Технология бурения водозаборных скважин, виды бурения
Бурение скважины на воду – сложный многоступенчатый процесс, состоящий из нескольких технологических этапов.
При поступлении заказа на бурение скважины, наш специалист проводит первичный анализ стоимости, основываясь на геологических данных компании и предполагаемой глубине бурения. Заказчику озвучивается приблизительный диапазон цен на услуги, а также уточняется дата посещения участка, удобная для вас. Участок предполагаемого бурения подвергается первичному осмотру, уточняются необходимые детали и назначается дата начала проведения работ.
В назначенный день на участок прибывает наш специалист, который окончательно выбирает место для бурения скважины. В это же время уточняется степень участия заказчика – у нашей компании есть все необходимое, чтобы провести данные работы “под ключ”, включая обустройство скважины, что позволяет вам планировать свое собственное время и избежать постоянного контроля работ на участке.
После уточнения всех необходимых условий и составления договора отбирается бригада для работы и организуется выезд техники – и команда приступает к непосредственному бурению скважины.
Виды бурения скважин
-
Шнековое бурение
Шнек представляет собой стальную трубу с навитой стальной спиралью – подобно штопору, шнек бурит породу вращательными движениями. Шнеки соединены между собой при помощи шпонок и резьбы. Подобное бурение – идеальный вариант для неглубоких скважин в песчаной и других мягких породах.
-
Роторное бурение
-
Колонковое бурение
Вращательным элементом служит стальная колонковая труба, имеющая твердосплавную коронку в основании. Порода бурится по краям трубы, заводится в центр и в дальнейшем выдувается при помощи сжатого воздуха. Колонковый метод широко используется также при лабораторных исследованиях, так как предоставляет породу в первозданном состоянии (выдуваемую из центра колонковой трубы).
-
Ударно-канатное бурение
Наиболее простой способ: бурение производится забиванием трубы, поднимаемым грузом и с силой опускаемого на верх трубы. Сила удара достаточна для разрушения породы, которая удаляется из скважины обычной желонкой.
Перечисленные методы бурения скважин используются уже многие годы и отлично зарекомендовали свою эффективность, но в настоящее время специалисты нашей компании предпочитают наиболее современный и универсальный способ – вращательное бурение скважин по роторному методу. Роторное бурение скважин – наиболее быстрый способ с максимально высоким КПД.
Процесс бурения скважин
В процессе бурения скважин наблюдается отклонение ствола от вертикали вследствие геологических особенностей (угол залегания пластов, наличие твердых включений породы, тектонические нарушения и прочее). Также причиной отклонения могут стать технологические причины: неправильная центровка вышки, перекос бурильной колонны, чрезмерная осевая нагрузка и другие. Искривление ствола скважины наблюдается при любом способе бурения – но современный уровень технологий и большой опыт специалистов позволяет не допускать отклонения ствола скважины более чем на 2-3 градуса.
В компании «Бурвода 72» используется только современная профессиональная техника высокой точности, позволяющая максимально сократить угол отклонения. Высокоточное оборудование позволяет избежать технических неполадок в работе скважины и продлить срок ее службы.
Процесс бурения скважин заключается в последовательном разрушении поверхности забоя, производимом вращением бурового долота (породоразрушающего инструмента). Разрушенная в результате бурения порода выводится на поверхность при помощи специального раствора.
Затем производится поиск водонасыщенного горизонта. В случае непредвиденного отклонения от проекта (редкие случаи, возникающие, например, в удаленных малоизученных районах) производится согласование с клиентом дополнительных условий.
На завершающем этапе бурения проводится компрессорная прокачка скважины под высоким давлением, вызов притока и разглинизация – освоение скважины. Также проводится обязательный замер производительности, откачка до чистой воды, предоставляется устный отчет по бурению.
Заказчикам стоит помнить, что особенности бурения той или иной скважины могут отличаться в зависимости от участка, на котором ведутся работы. К примеру, не стоит использовать грунтовые воды, если объект находится в районе с высокой промышленной активностью – и наоборот, в отдаленном месте возможно бурение относительно неглубокой скважины. Опытные специалисты нашей компании учтут все возможные нюансы работы и помогут вам выбрать оптимальный вариант, а при необходимости установить систему очистки воды из скважины.
Для того, чтобы узнать приблизительную глубину скважины конкретно для вашего района, на нашем сайте представлена подробная карта бурения. Получить более точную и подробную информацию вы можете у наших операторов по номеру +7(3452) 930-317, а также оставив свой вопрос в разделе «Вопросы специалисту».
Остались вопросы? Звоните по телефону +7 930-317
основные методы, особенности, технологические этапы
Бурение артезианских скважин выполняется вращательным способом, когда породоразрушающий инструмент (шарошечное долото) вращается за счет крутящего момента, передаваемого буровыми штангами от вращателя. В последнее время для этих целей наибольшее распространение получили буровые станки УРБ 2А-2 на базе ЗИЛ 131, УРАЛа или КАМАЗа. В качестве двигателя буровой установки может использоваться как маршевый двигатель, так и отдельный палубный двигатель.
Бурение на воду с промывкой
При бурении промывкой разрушаемая порода гидравлическим способом вымывается на поверхность. Поскольку буровые штанги представляют собой толстостенные трубы с резьбовым муфтовым соединением, через них с помощью насоса на забой подается специальная жидкость. Пройдя по штангам вниз до долота, эта жидкость вымывает разрушаемую породу и поднимает ее по стволу на поверхность, где она самотеком переливается в отстойник. Из отстойника по гибкому шлангу раствор вновь насосом подается внутрь штанг и по штангам на забой, тем самым, осуществляя круговорот.
Когда проходят неустойчивые породы в качестве промывочной жидкости применяют глинистый раствор, поэтому насос, который прокачивает этот раствор получил название грязевого насоса. А этот метод получил название бурения с промывкой. Если геологический разрез начинается с глинистых слоев, раствор получается естественным образом. При невозможности образования глинистого раствора естественным путем его замешивают из специальной глины (бентонитовой), возможно добавление небольшого количества цемента. При прохождении твердых пород, таких как известняк, в качестве промывочного раствора, как правило, используется вода.
Глинистый раствор выполняет еще одну важную функцию – за счет гидростатического давления удерживает стенки ствола скважины от обрушения. Глинистый раствор хорошо удерживает стенки при прохождении глинистых и песчаных слоев.
По виду вымываемого глинистого раствора буровой мастер видит, какие породы разрушает долото и фиксирует это в журнале.
Когда инструмент доходит до известняка, ствол обсаживается трубами и промывается. Известняк является естественным хранилищем воды, которая заполняет поры, каверны и трещины, образуя «бесконечную» систему «сообщающихся сосудов». Далее происходит бурение известняка долотом меньшего диаметра с использованием в качестве промывочной жидкости чистой воды (при небольших глубинах используют глинистый раствор). Если встречаются прослойки глины или песчаные линзы, буровой мастер фиксирует это в журнале, в будущем эти участки ствола обязательно перекрываются обсадной трубой меньшего диаметра.
Встречаются и сплошные известняки, иногда окремненные, в которых по понятным причинам нет трещин и, как следствие, воды. Но рано или поздно инструмент доходит до нужных пластов.
Когда начинается поглощение промывочной жидкости, ее количество пополняется с помощью привозной технологической воды, которую привозит автоцистерна, получившая название водовозки. По степени поглощения промывочной жидкости буровой мастер определяет ожидаемый дебит, то есть ее производительность. Когда это поглощение достигает необходимых значений, буровой мастер отбивает статический уровень и при необходимости обсаживает ствол известняка обсадной трубой меньшего диаметра.
Бурение скважин на воду в Московской области состоит из 3 операций, которые выполняются последовательно или параллельно:
- Разрушение породы.
- Транспортировка разрушенной породы с забоя на поверхность.
- Крепление стенок обсадной колонной.
Разрушение породы производится долотом, транспортировка буровым раствором с помощью насоса, а стенки скважины крепятся обсадными трубами.
Завершающая стадия
При прокачке замеряют еще одну очень важную характеристику – динамический уровень. Затем рассчитывается удельный дебит скважины.
Скважина готова к эксплуатации. То есть не совсем так. Теперь ее необходимо обустроить кессоном и смонтировать скважинный насос.
Звонок нашим инженерам поможет Вам принять решение: (495) 649-8593
Узнайте цены на бурение и установку водоподьемного оборудования (кессон, адаптер, насос, гидробак).
