Буронабивные сваи с обсадной трубой: технология устройства, видео

В тех случаях, когда фундамент для будущего строения возводится в условиях сложных грунтов с большим риском их сдвига, целесообразно применение буронабивных свай с обсадной трубой. Данная технология, которая признается одной из наиболее безопасных, также используется в тех случаях, когда будущее здание планируется возвести на территории, характеризующейся плотной застройкой.

Фундамент из буронабивных свай

Сущность технологии

Обсадные трубы для буронабивных свай (БНС), используемые при обустройстве фундамента, могут различаться как своими геометрическими параметрами, так и конструктивным исполнением. Высокая надежность фундаментных конструкций, полученных по данной технологии, обеспечивается тем, что их основу, кроме бетона, составляют каркасы, для изготовления которых применяется металлическая арматура. Полученная по данной методике конструкция не только надежно фиксируется в грунте, но и сама по себе демонстрирует исключительно высокую жесткость и устойчивость.

Технологический процесс устройства буронабивных свай с обсадной трубой

Сама технология устройства буронабивных свай выглядит следующим образом:

1. В предварительно выбранном месте строительного участка бурится скважина требуемого диаметра и утвержденной проектом глубины, для чего используется специальная буровая установка.
2. В полученную скважину погружают обсадную трубу для свай. Важно, что глубина, на которую погружаются такие трубы, предварительно рассчитывается и утверждается проектом.
3. Внутреннюю полость трубы освобождают от осыпавшейся земли. Для этого используют различные технические средства (в частности, грунт из трубы может вымываться при помощи воды, подаваемой под значительным давлением).
4. В отверстие обсадной трубы, очищенное от осыпавшейся земли, опускается арматурный каркас для буронабивной сваи.
5. Во внутреннюю полость трубы, в которую помещен арматурный каркас, заливается бетонный раствор. Данный процесс, если говорить профессиональным языком, как раз и называется набивкой сваи.
6. Обсадные трубы после заливки бетона посекционно извлекаются из земли.

Естественно, устройство буронабивных свай выполняется по технологии, которая имеет целый ряд нюансов. Их обязательно следует учитывать при ее практической реализации.

Преимущества свай буронабивного типа

Среди многочисленных преимуществ использования свай БНС можно выделить несколько наиболее значимых, к которым относятся следующие.

• Набивка таких свай бетонным раствором осуществляется оперативно и качественно.
• Все этапы технологии устройства буронабивных свай отличаются высокой безопасностью для его исполнителей.
• Набивная свая благодаря особенностям технологии ее обустройства отличается исключительно высокой несущей способностью, устойчивостью к механическим нагрузкам и, соответственно, надежностью.
• С помощью свай БНС можно создавать надежные фундаменты даже в слабых и насыщенных водой грунтах.
• Использование данной технологии позволяет четко контролировать соблюдение всех требований проектной документации, а также точно учитывать геологические и инженерные условия, в которых осуществляется данный технологический процесс.
• Рассматриваемая технология позволяет извлекать из создаваемой скважины крупные камни и валуны.
• При выполнении скважин по данной технологии грунт не подвергается вибрационным и динамическим нагрузкам.
• Оборачиваемость используемых обсадных труб, которые можно применять неоднократно, – еще одно важное преимущество применения указанной технологии.
• Можно контролировать все этапы буровой операции вплоть до достижения водоносного слоя.
• Полная защита стенок создаваемой скважины от обрушения грунта позволяет перекрывать опасные горизонты (такие, например, как плывуны).
• В скважинах, полученных по данной технологии, если при устройстве буронабивных свай предусмотрено использование арматурного каркаса, отсутствуют так называемые шейки, которые значительно снижают качество и надежность готовой конструкции.
• Использование обсадных труб для монтажа свай буронабивного типа, а также их дальнейшая эксплуатация допускается в любых климатических условиях.

Заливка обсадной трубы бетонным раствором

Нюансы применения обсадных труб

Использование обсадных труб позволяет избежать такого негативного явления, как осыпание земли со стенок создаваемой скважины. Благодаря этому трубы данного типа активно применяют не только для создания фундаментных конструкций в промышленном и гражданском строительстве, но и для укрепления стенок газовых, водяных и нефтяных скважин. Конструкция из обсадных труб составляется из отдельных отрезков таких изделий, соединяемых между собой при помощи сварки или посредством специальных зажимных устройств (типа «Като», «Бетоно» и др.).

