Ударно-канатное бурение — преимущества и недостатки

Ударно-канатное бурение – это технологический процесс, позволяющий получить скважины для добычи воды в условиях несложной геологической обстановки (например, в близко залегающих водоносных пластах). Данный метод бурения считается одним из самых дешевых, хотя по скорости производства уступает роторному способу.

Оборудование и его особенности

Данный способ считается одним из наиболее доступных, ведь он позволяет производить работы без применения сложной техники. В процессе создания скважины методом ударно-канатного бурения используется простая конструкция, состоящая из:

• лебедки и блока,
• забивного стакана, желонки или долота (в зависимости от вида почвы),
• троса,
• буровой штанги, закрепленной на каркасе установки (бурильной вышки).

Такого рода инструмент настолько прост, что его под силу изготовить своими руками.

Основным приспособлением для разрушения и подъема грунта на поверхность является стакан. Он может быть различного диаметра и иметь разную форму (коническую, цилиндрическую и пр.). В верхней части приспособления находится наковальня, в которую ударяет штанга. С каждым ударом инструмент углубляется в почву, и тем самым проделывает в ней отверстие. Стакан может иметь заостренную кромку или выточенные резцы.

Видоизмененным стаканом считается желонка – приспособление цилиндрической формы, имеющее снизу клапан плоской формы. Он открывается, когда забивной стакан проникает в почву, и закрывается под нагрузкой, созданной массой набранной разрушенной земли, в момент подъема приспособления на поверхность.

Порядок работ при ударно-канатном бурении

Работа приспособления заключается в опускании и подъеме заполненного землей стакана, а последовательность создания скважины при использовании ударно-канатного метода следующая:

1. Подготовка места для размещения бурильной установки и выбор участка для устья скважины. В большинстве случаев для этого достаточно 2,5 м2 свободного пространства.
2. Первое забуривание. Оно выполняется специнструментом, и не может быть произведено глубже 1,5 м.
3. Подъем разрушенной породы на поверхность и одновременный монтаж обсадной трубы.
4. Крепление бурового стакана (или любой его модификации в зависимости от вида земли) и последующее забивание его в почву. Каждый удар должен быть такой силы, чтобы инструмент не уходил глубже 0,5 м.
5. Подъем стакана, наполненного землей, и его очистка.

Две последние операции повторяют многократно до нахождения водоносной жилы.

Проведение работ в различных грунтах

Основной процесс бурения скважины будет зависеть от почвы, в которой залегает водяное русло. Так:

1. Для создания водозабора в песчаниках или плывучих породах может использоваться ударники с плоскими сосудами для сбора земли. Такого рода почву следует прорабатывать очень медленно, а полученное отверстие обязательно обсаживать трубой по всей длине. Ввиду того, что мягкий и подвижный участок земли легко уходит, все действия рабочих должны быть очень осторожными.
2. Если основание состоит из галечника или же из гравия, то основным инструментом для изготовления скважин будет двутавровое долото. Вынимать проработанный слой земли нужно будет плоской желонкой с клапаном. Для увеличения ширины ствола рекомендуется использовать расширитель, который обваливает стенки ствола и увеличивает проход, а также облегчает выемку обрушившейся породы с максимальной скоростью.
3. Глиняные или болотистые земли, а также почву образованную смесью различных пород, можно пройти только усовершенствованной конструкцией, состоящей из укрепленного крестовиной двутаврового долота. Ввиду устойчивости и липкости обсадные трубы монтируются только у устья.

Самым сложным основанием, которое можно пройти ударно-канатным методом, считаются скальные породы. При работе с такими пластами применяется утяжеленное долото, а весь процесс сопровождается укреплением ствола.

Если в процессе работы обнаруживаются трещиноватые нижние слои или же оползни, то применяют долото с округлыми наконечниками или же крестовинами. В самых сложных случаях, когда возникает риск защемления инструмента или предполагается сбой, работы останавливают.

Преимущества и недостатки

Среди преимуществ использования ударно-канатного способа для добычи воды, находящейся на небольшой глубине, выделяют:

1. Возможность первоначального бурения с применением буров, диаметром от 500 мм.
2. Использование сразу после завершения основного этапа работ.
3. Возможность создания скважин в галечниково-валунных прослойках грунта, а также в почвах, которые отличаются высокой гигроскопичностью (что делает невозможным использование прочих способов разработки месторождений воды, например, роторного бурения с использованием промывочных жидкостей).

Кроме того, применение данной методики не нарушает количественно-качественный состав водных горизонтов, и после разработки они остаются в том же виде, что и до проведения работ.

Среди недостатков проведения бурильных работ с применением ударно-канатного способа выделяют невозможность создания скважин:

1. Под углом. Данный способ предполагает изготовление отверстий строго перпендикулярных поверхности, то есть вертикальных. Это связано с тем, что забить конструкцию в землю (а уж тем более вынуть ее, не нарушив форму отверстия!) под наклоном, нереально.
2. В плотных породах, которые невозможно сломать ударом, потому что силы воздействия установки не хватает для разрушения таких пород.

К минусам применения данной технологии можно отнести довольно медленную проработку пластов. Это связано с особенностями технологии, ведь вынуть приспособление, наполненное тяжелой землей, не так-то уж и просто. Это занимает много времени и требует больших усилий.

На сегодняшний день данный метод добычи воды остается одним из наиболее востребованных во всем мире, ведь он не требует применения сложной техники и большого ресурса рабочей силы. Он является наиболее дешевым из всех известных вариантов и может применяться в условиях ограниченного пространства (в частных домохозяйствах, дачных участках и т.д.).