Какие работы включает обустройство скважины, которое необходимо для создания полноценной системы водообеспечения коттеджа круглый год.
Какие данные содержит паспорт скважины, и почему его наличие необходимо при подборе водоподьемного оборудования.
Технология бурения артезианских скважин на воду. бурение. НПО КВО
Технология бурения
Бурение артезианских скважин на воду, как правило, производится вращательным способом, когда породоразрушающий инструмент (шарошечное долото) вращается за счет крутящего момента, передаваемого буровыми штангами от вращателя, который в свою очередь имеет привод от двигателя буровой установки. В последнее время для этих целей наибольшее распространение получили буровые станки УРБ 2А-2 на базе ЗИЛ 131 и УРАЛа. В качестве двигателя буровой установки может использоваться как маршевый двигатель, так и отдельный палубный двигатель.
Бурение с промывкой
При бурении на воду с промывкой разрушаемая порода вымывается на поверхность с помощью жидкости. Жидкость с помощью насоса подается через буровые трубы непосредственно на забой. Пройдя по трубам вниз до долота, эта жидкость вымывает разрушаемую породу и поднимает ее по скважине на поверхность, где эта жидкость самотеком переливается в отстойник. Из отстойника по шлангу эта жидкость вновь насосом подается внутрь труб и по трубам на забой, тем самым, осуществляя круговорот этой жидкости.
Когда бурение касается неустойчивых пород, в качестве промывочной жидкости применяют глинистый раствор, Если разрез скважины начинается с глинистых слоев, глинистый раствор получается естественным образом. При невозможности образования глинистого раствора естественным путем глинистый раствор замешивают из специальной глины (бентонитовой), возможно добавление небольшого количества цемента. Глинистый раствор выполняет и другую важную функцию – за счет гидростатического давления удерживает стенки скважины от обрушения. Глинистый раствор хорошо удерживает стенки скважины при прохождении глинистых и песчаных слоев. При прохождении твердых пород, таких как известняк, в качестве промывочного раствора используется вода.
По виду вымываемого глинистого раствора буровой мастер видит, какие породы в настоящий момент разрушают долото и фиксирует это в буровом журнале.
Когда инструмент доходит до известняка, скважина обсаживается трубами и промывается. Известняк является естественным хранилищем воды, которая заполняет поры, каверны и трещины, образуя, таким образом, огромную систему трещин. Далее происходит бурение известняка долотом меньшего диаметра с использованием в качестве промывочной жидкости чистой воды. Если встречаются прослойки глины или песчаные линзы, буровой мастер принимает решение о перекрытии данных участков ствола скважины обсадной трубой меньшего диаметра.
Встречаются и сплошные известняки, иногда окремненные, в которых по понятным причинам отсутствуют трещины и, как следствие, вода. Но рано или поздно инструмент доходит до нужных пластов известняка.
Когда начинается поглощение промывочной жидкости, ее количество пополняется с помощью привозной воды, которую привозит водовозки. По степени поглощения промывочной жидкости буровой мастер определяет ожидаемый дебит скважины, то есть ее производительность. Когда это поглощение достигает необходимых значений, буровой мастер отбивает уровень воды в скважине и при необходимости обсаживает ствол известняка обсадной трубой меньшего диаметра.
При прокачке скважины определяется динамический уровень воды в скважине и рассчитывается дебет скважины.
После всего этого вы имеете у себя на участке готовое к эксплуатации гидротехническое сооружение.
Теперь остается обустроить скважину кессоном, смонтировать водоподающее оборудование и насладиться собственным водозаборным узлом в полной мере.
Технология бурения скважин на воду
Технология бурения на воду. Виды скважин
Технологии бурения скважин на воду классифицируются по способу разрушения грунтовых пород и методу их извлечения на поверхность. В свою очередь, выбранный способ определяет набор оборудования и техники для устройства индивидуальной скважины на воду на дачном участке. Таким образом, именно технология бурения на воду с ее конкретными особенностями определяет конечную стоимость создания и обустройства источника воды на даче или участке загородного коттеджа. В некоторых районах Подмосковья и Твери, где водоносные слои представлены известковыми и песчаными горизонтами, наша компания осуществляет разработку артезианских (известковых) и фильтровых (песчаных) точек водоснабжения.
Технологии бурения на воду: классификация, особенности
Базовые принципы бурения скважин на воду сводятся к выбору технологии разрушения пород. Бурение производят шнековым, роторным или ударно-канатным способом. Выбор зависит от типа местности, ее геологических особенностей, глубины залегания подземных водоносных слоев, конкретного типа грунта на участке.
Виды скважин на воду: различия, преимущества
Геологические особенности местности определяют тип скважины на воду, которая может быть:
Кроме того, некоторые жители сельских районов все еще предпочитают добрый старый колодец.
Артезианская скважина (известковая)
Глубина артезианской скважины под воду зависит от уровня залегания подземных вод. Например, водоносные известняки в Московской области находятся от 20 до 100 и более метров от поверхности земли. Поэтому глубина бурения на воду в северных районах Подмосковья обычно составляет 20-25 метров, а на юге может достигать 200 метров. Для известкового источника характерно большое количество воды (до 10-15 куб.м/час) и долгий срок эксплуатации. Стоимость разработки артезианской скважины больше, чем фильтровой, поэтому иногда соседи по даче кооперируются и оборудуют один источник на несколько домов. Выбирая, где расположить скважину на участке, следует учитывать, что для ее разработки потребуется участие тяжелой техники, которой нужно обеспечить беспрепятственный подъезд. Наша компания использует оборудование на базе ЗИЛ-131. Чтобы буровая машина могла подъехать к объекту, потребуется дорожка шириной не менее 3 метров и площадка 4×6 метров для работы.
Фильтровая скважина (на песок)
Особенности бурения на воду в местности, где подземные воды проходят в песчаных слоях, позволяют заглубляться в грунт не более чем на 30 метров. Технология бурения шнековым способом состоит в одновременном разрушении породы и извлечении ее на поверхность. Дебет фильтрового источника намного меньше артезианского, но его вполне хватает для полива на даче и бытовых нужд.
«Правильная» скважина на воду, обустроенная под ключ, служит от 5 до 15 лет, а по окончании срока эксплуатации требует проведения специального вида работ по ее восстановлению. Сезонная эксплуатация, когда водой пользуются в течение 3-4 месяцев, а остальное время источник «простаивает», негативно сказывается на длительности его жизни. «Сезонная» скважина быстро заиливается, ее дебет уменьшается, и лет через семь она и вовсе выходит из строя. После того, как насос перестает качать воду из песчаного источника, обсадные трубы промывают под давлением с помощью специального оборудования. Если этот метод «реанимации» не помогает, бурят новую точку. Поэтому, выбирая вид скважины на воду, лучше вложить средства в долгосрочный, артезианский, проект.
Абиссинский колодец
Абиссинский колодец является самым доступным вариантом водоснабжения. Если в случае разработки фильтрового или известкового источника порядок бурения на воду сводится к выбору места его обустройства, использованию тяжелой или малогабаритной техники и последующему запуску скважины, то для создания абиссинского колодца грунт просто «прокалывается» трубой с острым наконечником. Его глубина составляет не более 8-12 метров, но к преимуществам относится полная защищенность от грязи, спор, пыли, дождя.
Звоните прямо сейчас!
(4822) 45-21-31
Заказать звонокМы свяжемся с вами
в течение 10 минут
Технология бурения скважин на воду
Технология бурения на воду зависит от типа скважины, которую необходимо пробурить. Существующие виды бурения скважин сильно отличаются и позволяют загородному домовладельцу выбрать оптимальный тип скважины.
Если Вам нужно совсем небольшое количество воды — например, на время строительства дома на неосвоенном участке, то временным решением может быть простая и дешевая скважина-игла, абиссинский колодец. Такие скважины небольшие по диаметру, а по глубине обычно бывают меньше 10 м. Бурятся ручными установками или с минимальной механизацией. Для подъема воды чаще всего используется не насос, а простая ручная качалка. Работа такой скважины с большой вероятностью будет нестабильной, зависящей от многих причин — в жару скважина пересохнет, в дождь вся грязь с поверхности попадет в водозабор.
