Типы скважин на воду, методы бурения

Одна из важнейших характеристик любой породы – её физическая плотность или твёрдость

Всех приветствую, друзья, ВсевЕлиз на связи. Немного слов о разновидностях скважин, и как их бурят, на простом босятском языке с элементами эльфийского: к сожалению, без него не получится.

Для того, чтобы говорить о методах бурения и разновидностях водяных скважин, нужно в первую очередь понимать, зачем нужно всё это инженерное многообразие, было бы куда проще иметь одну конструкцию скважины и один метод ее бурения. Но мир многообразен, а применительно к нашей теме, многообразен геологический разрез под нашими ногами: он представлен различными горными породами, слагающими подземный мир, из которого мы берем воду. Одна из важнейших характеристик любой породы – её физическая плотность или твёрдость, сплочённость, спайность, сцементированность, природа породообразующих минералов, но это уже на эльфийском.

Это первое, что влияет на выбор метода бурения и конструкцию скважины. Влияют также непосредственным образом высоты и гидростатические уровни, локальные и региональные водоупоры, «геологический пирог» или сменяемость пород - в совокупности всё это определяет гидрогеологическую обстановку, которая диктует условия или требования, при которых возможно добыть воду. Сейчас было немного сложно, но дальше будет немного проще.

Начнем с методов бурения, опираясь на всё ранее описанное. Чем бурить и как бурить, напрямую зависит от плотности и твёрдости породы или совокупности пород, которые необходимо пройти.

Если мы стоим на скале, то очевидно, что обычным земляным буром мы её не победим, нам потребуется отбойный молоток и способ, который поможет разрушенную породу поднять на верх. Так, в подобных геологических условиях, где требуется проходить большие мощности твёрдых сплочённых пород, применяется метод с использованием пневмоударного инструмента: разрушаем породу отбойным молотком, приводимым в движение сжатым воздухом, и этот же воздух выбрасывает разрушенную породу из ствола скважины на верх. Собственно, один из самых распространенных методов, где геологический разрез представлен подобными породами. Кстати говоря, существуют специальные таблицы, в которых горные породы распределены по категориям буримости, например, вращательным способом. Можно найти множество различных классификаций, но применительно к бурению выделяют 12 категорий пород по буримости.

И, наоборот, диаметрально противоположный разрез, представленный сплошь до проектных глубин лёгкими суглинками и высокопластичными жирными глинами – его бурить по меньшей мере странно пневмоударником, а вот шнековое бурение подойдёт куда лучше (шнек, как на ледобуре, только длинный, а на конце забурник, рыхлящий породу и направляющий её на шнеки, по которым она и выходит наружу. Выбурили ствол, обсадили трубу, а если что-то пошло не так, внутри обсадной трубы применили канатно-ударный метод: с помощью желонки, специального цилиндра с шариком внутри, выбирают породу и осаживают трубу.

Но самым распространенным методом бурения, по крайней мере, в центральной России, является бурение с промывкой, или гидробурение, когда порода разрушается специальным буром или долотом, а выносится с помощью воды под давлением. Данный метод бурения хорошо работает на рыхлых и слабо сцементированных породах, а также ему под силу проходить моренные отложения, представленные каменистыми россыпями. Конечно же, возвращаясь к первому примеру, бурить какой-нибудь гранит, используя гидробурение, не получится без больших временных затрат и повышенного износа бурового инструмента.

Итак, с методами, во всяком случае, самыми распространенными в сфере бурения скважин бытового назначения мы разобрались, и выбор в применении зависит от геологического разреза.

Конструкция скважины зависит от разреза, его особенностей и выбранного метода бурения

Что же касается конструкции скважины, то она также зависит от разреза, его особенностей, и в то же время от выбранного метода бурения. Самой простой конструкцией будет являться однотрубная скважина, которая состоит из трубного фильтра и обсадной трубы. Данная эксплуатационная колонна условно герметична в том смысле, что ниже фильтра должна стоять заглушка, либо отстойник с заглушкой. Вода из пласта в такую скважину попадает через фильтр, препятствуя проникновению самой водоносной породы. Как правило, такая конструкция применяется в четвертичных отложениях, либо в любых рыхлых породах, в «спокойных» геологических разрезах. Но, в случае со слабыми и подвижными верховыми слоями, либо обводненными и нежелательными с точки зрения смешения горизонтов, в подобных разрезах может использоваться и двухтрубная конструкция, где первая, так называемая кондукторная колонна, будет выполнять роль изолирующую, исключающую межслойную инфильтрацию. Как правило, кондукторную колонну цементируют. Двухтрубную конструкцию скважины с применением кондукторной колонны используют в разрезах, представленными твёрдыми породами, именно она выполняет роль армопояса и принимает на себя все механические нагрузки, защищая эксплуатационную колонну в «неспокойных» геологических разрезах. Существуют и многотрубные скважины, и их переменный диаметр может быть связан с совокупностью факторов, в том числе, и большой проектной глубиной.

Есть скважины, в конструкции которых отсутствуют фильтровые зоны, и вода попадает в эксплуатационную колонну прямо из открытого ствола, выбуренного в трещиноватой, но сцементированной породе, например, в известняке.
По признаку применяемого насосного оборудования или способа поднятия воды скважины можно разделить под поверхностный или погружной насосы. Но и здесь полно вариаций, размывающих грани классификации: при определенных гидростатических показателях из скважины, диаметр которой позволяет загружать погружной насос, можно брать воду и с помощью поверхностного.
В общем и целом, тема раскрыта, игнорируя многочисленные нюансы, которые приводят, как правило, к замешательству сознания неподготовленного человека, чего бы мне не хотелось.

Всем добра и сил для его защиты!

На Главную Другие статьи