Способы бурения скважин могут быть самыми разнообразными. Как правило, они отличаются по технике проделывания отверстий и обслуживания. Выбор способа бурения скважин зависит от целевого назначения ямы, что часто показывает презентация на своих слайдах. Наиболее распространенным является колодец для дачных или хозяйственных нужд.
Содержание
Классификация буровых методов
С профессиональной точки зрения классификация способов бурения скважин зависит от принципа физического воздействия. Из них выделяют следующие типы:
- технологический;.
- горизонтальный;
- огнеструйный, или термический;
- гидродинамический;
- взрывной;
- электрофизический;
- альтернативный.
Первый тип бурения является наиболее распространенным и стандартизованным. Специальный инструмент для выдалбливания породы предоставит любая строительная компания. При желании можно сделать небольшое уклонение в сторону. Бурение наклонно направленных скважин поможет обойти места с твердым неподатливым грунтом.
Горизонтальный метод для бурения скважин используется в случае прокладки коммуникаций. Бурить отверстия достаточно трудно, и не каждая строительная фирма может предоставить надлежащее оборудование.
Третий вариант используется в качестве вспомогательной меры при бурении скважин с особо твердым грунтом. Принцип действия основан на разогревании породы до 2300° С, вследствие чего она будет отслаиваться. Техника для такого типа бурения скважин своими руками заключается в использовании горелки с подающимся потоком керосина или сжиженного кислорода.
Гидробурение скважин на воду своими руками предусматривает пробивание почвы с помощью мощного напора. Иногда грунт попросту превращается в полое отверстие. Если он слишком твердый, в земле делается надлом, а все остальное выбивается долотом.
Бурение инженерно-геологических скважин при взрывном типе происходит с помощью специально направленного взрыва. В данном случае взрывчатку нужно погружать в наполненные водой трубы. При детонации грунт выходит наружу с жидкостью.
Электрофизический вариант — практически безопасный способ, представляющий собой разрушение породы с помощью электрического разряда. Существует 2 разновидности данного метода: пробурить можно электрогидравлическим путем, когда разряд подается в воду, и электроимпульсным, когда ток взаимодействует с содержащейся в грунте влагой.
Еще один вариант — альтернативные способы бурения скважин на воду. Термомеханический метод представляет собой разогревание грунта с последующим его удалением буровыми установками. Глубинный электротермический способ предусматривает применение бура с подающимся в него разрядом электрического тока. Использование таких способов крайне ограничено ввиду того, что они трудоемкие и дорогостоящие. Оба метода предназначены для работ в условиях вечной мерзлоты: в северных регионах или в Антарктиде.
Технические методы
Даже современные способы бурения скважин, предназначенные для рытья на частных участках, невозможно представить без проверенных временем установок. Оборудование нетрудно раздобыть, и его использование не будет слишком затратным. Способы бурения шпуров и скважин шнековым типом предполагают применение большого долота с разрезающими земляную породу лопастями.
В процессе вращения бур углубляется, выталкивая наружу грунт. Этот метод не предназначен для рытья слишком глубоких скважин (только от 30 до 50 м). Как правило, данная техника применяется на песчаных и мягких почвах и для отвода воды из песчаных слоев.
Шнековым способом бурить дешевле всего. Инструмент перевозят на обыкновенном грузовике, который можно арендовать и установить в предполагаемом месте. Буровой с легкостью просверлит на участке колодец. Однако у шнекового способа есть свои недостатки, среди которых невозможность сверления слишком твердых каменистых почв. Также установка с трудом прорывает липкий глинистый грунт.
Есть и роторное бурение скважин, технология которого во многом схожа с предыдущей. Движение происходит через буровую колону, на конце которой установлено специальное долото. Двигатель приводит в действие конструкцию вращательным способом посредством ротора. Для устойчивости к поверхности прицепляют утяжелительные трубы. А чтобы вывести наружу грунт, в колону подается жидкость.
Роторный способ бурения достаточно производителен. Ввиду глубокого проникновения в землю (до 1200 м) его часто применяют для раскопок артезианских скважин. Мощность буровой установки позволит пробить даже твердый неподатливый грунт. При желании роторный аппарат можно использовать для бурения ручным способом. Среди недостатков можно отметить высокий расход воды и глины, предназначенной для очистки скважины. Липкая глина может засорить водный горизонт.
Ударно-канатный способ бурения скважин не требует большого количества техники и приспособлений, потому он считается самым дешевым. Для того чтобы оборудовать установку, понадобятся такие инструменты: лебедка, тренога, ударная «чаша» со стреловидным дном и полой внутренностью. Сам принцип выкапывания скважины ударно-канатным способом основан на том, чтобы методично приподнимать «чашу» с помощью троса, привязанного к треноге и закрепленного лебедкой. Работать лучше нескольким людям, так как требуется наличие не одной пары рук.
Несмотря на свою простоту и дешевизну, ударный метод имеет массу недостатков. Он действенен только при работе с мягким и вязким грунтом. Твердая каменистая почва пробиваться будет с огромным трудом. Ударно-канатное бурение скважин неудобно тем, что в чашу постоянно будет забиваться грунт, из-за чего его постоянно нужно очищать. Но главный недостаток заключается в очень длительном процессе рытья.
Колонковый способ бурения относится к разряду «вращательных». Принцип действия основан на том, чтобы с помощью тяжелого стержня (в профессиональных кругах его называют «керном») просверлить крепкий неподатливый грунт. Когда почва разрыхляется, ее подымает наружу винтовой прибор.