Процесс бурения скважин на песок
Требует серьезной техники, так как эта скважина уже способна обеспечить средний дебит 0,5 куб. м/ч. Такого объема достаточно, чтобы обеспечить потребности семьи из трех человек при летнем проживании. Глубина залегания водоносных песков может доходить до 50 м. Бурение осуществляется буровой установкой, применяют шнековое или лопастное долото. Такие долота подходят для бурения в мягких грунтах. Наличие в грунте крупных валунов может сделать невозможным бурение скважины, так как указанные типы долот не способны пройти камень. Длительность бурения скважины на песок составляет 1-2 дня. Для обсадки скважины используется металлическая труба, в нижней части которой ставится сетчатый фильтр (стальная сеть галунного плетения) для задержания песка и других твердых частиц. Твердо гарантировать нахождение воды при бурении песчаной скважины нельзя, так как вода в песке располагается не сплошным слоем, а линзами. Подъем воды происходит с помощью скважинного насоса. Рекомендуется использовать мембранный насос типа «Малыш».
Процесс бурения артезианской скважины
Бурение артезианской скважины в технологическом плане гораздо сложнее, чем бурение на песок. Водоносный известняк в основном залегает на большой глубине и является достаточно прочной породой. Для бурения известняка используется вращательное бурение с промывкой и шарошечное долото. При промывке скважины вместе с глинистым раствором на поверхность выносятся фрагменты разрушенной породы. Кроме удаления породы из забоя, глинистый раствор укрепляет стенки скважины. При прохождении более прочных окремненных известняков применяется ударно-вращательное бурение. Средняя продолжительность бурения скважины на известняк составляет 5-7 дней. При сложных условиях бурения (большая глубина залегания водоносного горизонта, прочные окремненные известняки и т.д.) бурение может продлиться дольше.
Скважина обсаживается стальными трубами до известняка. Для большей надежности скважины внутрь стальной трубы опускается пластиковая труба. Использование пластика увеличивает срок службы скважины в два раза. Фильтр в водозаборной части артезианской скважины не нужен, так как в водоносном известняке отсутствуют твердые загрязнения типа песка. Подъем воды происходит с помощью высокопроизводительного роторного скважинного насоса.
| «> |
Технология бурения скважин на воду
Главная » Технологии » Технология бурения
Артезианская скважина – сложное гидрогеологическое сооружение. При бурении таких скважин существует немало особенностей и их не соблюдение может привести к выходу из строя скважины, значительному уменьшению срока службы и к ухудшению качества воды. Поэтому так важно соблюдать всю технологию бурения скважин на воду. Наша компания гарантирует Вам, что скважины, пробуренные нами, будут служить Вам долго и надежно, потому что наши бурильщики соблюдают всю технологию бурения.
Прежде всего давайте разберем терминологию, — что такое технология бурения –это свод определенных правил и нормативных документов, позволяющих произвести безаварийное бурение скважины под различное целевое назначение и утвержденные регламентом проведения работ.
Регламент проведения работ по бурению скважин на воду
Прежде всего хочется отметить что регламент проведения буровых работ – это основополагающий документ, в котором описывается весь технологический процесс бурения скважины, подлежащий строгому исполнению и любое отступление от регламента должно утверждаться руководством буровой и проектной организациями. Не маловажная роль в регламенте проведения работ отводиться контролю за действиями буровой бригады, путем передачи информации в строго обозначенное время (сводки).
Геологическая разведка и что это такое?
Она выполняется на предмет соответствия кадастровым данным, если таковые есть и служит основополагающим материалом для проектирования будущей скважины.При выполнении геологразведки,выполняется комплекс геофизических исследований,при которых описываются интервалы водопроявления,статические и динамические уровни водонасыщенных горизонтов.Отбираются пробы воды для химического и бактериологического анализа, все эти данные помогут проектировщику правильно подобрать конструкцию скважины на необходимый нам водонасыщенный горизонт.И давайте не будем забывать,что бурение без геологической разведки — является грубейшим нарушением технологии бурения скважин на воду.
Проектирование скважины.
После получения исходных данных по геологии и необходимому дебиту скважины делается проект на скважину. Одним из наиболее важным и основным этапом является проектирование конструкции скважины, конструкция скважины и количество колонн зависит от следующих факторов:
— геологического разреза местности. Перед проектированием скважины, обязательно досконально изучаются данные по геологоразведке, после этого проектировщиком делается анализ и в проект закладывается необходимое количество колонн.
— целевого назначения скважины (вода, нефть, газ, геотермальное отопление или другое). Если скважина бурится для отбора воды, то необходимо знать суточное потребление воды на объекте. Эта информация позволит правильно спроектировать конечный диаметр эксплуатационной колонны.
После полученной информации определяется способ бурения и выбор бурового станка:
— способ бурения определяется группой и характеристикой пород
На примере одного населенного пункта постораемся показать как это выглядит:
1. Исходные данные по геологии:
0-2м. суглинки бурые.
2-20м.пески мелкозернистые и валунные отложения.
20-50м.глина коричневая.
50-55м.известняк крепкий.
55-62м.известняк трещиноватый(водонасыщенный)
2. дебит скважины нужен 3куб.час.
Согласно исходных данных конструкция скважины будет следующей:
D159мм.0-20м.(кондуктор)
D125мм.0-52м.(эксплуатационная)
D93мм. 52-62м.(открытый ствол).
Обращаем ваше внимание на то, что все четвертичные отложения, которые идут до известняка должны отсекаться кондукторами, во избежании подтока верхних вод и загрязнения известнякового пласта. Поэтому каждая скважина индивидуальна и прежде чем определять конструкцию скважины, изучается гидрогеология данного населенного пункта и только после этого, можно сказать какой конструкции скважина у вас будет.
Приготовление бурового раствора.
Особое внимание в регламенте проведения буровых работ отводится приготовлению раствора для бурения скважины. При расчете параметров бурового раствора во внимание принимают мощность неустойчивых грунтов, например песко-гравийные отложения. Поэтому при прохождении таких грунтов нужно уделить внимание : плотности раствора, удельному весу и его водоотдаче.
Вскрытие водоносного горизонта.
Данный этап в технологическом процессе бурения скважины необходимо выполнить с большой ответственностью. Прежде всего необходимо перевести скважину на воду, после того как вы произвели обсадку колонны (технической или эксплуатационной) на кровлю известняка, необходимо буровой раствор находящийся внутри колонны выдавить из скважины потоком чистой воды, подаваемой через бурильные трубы на забой (дно скважины) – это делается во избежании загрязнения горизонта и прекращения срока службы скважин находящихся вблизи места бурения. Далее на чистой воде происходит вскрытие известнякового горизонта.
Испытание скважины.
Одним из заключительных этапов в регламенте проведения работ, является прокачка скважины. Она может осуществляться как эрлифтом (компрессорная прокачка), так и центробежными насосами. В результате данных испытаний определяется дебит скважины, статический и динамический уровни. Все полученные данные заносятся в паспорт скважины.
Подводя итог – технология бурения скважин на воду, должна сопровождаться регламентом проведения буровых работ. Так же давайте не будем забывать, что регламент проведения буровых работ описывается индивидуально под скважину, так как его определяет – технология бурения скважин на воду.
Так же рекомендуем Вам, прочитать статью «оптимальная конструкция скважины«
Проверить правильность пробуренной скважины и соблюдение технологии бурения скважины можно заказав геофизический каротаж.
Получить более подробную информацию о скважинах и возможных конструкциях Вы можете по телефонам:
8 (495) 729-00-25,
8 (906) 708-76-75
методов бурения скважин на воду | Lone Star Drills
Неудивительно, что бурение скважин на воду — это древнее дело. Около 8000 лет назад первые колодцы были выкопаны вручную, чтобы обеспечить безопасный, чистый и надежный источник воды для самых ранних цивилизаций. Наша потребность в воде не изменилась, но с тех пор технология бурения скважин прошла долгий путь.В некоторых регионах мира выкопка колодца вручную по-прежнему является самым дешевым и наиболее практичным способом улучшить доступ к воде, особенно для одноразовых колодцев.Однако для подрядчиков и групп, желающих добавить или расширить свои возможности по бурению скважин на воду в долгосрочной перспективе, механическое бурение может предложить более быстрый и эффективный вариант.
При выборе оборудования для бурения скважин на воду следует учитывать две вещи: 1) Метод должен соответствовать геологии. 2) Учитывайте затраты, как краткосрочные, так и долгосрочные. Для одной скважины ручные методы могут не стоить больших затрат, но могут ли ручные методы бурения справиться с почвенными условиями на вашем участке? И какова общая стоимость рытья нескольких колодцев? С другой стороны, варианты механического бурения скважин могут позволить выполнить работу быстро, но могут не укладываться в бюджет для операции, которая предусматривает поиск только нескольких скважин в год.
