Преимущества и недостатки ударного бурения скважин
Само название указывает на то, что порода разрушается путем ударов бура. Наиболее распространенным способом бурения с использованием ударного оборудования является ударно-канатный способ, который заслуживает более детального рассмотрения.
Разновидности ударно-канатного бурения :
- Бурение с промывкой — этот метод подходит для обустройства скважин в различных типах пород. Сначала на породы оказывается ударное воздействие, а затем разрушенные части вымываются из скважины под давлением промывочной жидкости. Однако данный метод не подходит, если требуется геологическая разведка или точные результаты относительно состава и свойств грунта.
- Сухой метод — при этом способе внутри шахты устанавливается обсадная колонна, а порода удаляется из скважины механическим воздействием. Этот метод удобен для сбора образцов почвы для последующих лабораторных анализов.
Преимущества и недостатки технологии
Ударный способ бурения скважин не так популярен, как вращательные технологии, но обладает рядом определенных преимуществ:
- Позволяет выполнить точную геологическую разведку, получив образцы почвы из различных слоев.
- Можно использовать буры большого диаметра (более 50 см) с самого начала процесса бурения.
- Погружение и крепление обсадной колонны можно осуществлять сразу после окончания бурения, когда достигнут водоносный слой.
- Эффективно применим на различных типах грунта (каменистых, глинистых, сыпучих).
- При ударном способе бурения возможно сохранить водоносные слои в их первозданном виде, защитив их от проникновения грязи и мусора с поверхности земли.
Тем не менее, у данной технологии есть несколько недостатков:
- Замедляется скорость бурения на твердых и вязких грунтах. Максимальную скорость и эффективность можно достичь только на сыпучих типах грунта.
- Требуется подготовка проезда и свободной площадки для техники, осуществляющей бурение.
- Невозможно разрушать слишком плотные породы ударами.
- Данная технология не позволяет создавать скважины под углом. Единственный вариант обустройства шахты – строго перпендикулярно поверхности земли.
Устройство оборудования и принцип бурения
Оборудование для ударного бурения имеет более простую конструкцию по сравнению с вращательными методами. Оно состоит из нескольких элементов:
- Забивной стакан (основная рабочая часть).
- Металлический трос (диаметр зависит от размера забивного стакана).
- Штанга.
- Каркас из металла, на котором подвешивается рабочая часть оборудования.
- Лебедка и электрический двигатель.
- Соединительные элементы.
Процесс бурения ударным способом
- Подготавливается местность, где будет размещаться оборудование для бурения, с оптимальным свободным пространством (2.5 квадратных метра).
- Начинается первый этап бурения с использованием специализированного инструмента, прокладывающего скважину на глубину не более 1.5 метра.
- Разрушенная порода поднимается на поверхность, после чего стенки шахты укрепляются обсадной трубой.
- Устанавливается буровой стакан над скважиной, и основной этап бурения начинается, когда стакан вбивается в землю. Периодически стакан очищается от земли.
Этот процесс продолжается до тех пор, пока рабочие не достигнут водоносного слоя.
Особенности ударного бурения в различных типах грунта
- Для водозабора в плывучем грунте или песчанике используется ударная часть с плоским сосудом для накопления земли. Работу выполняют не спеша, укрепляя стенки шахты обсадной трубой, чтобы избежать сползания грунта в углубление.
- Для водозабора в сложных смесях различных пород, в болотистой местности или на глинистой земле, применяют усовершенствованное, специализированное оборудование с двутавровым долотом, укрепленным крестовиной. В этом случае обсадная труба монтируется только в устье скважины.
- В случае водозабора в основании из гравия или галечника используется двутавровое долото. Для перемещения слоя разрушенного грунта наружу рекомендуется применять плоскую желонку с клапаном, а при бурении лучше использовать расширители.
Несмотря на некоторые преимущества, ударный способ бурения скважин имеет низкую популярность из-за многочисленных недостатков. Он считается трудоемким, что повышает стоимость услуг по бурению водоносных скважин, предоставляемых специализированными организациями.