Бурова установка для буріння свердловин на воду: особливості різних технологій
Де б не знаходився будинок чи дача, доступ до чистої води є однією з базових умов влаштованого домашнього побуту. Отримати постійний доступ до питної води допомагає бурова установка для буріння свердловин на воду. Розбираємося, які механізми допоможуть вирішити це масштабне завдання, які особливості та можливості застосування вони мають.
Плюси професійних та саморобних бурових установок
Нерідко єдиним джерелом води для приватного господарства стає свердловина, причому рівень водоносного шару може розташовуватися на глибині 50-100 і більше метрів. Дістатись такої глибини допоможе спеціалізований механізм.
Великогабаритна бурова техніка, здатна як бурити свердловини на воду, а й проводити інженерно-геологічні дослідження, рідко застосовується на забудованих ділянках. Заїзд таких установок на територію утруднений або неможливий, тому єдиною можливістю залишається використання малогабаритних бурових установок.
Професійні малогабаритні бурові установки для свердловин (МГБУ) відносяться до універсальних агрегатів, що дозволяють виконувати бурові роботи різних видів та різними способами (включаючи буріння свердловини артезіанської). Використання МДБУ на приватних ділянках має такі плюси:
- Бурові роботи можна проводити там, де не пройде велика техніка.
- Завдяки використанню електрики зменшується вартість робіт.
- Невеликі габарити дозволяють зберегти навколишню територію у первозданному вигляді; ґрунті наноситься мінімальна шкода.
Професійні механізми працюють швидко та якісно, але їх застосування не завжди виправдане, а вартість послуг для багатьох господарств непідйомна. Для агрегатів промислового виготовлення існує альтернатива: саморобні пристрої, здатні якісно впоратися із бурінням.
Зрозуміло, не варто купувати або споруджувати подібне обладнання для єдиного використання. Але є сенс здобути досвід, який потім може стати джерелом стабільного заробітку. Буріння – процес, затребуваний як для водозабезпечення, а й, наприклад, під час зведення фундаментів.
Саморобні агрегати мають невелику потужність, якої не вистачить, щоб пробурити свердловину артезіанську, середня глибина якої починається від 100-150 м. Але їх ресурсів достатньо, щоб зробити свердловину середньої глибини (20-40 м).
Саморобні установки для буріння свердловин на воду активно використовуються у приватних господарствах з таких причин:
- Компактні розміри та невелика вага роблять простий транспортування та встановлення агрегату. Для передислокації на нове місце вам не доведеться шукати спецтехніку для перевезення.
- Легке складання/розбирання, проста експлуатація. Під час роботи саморобну установку, як і професійну, можна підключати до електричної мережі або альтернативного джерела, що забезпечує швидке виконання роботи.
- Свердловину можна пробурити в обмеженому просторі (підвал, гараж), якщо висота стелі перевищує 2 м-коду.
Характеристики установок та види свердловин
Професійні та саморобні МДБУ наділені різними технічними можливостями параметрами (швидкістю та потужністю буріння). Вони заточені виготовлення свердловин певної глибини із заданими. Більшість бурильних установок для свердловин мають такі особливості:
- У виробництві бурильного обладнання використовуються міцні сплави та леговані сталі, що добре протистоять зносу в процесі експлуатації.
- Найбільш компактним та зручним є гідравлічне обладнання для буріння свердловин. Необхідний для обертання бура тиск забезпечується дизельним двигуном та з'єднаним з ним маслонасосом.
- Існує кілька способів буріння, які реалізуються і в професійних, і саморобних механізмах. Доступні такі методи: шнековий, пневмоударний, з промивом породи, роторний, колонковий.
- Гідравлічне обладнання здатне руйнувати найтвердіші породи та скелясті ґрунти. Буріння може бути як вертикальним, і похилим.
- Використання більшості механізмів сезонне: для роботи обирають теплу пору року.
- Свердловини організуються двома способами: обертальним чи ударним. Перший метод дозволяє швидко видаляти землю з робочої зони, другий застосовується дедалі рідше, оскільки потребує надмірних трудовитрат при невисокій швидкості робіт.
- Основним мінусом МДБУ є вібрація у процесі буріння. Вона змушує знижувати швидкість робіт та збільшує знос навантажених вузлів техніки.
Малогабаритні установки для буріння свердловин під воду розраховані на виконання двох видів свердловин:
- Вироблення в пісок (піщана свердловина). Найбільш швидкий та дешевий спосіб досягти водоносного шару. Використовується коли вода знаходиться на мінімальних глибинах (іноді 5-10 м). Така свердловина розрахована лише на 10-20 років експлуатації, проте її можна пробити за допомогою ручної установки.
- Вироблення у вапняк (артезіанська свердловина). Глибина іноді сягає 250-300 м; можуть знадобитися як геологічні дослідження, а й дозвіл (ліцензування) від інстанцій. Роботи коштуватимуть суттєву суму через трудомісткість, зате ви зможете використовувати чисту артезіанську воду понад 50 років.