Давайте подробнее рассмотрим плюсы и минусы некоторых популярных методов ручного и механического сверления, чтобы определить, какой вариант лучше всего подходит для вашей работы.
Ручные методы
Для многих копание колодца напоминает человека в глубокой, илистой яме, пропустившего ведра с землей, и не без оснований. Копание вручную, вероятно, является самым старым и наиболее часто используемым ручным методом получения доступа к грунтовым водам, и это трудоемкая и грязная работа.
Как и другие ручные методы, в том числе шлам, ручное ударное бурение, приводная точка и ручное сверление, ручная выемка требует только простых инструментов и большого количества тяжелой работы, поэтому отдельные лица и сообщества так долго эффективно использовали эти методы. Как говорится, «не сломалось — не чини». И для районов с ограниченным доступом к тяжелому оборудованию или топливу эти методы по-прежнему являются жизнеспособным вариантом.
Плюсы:
- Требуются простые инструменты, доступные локально
- Может достигать глубины 230 футов (70 метров) или более в зависимости от метода и геологии
- Работа может быть выполнена быстро большими бригадами
Минусы:
- Высокий риск загрязнения поверхности
- Пробурить скальные породы или плотный грунт сложно или невозможно
- Большинство методов становятся нестабильными на глубине менее 33 футов (10 метров)
- Большинство методов требуют высокого уровня грунтовых вод
Возможно, самый большой недостаток ручного рытья колодцев заключается в том, насколько неэффективен процесс для нескольких колодцев.Установка до полудюжины скважин на одном участке может не обанкротиться, но многократный наем больших бригад может быстро сложиться. Кроме того, геологические препятствия и риск заражения с помощью ручных методов делают их менее привлекательными для подрядчиков и групп, стремящихся производить устойчивые скважины в нескольких регионах.
После рассмотрения плюсов и минусов, если ручное сверление кажется лучшим вариантом для вашего проекта, ручное ударное бурение, вероятно, является наиболее эффективным и широко используемым методом.Процесс заключается в многократном опускании тяжелого бурового долота, соединенного с тросом или кабелем, в отверстие, частично заполненное водой, чтобы разрыхлить почву и отколоть куски породы. Заостренное буровое долото и односторонний клапан в нижней части бурильной трубы могут быть добавлены для создания гибридной техники ударно-шламовой обработки для повышения эффективности. Ручное ударное бурение быстрее, чем другие ручные методы, способно проникать в породу (очень медленно) и легко герметизируется для предотвращения загрязнения. Однако механическое ударное бурение, механизировавшее ручной метод забивки скважины, является гораздо более эффективным вариантом для операций, которым требуется долгосрочное решение.
Механические методы
Если для ручного бурения требуются простые инструменты, большая рабочая бригада, упорный труд и терпение для выполнения работы, то для механического бурения используются двигатели, шестерни и топливо для прохождения скальных пород и твердых грунтов. Эти методы позволяют копать быстрее и глубже, чем ручные методы, и идеально подходят для подрядчиков и групп, которым требуется эффективное, высокоманевренное и простое в использовании оборудование. Для бурения одной скважины они могут быть неэффективными с точки зрения затрат, но для предприятий, стремящихся добавить бурение водяных скважин к своим услугам, инвестирование в подходящую буровую установку для бурения водяных скважин для вашей операции может обеспечить быструю окупаемость инвестиций и открыть новые возможности.
Существует несколько популярных методов, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы, поэтому перед тем, как переходить к механической буровой установке, рассмотрите свои потребности и геологию вашего региона.
Jetting: В этом методе насос выталкивает воду по бурильной трубе и из узкого сопла, чтобы создать струю воды, которая разрыхляет осадок. Вода за пределами бурильной трубы выносит шлам на поверхность в отстойник, вырытый рядом со скважиной. Затем насос возвращает воду обратно в трубу.Бурильная труба подвешивается к треноге и вращается вручную, чтобы отверстие оставалось ровным. В мелком песке этот метод может достигать глубины 197 футов (60 метров).
Плюсы:
- Требуется всего два человека
- Только инструменты — это насос, который может создавать достаточное давление, и труба
Минусы:
- Работает только с мягкими мелкозернистыми отложениями
- Сложная установка сантехнического уплотнения для защиты от загрязнения поверхности
Cable Tool: Это механизированная версия ручного ударного бурения.Тяжелое буровое долото прикрепляют к стальному тросу, поднимают и опускают в скважину. Шлам по-прежнему удаляется вручную с помощью желонки, и в скважине необходимо поддерживать уровень воды в несколько метров, чтобы шлам оставался взвешенным. Оборудование варьируется от базовой лебедки на салазках со штативом до сложного набора шкивов и барабанов с большой мачтой. Большие станки для канатных инструментов устанавливаются на прицепе или платформе грузовика и используют гидравлические двигатели для подъема и опускания мачты и вращения барабанов с канатом.Эти более крупные установки способны бурить на сотни футов в глубину практически в любых геологических условиях.
Плюсы:
- Использует наименьшее количество топлива
Минусы:
- Самый медленный механический метод
- Стальной кожух, необходимый для предотвращения обрушения скважины при работе с рыхлыми отложениями
- Может потребоваться дополнительное оборудование, такое как аппарат для дуговой сварки и резак для корпуса привода
Буровой станок для бурового раствора: Основная концепция бурового станка для бурового раствора аналогична технологии струйной обработки.Добавьте большое режущее долото, отрезки стальных бурильных труб с резьбовыми соединениями, двигатель для поворота и подъема бурильных труб и прочную мачту для поддержки трубы, и вы готовы к бурению вращающихся скважин. При вращательном бурении буровая установка также смешивает бентонитовую глину или другие материалы с водой для струйной обработки, чтобы улучшить ее способность поднимать шлам. Эта жидкость называется «буровой раствор», и именно она упоминается в названии метода.
Двумя основными категориями бурового роторного бурения являются: привод стола, когда вращающийся механизм около основания буровой установки поворачивает бурильную трубу, и привод с верхней головкой, когда ее вращает двигатель, прикрепленный к верхнему концу трубы.В обоих случаях верхний конец трубы прикреплен к подъемному механизму, который перемещает ее по мачте. Оба типа буровых установок также имеют вертлюг, прикрепленный к верхнему концу трубы, позволяющий закачивать буровой раствор по трубе во время ее вращения.
В зависимости от размера буровая установка может бурить до 3281 футов (1000 метров). Буровые установки LS100 и LS200 представляют собой буровые установки для бурового раствора в малой части размеров буровых установок, но даже эти небольшие машины могут пробурить 8-дюймовую (20-сантиметровую) скважину на глубину 197 футов (60 метров).Для большей мощности на сложных почвах компания Lone Star разработала гидравлическую серию. LS300H + способен пробурить 6-дюймовую (15 сантиметровую) скважину на глубину до 300 футов (91,4 метра).
Плюсы:
- Буровой раствор сохраняет ствол скважины открытым, устраняя необходимость в приводных обсадных трубах
- Быстрее, чем кабельный инструмент и методы струйной обработки
Минусы:
- Бурение в скальных породах возможно только с помощью более крупных буровых установок
- Несколько двигателей потребляют больше топлива в час, чем буровая установка
- Большие буровые установки требуют вспомогательных транспортных средств для транспортировки воды и бурильных труб
Air Rotary: Механические элементы пневматической буровой установки аналогичны буровой установке для бурового раствора, включая возможность привода стола или верхнего привода для вращения трубы.Принципиальное отличие заключается в использовании сжатого воздуха для удаления шлама, а не бурового раствора. В пневматической роторной установке используются буровые коронки того же типа, что и в буровой установке, но она также может бурить с помощью забивающегося в скважину перфоратора. Он использует сжатый воздух для дробления породы и может очень быстро бурить. Большая воздушная роторная установка может пробурить более 1640 футов (500 метров) в правильных геологических условиях.
Плюсы:
- Самый быстрый метод бурения
- Более быстрая установка, чем другие методы
Минусы:
- Самый дорогой способ
- Максимальное потребление топлива в час
- Требуются вспомогательные машины и большой воздушный компрессор
Как видите, вариантов бурения скважин на воду очень много.Метод бурения, который лучше всего подходит для вас, зависит от вашего геологического строения, вашей мускулатуры и вашего бюджета.
Как работает установка для бурения скважин на воду?