После того как во внутреннюю часть обсадных труб помещен арматурный каркас, используемый для монтажа буронабивных свай, и залит бетонный раствор, сами трубы извлекают. В отдельных случаях, если это оговорено требованиями проекта, технология допускает оставление обсадных труб на месте.

Монтаж арматурного каркаса внутри обсадной трубы

Современные производители выпускают обсадные трубы различных диаметров, что позволяет оптимально подбирать такие изделия для обустройства скважин различного назначения. Международными нормативными документами, в положениях которых оговариваются требования к геометрическим параметрам обсадных труб, являются стандарты Leffer и Bauer. Согласно требованиям данных стандартов, внутренние диаметры обсадных труб для буронабивных свай могут находиться в интервале 620–2500 мм, а наружные составляют от 640 до 2580 мм.

Чтобы опустить обсадную трубу в предварительно подготовленную скважину, используются различные методики. Наиболее распространенными являются:

• забивка обсадных труб, для выполнения которой применяется специальное вибрационное оборудование;
• погружение обсадных труб с помощью бурения, которое может осуществляться по ударной или вращательной методике.

Установка обсадной трубы вращением

Применение вращательной методики предусматривает, что сначала в грунте выполняется скважина под первую секцию трубы, для чего предварительно снимаются все необходимые замеры. После того как первая секция обсадной трубы будет погружена в подготовленную скважину, бурят второй ее участок, при этом также ориентируются на геометрические параметры соответствующей секции. Таким образом, выполняя поэтапное бурение и погружая соединяемые между собой секции обсадных труб, монтируют всю трубную конструкцию для буронабивной сваи.

Суть ударного метода монтажа обсадных труб заключается в том, что секции труб просто забиваются в грунт, для чего применяется специальное оборудование. Осадка труб, осуществляемая при использовании данной технологии устройства буронабивных свай, может выполняться с опережением либо с некоторым отставанием по отношению к выполняемому забою. Все зависит от характеристик грунта, в котором выполняется скважина (в частности, от его проходимости).

Сферы применения свайных конструкций буронабивного типа

На вопрос о том, что такое буронабивные сваи, невозможно ответить, не перечислив сферы их применения. Сваи данного типа используют при:

1. возведении строительных конструкций на территориях, грунт на которых склонен к оползневым явлениям;
2. строительстве на территориях, характеризующихся высокой плотностью застройки;
3. проведении строительных работ на участках со сложными геологическими условиями.

Применение буронабивных свай в частном домостроении

Использовать свайные конструкции, стенки которых дополнительно не укреплены, допускается в тех случаях, когда фундамент обустраивается на участках с тугопластичным и твердым грунтом, каким, например, является глинистый грунт набухающего типа. Кроме того, монтировать сваи с неукрепленными стенками можно тогда, когда их общая длина не превышает 30 метров.

Технология устройства свай буронабивного типа успешно используется в тех случаях, когда строения различного назначения возводятся в местах, характеризующихся высокой сейсмической активностью. Кроме того, буронабивные свайные конструкции применяются для укрепления фундаментов уже возведенных зданий, а также для укрепления грунта на участках со значительным уклоном.

Дотянуться до глубин — Журнал «Сибирская нефть» — Приложение «Нефть. Просто о сложном» №126 (ноябрь 2015)

Хотя сама идея бурения кажется простой и понятной, в реальности этот процесс сопряжен с большим количеством трудностей. Современная скважина — сложнейший объект, строительство которого требует применения высоких технологий

От быка до турбобура

Бурить скважины люди начали давно. Известно, что в эпоху династии Хань (202 до н. э. — 220 н. э.) китайцы уже умели строить скважины, достигавшие 600 м в глубину. Судя по сохранившимся изображениям, при этом использовался ударно-вращательный метод бурения: быки поворачивали долото, а группа людей синхронными прыжками загоняла его глубже в землю. Первая информация о бурении скважин в России относится к IX веку и связана с добычей растворов поваренной соли в районе Старой Руссы.

