Ударно-канатное бурение геологических скважин
Технологией ударно-канатного процесса бурения геологических скважин пользуются наиболее часто, а всё из-за простоты этого способа. При таком способе бурения не нужна тяжелая спецтехника, а монтаж самой установки делается своими силами при минимальной затрате времени. Ударно-канатная методика бурения наиболее часто используемая, она бурит пласты с водой, которые находятся ближе к поверхности.
Эффективная методика ударно-канатного процесса бурения была придумана в древнем Китае. Конфуций упоминал про неё в своих известных трудах. Несмотря на древность, сегодня ударно-канатная методика имеет широкое применение. В настоящее время для бурения скважины этим способом необходимо иметь такой набор инструментов и приспособлений:
- стакан забивной из стали;
- трос толщиной не меньше 12 мм;
- ударная штанга;
- блок;
- лебедка.
Рассмотрим, что такое бурение ударно-канатным методом.
Самый важный элемент из всего набора приспособлений — это забивной стакан. Это отрезок трубы из стали, снизу имеющий прочную и острую кромку со скосом внутрь середины стакана. Сверху по стакану бьет ударная штанга, из-за этого стакан проникает в грунт. Забивной стакан поднимается, и затем опускается с использованием лебедки, приспособленной именно для этого. Когда забивной стакан входит в земную породу, то она в него под силой трения заходит и остается. Поэтому его необходимо каждый раз вынимать и очищать от грунта, а затем снова забивать еще глубже до тех пор, пока процесс бурения дойдет до нужной глубины скважины.
Однако забивные стаканы удобнее всего применять на глинистых или других несыпучих породах почвы. На сыпучих породах используется желонка. На вид — это металлическая труба, на нижнем конце которой имеется клапан, придерживающий грунт, собирающийся внутри трубы. При поднятии желонка поднимается с набитым грунтом внутри, и клапан закрывается. Затем, так же как и с забивным стаканом, желонку чистят от грунта и повторяют действие снова.
Скважина сама по себе будет обсыпаться, поэтому во время ее бурения используются специальные обсадные трубы. Забивают их в глубину скважины по мере углубления внутрь забивного стакана. Обсадная труба имеет толщину диаметра немного больше за диаметр скользящего в середине нее ствола забивного стакана. Это обязательное условие чтобы забивной стакан легко перемещался внутри обсадной трубы.
Если скважина будет буриться на твердой почве, то используется специальное долото для бурения. Им ударяют по твердой породе для её измельчения и затем извлечения на поверхность.
Во время геологического бурения можно встретить промежуточные пласты с водой, но в них продолжается тот же процесс, и также устанавливаются обсадные трубы. Следующим действием откачивается жидкость и вязкой грунт в целях очистки дна скважины. Очищается дно скважины с использованием желонки. Если же очистка выполняется забивным стаканом, то в слишком жидкую массу необходимо досыпать сухого грунта, чтобы получить более вязкую и легче её вытащить с помощью забивного стакана.
Во время выполнения работы по геологическому бурению скважины ударно-канатной технологией при геологии участка, очень важно следить за тем, чтобы скважина была полностью вертикальной. Даже минимальный скос может повлиять на то, что в скважину перестанут забиваться обсадные трубы, из-за чего процесс работы не сможет продолжаться. Чтобы сохранить максимальную вертикальность скважины рекомендуется использовать стакан, длина которого составляет минимум 2 метра.
Достаточно внимание необходимо уделить тросу, его прочность должна быть такой, чтобы легко выдержать нагрузку, когда забивной стакан заклинится в глубине скважины и вытащить не разорвав. Диаметр троса должен быть не меньше 12-15 мм.
Что использовать: забивной стакан или желонку? Когда почва глинистая и мягкая, то применяется забивной стакан. Если же порода сыпучая или слишком жидкая, то желонка.
Основные преимущества ударно-канатной методики:
- Скважина имеет длительный период служения.
- Скважины можно бурить достаточно большого диаметра (от 500 мм).
- Риск попадания каких-то смесей или добавок в воду при бурении отсутствует.
- Горизонт воды и её уровень можно контролировать.
- Оборудование для бурения скважин компактное и простое.
- Эта технология бурения очень надежная и испытанная временем.
- Возможность бурить в ограниченном пространстве из-за небольшого размера буровой установки.
Недостатки ударно-канатной методики:
- В местах сыпучих грунтов глубина скважины может быть ограниченной.
- На большую глубину — скорость бурения может быть достаточно низкой.
- Необходимое количество воды во время ударно-канатного процесса бурения с промывкой составляет 70-160 литров на каждый 1 метр.
И напоследок нужно напомнить: во время проведения данных работ обязательно необходимо соблюдать правила личной безопасности!
