, подъем цилиндра и его очистка в случае необходимости.

По завершении последнего этапа специалисты производят оценку качества установки обсадных конструкций. От того, насколько точно установлены колонны, зависит длительность эксплуатации глубинного водозаборного узла и качество воды. Только поэтому работы по обустройству скважины нужно доверять профессионалам, которые имеют в арсенале инструмент и оборудование, а также применяют на практике инновационные технологии разведки и разработки полезных ископаемых и воды.

Диаметр отверстий, которые удается получить при бурении колонковым снарядом, варьируется от 46 до 151 мм. Для операций по разведыванию нефти и газа используются буры, оставляющие после себя отверстия диаметром до 305 мм.

Колонковое бурение используется для проведения подготовительных мероприятий. В таком случае после завершения изготовления отверстия названным методом в ход идут шнековые машины. При помощи данных механизмов получают скважины большего диаметра.

Достоинства и недостатки метода колонкового бурения

Прохождение грунта по технологии колонкового бурения, как и любыми другими способами разработки, имеют ряд плюсов и минусов. Среди неоспоримых преимуществ специалисты выделяют:

• работу по грунту любого состава;
• возможность использования для промывки специальных растворов, применение которых позволяет укрепить стенки выработки;
• регулировку скорости вращения коронки (повышает проходимость на пластах из осадочных пород);
• высокую производительность оборудования для проходки;
• возможность использования мобильных установок;
• малые энергозатраты.

Среди особо весомых недостатков названного способа называют невозможность изготовления скважин большого диаметра. Это, в свою очередь, делает невозможным использование сверхмощных погружных насосов. Также среди минусов отмечают определенные сложности проведения буровых работ на участках с подвижным грунтом или почве, которая имеет внутренние трещины. Названные особенности являются предпосылкой для возникновения внештатной ситуации – заклинивании керна. Именно это зачастую приводит к временным задержкам и иногда становится причиной поломки инструмента.

Опираясь на перечисленные преимущества и недостатки проектанты и инженеры осуществляют наиболее подходящий метод разработки артезианского месторождения. Изготовить проект и обустроить скважину способом колонкового бурения в Украине могут специалисты компании «Юрский Горизонт». Автопарк компании и оборудование в наличии позволяют оборудовать водозаборы на большой глубине.

Специалисты компании готовы проконсультировать всех потенциальных клиентов по телефонам в вопросах методов проведения буровых и особенностей монтажа обсадных труб, подбора насосов и автоматики, а также порядка прохождения подготовительных, основных и пуско-наладочных работ. Телефоны для связи с представителями компании «Юрский Горизонт» указаны на сайте.