Официально принято считать, что первую скважину глубиной около 500 м, предназначенную для коммерческой добычи нефти, построил в 1859 году в штате Пенсильвания Эдвин Дрейк. Однако известно, что как минимум за 10 лет до этого нефтяные скважины успешно строили в Баку, и это не единственный пример, позволяющий оспаривать пальму первенства США.

В середине XIX века при бурении скважин для добычи соляных растворов, а потом и нефти применялось в основном ударное бурение. При этом разрушение (дробление) породы происходит под действием ударов падающего снаряда либо ударов по самому неподвижному снаряду. С увеличением глубины бурения эта технология становится все менее эффективной — сложнее промывать скважину, жидкость создает дополнительное сопротивление падающему долоту, а при бурении без промывки много времени уходит на очистку и крепление скважины. Поэтому на смену ударному пришло вращательное бурение.

Внедрение технологии механического роторного бурения в начале ХХ века стало одним из ключевых событий развития нефтяной промышленности. Впервые новую технологию применили на нефтяных промыслах Техаса в 1901 году. При роторном бурении долото, дробящее породу, присоединялось к колонне бурильных труб, вся эта конструкция опускалась в скважину и вращалась специальным станком с поверхности.

В 1922 году советский ученый Матвей Капелюшников создал турбобур. Турбинный двигатель, вращавший долото, стали размещать прямо на забое скважины. Изобретение усовершенствовало роторное бурение, при котором долото, прикрепленное к колонне из труб, вращалось с поверхности земли.

К окончанию первой трети XX века роторное бурение полностью завоевало нефтяную отрасль. Изменения в конструкции оборудования и технологии привели к более чем десятикратному увеличению скорости проходки и снижению себестоимости буровых работ, при этом глубину скважин удалось увеличить до 3–4 км. Впрочем, и этот способ не был лишен недостатков. Среди них — громоздкость бурового инструмента: при глубине скважины в 4 км колонна бурильных труб весила более 200 тонн, и основная часть энергии тратилась именно на вращение колонны, а не на углубление самой скважины. Решить проблему позволило размещение двигателя, вращающего долото, в глубине скважины.

Устройство нефтяной скважины

Каждая колонна обсадных труб, спускаемая в скважину, имеет свое назначение и название. Первая, самая короткая, — направление. Она предназначена для предохранения устья скважины от размыва и для направления промывочной жидкости в желобную систему в процессе бурения скважины. Следующая колонна — кондуктор — изолирует водоносные пласты, перекрывает верхние неустойчивые породы. На нее монтируется противовыбросовое оборудование. Низ кондуктора, как и низ всех спускаемых после него колонн, заканчивается короткой утолщенной трубой, называемой башмаком.

Технические колонны опускают в скважину в особо сложных случаях — они служат для перекрытия пластов при определенных геологических условиях бурения (зоны высокого поглощения, пласты, склонные к набуханию от воды, осыпанию и т.п.). Эксплуатационная колонна спускается в скважину для извлечения нефти, газа или нагнетания в продуктивный горизонт воды или газа с целью поддержания пластового давления. Она предназначена для крепления стенок скважины, разобщения продуктивных горизонтов и изоляции их от других пластов. Эта колонна спускается до продуктивного пласта.

Фильтр — участок скважины, непосредственно соприкасающийся с продуктивным нефтяным или газовым горизонтом. Через фильтр в скважину поступает жидкость. Фильтром может служить не обсаженный колонной участок ствола скважины, специальное устройство с отверстиями, заполненное гравием и песком, часть эксплуатационной колонны или хвостовика с отверстиями или щелями. На устье скважины монтируется фонтанная арматура — устройство, которое запирает скважину. Его функция — регулировать и контролировать работу скважины, предохранять от аварийных фонтанных выбросов флюида.

Прогресс двигателей

Первым такой агрегат — турбобур — создал в 1922 году советский ученый Матвей Капелюшников. Современный турбобур — это многоступенчатый гидравлический двигатель. В каждой ступени турбины (а их количество может достигать 350) имеются два диска с профильтрованными лопатками. Один из них (статор) неподвижно закреплен в корпусе турбобура, а другой (ротор) вращается. Буровой раствор, нагнетаемый в скважину для промывки забоя, вращает роторы, усилие с которых передается на долото. Позднее появились и другие виды погружных двигателей, например, электрический и винтовой. В настоящее время на бурение с применением забойных двигателей приходится более 90% работ. При этом само бурение происходит с чередованием направленного (без вращения всей колонные) и роторного режима (с вращением колонны). Именно этот способ бурения позволил строить не только вертикальные скважины.