За почти 40 лет работы Skillings & Sons в сфере бурения скважин мы обнаружили, что люди часто не задумываются о работе и технологиях, необходимых для создания надежного источника чистой питьевой воды с прекрасным вкусом. Хотя многие домовладельцы в Нью-Гэмпшире и Массачусетсе берут воду из частной скважины, скорее всего, им не пришлось нанимать подрядчика по строительству скважины, и их не было там, когда скважина была пробурена.Наблюдение за работой буровой установки может быть довольно впечатляющим; вот как это работает.
Как работает буровая установка?
Установка для бурения скважин — это крупногабаритное оборудование, которое необходимо доставить на площадку на грузовике и установить на месте, где должна быть выкопана скважина. Буровые установки представляют собой либо роторные бурильщики, которые сверлят землю круговыми движениями, либо «удочку», которая поднимает и опускает тяжелый груз с помощью техники, известной как «кабельное бурение», для пробивки отверстий.В роторной буровой установке используется ряд коронок. Наиболее распространенными типами являются биты с длинным кабелем или стальные биты, которые вращаются по часовой стрелке, прокалывая землю и разрыхляя почву. При вращении долота камень выносится на поверхность. Токарное долото часто нагревается, поэтому для охлаждения бурового долота используется вода или грязь.
Цель бурения скважин — достичь водоносного горизонта или источника воды глубоко под землей, но не на этом бурение прекращается. Чтобы обеспечить достаточный запас воды и долгий срок службы скважины, компания по бурению скважин продолжит бурение ниже уровня грунтовых вод.Колодцы в коренных породах обычно имеют длину от 100 до 500 футов, но в некоторых случаях могут иметь глубину более 500 футов.
Установка обсадных труб
Обсадные трубы представляют собой длинные трубы из стали или пластика, которые выстилают новую скважину, чтобы предотвратить обрушение во время бурения и загрязнение воды внизу. Между стенкой скважины и обсадной колонной имеется двухдюймовый зазор, называемый кольцевым пространством. Он заполнен гравием и покрыт цементом на последние двадцать футов до поверхности, чтобы предотвратить попадание загрязняющих веществ с поверхности в колодец и разрушение источника воды, питающего его.Оболочки также помогают защитить колодец от замерзания в зимние месяцы.
В то время как некоторые компании, занимающиеся бурением скважин, устанавливают обсадную трубу во время бурения, другие могут также установить трубопровод отдельно после завершения бурения.
Поддержание чистоты источника воды
Чтобы предотвратить попадание мусора и других поверхностных загрязнений в водопровод на дне колодца, необходимо установить фильтры. Эти фильтры также предотвращают попадание более крупных частиц в водяной насос.По окончании бурения на дно обсадной колонны помещается экран. На дне колодца также используется гравий — естественная фильтрующая среда.
Опыт и технологии
Сотни лет назад бурение скважин означало копание вглубь земли с помощью лопаты и ведра до попадания в грунтовые воды. Сегодня существует ряд методов и методов, которые подрядчики по бурению скважин могут использовать, чтобы обеспечить домовладельцев надежным источником воды на многие годы.
Если у вас есть вопросы о бурении новых скважин или вам нужна информация о том, как улучшить поток воды из существующей скважины, позвоните в Skillings & Sons прямо сейчас.
Поиск лучших мест для бурения скважин на воду с помощью технологий
Когда вы хотите пробурить новую водозаборную скважину, будь то для орошения, домашнего или муниципального использования, геотермального или водного полива, один из самых больших вопросов заключается в том, откуда вы знаете, где бурить.Пробурить скважину может стоить сотни или тысячи долларов, и если в итоге получится сухая скважина, это будет напрасная трата денег.
В течение последних нескольких столетий технологию поиска подземных вод называли «колдовской». Это включает использование ветки ивы, чтобы ходить взад и вперед по заданной области, пока подземные воды не заставят ветку согнуться вниз.
Он добился определенных успехов, особенно в обнаружении источников воды, которые расположены близко к поверхности и которым не препятствуют тяжелые слои сланца или глины.Его успех в обнаружении более глубоких или более скрытых водных образований имеет больше ограничений.
Но, как и в других областях сельского хозяйства и геологии, технологии достигли прогресса. Познакомьтесь с Кевином Ригсби, менеджером по геолого-геофизическим исследованиям в компании Hydro Resources, расположенной в Шугарленде, штат Техас, с офисами в девяти местах — все они предназначены для помощи фермерам, сельским предприятиям и правительствам в поиске лучшего места для получения необходимой им воды.
Его местоположение в Канзасе — Гарден-Сити.В Оклахоме у него есть офис в Талсе. Офисы в Техасе находятся в Шугарленде, Дриппинг-Спрингс, Далхарте, Херефорде и Санрей. Есть также офисы в Форт-Луптоне, штат Колорадо, и в Рино и Виннемукке, штат Невада
.Ригсби работает в офисе в Талсе, Оклахома.
«Более 20 лет я работал в нефтегазовой отрасли, используя сейсмические и электромагнитные технологии, чтобы помочь найти лучшие участки для бурения нефтяных скважин», — говорит Ригсби. «Но почти каждый раз, когда я создавал тестовую площадку, у меня был фермер — землевладелец или сосед — спрашивал меня, можно ли использовать такую технологию для обнаружения воды.”
Ригсби говорит, что его заинтриговал этот вопрос, в основном потому, что он подозревал, что ответ был «да», но также потому, что у него было ощущение, что дни экономики, основанной на ископаемом топливе, были ограничены и что «вода — новое золото».
Итак, он оставил нефтегазовый мир и разработал геофизический способ поиска воды под поверхностью земли. Hydro Resources использует электромагнитные токи для создания сигналов и измерения возвратных сигналов, которые отображают гидрологические особенности под поверхностью и определяют места, где можно найти бурение скважины с хорошим качеством и хорошим запасом воды.
Геотехники размещают на поверхности несколько датчиков для измерения обратных сигналов и вставляют зонды из нержавеющей стали для приема низкочастотных сигналов с земли.
«Когда низкочастотные сигналы проходят через землю и скальные образования, возвращаемый сигнал несет новую информацию, помогая нам находить участки песка, гравия или пористого известняка», — говорит Ригсби. Он добавляет, что данные, собранные на успешных скважинах, помогают определить типы обратных сигнатур, которые указывают, где бурение будет продуктивным.
По его словам, компанияHydro Resources ведет разведку скважин на воду с использованием этой технологии с 2004 года и имеет около 85% успешных попыток найти приемлемые скважины на национальном и международном уровнях. «У нас очень редко бывает сухая яма; иногда мы получаем меньше объема, чем предполагалось, иногда лучше », — добавляет Ригби.
В случаях, когда пласты подземных вод находятся на глубине 300 футов или более, Hydro Resources имеет технологию, которая позволяет использовать естественное электромагнитное поле земли для измерения «удельного сопротивления» или сопротивления току и использовать это для определения где есть бассейны с водой.
В западных Канзасе и Оклахоме некоторые подземные водоносные горизонты часто являются солоноватыми или слишком солеными, чтобы их можно было использовать для орошения. Но Ригсби говорит, что технология Hydro Resources может отличить соленую воду от пресной.
«Соленая вода обладает высокой проводимостью», — говорит он. «Его удельное сопротивление составляет около 6 Ом по сравнению с 16 или 18 или выше для пресной воды. На наших изображениях значения удельного сопротивления пластов обозначены цветом. Желтая или зеленая зона — хорошая цель; оранжевая или красная зона почти наверняка будет соленой водой или глиной / сланцем.”
Он говорит, что та же технология может помочь менеджерам водных ресурсов отслеживать подземные «шлейфы» соленой воды, которые либо возникают естественным путем, либо чаще возникают в результате утилизации или протекающих обсадных труб нефтяных скважин.
«Измеряя удельное сопротивление, можно отличить соленую воду от пресной», — говорит он. «Это действительно единственная технология, которая делает это».
Технологии в бурении глубоких и сверхглубоких скважин: текущее состояние, проблемы и будущие тенденции в период 13-й пятилетки (2016–2020 гг.)
