 |
3.3 Водозаборные скважины. 3.3.1 Способы бурения водозаборных скважин.. Конструкции водозаборных скважин и их оборудование
|
|
|
|
3. 3 Водозаборные скважины
Скважиной называют глубокое и узкое отверстие в грунте, проделанное буровым инструментом. Слово скважина. древнеславянская форма которого скважьня, восходит к той же основе, что сквозь и сквозняк.
3. 3. 1 Способы бурения водозаборных скважин.
Конструкции водозаборных скважин и их оборудование
В настоящее время применяется несколько способов бурения скважин. Наиболее старый – ударно-канатный – когда грунт выбирается для образования скважины желонкой - рабочим органом в виде цилиндра с дном, действующим как обратный клапан, и заостренными нижними краями. Вначале устанавливается кондуктор, - направляющая труба, которая постепенно, по мере выработки грунта внутри ее, погружается в грунт. Желонка с помощью специальной вышкы высотой 12…15 метров поднимается вверх и бросается вниз по кондуктору. При удареона заполняется грунтом через открывающееся дно. При подъеме дно захлопывается, а попавший внутрь грунт удаляется из желонки на поверхности. Ударно-канатный способ применяется для устройства скважин глубиной до 150 метров во всех видах грунтов. При попадании на валуны, камни и другие прочные породы желонку временно заменяют на долото или клин, которым разбивают встретившееся препятствие, а желонкой удаляют его осколки. Одновременно или с опережением опускают колону обсадных труб для крепления стенок скважины. В песчаниках, известняках, доломитах, сланцах и других прочных породах проходка скважин может осуществляться открытым забоем без крепления стенок.
В последнее время буровые установки реализуют в основном вращательный способ бурения с прямой и обратной промывкой забоя, бурение с помощью погружных пневмоударников или колонковое бурение с отбором керна. Последнее наиболее часто используется для проходки разведочных скважин. В качестве рабочего органа используют шнеки (для неглубоких скважин в рыхлых грунтах), шарошки, долота, ударники и т. п. для разрушения горной породы на забое, т. е. на дне проходимой скважины.
|
|
|
Для удаления разрушенной породы, подъема ее на поверхность используют промывочные жидкости из бентонитовой или специальной глины, которая обеспечивает необходимую вязкость при вдвое меньшем расходе. За рубежом применяют специальное органическое вещество «реверт». Промывочная жидкость из него отличается тем, что через 90 часов под действием развивающихся в нем биологических процессов она теряет вязкость. Сроки существования могут изменяться в широких пределах с помощью химических добавок.
Кроме глинистых растворов для промывки используют воду, аэрированную жидкость, пену. а также продувку воздухом.
Вращательным способом с обратной промывкой проходят скважины глубиной до 200 метров, а более глубокие (до 600 метров) с прямой промывкой.
Буровые установки глубокого бурения монтируют на прицепах. В качестве привода используют двигатель автомобиля или собственный. Установка их на месте бурения осуществляется четырьмя мощными гидродомкратами, а подъем и опускание мачты – с помощью гидроцилиндров, что упрощает монтаж – демонтаж установки.
В буровых установках некоторых фирм подвижный вращатель оснащают вибромолотом, что позволяет бурить скважины вибро-ударно-вращательным способом.
Большинство буровых установок оснащено компрессором, размещенном непосредственно на платформе. Рабочее давление их от 0, 7 до до 2, 5 МПа, а подача воздуха от 16 до 30 м3/мин.
При бурении в неустойчивых сыпучих грунтах, где требуется крепление пробуренных участков колонной обсадных труб используют специальный расширитель, увеличивающий диаметр скважины ниже башмака обсадных труб.
|
|
|
В условиях Полесья, где торфяники подстилаются песками и, неглубокие скважины (до 20 метров) могут проходиться методом гидроподмыва.
Конструкция водозаборной скважины определяется глубиной залегания водоносных пластов, характером проходимых горных пород, требуемым дебитом. При ее устройстве первую колону обсадных труб опускают на глубину 10…12 метров. Она должна обеспечивать вертикальность скважины. Затем опускают трубы меньшего диаметра (приблизительно на 50 мм) и доводят до нижней границы водоносного слоя и несколько заглубляют в водоупор. После чего устанавливают фильтр.
При большой глубине залегания водоносных пластов. Когда из-за большого сопротивления трения обсадной трубы о грунт не удается достичь необходимых глубин, переходят на трубы меньшего диаметра и таким образом конструкция скважины приобретает телескопический вид.
Таким образом в конструкции скважины можно выделить основные части:
- водоприемная (фильтр);
- крепление стенок (обсадные трубы);
- устье (оголовок) – выходная часть скважины.
Устье скважины располагают в наземном павильоне, высотой более 2, 4 метра или в подземной камере. Диаметр эксплуатационной колоны труб принимают в зависимости от типа применяемых погружных насосов – не меньше номинального диаметра насоса.
Верхняя часть колоны обсадных труб должна выступать над полом павильона или подземной камеры не менее чем на 0, 5 метра. Оголовок должен быть герметичным, исключающим проникновение в затрубное и межтрубное пространство загрязнений и поверхностных вод.
|
|
|
