Что такое роторное бурение скважин?
Бурение скважин на воду – популярное направление профильной деятельности, которое использует разные виды технологий.
Большую популярность приобретают услуги роторного бурения. Оно считается надежным и безопасным вариантом буровых работ по оперативному созданию водяных скважин глубиной до сотни метров.
Главным плюсом роторных установок является отсутствие давлений по осям на рабочий механизм и применение для промывки обычной воды либо специальной жидкости.
Это позволяет уменьшить себестоимость процедуры при одновременном увеличении долговечности инструмента и повышении результата работы. Такой способ в бурении придомовых источников автономного водоснабжения нужно рассмотреть подробно.
План повествования:
- Об особенностях роторного бурения;
- Принцип буровых работ;
- Варианты роторного бурения;
- Преимущества и недостатки.
Об особенностях роторного бурения
Методику роторного бурения часто именуют наиболее оперативным способом обустройства источников воды. Однако называть его дешевым сложно. К нюансам процесса относится использование штанги с концом в виде насадки-коронки или шарошки.
Ротор в бурении – это особый механизм, имеющий подвижную вращающуюся часть (ствол), где закрепляется ведущая труба, на которой устанавливается штанга либо колонна бурильных труб. Бур (в виде шарошечного долота или иного инструмента, походящего на сверло крупных габаритов) закрепляется уже на штанге.
Действие механизма отличается тем, что движение проникающего вглубь земной толщи инструмента обеспечивает ротор. Преимуществом считается быстрое выведение наверх грунтов, разрушаемых в точке проведения работы.
Некоторые установки имеют также насос, которым под давлением подается вода, и помпу, ответственную за выдавливание ее на поверхность. Этот кругооборот позволяет легко выносить грунт вместе с жидкостью. При этом проникающий внутрь пробуриваемой скважины раствор отстаивается и фильтруется на поверхности.
Использование жидкостей с определенным составом (или простой воды) обеспечивает легкость преодоления особо твердых скальных пород. Также это помогает превратить текучий грунт плывунов в более устойчивый гель, не проникающий внутрь проделанной скважины.
Принцип буровых работ
Итак, выяснив, что такое специальное роторное бурение, стоит уточнить, как выполняется эта технология. Ее основой служит грузовой автомобиль. Он служит базой для установки подъемника и вышки, что позволяет осуществить процедуру поднимания/опускания механизма бурильной колонны. За движение агрегата отвечает электропривод или непосредственно двигатель автомобиля.
Энергия передается к ротору, труба которого начинает вращение в определенном направлении. Обычно используется разъемная ведущая труба, чем обеспечивается возможность увеличения длины при постепенном углублении. За надежность соединения элементов отвечают муфты.
Вращение далее передается керну, действующему на основе принципа дробления встречающихся пород. Для изготовления режущей коронки применяются композитные материалы, алмазные и другие варианты твердосплавных веществ. Кроме того, роторные установки способны отличаться по конструкции кромок.
За счет распределения веса ведущей утяжеляющей трубы усилие передается непосредственно долоту, что выступает особой характеристикой таких бурильных установок. Поэтому распределенная сила тяжести несколько разгружает подвешенную колонну, обеспечивая ее сохранность под нагрузками.
Вертлюгом (очистной системой) осуществляется подача жидкости для промывки, попадающей на режущие кромки долота. При этом водоподача обеспечивается в непрерывном режиме, иначе увеличиваются риски поломки устройства.
Решетчатое, инерционное, вибрационное фильтрующее оборудование (в зависимости от особенностей конструкции буровой установки) обеспечивают удаление продуктов после создания источника.
Варианты роторного бурения
Сегодня такое роторное бурение скважин на воду может выполняться разными технологиями, которые отличаются по способу подачи промывочной жидкости:
- С прямой подачей. Иногда технология также именуется «прямым водотоком». Она используется для создания источника на грунтах гравийного, песчаного, щебенистого типа, а также при глубине водоноса не более 30 метров.
Для промывания используется жидкость с присадками, которые увеличивают плотность, стабильность скважинного ствола.
Подача состава обеспечивается прямо по трубе ко дну источника. Потом жидкость поднимается по затрубному пространству (зазор между стенкой трубы со стволом), где заливается в отстойник.
Затем происходит необходимая фильтрация от загрязнений и крупных фракций. После этого жидкость вновь отправляется в новый круговорот по стволу скважины.
- С обратной подачей. В этом случае процесс осуществляется наоборот: при движении вниз вода проходит через затрубный зазор, пространство вдоль скважинных стенок, а вверх – по бурильным трубам.
- Считается, что эта методика управления подачей очистного состава обеспечивает лучшее очищение стволу, всему забою. С помощью насоса вода не вдавливается вглубь, а засасывается обратно, что увеличивает скорость формирования скважинного ствола долотом.
Скважина также не загрязняется разными фракциями при протекании промывочной жидкости, потому что насосным оборудованием наверх засасываются все загрязнения.
При такой технологии отсутствует практический смысл применения дополнительных присадок, поэтому промывочной жидкостью выступает обычная чистая вода.
Стоит подчеркнуть, что подаваемая внутрь пробуриваемой скважины жидкость предназначается как для промывки забоя, так и для охлаждения долота, сильно нагревающегося в процессе работы от трения.
В редких случаях может применяться комбинированный способ, где сочетаются оба варианта промывки скважинного ствола. Также постоянно происходит улучшение установки, модификаций составов жидкости для промывки.
Это обеспечивает более оперативную и удобную работу по бурению источников автономного водоснабжения.
Однако общий принцип работы, объясняющий, что такое роторное бурение водяных скважин, остается неизменным.
Преимущества и недостатки
Роторная технология, аналогично любым другим вариантам выполнения буровых работ, обладает плюсами и недостатками. К первой категории относятся:
- Оперативность и большая скорость работ. На процедуру бурения скважины, глубиной до сотни метров, потребуется всего 2-3 дня. При этом работа в условиях неплотных грунтов, которыми меньше изнашивается инструмент и повышается эффективность работы установки, позволяет снизить сроки создания объекта вдвое.
- Универсальность. Это достоинство отвечает за возможность бурить скважины в условиях разных грунтов, а также на разную глубину.
Роторное бурение эффективно послужит для создания неглубокой скважины под забор технической воды. Также оно подходит для бурения протяженного (вглубь) артезианского источника, когда приходится работать с твердыми известняковыми породами.
- Компактные размеры. Из-за возможности помещения буровой установки на грузовой автомобиль устройство легко доставляется в разнообразные уголки, даже в условиях непроходимых дорог.
Также транспорт можно самому подвести в наиболее труднодоступный уголок придомового участка. Это обеспечивает установкам мобильность, возможность применения в сложных условиях, быстрое размещение на объектах и начало работы.
К недостаткам можно причислить необходимость обеспечить тщательную и внимательную подготовку к каждой процедуре роторного бурения. То есть для правильного выполнения работ потребуется предварительное проведение геологоразведки, потому что выбор подходящего оборудования зависит от породы грунта в точке бурильных работ.
Использование технологии почти невозможно в холодные зимние месяцы, потому что бурильная установка подвержена разрушению под действием замерзших грунтов. Помимо того, некоторые относят к относительным минусам бурения ротором не самую доступную цену на услугу.
Однако все это перекрывается оперативностью и качеством создания скважины на воду.