В период 12-й пятилетки (2011–2015 гг.) CNPC независимо разработала серия нового бурового оборудования, инструмента и химических материалов для глубоких и сверхглубоких скважин, в том числе шесть пакетов ключевого бурового оборудования: станки для скважин глубиной до 8000 м, четырехшарнирно-стендовые станки, устройства автоматического перемещения труб для буровых установок скважины глубиной 5000/7000 м, системы и оборудование для бурения с регулируемым давлением, газо-топливные альтернативные двигатели внутреннего сгорания и системы бурения на воздухе / газе / депрессии; семь наборов ключевых буровых инструментов: автоматические инструменты для вертикального бурения скважин, скважинные турбинные инструменты, высокопроизводительные долота PDC, гибридные долота, устройства пульсации струи долота, система контроля отсутствия неожиданности при бурении и устройства для спуска обсадной колонны для верхнего привода; и пять видов буровых растворов и цементных растворов: высокотемпературные и высокоплотные буровые растворы на водной основе, буровые растворы на масляной основе, высокотемпературный цементирующий раствор с большим перепадом температур и система вязкого цементного раствора.Эти новые технологии разработки сыграли важную роль в поддержке китайского бизнеса по разведке и разработке нефти и газа. В течение следующего периода 13-й пятилетки (2016–2020 гг.) По-прежнему существует множество проблем при бурении глубоких и сверхглубоких скважин, таких как высокие температуры, высокое давление, узкое окно давления, целостность ствола скважины и т. Д. а также огромное давление на снижение затрат и повышение эффективности. Таким образом, будущая тенденция развития будет сосредоточена на разработке эффективных и мобильных буровых установок, высокопроизводительных буровых долот и вспомогательных инструментов, методов обеспечения целостности ствола скважины и широкополосной телеметрии в скважине и т. Д.В заключение, это исследование поможет улучшить возможности и уровень бурения сверхглубоких скважин и окажет поддержку услугам по разведке и разработке месторождений нефти и газа в Китае.
Технология бурения — обзор
4.4 Бурение
Технология бурения значительно усовершенствовалась со времени исследования конструкции глубоких скважин Вудворда – Клайда в 1983 году. Достижения были в основном связаны с управлением направлением, которое связано с бумом добычи нефти и газа. бурение, связанное с горизонтальными скважинами.Хотя в настоящее время изучается размещение глубоких скважин в вертикальных скважинах, та же технология наклонно-направленного бурения может использоваться для поддержания прямолинейности ствола скважины (т. Е. Остроты изгиба или максимального углового отклонения на заданном расстоянии) и вертикальности (т. Е. Отвесности ствола скважины), даже когда структура породы, ткань или трещины могут привести к отклонению бурового долота от вертикали.
Мы в целом группируем соответствующие методы глубокого бурения по тому, как крутящий момент прикладывается к буровому долоту, как поддерживается управление направлением, а также по типу бурового долота.Недавний обзор достижений в бурении Li et al. (2016). Исторически сложилось так, что буровые установки прикладывали крутящий момент к буровому долоту через бурильную трубу через самую верхнюю секцию «ведущей трубы». Келли представляет собой кусок бурильной трубы с некруглым поперечным сечением, который вращается с помощью двигателя, соединенного с втулкой аналогичной формы, прикрепленной к вращающемуся столу на полу буровой установки. Вся длина бурильной трубы затягивается, чтобы сверло повернуть на дне скважины. При продвижении скважины к нижней части секции келли добавляется труба.
В последнее время для поворота бурильной колонны стали использовать двигатели с верхним приводом. Они включают в себя прямое соединение роторного двигателя с бурильной трубой в ее верхней части. Узел роторного двигателя перемещается вверх и вниз по мачте буровой установки во время буровых работ. Хотя это механически сложнее, чем использование стационарной системы ведущей трубы, оператору бурения предоставляется больший контроль, в том числе применение вращения при подъеме.
Забойные забойные двигатели — это современный альтернативный метод приложения крутящего момента к буровому долоту.В этих системах бурильная труба не вращается; Двигатель прямого вытеснения является частью нижней части бурильной колонны над буровым долотом. Закачка бурового раствора по бурильной колонне (т. Е. Прямая циркуляция) затем включает насос, который преобразуется в крутящий момент, прикладываемый непосредственно к буровому долоту.
Системы как с верхним приводом, так и с ведущим приводом могут быть сконфигурированы для использования обратной циркуляции, при которой буровой раствор перекачивается вверх по бурильной трубе, а не вниз по бурильной трубе. Такой подход часто приводит к более зависящему от глубины извлечению шлама, чем прямая циркуляция, когда буровой раствор циркулирует вверх по кольцевому пространству ствола скважины.Очень большие диаметры ствола скважины иногда требуют обратной циркуляции для эффективного удаления шлама, поскольку скорости потока бурового раствора снижаются с увеличением диаметра кольцевого зазора (более крупный шлам выпадает из бурового раствора при его замедлении), в то время как скорость в бурильной трубе остается высокой. Обратная циркуляция несовместима с некоторыми современными подходами к бурению (например, забойными забойными двигателями или ударным бурением) или требует специального оборудования.
Для управления направлением движения недавно появилось несколько различных типов гибридных поворотных управляемых систем.Эти методы обычно требуют, чтобы бурильная колонна поворачивалась (через килевую трубу или верхний привод), но имеют компьютеризированные активные элементы управления направлением, расположенные в нижней части бурильной колонны над буровым долотом. Современные методы либо динамически прикладывают горизонтальную силу к бурильной трубе (то есть подушки динамически толкают стенку скважины, чтобы отклонить долото в определенном направлении) на несколько метров над буровым долотом, либо динамически изгибают бурильную колонну во время вращения для получения надлежащего наведение сверла.Эти роторные управляемые системы могут быть намного дороже, чем забойные забойные двигатели или более традиционные методы бурения, но могут поддерживать точный контроль прямолинейности и вертикальности ствола скважины посредством непрерывных съемок и внутрискважинных измерений во время бурения. Забойные забойные двигатели и многоуправляемая система использовались в немецкой скважине KTB, которая имела отличное управление направлением до глубины примерно 6 км (Bram et al., 1988), но внутрискважинная электроника вышла из строя при более высоких, чем ожидалось, температурах, встречающихся ниже этого уровня. глубина (Engeser, 1995).Современная электроника в роторных управляемых системах теперь обычно устойчива к высоким температурам, что делает этот подход более осуществимым.
Буровые долота, используемые в твердых породах, обычно представляют собой долота с вращающимся роликовым конусом, которые имеют несколько вращающихся компонентов, покрытых твердосплавными штифтами, которые вращаются и разрушают породу на дне скважины за счет разрушения при сжатии. Поликристаллические алмазные компактные долота (PDC) — это новый тип бурового долота, разработанный для использования в осадочных породах. Эти долота не имеют движущихся частей и вместо этого разрушают породу в результате разрушения при сдвиге; По дну скважины протаскиваются режущие кромки.Долота PDC намного дороже, чем долота с шарошечным конусом, но они имеют очень высокую скорость проходки и обычно служат намного дольше (требуя меньшего количества выходов из скважины для замены долота). Некоторые передовые долота PDC и гибридные долота с роликовым конусом / долота PDC были недавно разработаны для бурения в твердых породах, но опыта работы с кристаллическими породами меньше по сравнению с обширным недавним опытом работы с долотами PDC в осадочных породах и долгой историей использования трикона. биты в кристаллической породе.
Ударное бурение — это альтернативный метод бурения и тип бурового долота, который концептуально заменяет забойный забойный двигатель буровым молотком, активируемым буровым раствором.Затем молот сжимающим образом разрушает породу на дне скважины за счет быстрого вертикального движения вверх и вниз. Традиционно большая часть ударного бурения выполняется с использованием воздуха в качестве бурового раствора, но доступны некоторые экспериментальные методы ударного бурения на водной основе. В то время как ударное бурение может обеспечить очень высокую скорость проникновения в твердую породу, использование воздуха в качестве бурового раствора часто нежелательно на значительной глубине. Удаление воды, которая течет в ствол скважины с помощью только циркуляции воздуха, может оказаться затруднительным, сжимаемость воздуха и утечка воздуха из стыков в бурильной колонне становятся значительными в очень длинной бурильной колонне, а бурение с использованием воздуха требует бурения на депрессии. подход, который устраняет вес бурового раствора как возможный инструмент в управлении стабильностью ствола скважины.
Ключевые критерии выбора подходящей современной буровой установки (например, с возможностью наклонно-направленного бурения) в дополнение к глубине ствола скважины, диаметру и типу породы включают ожидаемый вес бурильной колонны и вес устанавливаемой обсадной трубы / хвостовика. Буровые установки для нефтяных месторождений доступны мощностью до 4000 лошадиных сил с грузоподъемностью до 900 метрических тонн (Beswick, 2008). Среди доступных наземных установок есть несколько установок, которые способны пробурить скважину большого диаметра на глубину до 5 км в кристаллической породе фундамента.
