Для сооружения скважин с обратной промывкой используют переоборудованные станки для роторного бурения УРБ-ЗАМ-ОП, 1БА-15В-ОП (табл. 8.11), а также специальные установки для геологического, удар]но-канатного и шнекового бурения УШБМ-16-ОП, УГБ-
При таком способе бурения вода из от]стойника поступает самотеком по кольцевому пространству, образуемому бурильной колон]ной и стенками скважины, в забой, захватыва]ет разбуренную породу и через отверстия в долоте транспортирует ее в шламовое отделе]ние отстойника на поверхности земли. Подъ]ем разбуренной породы на поверхность осу]ществляется за счет создания вакуума в рабо]чей трубе или с помощью эрлифта (рис. 8.19).
Рис. 8.19. Схема роторного бурения с обрат]ной промывкой, а) с использованием вакуум насосов; б) с использованием эрлифта; 1-до]лото; 2-бурильная труба; 3-воздушная труба; 4-сливной рукав; 5-вакуумный насос; 6-ваку-умный бак; 7-центробежный насос; 8-отстойник
Преимуществом способа бурения с обратной промывкой является увеличение в 10-15 раз скорости бурения в аналогичных геологических и гидрогеологических условиях по сравнению с прямой промывкой, возможность сооружения скважин с конечным диаметром до 1,5 м, предотвращение глинизации водоносных горизонтов в результате замены глинистого раствора на обычную воду.
При роторном способе бурения с прямой промывкой глинистыми растворами удельный дебит скважин снижается из-за частичного заполнения порового пространства прифильтровой зоны раствором. При сооружении скважин большого диа]метра таким способом сложно достичь требуемых режимов бурения и вскрытия водо]носных пластов. В связи с этим все более широкое применение находит бурение с об]ратной промывкой. Схемы такого бурения с использованием центробежных вакуум-на]сосов и эрлифтов показаны на рис. 8.19.
Технология бурения включает в себя процессы забуривания устья скважин при ма]лой частоте вращения бурового снаряда и расходе промывочной жидкости до 1,5 л/с; монтаж направляющей трубы к ее центру; непосредственно проходку ствола скважины до забоя с соблюдением оптимальных осевых нагрузок на породоразрушающий инстру]мент, частоты вращения бурового снаряда, расходов промывочных жидкостей под необходимым напором; выполнение спуско-подъемных операций и крепление стенок скважины.
Технические характеристики установок роторного бурения
Технические характеристики установок роторного бурения приведены в табл. 8.14. Функции породоразрушающих инструментов выполняют лопастные долота режуще-скалывающего и режуще-истирающего типа (используемые для разбуривания мягких и средней твердости пород) и шарошечные долота с двумя или тремя шарошками, дробя]щие и скалывающие твердые и абразивные породы.
С увеличением глубины скважины буровой снаряд, поддерживаемый с помощью канатов и лебедки, опускается и постепенно наращивается новыми бурильными труба]ми. Преимуществом этого способа является его значительно большая скорость бурения по сравнению с ударно-канатным. Однако при таком способе происходит частичная кольматация водоносных пластов глинистым раствором, что приводит к сокращению их водоотдачи.
Рис. 8.18. Схема ударно-канатного (а) и роторного (б) буре]ния: 1 – буровой сна]ряд; 2 – скважина; 3 – канат; 4 – мачта с талевыми блоками; 5 – система ударно-подъемного механиз]ма; 6 – лоток циркуля]ционной системы; 7 – отстойник глинис]того промывного рас]твора; 8 – кондуктор; 9 – ротор; 10 – верт]люг-сальник; 11 – грязевой насос
Для сооружения скважин большой глубины (0,2 км и более) в благоприятных гид]рогеологических условиях при наличии поблизости воды и качественного состава гли]ны и других промывочных растворов (или при экономически обоснованной доставке их из других районов) используют роторный способ бурения. Суть его состоит в разруше]нии пород инструментом, который вращается вокруг оси с одновременным созданием вертикальной нагрузки за счет веса бурового снаряда. Разбуренная порода непрерывно выносится из скважины восходящим потоком рабочего глинистого или иного раствора, который подается по бурильным трубам грязевым насосом (рис. 8.18, б).
На некоторых установках ударно-канатного типа зарубежного производства в каче]стве породоразрушающего инструмента используются грейфер и специальные желонки (Супер ЭДФ-55 Беното, Франция) или долота и грейферы (20ТН и 50ТН, Япония). По]следние типы установок, изготавливаемые японской фирмой "Като", приспособлены для ударно-канатного и роторного бурения с прямой и обратной промывкой.
Буровая установка БУГ-100М, разработанная в Гидропроекте, позволяет осуществ]лять ударное бурение в сочетании с вращением обсадной колонны. Вышка башенного типа позволяет использовать одно- и трехструнную талевую оснастку, поднимается и опускается с помощью лебедки станка.
В табл. 8.13 приведены основные технические характеристики наиболее часто при]меняемых отечественных и некоторых зарубежных установок для ударно-канатного бу]рения.
При таком способе бурения породу забоя разрушают ударами бурового снаряда, вес которого достигает 1,5 т (рис. 8.18, а). Разрушения грунта достигают многократным подъемом и сбрасыванием с высоты 0,5-1,0 м снаряда на забой с помощью бурового аг]регата. Число ударов снаряда за минуту достигает 40-50. Разбуренную породу удаляют из забоя с помощью специальных желонок (полых труб с клапанами или без них), кото]рые опускают многократно в скважину, подняв из нее предварительно ударную штангу и долото. Тип долот (зубильное, крестовое, двутавровое, округляющее) и тип желонок (с плоским клапаном, поршневая с ножом) подбирают в зависимости от твердости и ви]да породы. Этот способ позволяет опробовать все встречающиеся по разрезу водонос]ные горизонты, не требует воды и специального глинистого или иного бурового раство]ра. Им можно бурить скважины с начальным диаметром до 600-2000 мм. Однако ско]рость такого бурения невелика, зависит от твердости разбуриваемых пород, веса буро]вого снаряда, высоты его падения на забой, диаметра скважины, числа ударов в едини]цу времени и обычно колеблется в пределах от 1,6-5 м/ч.
Бурение скважин на воду производится специализированными объединениями или строительными организациями в соответствии с действующими техническими норма]ми и правилами их проектирования и сооружения. Способ бурения определяют в зави]симости от глубины залегания водоносного пласта, принятого в эксплуатацию, гидроге]ологических и местных условий. В маловодных и безводных районах с ограниченными возможностями подвоза воды при наличии рыхлых, валунно-галечниковых, полускаль]ных и песчаных грунтов при глубинах скважин до 50-500 м экономически выгоднее ис]пользовать ударно-канатный способ бурения.
Технология сооружения скважин на воду
Сайт о инженерных коммуникациях
Технология сооружения скважин на воду | ING-SETI.RU
