Гидробурение скважин

Отличительные черты метода

Главной особенностью метода является то, что бурение включает 2 процесса — разрушение породы специальным приспособлением и ее извлечение водой под давлением. То есть разрушенная порода вымывается наружу напорной струей. Процессы происходят практически одновременно, что сокращает сроки выполнения работ.

Погружение в грунт обеспечивается как весом бурового оборудования, так и работой специальной оснастки, которая закачивает воду в тело обустраиваемой скважины. Это промывочный раствор, поскольку вода содержит мельчайшие частицы глины. Так и надо, поскольку для производства работ плотность раствора должна быть выше, чем у воды. Мотопомпа забирает раствор из приямка, и он попадает в скважинный ствол под высоким давлением.

Жидкость нужна не только для вымывания разрушенной породы.

Она выполняет сразу несколько функций:

1. Вымывает разрушенный грунт, причем отвал выносится сразу на поверхность.
2. Раствор охлаждает буровые инструменты.
3. Движение воды обеспечивает шлифовку внутренней поверхности скважины, что снижает риск ее обрушения.

Согласно технологии гидробурения, постепенно, по мере того как шахта будет углубляться, колонну приходится наращивать с помощью штанг — это отрезки ВГП-трубы, диаметр которых составляет 50-80 мм, а длина — около 1,2-1,5 м. По краям штанги должна быть сделана резьба.

Преимущества гидробурения скважин

Устройство скважин гидробуром — новая технология. Многие считают, что такой метод подходит только для небольших скважин. Но гидробурение применяют даже для систем глубиной более 250 м, просто на дачном участке более распространенным вариантом являются скважины 15-35 м.

К числу преимуществ метода относятся:

• небольшие финансовые затраты;
• возможность использования компактного оборудования, что позволяет выполнять работы даже на небольших площадках;
• простота метода;
• скорость проведения работ, в день можно углубляться на 10 м.

Характерна экологическая безопасность метода и его минимальное воздействие на ландшафт, т. е. проводить работы можно даже на благоустроенной территории.

Лучше всего ручное гидробурение осуществлять в местах с мелкообломочными грунтами осадочного типа, поскольку их проще извлекать из скважины. Буровой раствор в таких случаях позволяет обходиться без желонки.

Единственный случай, для которого не рекомендуется гидробурение, — это скальные или полускальные грунты, а также осадочные породы с большим включением крупного щебня и валунов.

Необходимое оборудование для работы

Стоит приобрести стандартную малогабаритную установку МБУ. Это практичное решение для дачного участка, поскольку такое оборудование позволяет обеспечить напор воды, которая подается с помощью насоса или мотопомпы. В этом случае можно даже увеличить пробойную силу раствора, добавив в него крупный песок или дробленую гальку.

Установки МБУ — компактные агрегаты, высота которых составляет 3 м, а диаметр -1 м. Это сборная конструкция, которая включает не только шланг, помпу и штанги.

Основными ее частями являются:

• металлическая разборная рама;
• буровой инструмент;
• лебедка для спуска и подъема обсадочных труб;
• двигатель, обеспечивающий работу бура;
• вертлюг для скользящего крепления элементов;
• мотопомпа, обеспечивающая давление в системе (чем больше мощность этого оборудования, тем быстрее осуществляется бурение и промывка скважины);
• бур (лепестковый или разведочный), при этом лепестковая форма считается оптимальным выбором для участков с плотным грунтом;
• буровые штанги, формирующие колонну;
• штанги;
• блок управления.

Для того чтобы обеспечить непрерывный стабильный процесс, нужен преобразователь тока.

Пошаговый план работ

Хотя технология бурения проста, она специфична и нужно соблюсти правила и требования, проводя работы в необходимой последовательности.

Начинают с подготовки участка и оборудования, заготовки раствора и т.д. Затем производится основная часть работ. При появлении водоносного слоя буровые процессы прекращаются, на трубу ставят фильтрующие элементы.

