Бурение скважин с промывкой

Собственная скважина — это один из наиболее удобных способов организации водоснабжения в отсутствии централизованных инженерных сетей. При этом следует отметить, что для бурения скважины применяется несколько технологий, различающихся сроками работ, используемым инструментом и т.д. В последние годы все более востребованным становится метод гидробурения скважин на воду. Его популярность объясняется множеством преимуществ, к числу которых можно отнести:

• отсутствие ограничений по типу грунта;
• возможность выполнения работ на ограниченной площади;
• высокую скорость бурения скважин с промывкой — до 100 метров в день;
• безопасность для участка и ландшафтного дизайна;
• оптимальную стоимость услуги.

Чтобы было понятнее, чем обуславливаются эти и другие преимущества методики, необходимо подробнее рассмотреть технологию бурения с промывкой.

Как выполняется гидробурение скважин?

При бурении скважин данным методом используются малогабаритные бурильные установки (МБУ), основными элементами которых является каркас, силовой агрегат, вертлюга и рабочий инструмент. В качестве последнего применяются бурильные штанги и головки. При этом важный момент состоит в использовании технической жидкости (чаще всего обычной воды). Жидкость самотеком стекает в скважину и одновременно решает две задачи — во-первых, размягчает и вымывает грунт, а во-вторых, охлаждает рабочие поверхности бурильного инструмента.

Если ознакомиться с видео, на котором заснят процесс гидробурения скважин, можно заменить, что во время работ происходит постоянный круговорот воды. Смесь воды и размытого грунта поднимается из скважины с помощью насоса, после этого жидкость поступает в приямок, где частицы грунта осаживаются. После этого вода снова поступает в скважину.

Кроме того, существует технология бурения скважины на воду с промывкой без приямка. Она более удобна. Во-первых, в этом случае нет необходимости копать приямок, а это экономит время. А во-вторых, по завершении работ на участке на остается никаких повреждений.

Источник: skvazhinov.ru

Оборудование для роторного бурения скважин

Ротор является основным механизмом станка для одноименного метода бурения. Вращатели различают по мощности, статической нагрузке, диаметру отверстия под колонну из труб. По конструкции роторы бывают неподвижными или перемещающимися в вертикальной плоскости. Они рассчитаны на бурение скважин глубиной 100-1500 м, выдерживают нагрузку 10-500 т.

Кроме основного предназначения (вращения инструмента), ротор служит удерживающим устройством бурильных и обсадных труб при выполнении спуско-подъемных операций. Еще ряд механизмов и устройств обеспечивают продвижение породоразрушающего снаряда в горный массив.

В состав роторной буровой установки входят:

1. Вышка — на ней размещаются и подвешиваются бурильные трубы. Сооружение устраивается в виде мачты на 1-2 опорах или каркаса башенного типа на 4 опорных точках.
2. Буровой насос поршневой — служит для закачки в скважину промывки. Работает в составе комплекса оборудования для приготовления раствора и его очистки.
3. Вертлюг — через него промывочный раствор от насоса попадает в буровую колонну. Устройство крепится на крюке в верхней части вышки.
4. Талевая система с лебедкой и блоками — обеспечивает спуск и подъем колонны.
5. Элеватор — с его помощью производятся захват и удержание труб.

В состав оборудования входят долота шарошечные и алмазные, стропы для присоединения элеватора к талевому блоку, переходники различных типов, грязевые насосы для откачки пульпы. Промывка при роторном бурении — прямая или обратная с применением глинистого раствора, воды.

Роторное бурение скважин: плюсы и минусы

Вращательный способ проходки выработок бывает не только роторным, эта технология может сочетаться с ударным воздействием, с продувкой сжатым воздухом, удалением грунтового бурового шлама через шнек.

Преимущества проходки скважин с применением ротора:

1. Скорость выше, чем при ударном разрушении. Способ обратной промывки выработки водой в рыхлых породах ускоряет проходку в 1,5-2 раза по сравнению с бурением с прямой подачей раствора в скважину.
2. Универсальность — сменные долота способны разрушать мягкие грунты и твердые горные породы. Роторная проходка скважины позволяет достичь водоносного пласта на любой глубине.
3. Возможность бурения водозаборных выработок Ø1200-1500 мм. Для этого применяется обратная промывка ствола.
4. Габариты и металлоемкость станка невелики по сравнению с ударно-канатными буровыми машинами.
5. Мобильность — оборудование размещается на передвижной платформе.

