Общий принцип бурения любой скважины заключается в разрушении породы в забое с последующим выносом разрушенной породы (шлама) на поверхность. Различия конкретных методов бурения в технической реализации. Виды бурения скважин существенно отличаются используемыми технологиям.
Поставленная задача определяет выбор способа бурения скважин. Из существующих вариантов заказчик может выбрать наиболее подходящий для его случая метод, будь то бурение скважин под фундамент, бурение дренажных скважин, бурение инженерно геологических и геологоразведочных скважин, и даже такое сложное и высокотехнологичное, как бурение скважин на шельфе с помощью плавучих буровых платформ. Кстати, методов настолько много, что даже бурение вертикальных скважин не является чем-то уникальным - существует также бурение под углом и горизонтальное бурение.
шнековое бурение
Рассмотрим такие методы бурения, как колонковый и шнековый. Эти два способа механического вращательного бурения относятся к самым производительным. Каждый метод подходит под определенный круг задач.
Первый метод бурения скважин считается универсальным. Он применим практически для всех типов горных пород, на глубинах до 1 км, позволяет бурить скважины не только вертикально, но и под углом к горизонту.
Отдельно отметим очень важное достоинство первого метода – на поверхность поднимается грунт в виде целого (без нарушения природного сложения) керна. По добытым кернам составляется объективная картина состояния геологического разреза. Именно это свойство сделало его главным при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях, при разведке месторождений твердых полезных ископаемых.
керн
Целостность керна обусловлена конструкцией режущего инструмента - кольцевой коронки. В забое коронка образует кольцевую выработку вокруг части породы (керна), забирая ее в трубу.
Бурение с промывкой
Профессиональное бурение скважины на известняк производится с использованием промывочной жидкости. Глинистый раствор охлаждает буровой инструмент, защищает скважину от обрушения, выводит на поверхность разрушенную при бурении породу (шлам).
В основном, бурение скважин применяется с промывкой: разрушенная порода снаружи трубы выносится на поверхность глинистым раствором (или водой), подающимся под давлением. При бурении в неустойчивых породах промывка глинистым раствором укрепляет стенки скважины.
бурение с промывкой
Промывку забоя можно заменить продувкой сжатым воздухом. Преимущества продувки: не размывается керн и сам забой, не нужно организовывать подачу воды. Но существуют ограничения, мешающее широкому распространению метода продувки скважины: его можно использовать в породах, не содержащих воду в жидком состоянии.
Бурение скважин на воду шнеком применяется в мягких, рыхлых и мерзлых грунтах на небольших глубинах (до 50 м). Разрушение породы производится вращающимся долотом. Выбранная порода удаляется из забоя с помощью винтового шнека. Шнековым способом бурят скважины водоснабжения «на песок», то есть до песчаного водоносного горизонта. Не высокая цена шнекового бурения скважин делает его доступным практически каждому домовладельцу, скважина бурится за один день. Поэтому бурение скважины на воду шнеком до сих пор самый распространенный способ.
Также шнековый метод используется при бурении скважин под столбы и бурение скважин под фундамент. Цена шнекового бурения скважин в этом случае будет зависеть от глубины бурения, количества свай и сложности грунта.
В некоторых случаях шнек используют и для разведочного бурения. Но шнековый метод геологической разведки мало информативен, так как винтовой конвейер, поднимающий разрушенную породу на поверхность, смешивает геологические слои.