Определение залегания водоносных слоев

Одним из важных этапов выполнения работ является поиск воды и определение глубины залегания водоносного горизонта, пусть не точное, но хотя бы приблизительное. В хорошо освоенных районах такая информация есть у соседей. Но часто приходится обращаться в буровую или строительную организации, которые проводили гидроразведку местности.

Частично разведочные работы можно провести самостоятельно. Тем более что для этого нужно бурить скважину размером в 100 см. Если результаты будут положительными, то производится дальнейшее разбуривание.

Подготовка места бурения

Правильная подготовка к бурению важна, поскольку от нее зависит эффективность выполнения работ и их качество. Она должна обеспечить непрерывную подачу раствора. А для этого важно получить большое количество воды. С этой целью устраивают резервуар, рассчитанный на 5 куб. м, а если получится, то и больше. Для этого можно вырыть яму и обработать ее стены глиняным раствором.

Только при наличии резервуара для воды можно приступать к сборке бурильной установки. Эти работы производятся с учетом всех рекомендаций производителя. На сборочные работы уходит около часа, особых технических трудностей возникнуть не должно. Главное — обеспечить строго горизонтальное расположение установки. Если будет хотя бы минимальный перекос, установить обсадную трубу не получится.

Технологические приямки выкапывают в 1,5-2 м от конструкции. Они нужны для хранения бурового раствора.

Приямки в данном случае играют роль ванночек. В грунте делают углубления, которые соединяются между собой траншеей (ее называют переливным каналом). Приямков делают несколько. В первом из них собирают воду из скважины для осаживания твердых частиц. Через желоб уже отстоянная жидкость переливается во 2 приямок, откуда подается в установку. Первый делают меньшего размера. Но его нужно регулярно чистить. Возле 2 приямка, который считается основным, устанавливают насос.

В буровую колонну нагнетается вода, что позволяет охладить бур и продлить срок его службы. В процессе бурения вода никуда не отводится, а циркулирует в системе, т. е. обеспечивается ее круговое движение. Откачка через специально сделанные углубления осуществляется только в конце работ.

Бурение скважины МБУ

После подготовительных работ приямок заполняют рабочим раствором и приступают непосредственно к бурению. Стартовая штанга погружается в грунт на 95% своей длины, затем осуществляется ее соединение с колонной путем навинчивания на следующее звено.

Процесс гидробурения занимает от 1 дня до 1 недели. Все зависит от типа горных пород, которые предстоит пройти. Если на участке есть рыхлый песок, то буровой раствор берут с запасом, поскольку такие грунты активнее впитывают влагу.

Для приготовления раствора рекомендуется использовать строительный миксер. Размешивание производится непосредственно в приямке. Перед началом работ проверяют исправность лебедки и наноса, поскольку потом процесс трудно остановить.

Чтобы стенки скважинного ствола не обвалились, одновременно с его углублением опускают обсадную колонну. На песчаном грунте труба даже должна немного опережать ход работ, чтобы перекрыть постоянное обрушение породы. Для обсадки используются стальные или пластиковые трубы. Последние являются более востребованными, поскольку дольше сохраняют свои эксплуатационные характеристики, не подвержены коррозии и меньше деформируются.

Но выбор зависит от пород на участке. Если грунты плотные и для установки трубы требуются большие усилия, лучше выбирать стальной вариант. Для закрепления обсадной колонны используются специальные хомуты.

Установка фильтра и обустройство скважины

После того как произойдет вскрытие водоносного горизонта, процесс бурения продолжается. Дно трубы должно упираться в подстилающий этот горизонт водоупорный слой. О том, что процесс пора завершать, говорит замедление темпа работы, когда колонна труднее погружается.

После тщательного промывания скважины чистой водой буровые штанги можно убирать. Но для того, чтобы повысить качество воды, следует установить фильтры. Каждый фильтрующий элемент — это труба, диаметр которой меньше обсадки, первое звено должно быть перфорированным. Чаще всего это делается, когда скважину бурят широкую, чтобы потом установить в нее погружной насос. Отверстия в 1 звене должны быть либо узкими продольными, либо круглыми, просверленными в шахматном порядке.

