Колонкове буріння свердловин

Виготовлення артезіанських свердловин на воду проводиться кількома методами. Одним із них вважається буріння колонковим способом. Даний вид облаштування глибинної водозабірної споруди дозволяє проводити бурові роботи з граніту, базальту та іншим високоміцним гірським породам. Завдяки малій затратності, технологію колонкового буріння на території України використовують досить часто.

Колонкове буріння: сфера застосування та особливості процесу

Методика облаштування свердловин для видобутку артезіанської води з нижніх горизонтів, що отримала назву колонкового буріння, – це метод, який дозволяє прокласти труби у породах різної густини.

Колонкове буріння вважається одним із простих і дешевих способів геологорозвідки, адже під час виконання робіт структура ґрунту залишається незмінною. Методика добре зарекомендувала себе під час здійснення підготовчих заходів на ділянках, зарезервованих для цивільного та промислового будівництва, а також під час здійснення наукової діяльності, спрямованої на вивчення ґрунту з метою подальшої розробки території.

Вибір даної технології для прокладання трубопроводів від артезіанських річок невипадковий, адже саме вона дозволяє з мінімумом трудовитрат і часу визначити глибину залягання водоносного русла. Названа методика застосовується для облаштування свердловин у районах із достатнім дебітом підземних річок, які здатні запитати 2-3 споживачі одночасно.

Глибинні водозабірні споруди для промислових споживачів за допомогою колонкового буріння практично не виготовляють. Основною відмінністю  промислових свердловин від класичних артезіанських виробок, обладнаних для користування одним споживачем, є форма або розмір обсадної колони, а кількість води, перекачуване насосом кінцевому споживачеві. У отвори, які залишають за собою бур малого формату, опустити потужне обладнання дуже проблематично.

Обладнання та технології

При виконанні бурових робіт використовують колони. Пристрій пристосування для забору ґрунту є порожнистою трубою з різцем. Коронка колонкового бура може мати напилення різного складу. Найміцнішими вважаються коронки з діамантовими різцями. Різці можуть мати різний кут нахилу та розмір. Завдяки асортименту вдається здійснювати бурові роботи у ґрунті різної щільності та стійкості.

Технологія здійснення бурових операцій колонковим способом полягає у наступному. У ході проведення робіт бур обертовими рухами входить у ґрунт, чим прорізає в ньому невеликий циліндричний отвір. При поступовому зануренні пристосування захоплює ґрунт, який витягують ручним способом або із застосуванням стиснутого повітря або спеціальних складів.

Циліндр, вийнятий із колонкового бура, геологи називають керном. Досліджуючи склад ґрунту, лаборантам та проєктувальникам легко вдається:

• зрозуміти геологічну структуру пласта;
• оцінити близькість залягання водоносного русла артезіанського джерела;
• провести розрахунки та внести коригування під час підготовки проектно-кошторисної документації.

Для збільшення швидкості проходки, збільшення терміну служби коронки та обладнання, буріння артезіанських свердловин за колонковою технологією часто супроводжується промиванням. Очищення вибою під обсадні колони для артезіанської свердловини може застосовуватись не на всіх ділянках. Примусове очищення колонки може проводитись за допомогою труби-підйомника. Це прискорює процес, адже в такому випадку керн виходить на поверхню з будь-якої глибини без участі обслуговуючого персоналу.

Технологічний процес передбачає обов’язкове використання промивної рідини при прокладанні стовбура артезіанської свердловини в місцях, де грунт представлений скельними і напівскельними породами.

Для очищення конструкції без підйому циліндра використовують:

• глинистий розчин;
• полімерні склади;
• емульсії;
• пінисті сполуки.

Також для промивання використовують стиснене повітря та рідини, насичені киснем. Тип та склад промивного розчину, що використовується при проведенні буріння установками з колонковими бурами, вибирають відповідно до технічних вимог. Застосування води, що подається в стовбур під тиском, вважається за необхідне тільки в тому випадку, якщо керн не становить цінності для розробників.

