Особенности технологий бурения водозаборных скважин

Использование скважин для получения чистой, природной воды в последние годы стремительно растет. Разнообразные геологические условия, потенциальные факторы и ресурсы водозабора, глубина залегание водоносных горизонтов – все это является неотъемлемой частью для анализа перед бурением и существенно влияет на легкость работ и качество воды.

Современные механические методы бурения глубинных скважин имеют множество преимуществ: от упрощения работы, уменьшения времени до возможности черпать воду из известняковых пород, которые находятся на глубине сотен метров.

Основные виды скважин для воды

Самым распространенным видом скважины, который можно встретить в любой деревне либо поселке городского типа, является колодец. Это наиболее раритетный вид добычи воды. Диаметр колодца обычно равен 80-150 сантиметрам. Массовое распространение колодцев аргументировано минимизацией механизации при бурении, а воду можно получить практически везде.

Глубина колодца может колебаться от 5 до 12 метров. Часто копается вручную, однако, это тяжелый труд, который отнимет у вас много времени, есть риск попасть на массовые твердые пласты или плывуны. По достижению достаточной глубины, устанавливаются железобетонные кольца и выкапывается грунт во внутренней части.

Скважины на песок — достаточно неглубокий вид, однако, вода значительно чище и полезнее, чем из колодца. Границы могут колебаться от 15 до 40 метров. Диаметр равен 7-22 сантиметрам. Сроки службы скважин на песке оценить достаточно сложно и зависит от уровня грунтовых вод.

Абиссинский колодец пользуется не меньшим спросом, так как устанавливается на относительно небольшом углублении (20-30 метров) и при этом имеет очень качественные показатели состава воды, а стоимость его бурения не такая и дорогая, чтобы отказаться.

Методы бурения

Методов бурения существует огромное количество. Ниже представлены самые популярные виды бурения скважин под водоснабжение (на воду).

Роторное

Технология данного вида состоит в мощной силе специального нагруженного оборудования способного пробить плотные породы. При роторном бурении применяются специальные буровые установки типа УРБ-2А2.

Разрушение пород происходит путем погружения шарошечного долота. Раздробленные породы поднимаются наверх после промывки буровым раствором. Данный способ активно используется при бурении прослоек известняка, скальных и гранитных плит, морен и т.д.

Крутящий момент ротора приводит в действие специальные штанги, которые также утяжеляют долото, если требуется дополнительная нагрузка сверху на область бурения.

Роторное бурение скважин на воду значительно облегчают установки, оборудованные мотором и грузом, создающим необходимую нагрузку на грунт.

Ударно-канатное

Технология бурения известна сотни лет, однако он несколько отличался от современного. В древние века в Китае с большой высоты кидали тяжелый груз в виде конуса. Он уплотнял и раздвигал грунт постоянными толчками.

Современные бурильщики используют забивные стаканы и желонки. Желонка – снаряд, который бросают в скважину с большой высоты. После забивки, желонку достают, вытряхивают и бросают обратно в нее.

Процесс трудоемкий и длительный. В случае попадания на каменистые слоя, используется бурение с применением спецпатрона для пробивания отложений.

Канатно-вращательное

Бурение грунта в данном случае происходит с помощью забурника, расположенного на конце полой штанги. Как и в прежнем случае, грунт вымывается раствором с бентонитовой глиной из скважины, очищая ее.

Использование бетонита в растворе позволит предотвратить возможное обрушение и укрепит стенки.

Метод используется с применением минской, курганской или вологодской переносных установок. Особый плюс в том, что рыть можно даже в подвале дома и прочих труднодоступных местах, где ограниченность пространства является достаточно серьезной помехой. Канатно-вращательное бурение активно применяется, если целью являются скважины на песок до 50 метров глубиной.

После выполненных работ буровой инструмент вытаскивается и на самое дно опускаются трубы.

Обратите внимание: диаметр труб должен быть немного больше половины диаметра пробуренной скважины. Свободное пространство засыпают щебенкой 5-15 фракции. Обсыпка гравием в несколько раз улучшит характеристики скважины и сроки ее службы.

Гидробурение

Этот вид практически не отличается от предыдущего. Технология бурения скважин водой состоит в отсутствии забурника.

Размывание грунта проводится путем сильного напора воды. Идеальный вариант для песков, супесей и рыхлых почв.

Из минусов можно выделить невозможность пробурить даже тонкие прослойки юрской глины, а после попадания на плывуны, поглощается огромное количество воды.

Оседающие пески затормаживают процесс вымывания скважины.

Тем не менее, процесс бурения скважин под воду достаточно быстрый и следует заранее позаботиться об подготовке обсадной колоны. В буровую воду обязательно добавляется хлористоводородная кислота в количестве 1:20000. Она предупреждает загрязнение пласта с водой.

Гидробурение позволяет пробурить скважины глубиной в 15 метров с диаметром до 30 сантиметров. После этого ее укрепляют обсадными трубами, столб цементируют снаружи на глубину, минимум 3 метра от земли.

Шнековое

Достаточно популярный вид бурения с помощью вращательных движений не только из-за скорости работ, но и из-за дешевой стоимости. В качестве основного элемента, разрушающего земляные породы, может быть 2 или 3-лопастное долото либо бур большого размера. Сам шнек поднимает разрушенную породу наверх.

Шнековый способ – один из наиболее быстрых и качественных видов бурения. Технология позволяет за 1 день пробурить до 40 метров глубины. Скорость и качество напрямую зависит от пород грунта. Активно используется для установки скважин на песок. На большую глубину пробурить сыпучие грунты и пески невозможно, из-за специфического принципа бурения стенки могут обсыпаться прежде, чем будет произведена установка обсадных труб. Тем не менее, идеально подойдет для глинистых и суглинистых почв.

Диаметры скважин достигают 75 сантиметров. После того, как шнек будет вынут из грунта, по нему можно определить глубину залегания воды.

Забивание штангой

Штанга в данном случае представляет собой металлический прут, диаметром до 2 сантиметров, который наращивается по ходу заглубления. Прутом наносятся удары по наконечнику.

Забивание бабкой

При данном виде бурения очень много внимания уделяется качественному подбору резьбы. В случае плохой «гаражной» нарезки, резьба может поломаться, а скважина, забиваемая в землю останется в земле. Насос для данного вида водозабора нужен самовсасывающий. Он подсоединяется напрямую к трубе и создает вакуум, который поднимает воду на поверхность.