Но и это высокого качества воды не гарантирует. Поэтому фильтрующее звено дополняется сеткой из нержавеющей стали.

Когда фильтр окажется на дне, обсадную трубу нужно приподнять так, чтобы отверстия обнажились. Придется лишний кусок трубы обрезать и обустроить оголовок. Если вокруг ствола появится зазор, его нужно заполнить щебнем, а затем залить раствором цемента. Это поможет зафиксировать устье скважины, и тогда паводковые воды не попадут в водоносный горизонт.

Погружной насос устанавливают в соответствии с инструкциями производителя. Расстояние между насосом и дном выработки должно составлять 0,5-1 м, чтобы внутрь системы не попадала мутная вода с большим количеством загрязняющих частиц. Также важно, чтобы насос находился на глубине более 3 м от уровня воды.

Завершающие этапы бурения

Когда скважина готова, должен быть проведен демонтаж оборудования. Но здесь тоже есть некоторые важные моменты. При малом диаметре выработки буровая колонна выполняет функции обсадной, поэтому ее не извлекают из ствола. Откачка воды все равно осуществляется по тем каналам, по которым проходил раствор.

Гидробурение скважины считается технологией, для использования которой не нужны специфические навыки, знания, сложные инженерные расчеты. Требуется только соблюдать указанные правила.

Источник: scvazina.ru

Технология гидробурения скважин: общие сведения

Процесс гидробурения основан на размягчении грунта в месте заглубления бура особой промывочной жидкостью, в качестве которой используется обычная техническая вода. На подобные ухищрения идут ради уменьшения силы трения грунта о бур, что, в итоге, гарантирует не только высокоскоростное, но и энергоэффективное обустройство скважины. Ведь разжиженный грунт «сверлится» намного легче слежавшегося, сверхплотного горизонта.

Технически это выглядит следующим образом:

• Поблизости от места бурения откапывают сеть приямок – квадратных углублений с габаритами метр на метр, которые соединяются между собой особыми траншеями – лотками.
• Бурильную жидкость – глиняную взвесь, составленную на основе технической воды – заливают прямо в приямки.  Туда же опускают и заборный шланг моторизированной помпы.
• Напорный шланг помпы соединяют с вертлюгом, обеспечивая тем самым постоянный приток жидкости в зону бурения.

В итоге, глиняная взвесь шлифует стенки шахты, охлаждает бурильную головку и размягчает грунт в месте бурения.

Причем энергозатраты в данном случае минимальны – мощность мотопомпы не идет ни в какое сравнение с характеристиками бурильной установки, а выгоды от увеличения скорости бурения и уменьшения степени износа головки – более чем очевидны.

Инструменты и оборудование для гидробурения

Основной рабочий инструмент, с помощью которого реализуется интересующая нас технология – это малогабаритная бурильная установка (МБУ), которая состоит из следующих узлов:

• Каркаса – рамной конструкции разборного типа, на которую крепят двигатель и лебедку. Причем рама не только «несет» энергетическое оборудование, но и «удерживает» бурильные трубы (штанги) в вертикальном положении.


• Энергетической части – двигателя, генерирующего крутящий момент на штанге и лебедки, производящей тягловое усилие.
• Вертлюга – особого узла, с помощью которого можно обеспечить «скользящий» крепеж рабочих элементов МБУ.
• Рабочих элементов – бурильных штанг и бурильной головки (разведочного или лепесткового типа).

Впрочем, гидробурение скважин малогабаритной установкой МБУ предполагает применение целого ряда вспомогательных устройств и инструментов, а к которым относится:

• Комплект шлангов, связывающих вертлюг и помпу
• Комплект фитингов, обеспечивающих сборку трубопровода, по которому подается бурильная жидкость,
• Моторизированная помпы, которая обеспечивает нагнетание глиняной взвеси в зону бурения.
• Комплект ручного инструмента (разводной ключ, ручной зажим, пересадочная вилка), с помощью которого будут монтироваться элементы бурильной штанги.
• Электрогенератор, питающий лебедку, а равно и сама лебедка (на 1-2 тонны), если таковой нет в конструкции МБУ.