Установки для облаштування глибинних колодязів колонковим снарядом зазвичай встановлюють самохідні машини. Це дозволяє забезпечити стійкість конструкції, якщо доводиться працювати на ділянках зі складним рельєфом. Для виготовлення виробок під установку труб для забору артезіанської води можуть застосовуватись і переносні установки. Але таке обладнання можна використовувати тільки на рівнинних ділянках.

Порядок робіт та технологічні особливості

Технологічні особливості процесу полягають у прорізанні, огорожі та піднятті на поверхню ґрунту. У отвір, що утворився (у разі облаштування на місці прокладки глибинних водозаборів) встановлюються обсадні труби. Якщо заходи проводяться з розвідувальною метою, місця забору проб залишають без тампонажу і засипки.

У ході операції із застосуванням колонкових бурів виділяють 3 основні етапи:

1. Підготовка поверхні. На даному етапі фахівці бурових компаній знаходять місце для встановлення бурового верстата, обладнують ями для зливу розчину для промивання, а також готують обсадні труби і складові, які будуть необхідні в ході монтажу водозабірного колодязя.
2. Підготовка обладнання та інструменту. Залежно від заявлених цілей виконавці підбирають бури потрібного формату.
3. Основний етап. Він полягає в пробиванні ґрунту, установці обсадних труб, які за допомогою різьбових з’єднань нарощуються вглиб у міру збільшення виробітку. При розкритті пластів посуху необхідний постійний контроль заповнюваності колони керном, підйом циліндра та його очищення у разі потреби.

По завершенні останнього етапу фахівці оцінюють якість установки обсадних конструкцій. Від того, як точно встановлені колони, залежить тривалість експлуатації глибинного водозабірного вузла і якість води. Тільки тому роботи з облаштування свердловини потрібно довіряти професіоналам, які мають в арсеналі інструмент та обладнання, а також застосовують на практиці інноваційні технології розвідки та розробки корисних копалин та води.

Діаметр отворів, які вдається отримати під час буріння колонковим снарядом, варіюється від 46 до 151 мм. Для операцій з розвідування нафти і газу використовуються бури, що залишають отвори діаметром до 305 мм.

Колонкове буріння використовується щодо підготовчих заходів. У такому разі після завершення виготовлення отвору названим методом у хід йдуть шнекові машини. За допомогою даних механізмів одержують свердловини більшого діаметра.

Переваги та недоліки методу колонкового буріння

Проходження ґрунту за технологією колонкового буріння, як і будь-якими іншими способами розробки, мають низку плюсів та мінусів. Серед незаперечних переваг фахівці вирізняють:

• роботу з ґрунту будь-якого складу;
• можливість використання для промивання спеціальних розчинів, застосування яких дозволяє зміцнити стінки виробітку;
• регулювання швидкості обертання коронки (підвищує прохідність на пластах з осадових порід);
• високу продуктивність обладнання для проходки;
• можливість використання мобільних установок;
• малі енерговитрати.

Серед особливо вагомих вад названого способу називають неможливість виготовлення свердловин великого діаметру. Це, у свою чергу, унеможливлює використання надпотужних занурювальних насосів. Також серед мінусів відзначають певні складності проведення бурових робіт на ділянках з рухомим ґрунтом або ґрунтом, що має внутрішні тріщини. Названі особливості є причиною виникнення позаштатної ситуації – заклинюванні керна. Саме це часто призводить до тимчасових затримок та іноді стає причиною поломки інструменту.

Спираючись на перелічені переваги та недоліки проектанти та інженери здійснюють найбільш підходящий метод розробки артезіанського родовища.Виготовити проект та облаштувати свердловину способом колонкового буріння в Україні можуть спеціалісти компанії «Юрський обрій». Автопарк компанії та обладнання дозволяють обладнати водозабори на великій глибині.

Фахівці компанії готові проконсультувати всіх потенційних клієнтів по телефонах у питаннях методів проведення бурових та особливостей монтажу обсадних труб, підбору насосів та автоматики, а також порядку проходження підготовчих, основних та пусконалагоджувальних робіт. Телефони для зв’язку з представниками компанії «Юрський обрій» вказані на сайті.