Само приспособление создано специально для твердой почвы, поскольку колонки оборудованы алмазными резцами. В процессе бурения в трубу подается вода, чтобы облегчить рытье. Так как данный метод подходит для твердой земли, его часто используют, когда требуется бурение скважин зимой. Этот способ рассчитан на небольшой диаметр отверстий. Обычно оно должно быть не шире 20 см.
Рытье отверстия для добычи ценного материала
Способы бурения скважин на нефть и газ немногим отличаются от рытья стандартных отверстий на воду. Основное отличие заключается в мерах безопасности и в технике установления прочного колодца. Перед началом процесса всегда тщательно изучается грунт.
Рытье скважин на газ и нефть всегда осуществляется путем стандартного технологического бурения. Использование дополнительных термических и электрических аппаратов невозможно. Чаще всего отверстие выкапывают роторным методом, поскольку он глубоко проникает и может выбивать крепкие породы. Проходка выгрызается специальными лопастями с крупными зубцами и широким шагом. Затем скважина продувается воздушными пушками или обрабатывается газожидкостными смесями.
Для добычи нефти оптимальным является колонковый способ. Этот метод позволяет делать небольшие уклоны, а иногда даже и горизонтальные скважины. Колонки способны пробивать наиболее крепкие породы, однако дистанция углубления меньше на 300-500 м, а почва тяжело выталкивается наружу.
При раскопках нефти и газа не менее важным процессом является крепление скважин. Это защищает колодец от тектонических сдвигов и облегчает выход ресурсов наружу. Самый простой способ усилить проход — зацементировать стенки с помощью обсадных труб. В только что пробуренный колодец опускаются трубы чуть меньшего диаметра, а в пространство между стенками заливают цементный раствор. Чаще всего обсадная конструкция остается в проходке и поддерживает свод.
Методы использования
Способы эксплуатации скважин предполагают пути выталкивания нефти на поверхность. Эти методы отличаются продуктивностью действия, а их установка зависит от глубины, прохода и прочности грунта. Выбор способов эксплуатации скважин исходит от давления в стволе. Рассмотрим несколько самых популярных и часто применяемых на практике вариантов использования таких отверстий. Лучше всего это покажет специально подготовленная презентация.
Фонтанный способ эксплуатации скважин предусматривает выведение полезных ископаемых за счет давления в проходке. Чаще всего над отверстием оборудуют купол для сбора ресурсов. Иногда фонтанирование бывает свободным, то есть никаких установок не предусматривается и нефть выходит сама по себе. В целом такой метод извлечения отличается минимальной затратностью, так как выход осуществляется естественным путем. Фонтанный способ эксплуатации нефтяных скважин в обязательном порядке предусматривает установку в отверстие перфорационных труб.
Второй метод является самым распространенным. Насосный способ эксплуатации предусматривает монтировку специальных станций с похожими на штанги поршнями. Они приводятся в действие подачей электродвигателей и по характеру движения напоминают маятник. Нефть выходит наружу за счет внутреннего искусственно созданного давления. Такой способ самый сбалансированный по качеству добычи и эксплуатации оборудования, также его можно применять в любых условиях, поэтому он и является самым распространенным. Однако чинить станцию будет достаточно трудоемко.
Газлифтный способ эксплуатации скважины представляет собой альтернативный метод добычи полезных ископаемых. Он применяется, когда количество ресурса значительно уменьшилось и его сложно извлекать наружу. В таком случае через колодец в пласт вставляют трубу и в нее подают утяжеляющий газ. За счет выталкивания нефть вновь уходит вверх. Чтобы осуществить способ, придется устранить все прежние установки.
Самостоятельное устройство колодцев
Обустройство скважины своими руками под силу каждому обладателю дачного участка. При желании колодец можно сделать с помощью специализированной техники или собственноручно. Если водоносный слой уходит более чем на 40 м, лучше применить специальные ручные буры.
Перед тем как пробить скважину своими руками, следует провести разведку, которая укажет и местонахождение жидкости, и ее глубину. Стоит ознакомиться с техникой безопасности рытья колодцев.
Сам цикл строительства скважины предусматривает не только непосредственное бурение, но и подготовительный этап (разведку и добычу инструментов), процесс бурения и закрепление. Работа разделена на несколько этапов. Бурение скважин своими руками эффективнее осуществить с помощью ударного метода. Главное — найти подходящие элементы: крепкую треногу и лебедку. Чашу можно изготовить из старых труб, а дальше цикл строительства скважины будет проходить по привычному сценарию.
Скважина своими руками может быть вырыта специальным буром, который приводится в действие без помощи техники. Обычно они предназначены для того, чтобы делать небольшие абиссинские колонки, знакомые каждому с детства. Их можно не укреплять.
После того как этап рытья будет завершен, свой колодец необходимо укрепить. Как правило, делается это с помощью бетонных или железобетонных колец. Однако если скважина с небольшим диаметром, в нее попросту нужно воткнуть пластиковую трубу. Диаметр прохода не вытолкнет ее.
Существует много методов добычи воды, которые во многом похожи на способы бурения нефтяных и газовых скважин. Ознакомившись со всеми вариантами, которые имеются в этой теме, неподготовленный человек сможет самостоятельно сделать скважину у себя на даче. Для этого ему нужно выбрать оптимальный вариант и подобрать необходимый инструмент.