Способы бурения скважин на воду

Буровые скважины являются наиболее экономичными и эффективными сооружениями для добычи подземных вод. В отдельных случаях при отсутствии централизованного водоснабжения скважины могут быть единственно возможным способом обеспечения потребности в водоснабжении.

Буровые скважины являются наиболее экономичными и эффективными сооружениями для добычи подземных вод. В отдельных случаях при отсутствии централизованного водоснабжения скважины могут быть единственно возможным способом обеспечения потребности в водоснабжении.

Также при необходимости производства строительного водопонижения, понижения уровня грунтовых вод для защиты от подтопления заглубленных сооружений производственных предприятий, разработке полезных ископаемых и мелиорации сооружаются водопонизительные (дренажные) скважины.

В практике бурения скважин на воду наиболее широкое применение получили следующие способы бурения:

  1. вращательный с прямой промывкой;
  2. вращательный с продувкой воздухом;
  3. вращательный с обратной промывкой;
  4. ударно-канатный.
 Бурения скважин на воду

Каждый из способов бурения скважинына воду обладает как своими преимуществами, так и недостатками, описанными в специальной литературе. К основным достоинствам вращательного бурения относятся высокие механические скорости проходки. К основным недостаткам — необходимость снабжения скважины водой, бурение с глинистым раствором, что требует работ по разглинизации скважин. Для получения более высоких дебитов при наличии определенных условий рекомендуется применение вращательного способа бурения скважины с обратной промывкой, без использования глинистого раствора.

Ударно-канатный способ бурения скважин применяется при бурении в малоизученных гидрогеологических разрезах. Этот способ также позволяет качественно вскрыть водоносный горизонт, так как не требует применения глинистого раствора. Фильтр может быть установлен как «впотай», так и на колонне обсадных труб.

Во многих случаях, особенно при выполнении работ по бурению скважины на воду для частного сектора, при невозможности проезда буровой установки на базе автомобиля к месту бурения, и при наличии водоносного горизонта грунтовых вод до глубины 20-30 м, за счет которого можно обеспечить заявленную потребность в воде, осуществляется бурение малогабаритной буровой установкой. При этом можно комбинировать способ бурения скважины: применять ударно-канатный и вращательный способы бурения.

Основные требования к конструкции скважин на воду

Выбор конструкции скважины определяется рядом факторов, основными из которых являются: целевое назначение скважины, конечный диаметр, глубина, гидрогеологические условия.

Конкретные параметры конструкции зависят от типа водоподъемного оборудования, способа и технологии бурения, необходимости и интервалов цементирования, способа крепления и материала обсадных труб.

Конструкция скважин на воду должна отвечать следующим требованиям:

  • качественное вскрытие водоносного горизонта с целью его эксплуатации при минимальных сопротивлениях прифильтровых зон;
  • надежная изоляция водоносных горизонтов друг от друга (за исключение тех случаев, когда последние эксплуатируются совместно);
  • минимальная металлоемкость;
  • простота сооружения и минимальная стоимость;
  • надежность эксплуатации скважины и возможность проведения ремонтных работ.

Приведенные требования к конструкциям скважин весьма специфичны и в ряде случаев находятся в сложной зависимости между собой. Поэтому выбор и обоснование той или иной конструкции скважины должны базироваться на тщательной оценке всех факторов и в первую очередь тех, которые являются основными для конкретных условий производства работ.

Если район в гидрогеологическом отношении слабо изучен, рекомендуется первоначально вскрыть водоносный горизонт разведочной скважиной (допускается применение глинистого раствора) и по результатам геофизических исследований в скважине (каротаж скважины) уточнить конструкцию эксплуатационной скважины, которая выполняется по стволу разведочной с расширением до требуемых диаметров.

Требования, предъявляемые к фильтрам скважин

Фильтры буровых скважин должны отвечать следующим требованиям:

  • При минимальных размерах обеспечивать отбор необходимого количества воды.
  • Иметь минимальные гидравлические сопротивления, максимально возможную скважность и площадь фильтрации.
  • Обладать необходимой механической прочностью.
  • Пропускать песок и мелкие фракции породы только в начальный период работы.
  • В скважинах, рассчитанных на длительную эксплуатацию, фильтры должны обладать устойчивостью против коррозии и зарастания.

Выбор типа фильтра для скважины определяется условиями его применения и в первую очередь характером водосодержащих пород. 

В настоящее время в Украине промышленное производство фильтров для оборудования скважин под воду не осуществляется. Вследствие этого буровые организации на своей производственной базе вынуждены изготавливать фильтры для скважин, в основном сетчатые на перфорированном трубном каркасе. В значительной степени качество таких фильтров зависит от опыта изготовителей и применяемых материалов. 
Для скважин небольшой производительности и глубины заложения применяются и сетчатые фильтры на перфорированном каркасе из полипропиленовых труб диаметром от 125 мм под установку погружных насосы, или на полиэтиленовых трубах до 50 мм при глубинах скважин до 20 мм с применением самовсасывающего насоса с гидроаккумулятором и блоком автоматики. 

При освоении водоносных горизонтов, представленных неустойчивыми и слабоустойчивыми породами, во избежание пескования скважин устройство гравийной обсыпки фильтров является обязательным.

Технология проведения гравийной обсыпки фильтров включает подбор оптимальных размера зерен гравийной обсыпки, толщины обсыпки за внешней стенкой фильтра в зависимости от сотава водовмещающих пород.

При бурении скважин на устойчивые скальные и полускальные трещиноватые водовмещающие породы фильтры не устанавливаются.

Способ промывки скважины

После окончания бурения скважины и оборудования фильтровой колонной производится разглинизация скважины с целью восстановления естественной водопоницаемости горизонта. При вращательном способе бурения с прямой и обратной промывкой широко применяется способ прокачки скважины эрлифтом. При ударно-канатном способе прокачка скважины производится с помощью желонки. В отдельных случаях применяется способ свабирования скважины, который более эффективен для напорных водоносных горизонтов.

Бурение скважин25.12.2014, 3003 просмотра.