Роторный метод для водозаборных скважин является предпочтительным, поскольку он объединяет достоинства всех вращательных способов бурения.

Недостатки этого способа заключаются в том, что применение глинистого раствора снижает дебит скважины, требует мероприятий по восстановлению водоотдачи.

Стоимость работ выше, чем при других способах бурения, вследствие необходимости подвоза чистой воды, глины и реагентов для приготовления раствора. Проблемы обостряются зимой, когда требуется защита от низких температур.

Принцип осуществления роторного бурения скважин

Проходка выработки для водозабора непрерывным вращением бурового снаряда заключается в разрушении горных пород на забое скважины долотом, присоединенным к колонне, вращающейся вокруг оси ствола ротором. Удаление шлама и охлаждение режущего инструмента осуществляются жидкостью или сжатым воздухом.

Порядок работы оборудования:

1. Вращатель приводится в действие двигателем электрическим или внутреннего сгорания.
2. Усилие от вала принимают ведущие вкладыши, расположенные по контуру верхней рабочей трубы, они же передают крутящий момент на колонну.
3. Давление разрушающего инструмента на забой передается по звеньям сборки. За счет массы конструкции создается нагрузка, достаточная для резания породы.
4. Буровой шлам удаляется из скважины промывочной жидкостью, которая одновременно охлаждает дробящий инструмент. Раствор после очистки используется вновь.

По мере износа долота его заменяют новым, для этого колонна по секциям извлекается из выработки. Длина свечи, вытаскиваемой за один прием, зависит от высоты подвески кронблока и составляет 25-50 м.

Обсадные трубы

Пересекаемые скважиной породы частично укрепляются за счет применения глинистого раствора, но полноценное предотвращение осыпания стенок выработки достигается их обсадкой стальными трубами. Закончив бурение в заданном интервале, проходку скважины приостанавливают для монтажа обсадной колонны. Ближайшая к поверхности часть конструкции называется кондуктором.

При укреплении стенок выработки придерживаются следующих правил:

• диаметр обсадной трубы должен быть меньше сечения выработки: колонна опускается в скважину свободно;
• глубина, начиная с которой делают перерыв в бурении для установки обсадной крепи, находится в пределах 30-600 м;
• стенки водозаборных выработок обсаживают цельнотянутыми трубами длиной 6-13 м, для изготовления кондуктора используют сварные стояки Ø426-478 мм;
• затрубное пространство заполняется цементной тампонажной смесью.

В сложных геологических условиях устанавливают несколько обсадных колонн разного диаметра. Трубы меньшего размера располагаются в глубоких горизонтах.

Особенность нижнего звена конструкции заключается в том, что эта труба является эксплуатационной и перфорируется для проникновения воды внутрь колонны.

Промывочная жидкость в буровых роторных работах

Жидкие среды, используемые для бурения, укрепляют стенки выработки в рыхлых породах, удерживают буровой шлам во взвеси, не давая ему осаждаться, и выносят его на поверхность, не загрязняют подземную воду. Трение колонны о стенки скважины и охлаждение долота, способствование разрушению породы на забое — это тоже функции промывки.

В качестве буровых растворов применяются следующие жидкости:

1. Вода техническая. Применяется при строительстве водозабора в устойчивых породах и песках, где статический уровень жидкости ≥3 м. Диаметр скважин <200 мм.
2. Глинистый раствор. Для его приготовления используют каолиновые и бентонитовые глины. При смешивании с водой частицы породы слипаются между собой и образуют гелеобразную жидкость, в которой влага находится внутри пространственной структуры ячеек.
3. Раствор аэрированный. Применяется в интервалах с поглощением промывки и при входе в слабонапорные водоносные пласты. Представляет собой обогащенную воздухом техническую воду или глинистый раствор. Аэрация осуществляется 2 способами: реагентным (добавлением в жидкость поверхностно активных веществ) и подачей сжатого воздуха от компрессора. Обогащение промывки воздухом способствует снижению загрязненности водоносного горизонта элементами промывочной жидкости.
4. Нестабильный раствор технического крахмала. Перемешивается 1 час в глиномешалке с добавлением к 1 м³ воды 40-50 г сухого порошка. Смесь распадается через 3-4 дня. Используется при бурении низконапорных пластов, включающих мелкозернистые пески, что позволяет не проводить разглинизацию скважины, как в случае применения раствора глины.
5. Водные растворы гипана — гидролизованного полиакрилонитрила. Его использование в песчаных горизонтах снижает водоотдачу пласта из-за образования эластичной корки на стенках скважины.

