Роторное бурение скважин: существующие особенности

Роторное бурение скважин: существующие особенности

Роторное бурение скважин с самоизливом воды применяется, если водоносный горизонт располагается на большой глубине. Технологию можно использовать при любом типе грунтов, но при этом необходимо правильно подобрать режущий породу инструмент – долото. Для промывки отработанного грунта прямым или обратным способом применяется мощный насос.

Роторное бурение

Роторное бурение скважин: отличия

Роторный способ бурения скважин отличается от других методик тем, что оказываемое рабочее усилие на буровую колонну подается при помощи роторного вращателя. Такие установки бывают мобильными (на передвижной платформе) или же стационарными. Метод активно используется более 120 лет.

Перед тем как начинать бурение скважины для загородного дома в определенном районе, необходимо детально изучить карту глубин. Она помогает точно определить глубину залегания водного горизонта и подобрать место для проходки.

Виды установок

Роторное бурение с использованием стационарного оборудования позволяет достигать глубины максимум до 10 км и ширины отверстия в 70 см. Обычное оно используется при проходке эксплуатационных трубопроводов, но иногда возможно применение техники для предварительной разведки месторождений, находящихся под толщей земли.

Мобильная буровая машина размещается на платформе. Она позволяет достигать глубины до 1500 метров, диаметр отверстия сохраняется, как и в случае использования стационарной.

Комплектация буровой вышки

Вышка, производящая роторное бурение скважин на воду, состоит из таких элементов:

  • двигатель;
  • напорная магистраль;
  • талевая система (подъемный механизм);
  • элеватор (он помогает зацеплять, держать трубу);
  • насос (служит для того, чтобы качать промывочную жидкость в скважину);
  • вертлюг (необходим для подачи промывающей жидкости). Вертлюг закреплен на крюке, который находится наверху вышки;
  • вращатель;
  • система очистки.

В конструкцию талевой системы включена кран-балка. Буровой снаряд, выполняющий роторное бурение скважин, состоит из долота, ведущей штанги, вертлюга и труб, соединенных при помощи стойких к износу муфт или переходников, а также насосных агрегатов. Долотья имеются на любой случай в двух вариациях:

  1. шарошечное;
  2. алмазное.

Трубы могут быть стандартными или утяжеленными, в зависимости от запланированной глубины. Промывка осуществляется прямая и обратная при использовании раствора глины/воды.

 

Как производится бурение?

Основой буровой установки выступает вращатель. Он запускает в движение механизм бурильной колонны, которая направляет породоразрушающий инструмент. Для активации ротора применяется электромотор, а для передачи вращающего усилия предусмотрен вал. С его помощью усилие, поступающее от мотора, преобразуется во вращение самого ротора.

Проходка требует построения колонны из труб, соединенных муфтами. Их веса должно хватать для получения вертикальной нагрузки на инструмент, который разрушает породу. Если долото начинает проворачиваться впустую, то применяются утяжеленные трубы.

Разрушение породы происходит при помощи долота. Оно оснащено режущими кромками, которые при вращении продвигаются вниз в зоне забоя. Долото может быть выполнено из алмазного, твердосплавного или композитного материала. Кромки бывают режущими или с шарошками. Подбор вида долота зависит от типа грунта.

Отработанный грунт вымывается при помощи бурильного раствора. Он может подаваться непосредственно внутрь трубы (это называется прямая промывка) или в затрубное пространство (обратная промывка). В первом случае для нагнетания давления применяется насос, и жидкость с грунтом удаляется самотеком, во втором – раствор выкачивается непосредственно из бурильной трубы.

Чаще выбирают именно обратную промывку. Она позволяет максимально качественно вскрыть водоносный горизонт, а это положительно скажется на дебете воды. Но нужно учитывать, что стоимость использования данной технологии будет несколько выше, чем при прямой промывке. По пунктам, коротко:

  1. вращающий элемент приходит в движение благодаря электрическому двигателю/двигателю внутреннего сгорания;
  2. вкладыши, которые расположены на рабочей трубе, принимают на себя усиление от вала, передавая крутящий момент на колонну;
  3. давление со стороны рабочего инструмента идет по звену сборной конструкции, масса которой дает нагрузку, позволяющая осуществлять проходку грунта;
  4. разработанный грунт поднимается за счет жидкости для промывки скважины, дополнительная функция – охлаждение рабочего инструмента.
  5. В момент полного износа бурового долото его заменяют на новое.

Роторное бурение

Роторное бурение скважин: обсадка трубами

Промывающая жидкость в виде глинистого раствора необходима для укрепления проходимых пород. Полноценного исключения осыпания грунта добиваются путем монтажа обсадных труб в разбуренный ствол скважины. Правила, которых необходимо придерживаться:

  • сечение трубы обязано быть меньше пробуренной колонны, обсадные трубы входят свободно;
  • глубина, на которой делают остановку буровых работ, чтобы установить трубный конструктив везде отличается (в силу различности по разрезам, глубинам, трудностям);
  • в отдельных случаях затрубное пространство цементируют.
Достоинства/недостатки метода роторное бурение скважин

Подобный вариант проходки грунта имеется с дополнительным ударным способом, вкупе с продувкой сжатым воздухом, поднятием разработанной почвы при помощи шнека. Какие достоинства таит роторный метод проходки?