Кроме того, для обустройства самого источника понадобятся обсадные трубы и насос для раскачки скважины.

Гидробурение скважин своими руками: обзор процесса

С учетом технологических особенностей, процесс гидробурения можно разбить на три стадии:

• Подготовительный этап, во время которого выбирают буровую площадку и накапливают некоторый объем бурильной жидкости.
• Этап бурения скважины, во время которого формируется шахта будущего источника водоснабжения.
• Этап установки обсадного каркаса.
• Финальный этап, во время которого происходит окончательное обустройство скважины.

И далее по тексту мы рассмотрим все обозначенные этапы во всех подробностях.

Подготовка к бурению

Самый важный шаг – это первый шаг. Вначале вам следует выбрать подходящее место, воспользовавшись сторонними рекомендациями или собственными наблюдениями (см. статью «Как найти воду для скважины»).

После выбора места нужно запастись 10-20 тоннами бурильной жидкости, которые можно слить в яму и распределить по приямкам. Альтернативой достаточно глубокой ямы (9 тонн вмещается в выемку 2х3х1,5 метра) может быть емкость (таких же размеров).

Обустройство скважины с использованием бурильной жидкости

Обустройство скважины начинается со сборки буровой установки. На участке монтируется каркас, к которому крепят двигатель, лебедку и вертлюг. Далее нужно собрать первое колено буровой штанги с головкой на нижнем торце, подтянуть его лебедкой к вертлюгу и закрепить в этом узле.

Монтаж элементов бурильной штанги осуществляется на резьбовой замок (трапецеидального или конического типа). Форма наконечника бура – долото или лепестки.  Максимальная глубина бурения с помощью МБУ – 50 метров.

Следующий шаг – подготовка бурильной жидкости. Для этого в приямок сливают воду из ямы или емкости, в которую добавляют глину, превращая жидкость в густую взвесь, которая плохо впитывается грунтом.

По завершению приготовительных процедур можно начинать бурение. Крутящий момент от двигателя передается на буровую штангу редуктором, ниже которого располагается вертлюг. Буровая жидкость подается именно на вертлюг и заливается в штанги.

Отработанная жидкость попадает в прямиток-фильтр – траншею у зоны бурения, где она отстаивается и,  после этого, перекачивается в ближайший приямок. Так можно сэкономить на объеме бурильной жидкости.

Ну а сам процесс бурения выглядит следующим образом:

• Двигатель, вертлюг и редуктор скользят по раме на кронштейне по мере заглубления буровой штанги в грунт.
• Скорость вращения бура регулируется с выносного пульта.
• После заглубления штанги до расчетной отметки кронштейн с двигателем, вертлюгом и редуктором поднимают вверх (лебедкой), а к резьбовому торцу штанги прикручивается новое колено.

И так до выхода на расчетную глубину бурения.

Центрирование штанги осуществляется с помощью калибрующего кронштейна, наваренного на каркас у нижнего торца. В кронштейне есть круглое отверстие, куда вставляют один торец штанги. Второй торец входит в вертлюг. И регулируя отклонение каркаса от вертикали и горизонтали можно выставить угол бурения.

Монтаж обсадных труб в скважину — как это делается?

После выхода на водоносные слои в скважину закачивают техническую воду, с помощью которой размягчают грунт у ствола шахты. После размягчения грунта, используя лебедку, из скважины извлекают бурильную штангу, постепенно раскручивая все резьбовые соединения на стыке составных элементов.

Завершив демонтаж штанги, в скважину погружают первую обсадную трубу, удерживая ее торец лебедкой. Причем стенки первой трубы покрывают перфорацией (пропилами или отверстиями) и оборачивают геотканью (подобие фильтрующей мембраны).