Роторная буровая установка

Для строительства водозаборных выработок применяют самоходные и передвижные буровые установки. Станки с прямой промывкой рекомендуются при бурении скважин на воду глубиной 200-800 м, а с обратной — глубиной 150-500 м. Характеристики некоторых комплексов приведены в таблице.

Показатели	УРБ-2,5А	УБВ-600	FA10	1БА15К
Способ промывки	Прямой	Прямой	Обратный	Обратный
Грузоподъемность, т	1,5-2	32-50	6,3-10	12,5-20
Глубина бурения рекомендуемая, м	150	600	150/150	250/500
Диаметр скважины, мм	1016/600	1270/394
-начальный	151	490
-конечный	132-151	214
Масса, т	9,8	24,1	10,6	14,7

Существует класс легких малогабаритных буровых установок, их применяют при обустройстве водозаборов на дачных участках. Для бурения скважин глубиной до 20 м в мягких породах можно изготовить самодельные приспособления.

Промышленность выпускает переносные разборные станки, позволяющие бурить выработки глубиной 50-70 м. Например, установка МБУ-70 при использовании алмазного долота обеспечивает проходку выработок <70 м в крепких породах.

Источник: scvazina.ru

1 Когда и зачем требуется промывка скважины?

Вышеперечисленные загрязнения со временем на дне образуют иловую прослойку, которая в процессе накопление имеет свойство концентрироваться и уплотняться. Пока ила не много, он не причиняет особых проблем, а если вы используете для очистки воды какое-либо фильтрующее устройство, то можете вообще не знать о его существовании.

Но через некоторое время накопления ила достигают высоты фильтра, что является ключевой причиной снижения дебита воды в артезианской скважине.

После того как доступ воды в скважину снизился и она перестала показывать былую продуктивность, в большинстве случаев хозяин источника приходит к выводу о том, что причиной проблемы является истощение водоносного слоя, и необходимо опустить глубинный насос ещё ниже. Это спасает лишь на некоторое время – до тех пор, пока слой накопления ила не выросли до высоты расположения насоса.

После этого увеличение количества ила прекращается, так как весь дальнейший рост прослойки изымается насосом, который откачивает грязь вместе с водой. Когда это происходит, то вследствие ненормального режима работы в кратчайшие сроки из строя выходит всё оборудование – сам насос, фильтры для воды, также увеличивается количество затрачиваемых на очистку воды и регенерацию фильтра реагентов.

Возможны даже случаи, когда заилившаяся артезианская скважина не используется какое-то время, и ил вырастает выше насоса, поглощая его полностью.

Читайте также: как производят очистку воды от железа своими руками?

Однако не допустить развитие такой ситуации, если не упускать из виду все предварительные «звоночки», предельно просто. Для этого требуется лишь периодическая промывка скважины (артезианской или любой другой) от собравшихся на дне отложений.

Кроме профилактической промывки, также необходима обязательная промывка скважины по завершению процесса бурения, перед вводом источника в эксплуатацию.

Промывка водяных скважин, как обратная, так и прямая,  может быть выполнена своими руками, при этом, вы получите результат ничем не хуже, чем тот, который обеспечивают специальные промышленные установки. О том, какие существуют способы промывки, и как делать это правильно, мы и поговорим в следующих разделах статьи.
к меню ↑

1.1 Какие способы промывки скважин?

Технология промывки скважин выделает два отличающихся друг от друга способов очистки:

Прямая промывка – данный способ выполняется посредством подачи жидкости внутрь промывочной трубы, вследствие чего все загрязнения выходят сквозь затрубное отверстие скважины. Прямая промывка является наилучшим вариантом для очистки нефтяных скважин от остатков металла и шлама, которые остаются после буровых работ.