  1. Высокая скорость выработки почвы (выше нежели у ударного);
  2. Благодаря системе обратной промывки разработка грунта происходит в 1,5-2 раза быстрее, процесс бурения идет быстрее;
  3. Быстрота смены долотьев в зависимости от типа почвы (глина, известняк, песок);
  4. Представляется возможность делать выработки диаметром 120-150 сантиметров (с обязательной обратной промывкой);
  5. В сравнении с ударно-канатной установкой – роторная станция значительно меньших размеров. Простота передвижения, маневренность на участке.
Почему роторное бурение скважин – оптимальный вариант?

Метод объединяет в себе комплекс преимуществ, благодаря которому бурение водозаборных источников происходит быстрее, качественнее. Имеются недостатки:

  1. Глинистый раствор помогает облегчить проходку почвы, параллельно снижая дебит скважины;
  2. Ценник на работы выше, нежели в других методах, в особенности зимой (для работы понадобится вода, глина, реагенты, защита от замерзания).
Роторное бурение скважин: поэтапное описание процесса

Прохождение грунта производится путем постоянного вращения бурового долота, закрепленного на колонне. Механизм приходит в движение благодаря ротору. Подъем разбуренного шлама параллельно с охлаждением колонны достигается при помощи глинистого раствора.

  • двигатель внутреннего сгорания приводит в действие вращательный механизм;
  • крутящий момент передается от ротора к колонне;
  • давление со стороны долота позволяет разрезать горную породу;
  • шлам поднимается наверх, колонна наращивается, роторное бурение скважин продолжается.

Роторное бурение скважин

Какие жидкости используются?

Зачем нужна промывочная жидкость? Она укрепляет стенки, не давая им осыпаться в устье скважины. Разбуренный шлам превращает во взвесь, не позволяя ему осаждаться. Жидкости, которые используются:

  1. Вода для технических целей;
  2. Раствор, намешанный с водой и глиной. Частички слипаются, образуя массу наподобие геля. Аэрационный раствор используют исключительно в момент входа в пласт со слабым водяным напором, также в перерывах при поглощениях. Процесс аэрации существует двух типов: добавка особо активных веществ, подача сжатого воздуха благодаря компрессору.
  3. Крахмальный технический раствор (на кубометр воды приходится 50 граммов порошковой смеси). Жидкость готовится около трех-четырех дней. Применяется при проходке пластов с малым напором (песок);
  4. Гидролизованный полиакрилонитрил – промывочная смесь, предназначенная в качестве реагента регулирующего реологические, фильтрационные характеристики раствора. Обеспечивает твердую корку на стенках разбуренной колонны.
Минус шнекового метода

Основным недостатком технологии является невозможность проходки скальных горных пород. Разрушение известняка шнековым буром нереально. При условии бурения артезианских источников подобная технология не справится. Какая методика подойдет вам? Роторное бурение скважин – оптимальный вариант, используемый в горной добывающей сфере, также при работе с частными водозаборными источниками. В качестве рабочего агрегата выступает буровое долото, расположенное на конце колонны. Подобный инструмент в буквальном смысле дробит скальный пласт. Почему долото большего сечения в отличии от диаметра рабочей колонны?

  • это сокращает затраты энергии во время буровых работ;
  • обеспечивает защиту колонны от различного рода повреждений, укрепляя стенки разбуренной точки от осыпания;
  • способен пробурить источник диаметром до семисот миллиметров (большая глубина не исключение – около 350 метров).

Роторное бурение скважин – разумный выход при бурении частных точек, промышленных водозаборных источников, пунктов, предназначенных для пользования всей деревней/снт. Работа мастеров стоит немалых сумм, в случае, когда речь идет об официальном водоснабжении от профессионалов, то компания обязана иметь лицензию на предоставляемый комплекс услуг. Второй момент — при наличии скалистой породы износ долотьев больше, отсюда и цена выше. В-третьих, остальные осложнения по грунту, которые замедляют работу. Услуги настоящих профессионалов не могут стоит 1000 рублей за погонный метр, от подобных вредителей лучше сразу бежать. При столкновении с трудностями (плывуны, валуны) самоучки собирают инструмент, берут деньги за разведывательные работы, уезжают. Буровые мастера отвечают за качество предоставляемых услуг, дают гарантию. Стоимость работ начинается от 1790 рублей за погонный метр. Цена варьируется в зависимости от сезона.

Где заказать бурение «под ключ»?

При выборе компании, использующей роторный способ бурения скважин под воду, стоит учитывать не только цену услуг, но то, что это трудоемкий и сложный процесс, требующий наличия навыков и профессионального оборудования. Не менее важно и строгое соблюдение технологии выполнения работ.

Скважину на воду в Москве и Московской области можно заказать, обратившись к специалистам компании «Кимберия». Услуги предоставляются по доступной стоимости и с гарантией на 10 лет.