Роторное бурение с верхним приводом в кристаллическом фундаменте, вероятно, будет выполняться с использованием твердосплавной пластины из карбида вольфрама, опорного подшипника и долота с коническим роликом. Забойный забойный двигатель может быть оснащен гибридными долотами с роликовым конусом и PDC. Для захоронения глубоких скважин следует использовать преимущества последних достижений в технологии бурения и заканчивания скважин, но мы не должны использовать экспериментальные подходы, если только последствия отказа для этих подходов не будут приемлемо низкими.
Выбор метода бурения, а также выбор конкретных долот и рабочих параметров (скорость вращения, вес долота и гидравлика бурового раствора) будет зависеть от местного опыта бурения и характеристик горных пород на площадке.Бурение в кристаллической породе будет медленным, с возможной скоростью проходки до 1 м в час. Твердые кристаллические породы фундамента обычно ограничивают срок службы бурового долота. Частая смена долота увеличивает количество спусков в скважину и выход из нее. В сочетании с большими диаметрами это означает, что затраты на бурение несколько неопределенны. При бурении глубоких скважин в твердых породах количество времени, затрачиваемого на спуско-подъемные работы и испытательное оборудование в скважине и из нее (например, для замены бурового долота, извлечения образцов керна, проведения испытания буровой штанги или проведения испытаний на гидроразрыв), может составлять значительную часть общего времени.Это можно свести к минимуму за счет использования более длинных секций бурильных труб, буровых долот с увеличенным сроком службы, включая новые гибридные типы, альтернативных методов бурения и отбора керна на кабеле.
Система циркуляции жидкости состоит из насосов, соединений с бурильной колонной, оборудования для сбора жидкости и наземного оборудования для подпитки жидкости и удаления шлама. В зависимости от метода бурения циркулирующая жидкость может состоять в основном из воды, масла или воздуха. Его функции заключаются в охлаждении и смазке долота, смазке бурильной колонны, вымывании выбуренной породы из ствола скважины, кондиционировании скважины для ограничения оседания и потери циркуляции, а также в контроле забойного давления.Буровой раствор или раствор часто оказывает значительное влияние на стоимость ствола скважины, особенно когда ствол скважины имеет большой диаметр или имеет потерю циркуляции. Буровой раствор, используемый при бурении покрывающей части ствола скважины, будет выбран для эффективного поддержания устойчивости ствола скважины через покрывающий слой (например, жидкость на водной или масляной основе с бентонитом). В зависимости от геологии покрывающих пород и возможности облупления или набухания глины, для некоторых участков ствола скважины может потребоваться жидкость на нефтяной основе (например,g., для набухающих глин) или рассола (например, если присутствуют минералы эвапорита).
Операции по цементированию важны для обеспечения устойчивости обсадных колонн и хвостовиков. Цементирование также можно использовать для герметизации проницаемых зон и трещин во время бурения, где наблюдается потеря циркуляции и другие методы неэффективны. Журналы цементной фиксации зацементированных, обсаженных интервалов завершенных скважин используются для подтверждения правильного размещения цемента. Для проверки характеристик цемента на дне обсаженных интервалов могут проводиться расширенные испытания на герметичность.
Колодцы с подземными водами
• Школа водных наук ГЛАВНАЯ • Темы о подземных водах •
Кредит: Говард Перлман, USGS
Колодцы подземных вод
Есть большая вероятность, что средний Джо, которому приходилось рыть колодец в Древнем Египте, вероятно, проделал эту работу своими руками, лопатой и ведром. Он продолжал бы копать, пока не достиг уровня грунтовых вод , , где все пространства между камнями и частицами грязи заполнены водой, а вода заполнила дно ямы.Некоторые колодцы до сих пор вырывают вручную, но доступны более современные методы.
Колодцы чрезвычайно важны для всех обществ. Во многих местах колодцы обеспечивают надежный и достаточный запас воды для домашних хозяйств , орошения и промышленных предприятий . Там, где поверхностных вод мало, например, в пустынях, люди не могли бы выжить и процветать без подземных вод .
Типы колодцев
Рытье скважины вручную сегодня устаревает, поскольку автоматизированные методы бурения заменяют ручной труд.Современные скважины чаще пробуриваются самосвальной буровой установкой. Тем не менее, есть много способов вставить колодец — вот некоторые из распространенных методов.
СКВАЖИНЫ
Копать землю киркой и лопатой — это один из способов выкопать колодец. Если грунт мягкий, а уровень грунтовых вод неглубокий, можно использовать вырытые колодцы. Исторически выкопанные колодцы выкапывались ручной лопатой до уровня ниже уровня грунтовых вод до тех пор, пока поступающая вода не превысила скорость откачки землекопа. Колодец был выложен камнем, кирпичом, плиткой или другим материалом, чтобы предотвратить обрушение, и был закрыт крышкой из дерева, камня или бетона.Их нельзя выкопать глубже уровня грунтовых вод — точно так же, как вы не можете выкопать очень глубокую яму на пляже … она все время наполняется водой!
Пример конфигурации насоса и водопровода, используемых в коммунальных системах водоснабжения.
Кредит: Роланд Толлетт, USGS
Вырытые и пробуренные колодцы имеют большой диаметр и выходят на большую площадь водоносного горизонта. Эти скважины могут забирать воду из менее проницаемых материалов, таких как очень мелкий песок, ил или глина.Некоторые недостатки этого типа колодцев заключаются в том, что они неглубокие и не имеют сплошной обсадной трубы, что делает их подверженными загрязнению из близлежащих поверхностных источников, и они высыхают в периоды засухи, если уровень грунтовых вод опускается ниже дна колодца.
ПРИВОДНЫЕ СКВАЖИНЫ
Забивные скважины по-прежнему широко распространены. Они строятся путем вбивания трубы небольшого диаметра в мягкий грунт, такой как песок или гравий. К нижней части трубы обычно прикрепляется сетка для фильтрации песка и других частиц.Проблемы? Они могут использовать только мелкую воду, и поскольку источник воды находится так близко к поверхности, может происходить загрязнение поверхностными загрязнителями.
БУРЕННЫЕ СКВАЖИНЫ
Бурение большинства современных скважин требует довольно сложной и дорогой буровой установки. Буровые установки часто устанавливают на большие грузовики. Они используют роторные буровые коронки, которые прогрызают породу, ударные коронки, которые разбивают породу, или, если почва мягкая, большие буровые коронки. Пробуренные скважины можно пробурить глубиной более 1000 футов.Часто насос помещают в колодец на некоторой глубине, чтобы вытолкнуть воду на поверхность. Колодцы и откачка
Уровни воды в колодцах
Пользователям подземных вод было бы легче, если бы уровень воды в водоносном горизонте , который питал их колодец, всегда оставался неизменным. Сезонные колебания количества осадков и случайные засухи влияют на «высоту» уровня подземных вод. Забор воды из колодца приводит к понижению уровня воды вокруг колодца. Уровень воды в колодце также можно понизить, если другие колодцы рядом с ним забирают воду.Когда уровень воды упадет ниже уровня забора насосов, то скважины начнут качать воздух — они «пересохнут».
При перекачивании колодца уровень воды вокруг колодца понижается, образуя конус впадины на уровне грунтовых вод. Если конус депрессии дойдет до других близлежащих колодцев, уровень воды в этих колодцах будет понижен. Конус развивается как в системах с мелкими грунтовыми водами, так и в системах с более глубокими замкнутыми водоносными горизонтами. В более глубоких замкнутых водоносных горизонтах конус впадины обозначается снижением давления, и конус распространяется на гораздо большую площадь, чем в системе грунтовых вод.При заданной скорости отбора конус депрессии простирается глубже в низкопродуктивных водоносных горизонтах, чем в высокопродуктивных.
Даже несмотря на то, что вода присутствует на некоторой глубине почти в любом месте, успех получения необходимого бытового водоснабжения (обычно 5 галлонов в минуту) из колодца зависит от проницаемости породы. Там, где проницаемые материалы находятся вблизи поверхности земли, может подойти неглубокий колодец. В других местах, например, там, где глинистый материал непосредственно покрывает коренную породу, может потребоваться глубокий колодец, уходящий в коренную породу.
Частные колодцы
Схема работы типовой водопроводной скважины на один дом.