Обратная промывка – промывочная жидкость подается в затрубное пространство, при этом восходящий поток жидкости выводится через саму трубу. Обратная технология промывки скважин обеспечивает большую скорость загрязненного потока воды на выходе, так как сечение пространство между очистной колонной и обсадной трубой минимальное. Обратная промывка является оптимальным способом очистки нефтяных скважин от песка.

Применение промывочных жидкостей в бурении необходимо для обеспечения максимальной эффективности процесса очистки. Наиболее распространенными реагентами являются:

• Аэрированные промывочные жидкости;
• Эмульсионные растворы;
• Пенные растворы;
• Глинистые растворы.

Также обратная промывка может осуществляться с применением обычной технической воды.

Промывочные жидкости в бурении должны соответствовать следующим требованиям:

• Выполнять эффективную очистку дна скважины от рыхлого грунта, чтобы породоразрушающее долото контактировало с твердой поверхностью;
• Укреплять стенки нефтяных скважин;
• Выполнять смазывающую функцию;
• Охлаждать долото в процессе бурения.

Бурение с промывкой выполняется с использованием специального промывочного долота. В зависимости от особенностей конструкции (расположения отверстия на корпусе) выделяют: долото с центральной промывкой, и долото с боковой промывкой. Также существует долото водно-воздушной очистки. Подвод рабочей жидкости к механизму осуществляется через буровую колону — таким образом долото может очищаться быстро, и процесс бурения не замедляется.

Технология обустройства нефтяных и газовых скважин требует предварительного выполнения двух видов расчетов: затрат бурового раствора, и сопротивления циркуляционной системы.

Гидравлический способ, которым выполняется расчет промывки скважины — достаточно сложный процесс, который должен выполняться исключительно специалистами. Промывка водяных скважин, в отличие нефтяных, никаких обязательных расчетов не требует – она выполняется до тех пор, пока из скважины не пойдет чистая вода.

Читайте также: особенности промывных фильтров очистки воды.

к меню ↑

2 Какое оборудование применяют для промывки скважины?

Чтобы выполнить все операции  своими руками, без привлечения профильных служб, вам необходимо приобрести, либо взять в аренду оборудование для промывки скважин.

Обработка скважины (актуально как для обычной, так и для обратной промывки) может осуществляться с применением следующих устройств:

Компрессор для промывки. Для очистки скважин должен использоваться компрессор, мощность которого превышает 12 атмосфер. Кроме этого вам понадобится приобрести трубы, диаметр которых меньше диаметра самой скважины – между их стенками должно быть пустое пространство, через которое и будут выходить все загрязнения.

Главные требования, которые выдвигаются к такому компрессору – возможность регулирования расхода и давления воздуха, экономичность, надежность и простота использования.

Погружной насос. Промывка скважины также может выполняться самостоятельно, своими руками — с помощью специального погружного насоса для откачки грязной воды. При этом необходимо выбирать насос, который может поглощать механические частицы диаметром до 5мм, что позволит очистить дно не только от ила и песка, но и от небольших камней.

Читайте также: какие бывают насосы для песка, ила и других загрязнений.

Буровой насос. Возможна промывка скважины посредством буровых насосов. Это основной способ первоначальной очистки артезианских скважин перед вводом их в эксплуатацию. Такие насосы обеспечивают максимальное давление очистной жидкости, что позволяет эффективно удалить твердые отложения со дна источника.

В целом, для периодической промывки артезианской скважины своими руками, самым оптимальным вариантом является компрессор. Это сравнительно недорогое устройство, которое, после приобретения, помимо очистных и буровых работ, найдет и другие применения в бытовом использовании.

к меню ↑

2.1 Этапы промывки

Промывка скважины погружным насосом выполняется по следующим этапам:

1. Предварительно привяжите насос к надежному тросу, так как в процессе промывки его может затягивать в ил, и чтобы вытянуть его оттуда, шнура, идущего в комплекте с насосом, может не хватить.
2. Несколько раз опустите насос на дно скважины, чтобы осадок взболтался. Если у вас есть желонка – можете воспользоваться ей, чтобы изъять основное количество ила.
3. Опустите насос на дно и включите.
4. Из шланга для подачи воды начнет течь очень загрязненная вода. Выполняйте откачку до тех пор, пока не пойдет чистая вода, иногда может понадобиться опустошить скважину полностью.