Сборку элементов обсадного каркаса ведут в раструб, обустроенный с толще стенки трубы. Поэтому в качестве обсадных элементов используют асбестовые, чугунные или полимерные (самый долговечный вариант) трубы, диаметром от 125 миллиметров и толщиной стенки от 0,7 сантиметра.

Герметизацию стыков обеспечивают с помощью электросварных муфт (что предпочтительнее) или силиконового уплотнителя.

Финальный этап

По завершению сборки обсадного каркаса приступают к раскачке скважины (см. статью «Как раскачать скважину»). В финале, к раскаченной скважине присоединяют насос и адаптер, с помощью которого можно состыковать источник с водопроводом.

То есть, к обсадной трубе делают подкоп (ниже уровня промерзания грунта), в теле каркаса вырезают отверстие. В трубу вводят насос, шланг которого соединяют с внутренней частью адаптера, монтируемой в отверстие.

Далее остается только соединить фитинг «траншейного» участка трубопровода с ниппелем внутренней части адаптера и закапать траншею.

Источник: canalizator-pro.ru

Технические особенности и преимущества гидробурения

Важно правильно подобрать бур и его оснастку, от чего будет зависеть время достижения положительного результата.

Гидробурение скважин – это метод разрушения структуры грунта под влиянием бура с применением жидкости. Данный процесс считается самым доступным вариантом самостоятельного обустройства собственного водозабора в загородном подворье. Превосходно работает в условиях песка и глины, значительно сокращает время проведения монтажных работ, затраты человеческих и энергетических ресурсов.

Не рекомендуется его применение на болотистой местности и при прохождении скалистых пород. В прохождении болота он малоэффективен. Для проведения бура сквозь скальные породы необходимо использовать механическое бурение, человеческих усилий будет явно недостаточно.

Такой принцип работы заключается в ускоренном вымывании мелких частиц грунта и поднятие их с помощью струи воды под большим напором. Основным условием остается легкость вымываемой породы и быстрота ее разрушения.

Такой метод для бурения скважин имеет ряд преимуществ:

• незначительная себестоимость работ;
• возможность проведения работ в ограниченном пространстве;
• нет зависимости от посторонних людей и мощной крупногабаритной техники;
• получаемый ствол скважины обладает достаточной прочностью.

Для проведения таких работ необходимо наличие воды под нужным напором. Это может обеспечить гидропомпа и емкость объемом 5-21 м³, в зависимости от особенностей местности и глубины будущей конструкции. Хорошим подспорьем будет наличие центрального водоснабжения.

Подготовка бурового оборудования

Для проведения подобной работы понадобится применение буровой установки малых габаритов. Как правило, она имеет диаметр 1 метр и высоту до 3 метров.

Оборудование для гидробурения включает в себя:

• разборную раму из прочной стали;
• лебедку на электроприводе;
• специальный контур, обеспечивающий скольжение элементов по раме;
• специальный бур со штангами;
• гидропомпа и шланг для подачи воды;
• блок управления.

Перед началом работ, необходимо позаботиться о наличии сетевого источника электропитания или генератора. А еще пригодятся: обсадные трубы, основной фильтрующий элемент и стандартные рабочие инструменты.

Качество и скорость бурения будет зависеть от производительности выбранного оборудования и его надежности.

Проведение замеров и обустройство участка

Перед самим техническим процессом бурения скважин водой под давлением необходимо произвести подготовительные работы. Они состоят из следующих этапов:

• Расчет глубины залегания водного пласта. Это важно для подготовки необходимой длины труб и определения особенностей процесса бурения. Для этого понадобиться получить карту местности с геодезическими обозначениями, заблаговременно позаботиться об используемой жидкости для бурильной установки в объеме 5-21 м³.
• Подготовка самого участка для проведения работ. Данный способ бурения подразумевает наличие двух емкостей по 1 м³ для фильтрации промывочной жидкости и последующего использования в буровой установке. Данные емкости соединены между собой специальным каналом и защищают окружающую местность от излишнего загрязнения.
• Сам бур устанавливается в строго вертикальном положении, заборный шланг на помпу располагается в первой емкости. Откуда по нем жидкость попадает в бурильную шахту.