У різних моделей МГБУ існує своя межа заглиблення в ґрунт. У середньому він не перевищує 100 м, і для виконання надглибокого вироблення знадобиться потужніша установка для буріння свердловин. Саморобні механізми обмежуються глибиною 30-40 м (від 40 м свердловини класифікуються як глибокі).
Слід знати, що той самий механізм забезпечує різну глибину вироблення залежно від обраної технології. Наприклад, якщо глибина буріння з промиванням становить 200 м, з продуванням – 150 м, зі шнеком – 30 м.
Технології буріння
Бурові установки промислового виробництва розраховані використання кількох технологій. Свердловину отримують одним із наступних способів:
- Ударний. Механізм зафіксований на нескладному пристрої, трикутній рамі; зверху закріплений гнучкий трос з долотом та желонкою.
- За допомогою шнекового інструменту. Підходить для невеликих (до 20 м) глибин, ґрунт виймається за допомогою шнека (стрижня із гвинтовою поверхнею).
- обертальним (роторним). Найбільш швидкий і доступний за вартістю метод, що здійснюється продуктивними гідравлічними агрегатами.
- Гідробуріння. Проводиться із промиванням робочої зони.
- З використанням колонкового інструменту. Порода руйнується не по всьому перерізу забою, а по кільцю. Використовується при бурінні міцних порід (наприклад, граніту), із робочої зони вилучають не подрібнену породу, а керни.
Ударний метод буріння із використанням МДБУ
Ударний (або ударно-канатний) спосіб застосовується на ділянках з м'яким або рухомим ґрунтом. Вироблення виходить внаслідок багаторазових ударів гострокінцевого долота. Під впливом ударної сили ґрунт ущільнюється по сторонах виробітку, а надлишок подрібнюється і піднімається на поверхню.
Долото закріплюється на дротяному канаті і використовується разом із желонкою – трубою для вилучення породи. Желонка знизу має плоский або тарілоподібний клапан, зверху є дужка для кріплення троса. Все разом утворює ємність циліндричної форми для підйому піску, води та бурового бруду.
Міні бурова установка на воду, що працює ударним методом, дозволяє отримати такі переваги:
- Зберігає високу продуктивність робіт у зимовий період.
- Забезпечує тривалу експлуатацію свердловини.
- Під час роботи виключається засмічення виробітку.
- При необхідності можна зробити свердловину великого діаметра;
Використання шнекової установки
Шнековий механізм заснований на застосуванні гвинта Архімеда, а буріння з використанням шнека має такі особливості:
- Підходить для рухливих піщаних ґрунтів.
- Шнекова бурильна установка для свердловин води відрізняється простим монтажем, але двигун повинен мати значний обертальний момент.
- Ґрунт на поверхню витягується порціями, після кожних двох обертів шнека. Промивання не використовується.
- Ефективність способу вища, ніж у ударно-канатного аналога, але, загалом, залишає бажати кращого. Багато часу витрачається на часті виїмки грунту.
- Мінус обладнання: воно не підходить для кам'янистих порід; камені, що підпадають під лопаті гвинта, блокуватимуть процес.
Обертальний (роторний) спосіб
Технологія з успіхом використовується для вироблення у складних ґрунтах: у вапнякових шарах або у ґрунтах із значним включенням гравію. У процесу кілька особливостей:
- Буріння відбувається ефективно, з високою швидкістю.
- Для роботи застосовують роторний пристрій: бур з долотом, що обертається.
- Вибір інструменту залежить від типу ґрунту. У піщаному та глинистому ґрунті використовують лопатеве долото. Для руйнування щільних суглинних шарів вибирають шарошечне долото. Розробку свердловини у щільних та кам'янистих ґрунтах ведуть за допомогою тришарошкового долота.
Корисне відео
Буріння з промиванням (гідробуріння)
Буріння з промиванням свердловини вважається найбільш продуктивним та якісним способом; його застосовують на глибинах 35-40 і більше метрів, а швидкість проходки може досягати 12 метрів за годину. Промивання виконується одним із двох варіантів:
- Прямий метод. За допомогою помпи до робочої зони подається технічна вода, яка витісняє зруйновану гірську породу на поверхню. Присутність води значно знижує тертя землі про бури.
- Зворотній. Вода подається в свердловину одним насосом, потім відкачується іншим насосом разом з вимитим грунтом. Спосіб зберігає фільтраційні властивості прилеглих до зони буріння порід, забезпечує оптимальні режими буріння та збільшує термін експлуатації свердловини.
Гідробуріння найбільш технологічне; воно здійснюється за допомогою додаткового обладнання, що визначає високу собівартість робіт.
Корисне відео
Висновок
Малогабаритні бурові установки промислового та саморобного виготовлення знайшли широке застосування на приватних ділянках. Вони досить продуктивні, щоб облаштовувати водоносні свердловини на малих та середніх глибинах, від 30 до 100 м-коду.
МГБУ відрізняються типом установки (самохідні, на причепі, розбірні), робочими характеристиками та глибиною буріння. Їм доступні різні методи облаштування свердловин під воду: пневмоударний, шнековий, обертальний з промивом породи колонковий. На продуктивність робіт впливає вид бурової конструкції та метод облаштування, що вибирається з урахуванням геології ділянки.