Промывка скважины компрессором выполняется иначе. Для работы вам понадобится труба, длина которой на 3-4 метра превышает глубину скважины.

Алгоритм действий:

1. Опускаем трубу в скважину. Не забудьте укрепить верх веревкой, так как вследствие сильного давления трубу может выперать вверх.
2. На верхний край трубы монтируем вакуумный переходник. Закрепляем его с помощью саморезов.
3. Шланг компрессора подключаем к переходнику.
4. Нагнетаем давление компрессора до максимально возможного показателя.
5. Включаем устройство и подаем весь воздух в скважину.
6. Прокачка выполняется до тех пор, пока со скважины не начнет вылетать полностью чистая вода.

Будьте готовы к тому, что вся территория вокруг скважины будет покрыта фонтанирующей из источника грязной водой, так как давление компрессора достаточно большое. Поэтому не помешает обзавестись дождевиком.

Также, для большей эффективности, можно скомбинировать эти два метода в один. Только после откачки ила погружным насосом, компрессором в трубу для промывки подается не воздух, а техническая вода, которая забитая в скважину под максимальным давлением отлично очищает все оставшиеся после промывки насосом загрязнения.

Читайте также: как обустроить скважину на даче своими руками?

к меню ↑

Источник: ByreniePro.ru

Почему скважины промывают после окончания бурения

О порядке бурения скважин на воду мы уже рассказывали тут. Но как бы они ни были пробурены, после окончания работ всегда требуется их промывка.

Промывка скважины – это удаление с помощью воды мусора, глины и песка, скопившихся в процессе выполнения работ. Если промывку не производить и сразу же установить фильтры, они могут быстро засориться и прийти в негодность. На дне скважины может сформироваться иловая прослойка, портящая вкус и запах воды. Эта прослойка может стать местом размножения патогенных микроорганизмов, присутствие которых сделает воду опасной для здоровья.

Промывка скважины от глины, песка и мусора может быть выполнена своими руками. Процесс этот совершенно несложен. Требуется лишь знание технологии и особенностей выполнения этой работы.

Способы промывки скважин

Сейчас в основном применяются следующие четыре способа промывки:

• одним насосом;
• двумя насосами;
• продувкой с помощью эрлифта;
• вручную с помощью желонки.

Однако ручной способ отличается большой трудоемкостью и низкой эффективностью, применять его можно лишь при наличии совсем незначительного заиления. Продувка должна выполняться с помощью компрессора большой мощности, который редко имеется у домовладельцев. Поэтому оптимальной считается промывка, производимая с помощью насосов.

В технологическом отношении, промывка может быть прямой и обратной. При прямой промывке вода подается промывочным шлангом внутрь скважины, и тяжелые загрязнения, оставшиеся после бурения, выносятся в скважинные отверстия.

Обратную промывку применяют для очистки скважины от нетвердого ила и песка. Для ее выполнения вода подается в затрубное пространство, а потом вместе с песком выбрасывается через трубу наружу.

Иногда для промывки используются химические реагенты, что чаще всего происходит в случае наличия железосодержащих примесей.

Как производится промывка скважины одним насосом

Этот способ является самым простым. Для выполнения работ потребуются лишь:

• насос погружного типа;
• трос;
• нагнетательный шланг.

О работе погружных насосов и выполнении их ремонта мы рассказывали тут.

Промывка скважины, фото которой вы увидите чуть ниже, может продлиться несколько дней. Промывка производится откачиваемой водой, уносящей загрязнения вместе с собой. Прокачивать нужно вплоть до того момента, когда вода не станет совершенно чистой.

Порядок выполнения промывки

Работа выполняется в следующем порядке:

• насос привязывают к тросу;
• производится опускание насоса в скважину;
• запуск насоса производится на расстоянии 60-80 см от дна;
• выкачивание ведется до получения чистой воды.

Промывка скважины с помощью двух насосов

Процесс заключается в том, что один из насосов нагнетает воду в скважину. Эта вода «собравшая» загрязнения, откачивается вторым насосом в резервуар, где она очищается от них с помощью фильтра. Очищенная вода вновь отправляется в скважину для промывки.