Кредит: Агентство по охране окружающей среды США
Многие люди в Соединенных Штатах и во всем мире сами поставляют воду для своих домов, часто в более сельских районах, где нет крупных общественных систем водоснабжения для подачи воды. Вот основная диаграмма, показывающая, как работают эти скважины. Хотя на этой диаграмме показан один дом, большие скважины, которые снабжают больше клиентов, в целом работают одинаково.
КОМПОНЕНТЫ СКВАЖИНЫ
Ниже приведены описания основных компонентов частной водозаборной скважины. ( Источник: Национальная ассоциация подземных вод)
- Обсадная труба представляет собой трубчатую конструкцию, размещаемую в скважине для поддержания раскрытия скважины от целевых грунтовых вод до поверхности. Оболочка вместе с затиркой не допускает попадания грязи и излишков воды в колодец. Это помогает предотвратить попадание загрязняющих веществ из менее желательных грунтовых вод в колодец и их смешивание с питьевой водой.В некоторых штатах и местных органах власти есть законы, которые требуют минимальной длины оболочки. Наиболее распространенными материалами для обсадных труб скважин являются углеродистая сталь, пластик и нержавеющая сталь. Какой тип обсадной трубы можно использовать, часто диктует местная геология.
- Заглушки колодца размещаются сверху обсадной трубы колодца, чтобы предотвратить попадание в колодец мусора, насекомых или мелких животных. Заглушки колодцев обычно изготавливают из алюминия или пластика. Они включают вентиляционное отверстие для контроля давления во время откачки скважины.
- Грохоты для скважин прикреплены к нижней части обсадной колонны, чтобы предотвратить попадание слишком большого количества осадка в скважину. Наиболее распространенными фильтрами для скважин являются непрерывные щелевые, щелевые и перфорированные трубы.
- Адаптер без ямы — это соединитель, который позволяет трубе, по которой вода выходит на поверхность, оставаться ниже линии замерзания. Это обеспечивает поддержание санитарной и морозостойкой герметичности.
- Струйные насосы — это наиболее часто используемые насосы для неглубоких скважин (глубина 25 футов или меньше).Струйные насосы устанавливаются над землей и используют всасывание для забора воды из колодца.
- Погружные насосы — наиболее часто используемые насосы для глубоких частных скважин. Насосный агрегат размещается внутри обсадной колонны скважины и подключается к источнику питания на поверхности.
Узнайте основы воды с помощью наших грунтовок для воды!
Вы думаете, что знаете о грунтовых водах?
Информация на этой странице взята из Ground Water and the Rural Homeowner , Pamphlet, U.С. Геологическая служба, 1982, Роджер М. Уоллер.
Иконка викторины сделана mynamepong с сайта www.flaticon.com
Хотите узнать больше о скважинах с подземными водами? Следуйте за мной на веб-сайты, посвященные основам подземных вод и бытовым (частным) водозаборным скважинам!
Ручное бурение — сельская сеть водоснабжения
| Ручное бурение относится к нескольким методам бурения, которые полагаются на человеческую энергию для строительства скважины и завершения водоснабжения.В районах, где пласты довольно мягкие, а грунтовые воды относительно мелкие, можно использовать различные методы. Ручное бурение может обеспечить безопасную питьевую воду. Оборудование можно легко перевезти в отдаленные районы или в труднодоступные для обслуживания группы населения, которые в противном случае остались бы позади. Более низкие затраты по сравнению с машинным бурением ценятся домашними хозяйствами, предприятиями и государственными органами. Ручное бурение также обеспечивает занятость на местном уровне. |
Ручные методы бурения используются для обеспечения водой для питьевых и других бытовых нужд по меньшей мере в 36 странах мира.В некоторых местах хорошо зарекомендовали себя ручные методы бурения.
Ручное бурение является частью темы RWSN «Профессиональное бурение скважин на воду».
На этом веб-сайте представлены основные отчеты, видеоролики и ссылки по техническим и более широким аспектам ручного бурения. Вы также можете щелкнуть здесь, чтобы просмотреть все публикации по ручному бурению, доступные на веб-сайте RWSN (английский фильтр и французский фильтр).
Обзор по всему миру
|
Опыт конкретной страны
Карты и отчеты о возможностях ручного бурения
Набор инструментов ЮНИСЕФ для повышения квалификации ручного бурения
Набор инструментов предназначен для африканских стран, желающих приступить к профессионализации ручного сверления.Он включает в себя технические примечания и руководства, пропагандистские материалы, картографирование подходящих участков для ручного бурения, тематические исследования, а также руководства по внедрению и обучению. В этом пособии описывается, как наращивать потенциал местного частного сектора для удовлетворения постоянно растущего спроса на безопасную воду в сельских районах.
Обучение
Очень краткое введение в ручное сверление
Ручное сверление также известно как ручное сверление, сверление с помощью человека, и иногда его называют просто недорогим сверлением.Как следует из названия, технологии ручного бурения в первую очередь используют человеческую энергию.
Стоимость скважины, пробуренной вручную, может составлять от 10% до 50% стоимости скважины, пробуренной машиной или вырытой вручную на аналогичную глубину. Ручное буровое оборудование часто можно легко доставить на участки, недоступные для более крупных и традиционных буровых установок. Однако важно отметить, что методы ручного бурения чрезвычайно эффективны в подходящих грунтовых условиях. Они не подходят за пределами своих гидрогеологических ограничений.В случаях, когда пласт слишком твердый или водоносный пласт слишком глубокий, предпочтительным вариантом является обычное бурение.
В отличие от ручного копания, при котором человек должен физически находиться под землей, чтобы вырыть колодец (не менее одного метра в диаметре), ручное бурение позволяет операторам оставаться над землей и пробурить скважину узкого диаметра (от 50 до 200 мм). Ручное бурение может обеспечить домохозяйства и общины доступными по цене улучшенными источниками подземных вод как для домашнего, так и для производственного использования.Глубина бурения зависит от технологии и пласта, но может достигать 30 м, а иногда и больше.
Шнек Метод включает проникновение в землю скважиной небольшого диаметра с цилиндрическим или спиральным шнеком для почвы. Этот метод может проникать в определенные пески и илы, а также в некоторые глинистые образования.
Ручной удар и каменный молот Бурение включает подъем и опускание режущего инструмента, подвешенного на конце веревки. Это сухие методы, только с добавлением небольшого количества воды, чтобы удалить грязь (буровой шлам).
В отличие от описанного выше, в способах струйной обработки и ила для вымывания грунта используется значительное количество воды. Гидравлическая очистка (также известная как бурение ) и технология EMAS закачивают воду вниз и из нижней части бурильной трубы, чтобы вымыть грунт на поверхность. Самоструйные фильтры для колодцев являются усовершенствованием оригинальной технологии струйной очистки. Использование режущей кромки при струйной обработке позволяет сверлить более компактные материалы.Штатив (или вышка) позволяет технике проникнуть глубже. В методе EMAS используется ударное воздействие в сочетании с возвратно-поступательным вращением бурового долота для разрушения пласта, тогда как струйная очистка предназначена для проникновения в основном песков и илов под действием струи воды.
Sludging и его более поздние модификации ( Baptist , Rota Sludge и Pounder Rig ) — все методы непрерывного бурения, которые позволяют буровому раствору течь вниз по затрубному пространству (т.е. отверстие) и вынесите шлам вверх по бурильной трубе.Баптистский метод, Pounder Rig и Rota sludge пытались проникнуть в более твердые образования с переменным успехом. Pounder Rig уделяет больше внимания бурению вертикальной скважины, тогда как методы Baptist и Rota Sludge делают упор на очень недорогие скважины. Методы Baptist и Rota Sludge можно комбинировать с буровым молотком для проникновения в более твердые породы (например, латерит), тогда как установка Pounder уже предназначена для этого.
Для сравнения различных методов ручного сверления и других методов сверления см .:
- Технологии бурения с участием человека.Обзор технологий бурения с участием человека для строительства неглубоких скважин малого диаметра для бытового и сельскохозяйственного водоснабжения, подготовленный R.C. Картер, Университет Крэнфилда в Силсо, Великобритания
- Простые методы бурения. Краткое техническое описание простых и недорогих методов бурения, которые могут использоваться в различных ситуациях, подготовлено Б. Элсоном и Р. Шоу, WEDC, Университет Лафборо, Великобритания.
Методы ручного бурения чрезвычайно эффективны в подходящих грунтовых условиях, но не подходят за пределами их гидрогеологических ограничений.
Эти веб-страницы предназначены для обмена дополнительной информацией и обсуждения ручного бурения.