Бурим скважину ротором: технология роторного бурения и оборудование

Для организации водоснабжения на участке можно пробурить скважину ротором – вращающимся механизмом.

Инженеры расскажут, что такое роторный способ бурения скважины и какие тонкости встречаются в этой работе. В чем преимущества и недостатки.

Что такое роторное бурение

В отличие от роторного, шнековое бурение распространено шире, но оно не способно проходить через твёрдые породы, где водоносный слой может быть более стабильным и чистым.

Роторный тип бурения пришел из горнодобывающей промышленности. Ротор проходит мягкую породу, разрушает известняк и горные породы. Наконечник установки изготовлен из высокопрочной стали и называется долото.

По мере углубления долота в землю, происходит наращивание рабочей колонны.

Подаваемая вода промывает скважину, тем самым готовит её для эксплуатации.

Разрушенную породу следует поднять из скважины. Это делается с помощью жидкости, которая подаётся в скважину под давлением. Таким способом можно бурить скважины 250 метров и глубже. Из таких скважин могут снабжаться целые дачные посёлки.

Преимущества бурения по роторной технологии

У роторного бурения существует несколько преимуществ.

1. Можно бурить скважины большего диаметра, что увеличит объём поставляемой воды для нескольких домов. Это снизит затраты – ведь пробурить общую скважину выгоднее, чем каждому свою.
2. Бурение происходит быстро, с меньшими энергозатратами – за счёт меньшего размера долота перед шнеком или колонковой трубой.
3. За счёт глубины бурения можно добывать питьевую воду в больших объёмах.
4. Роторное бурение не требует извлечения бура и изменения способа бурения, если долото перешло с почвы на камень.
5. После установки обсадной колонны происходит укрепление затрубного пространства, и скважина служит дольше.

Оборудование для роторного бурения

Над местом проведения работ устанавливается буровая установка-вышка, оснащённая роторным двигателем.

После заглубления долота и ведущей штанги, к ним постепенно закрепляются остальные штанги с помощью муфт.

Ведущая штанга более тяжелая и более прочная: через неё в скважину поступает раствор для удаления отработанной породы. Давление раствора на трубы после каждых 10 метров бурения повышается на 1 атмосферу.

Муфты

Муфты – крайне важный элемент бурения.

Рабочие требования к муфте: быть стойкой к изнашиванию, выдерживать давление не меньше ста атмосфер.

Если в процессе работы муфта разрушится, то достать бур будет сложно или невозможно. Придётся бурить новую скважину.

Использование жидкости

Раствором служит обычная вода или вода с добавками – только в том случае, если грунт надо дополнительно связать. Кроме удаления грунта, жидкость охлаждает вращающееся долото.

Подача жидкости производится через штангу, откачка – через затрубное пространство. Может быть и обратная схема. Дальше жидкость очищается от грязи и используется повторно.

Оборудование для промывки скважины

• Аккумулятор для промывочной жидкости.
• Вибрационное сито для фильтрации частиц породы.
• Отстойная ёмкость или гидроциклон – отделяют осадок от жидкости.
• Насос буровой.
• Желоба – по ним жидкость проходит систему очистки.

Способы подачи жидкости

Существует 2 способа подачи жидкости: прямой и обратный.

Прямой способ

• При прямой подаче жидкость проходит через штанги и выходит под давлением через долото. Затем вместе с кусочками породы по затрубному пространству вытекает из забоя в комплекс очистки.
• Прямое бурение применяется для неглубоких скважин, когда водоносный слой в глубину доходит до 30 метров.
• Если грунт сыпучий, то в жидкость добавляют присадки.
• При каждой обсадке и укреплении колонны следующий бур берётся меньшего диаметра. Объём воды из скважины уменьшается.

Плюс прямого бурения в том, что при нём обсадка и цементирование может не применяться до 100 метров. Это значит, стоимость работ уменьшится, а скорость бурения увеличится.

Однако помните, что слишком долго не обсаживать выработку тоже вредно. Намываемая глина может забивать каналы, через которые идёт водоносный слой в шахту скважины, и тем самым уменьшить поступление воды.

Обратный способ

При обратном способе вода подаётся в скважину по затрубному пространству, а дальше удаляется из неё через штанги. Результат: стенки скважины разрушаются сильнее, и обсаживать её приходится чаще.

Из плюсов обратного способа бурения скважины можно привести:

• скорость прохождения бура– она выше;
• водоносный слой не засоряется глинистыми частицами;
• для удаления грунта используется вода – она дешевле, чем смесь с присадками.

Несмотря на все плюсы, такой способ бурения дороже, чем прямой. Всё упирается в стоимость оборудования. Поэтому обратный способ подходит коллективным хозяйствам для организации общей скважины.

Итог

Вам подойдёт роторное бурение, если:

• источник воды располагается глубоко;
• бур должен проходить твёрдые породы.