Для выполнения работ потребуются:

• бак емкостью около 200 л;
• первый насос погружного типа;
• второй насос центробежного типа;
• ведро с отверстиями и с сеткой, выполняющее роль фильтра;
• пара шлангов;
• прочный трос.

Технология выполнения промывки

Промывка скважины производится в следующем порядке:

• насос №1 опускают в скважину и подвешивают в ней;
• нагнетательный шланг опускают в бак с водой, а второй шланг из резервуара опускают в скважину;
• в ведро, играющее роль фильтра, опускается засасывающий шланг насоса №2;
• производится запуск насосов;
• откачка продолжается вплоть до получения чистой воды.

Источник: allremont59.ru

 

В качестве промывочной жидкости чаще всего используют глинистый раствор. При применении прямого способа промывки, раствор насосами под давлением закачивается непосредственно внутрь бурильных труб. Достигнув призабойной зоны, поток раствора захватывает частицы разрушенной долотом породы и вместе с ними поднимается на поверхность по затрубному пространству. Так буровики называют кольцевой зазор, образуемый внешней поверхностью бурильных труб и стенками скважины.

 

В качестве преимуществ такого метода промывки называют следующие факторы.

• Стоимость бурения с применением прямого способа промывки значительно меньше, чем бурение с применением других способов.

• Если проводится бурение не слишком твёрдых пород, то метод показывает исключительную эффективность в скорости проходки.

 

Из недостатков прямой промывки отмечают следующее.

• Скорость бурения с использованием прямой промывки в 2 раза меньше, чем при обратной.

• Применение глинистого раствора резко увеличивает вероятность образования пробок в затрубном пространстве.

 

 

 

Обратная промывка предполагает применение воды в качестве основного компонента промывочного раствора. Промывочный раствор в этом случае подают в затрубное пространство. Достигнув призабойной зоны, раствор охлаждает бурильный инструмент и через внутреннее пространство бурильных труб поднимает на поверхность породу, разрушенную при бурении.

 

Буровики отмечают следующие достоинства метода обратной промывки.

• Скорость бурения значительно увеличивается.

• Абсолютно исключена вероятность глинизации скважин – образование пробок в затрубном пространстве.

 

Недостатками этого способа является следующее.

• Высокая себестоимость процесса обратной промывки.

• Низкая эффективность бурения рыхлых и осадочных пород.

 

 

 

Принцип шнека был разработан ещё Архимедом. Буровой шнек не только транспортирует пробуренную породу на устье скважины, но ещё и является рабочим инструментом, передающим вращение на бурильный инструмент от двигателя установки.

 

Отмечают следующие достоинства шнекового метода.

• В процессе бурения не используется промывочный раствор. Соответственно отпадает необходимость в применении емкостей и приобретении глины и воды.

• Высокая скорость проходки рыхлых и осадочных пород.

 

Но имеются и недостатки шнекового метода. Ими являются:

• Крайне низкая скорость бурения.

• Шнековый способ нельзя применять для бурения пород, имеющих высокую и среднюю степень твёрдости.

• Ограничения по глубине бурения – шнековый способ используется только при бурении скважин глубиной до 50 метров.

 

 

 

 

Используемые при таких способах добычи долота бывают нескольких типов.

• Лопастные. Эти недорогие долота в виде лопастей применяют при бурении пород низкой и средней твёрдости. Различают обычные перьевые долота, ступенчатые и долота, вооружение которых выполнено в виде пики.

• Фрезерные. Применяются для разрушения всех видов пород и представляют из себя фрезу с пластинами из твёрдого стального сплава.

• Шарошечные. Наиболее распространённый тип инструмента. Вооружение выполнено в виде одной или нескольких шарошек с уступами в виде стержней из твёрдого сплава. Применяются для бурения практически всех видов пород.

• Алмазные. Такой тип долота является самым дорогостоящим. В качестве вооружения используются искусственные алмазы, что значительно повышает срок эксплуатации инструмента и позволяет бурить с высокой скоростью.

 

 

Мы готовы предложить бурение скважин на воду роторным способом по следующим расценкам

 

 

 

 

Источник: well33.ru