Бурение гидроинженерных промышленных скважин на воду

Скважина для промышленных целей – это сложная гидротехническая конструкция. Её главное отличие от обычных забоев состоит в большой производительности, увеличенном диаметре, телескопической форме и внушительном сроке эксплуатации, который доходит до семидесяти лет. Именно из-за особенностей конструкции бурение промышленных скважин выполняется несколько иным способом, чем устройство небольшой скважины для обеспечения потребностей частного или дачного домовладения.

Особенности промышленных скважин

Промышленная скважина сооружается для обеспечения водой больших посёлков, промышленных предприятий, фермерских хозяйств. Такие сооружения не подходят для частного использования, поскольку имеют очень большой дебит. Одна такая станция может приравниваться к нескольким выработкам со средней производительностью. Значительные размеры прохода позволяют добиться производительности, достигающей 100-6000 м³/ч. Глубина таких сооружений может быть 200 метров, а диаметр ствола доходит до 60 см. Чтобы поставлять воду потребителю, используются  сверхмощные глубинные насосы, водонапорные башни и специальные насосные сооружения.

Бурение промышленных скважин – это трудоёмкий и сложный процесс, который под силу выполнить только квалифицированным специалистам со специальным оборудованием. Например, такими работами занимается Гидроинженерстрой или частные фирмы. Перед тем как начать работу, необходимо изучить состав грунта, оценить глубину залегания и объёмы водоносных пластов, выбрать правильное место под проход, определить его глубину, подобрать способ бурения. Кроме этого перед бурением потребуется получить разную документацию:

• разрешение на сооружение промышленной скважины;
• разработать проект работ;
• также нужна лицензия на использования добытой воды.

Виды бурения промышленных выработок

Промышленные скважины бурятся при помощи самоходных установок с диаметром ствола, доходящим до 60 см. При этом используется несколько способов бурения:

1. Шнековое бурение подходит для устройства прохода в песчано-гравийных породах при залегании водоносного пласта на десятки метров. Основной принцип такого бурения состоит в выталкивании породы лопастями во время вращения устройства. Этот способ считается довольно быстрым, но он больше подходит для устройства небольших выработок со средним дебетом.
2. Довольно простой и надёжный ударно-канатный способ выполняется сбрасыванием мощного заострённого долота в скважину. Приспособление выполняет много поступательно-возвратных движений, постепенно разрушая грунт и формируя проход. Чтобы бурение проходило более эффективно, используют специальную утяжеляющую штангу, которую присоединяют к буру.
3. Самый производительный способ, позволяющий добраться до подземной воды, – это роторное бурение. По эффективности этот метод в 5 раз превышает канатно-ударный. Бурение промышленной скважины выполняется при помощи шарошечного долота. Оно находится в бурильной колонне и вращается благодаря ротору. Чтобы увеличить эффективность бурения, используется утяжелённая бурильная труба. Для укрепления стенок выработки и более лёгкого удаления из неё породы используют специальный промывочный раствор. После этого скважину обустраивают при помощи обсадных труб, подключают устройства для фильтрации воды и насосы.

Бурение скважины

Чаще всего бурение прохода выполняется роторным способом. Причём диаметр долота изменяется по мере заглубления выработки. Промывочный раствор нагнетается посредством штанги. А глубокие стволы делают при помощи колонкового снаряда и с использованием специальных коронок, которые позволяют поднимать на поверхность керновый материал. По добытому керну можно судить о послойном залегании породы в данной местности.

После того как верхние пласты будут пробурены, в проходе устанавливается обсадная колонна. Она защитит сооружение от просачивания грунтовой воды и попадания поверхностных сточных вод.  После этого работа ведётся долотом меньшего диаметра. В зависимости от  залегания водного горизонта при выполнении выработки специалисты могут несколько раз сменить диаметр долота на меньший, пока не доберутся  до источника. Именно поэтому конструкция скважины называется телескопической. После этого поверхность воды в обсадной трубе поднимется до постоянного уровня.

Важно знать: в процессе бурения очень важно защищать источник воды от любых видов загрязнения.

Устройство промышленной выработки

Погружные насосы для таких сооружений необходимо выбирать, исходя из их технических характеристик. Они должны быть в состоянии перекачивать чистую воду. Перед тем как спускать насосы в проход,  работники обязаны ознакомиться с данными по скважине. Всё дело в том, что конечный диаметр забоя отличается от начального из-за телескопической формы конструкции, поэтому нижний диаметр прохода должен быть больше наружного сечения насосного приспособления.

Погружая в скважину насосы, работники опускают туда нержавеющий трос для страховки, ПНД трубы, а также кабель к двигателю насосного устройства. После обустройства гидротехнического сооружения приступают к монтажу водозаборных конструкций. Они позволяют доставить воду потребителю. К ним относятся насосные станции 1-го и 2-го подъёма, резервуары и водонапорные башни.