Технологии бурения скважин и их особенности

Бурение скважин представляет собой сложный процесс создания в земле направленной выработки, которая имеет форму цилиндра, и диаметр которой намного уступает по размеру длине ее ствола. Верхний край скважины, который находится снаружи, именуют устьем, дно – забоем, конфигурацию, образованную стенками, – стволом.

Различают бурение на нефть, газ, с целью установки разнообразных опор и столбов. Однако наиболее распространено бурение скважин под воду, ключевой целью которого зачастую является формирование независимой системы водоснабжения.

Типы скважин и цикл их строительства Для водозабора используют в основном два типа скважин:

  • фильтровые или, другими словами, «на песок»,
  • артезианские или «на известняк».

Скважины первого типа бурят на глубину до 35 м. При этом на крупнофракционных песках устанавливается фильтр, роль которого играет перфорированная труба со специальной сеткой галунного плетения. Бурение скважин второго типа осуществляется на глубину до 100 м и более.

Цикл строительства скважин насчитывает несколько этапов:

  • сооружение наземных объектов;
  • углубление ствола;
  • укрепление ствола и заколонного пространства;
  • освоение скважины.

Технологии бурения скважин

В наше время бурение скважин, как правило, выполняют с использованием одной из трех наиболее распространенных технологий, которые отличаются между собой методами разрушения породы внутри скважины и ее извлечения наружу.

1. Шнековое бурение

Данная технология – самая простая и соответственно распространенная. Базируется она на применении традиционного шнека, извлекающего породу из скважины непосредственно при бурении. Небольшие скважины глубиной 10 м и меньше можно бурить при помощи этого способа без промывки.

Главное отличие технологии заключается в возможности ее применения исключительно в сравнительно мягких, сухих грунтах. Шнек не способен справиться с более твердыми породами.

2. Роторное бурение скважин

Бурение осуществляется бурильной трубой, в середине которой в скважину углубляется, вращаясь, вал с долотом на конце. На долото оказывается особая нагрузка, создаваемая гидравлической установкой. Этот способ позволяет бурить любую породу без ограничений в глубине.

Породу удаляют из скважины ее прямой или обратной промывкой бурильным раствором. При обратной промывке раствор сначала направляется в пространство за трубой, а на следующем этапе выкачивается вместе с породой из трубы. Бурение скважин с использованием такой промывки обеспечивает лучшее вскрытие водоносного горизонта, но трудоемкость и потребность в наличии сложного оборудования в некоторой мере нивелируют это преимущество.

3. Ударно-канатное бурение скважин

По мнению некоторых специалистов, это самый качественный способ бурения, но при этом и самый длительный и трудоемкий. Он подразумевает разрушение породы посредством ее дробления тяжелым снарядом под воздействием веса снаряда и его свободного падения. На следующем этапе породу убирают из скважины желонкой.

Бурение скважин данным способом имеет одно важное преимущество. Имеется в виду отсутствие необходимости в воде или бурильном растворе для промывки и, следовательно, большая точность вскрытия водоносного горизонта в сочетании с более продолжительным сроком эксплуатации скважины.

При выборе технологии бурения и типа скважины следует учитывать особенности породы, которая будет подвергаться бурению, а также уровень потребности в воде.