Указанная бурильная установка отличается своей простотой и экономичностью использования энергоресурсов. Она является идеальным вариантом для применения в частном порядке, так как не требует дополнительных теоретических знаний и большого практического опыта. Требуется всего лишь неукоснительное соблюдение строгой последовательности технологического процесса.

Пошаговая технология бурения скважин

Важно начинать гидробурение скважины своими руками утром, с учетом климатических условий и особенностей местности. При работе на песке – воды понадобится больше. При извлечении глины необходимо дать время ее растворению, для этого понадобится заблаговременно начать использование воды.

Разберем детальнее сам процесс бурения:

• выполняется шлифовка стен для укрепления колонны;
• применяемая жидкость охлаждает бур, усиливает его проникновение вглубь грунта;
• отработанный раствор поступает в фильтрующую емкость, где он очищается;
• затем переливается в следующую емкость для последующего применения.

Используемая технология позволяет производить бурильные работы до достижения водоносной жилы. Эффективность и мощность такой установки дают возможность производить работы на глубине до 50 метров. По завершению работ шахта промывается чистой водой, извлекаются буровые штанги.

Укладка обсадных труб

По завершению работ по бурению скважин гидробуром приходит время для монтажа обсадных труб, предотвращающих обрушение стенок шахты. Для этой цели могут применяться:

• сталь;
• пластик;
• асбестоцемент.

Наибольшей эффективностью отличаются пластиковые трубы. Они обладают достаточной прочностью, не поддаются воздействию коррозии, не разрушаются при длительном нахождении во влажной среде. Рекомендуется применять трубы с диаметром 116 мм для коротких скважин, и 125 мм – для глубоких шахт. Помимо этого современные пластиковые трубы позволяют избежать лишних соединений, что значительно усиливает прочность всей конструкции.

Для достижения высокой очистки воды необходимо применять специальные фильтры грубой очистки. Они могут быть самодельными, либо изготовленными в заводских условиях. При самодельном изготовлении подобного фильтра на водозаборной трубе делаются щели небольших размеров, после чего они обматываются мелкой сеткой, которая фиксируется хомутами. После установки фильтра, на дно водозаборной трубы высыпается половина ведра мелкого гравия. После чего производится окончательная размывка водоносного пласта для его очищения от остатков буровой жидкости.

Технологический процесс бурения скважины водой считается ответственной работой. Он требует тщательной подготовки используемого инструмента и строго соблюдения технического процесса. Однако полученный положительный результат, сделанный своими руками будет продолжительное время радовать счастливого обладателя чистой вкусной водой!

Источник: vodatyt.ru

Как выполняется гидробурение скважин?

При бурении скважин данным методом используются малогабаритные бурильные установки (МБУ), основными элементами которых является каркас, силовой агрегат, вертлюга и рабочий инструмент. В качестве последнего применяются бурильные штанги и головки. При этом важный момент состоит в использовании технической жидкости (чаще всего обычной воды). Жидкость самотеком стекает в скважину и одновременно решает две задачи — во-первых, размягчает и вымывает грунт, а во-вторых, охлаждает рабочие поверхности бурильного инструмента.

Если ознакомиться с видео, на котором заснят процесс гидробурения скважин, можно заменить, что во время работ происходит постоянный круговорот воды. Смесь воды и размытого грунта поднимается из скважины с помощью насоса, после этого жидкость поступает в приямок, где частицы грунта осаживаются. После этого вода снова поступает в скважину.

Кроме того, существует технология бурения скважины на воду с промывкой без приямка. Она более удобна. Во-первых, в этом случае нет необходимости копать приямок, а это экономит время. А во-вторых, по завершении работ на участке на остается никаких повреждений.

Источник: skvazhinov.ru