Что такое шнековое бурение скважин для воды?

При наличии в регионе (на участке) легких грунтов малой или невысокой плотности для устройства индивидуальных источников воды целесообразно применять шнековое бурение скважин. Для того, чтобы бурить вращательным способом, необходимо соответствующее оборудование и знание технологии. В большинстве случаев бурение шнеком осуществляют специализированные бригады, особенно, когда речь идет о скважине значительной глубины. Для проходки неглубоких колодцев применяют небольшие шнековые бурильные станки, или ручные буры, работающие по схожему принципу и предполагающие приложение человеческой силы. В чем преимущество шнекового бурильного оборудования и есть ли у него недостатки, — об этом прочитаете в статье.

Технология проходки ствола шнеком

Что такое шнек? Это металлическая труба или штанга, оснащенная жесткой стальной лентой, расположенной винтообразно. Винтовая пластина является своеобразным транспортером, который, при вращении шнека, выносит разрушенный в процессе бурения грунт на поверхность. Такая особенность позволяет производить углубление в грунт практически непрерывно, без необходимости вымывания породы, как при роторной проходке скважины. Это упрощает технологию и делает процесс устройства колодца производительным. При нормальной работе за смену бурильная установка шнекового типа может углубиться от 10 до 30 м.

Еще одна положительная сторона работы шнеком, — формирование (уплотнение) стенки ствола, что уменьшает риск обрушения. Одна из технологий предполагает применение цементосодержащих растворов, которые вслед прохождению шнека формируют жесткий каркас ствола, удерживая рыхлые участки и поверхностные водоносные слои.

Бурильный шнек представляет собой сборную конструкцию, состоящую из отдельных отрезков. Бурение происходит на глубину отдельного шнека, после чего работа останавливается и присоединяется следующий фрагмент. Нижний элемент оснащен лопастным долотом, за счет которого происходит разрушение плотного грунта. Долото располагается под определенным углом к поддающейся воздействию поверхности. Чем плотнее грунт, тем больше угол резца по отношению к стволу проходки. Он меняется от 30 до 90 градусов. При проходке пород повышенной твердости применяются долота, оснащенные техническими алмазами, имеющими высокую твердость.

При бурении грунтов от трения происходит сильный нагрев долота и нижней части шнека, что ограничивает скорость вращения бура. В некоторых современных конструкциях внутри центральной трубы шнека предусмотрен канал для жидкости, через который происходит подача воды на долото. Это охлаждает резец и дает возможность увеличить вращательный момент, ускорив при этом прохождение ствола.

Скорость вращения бура зависит от диаметра колодца. При бурении скважины до 10 см в диаметре, шнек вращается до 500 раз в минуту. При больших сечениях забоя вращательная скорость бура колеблется в пределах 100-250 об/мин.

Особенности бурения шнеком

Такой способ проходки ствола хорош при наличии мягких грунтов с незначительным включением гравия и других скальных пород. Часто, если на пути шнекового бура встречаются крупные твердые элементы, процесс приходится прекращать, или подключать другие способы разрушения пород повышенной твердости.

Глубина бурения шнековым методом относительно небольшая, до 60 м. При благоприятных грунтах и сочетании с другими методами можно добиться более глубокой проходки ствола, — до 100 м. Такой углубленности хватает, чтобы гарантированно достать песчаные водоносные пласты, а в некоторых регионах, — артезианские. Шнековый метод, при всех своих преимуществах, имеет существенный недостаток, что заключается в сниженном притоке воды в обустроенную скважину. С другой стороны, есть еще одно преимущество в том, что при запуске колодца в эксплуатацию не приходится длительно заниматься его прокачкой, то есть очисткой ствола и фильтра от продуктов бурения (глина, песок и другие элементы грунта).

Подытожив сказанное, можно обозначить плюсы и минусы вращательного способа бурения скважин для добычи воды. Преимущества таковы:

• высокая скорость работы;
• несложные технология и оборудование;
• нет необходимости промывки ствола при бурении;
• непрерывная доставка к устью разрушенных долотом пород;
• грунт извлекается без поднятия бурового инструмента;
• есть возможность добраться до основных водоносов, имеющих потребительскую ценность (песчаный и частично известняковый горизонты).

Недостатки бурения на воду шнековым способом следующие:

• ограниченная глубина;
• не каждый грунт подходит для проходки ствола шнеком;
• сниженный дебет скважины;
• большая нагрузка на привод шнекового бура.

Таким образом, бурение шнековым методом на воду, — явление весьма распространенное в регионах с грунтами, обладающими невысокими показателями твердости, и неглубоким залеганием качественных водоносов. При других условиях необходимо бурить иными способами, позволяющими преодолевать твердость скальных пород и достигать больших глубин залегания качественной воды.