Существенный недостаток традиционного роторного бурения — невозможность передавать на долото усилие, которое бы искривляло траекторию проходки в нужном направлении. Появление забойного двигателя решило эту проблему. Чтобы искривить ствол скважины, применяются специальные отклонители долота, при этом само долото вращается погружным двигателем. Когда угол наклона скважины изменен, прямой участок можно пройти роторным способом.

Возможность бурить скважины с разным углом наклона, в том числе и горизонтальные, стала толчком к появлению идеи строительства многоствольных скважин. То есть скважин, у которых от основного ствола отходят дополнительные под разными углами. Мало того, ответвления могут отходить и от боковых стволов. Часто боковые стволы зарезаются на уже существующих скважинах, чтобы увеличить охват разрабатываемых продуктивных пластов. В целом же строительство многоствольной скважины на залежи позволяет добраться до разобщенных зон коллектора, содержащих нефть, обеспечить более эффективное управление разработкой месторождения и избежать преждевременного обводнения, сэкономить на капзатратах на бурение. В «Газпром нефти» технологию многоствольного бурения начали осваивать в 2011 году. В 2012 году было пробурено пять таких скважин, а уже два года спустя этот показатель увеличился в шесть раз.

Роторные управляемые системы

Бурение скважин со сложной траекторией ствола требует особого подхода. Сегодня эти задачи решаются благодаря применению новых технологий, таких как роторные управляемые системы (РУС). Как и при любом роторном бурении, в случае использования РУС вращается вся бурильная колонна. Возвращение к идее роторного бурения было обусловлено тем фактом, что при проходке скважины с помощью погружного двигателя бурильная колонна не всегда вращается, буровой раствор застаивается в скважине, очистка скважины ухудшается, и в результате учащается количество прихватов оборудования. При бурении сложных горизонтальных скважин такое положение вещей может стать критическим.

Роторные управляемые системы решают проблемы традиционного роторного турбинного бурения. Чтобы уменьшить затраты энергии на трение колонны бурильных труб, применяют специальные растворы с высокими смазочными характеристиками. Изменен и принцип искривления скважины. При обычном роторном бурении отклонение бурильного инструмента от вертикали возможно только после прекращения вращения колонны и запуска погружного двигателя. При использовании РУС отклоняющее усилие на долото создается прямо в процессе вращения колонны, а управление отклоняющим блоком происходит с поверхности. В итоге технология позволяет свести к минимуму риск возникновения прихвата инструмента в скважине, повысить скорость проходки и качество ствола, улучшить очистку ствола от шлама, уменьшить его извилистость, снизить скручивающие и осевые нагрузки.

Сегодня РУС успешно применяются в «Газпром нефти». Первые испытания импортных систем прошли в «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегазе» еще в 2012 году. Тогда технология успешно зарекомендовала себя, хотя в качестве существенного недостатка специалисты отмечали отсутствие отечественных аналогов и, соответственно, дороговизну западного оборудования. В этом году в Ноябрьске при содействии специалистов «Газпромнефть НТЦ» впервые испытали роторную управляемую систему российского производства.

Буровая механика

Буровая вышка — один из главных символов нефтяной промышленности. Однако сама по себе вышка — лишь несложная конструкция, позволяющая удерживать бурильную колонну, а также поднимать и опускать в скважину бурильные и обсадные трубы. Для этого на вышке монтируются разнообразные приспособления: буровая лебедка, автомат спуска-подъема труб, талевая система, ротор и др.

Бурильная колонна — это собранный из бурильных труб ступенчатый полый вал, на конце которого находится породоразрушающий инструмент — долото. Первая труба колонны соединена с вертлюгом, подвешенным в верхней части буровой вышки, на нее передается вращение от электрического привода буровой установки. Бурильная колонна своим весом создает нагрузку на долото, которое вгрызается в породу. При роторном бурении колонна (а вместе с ней и долото) вращается с частотой 100–120 об./мин. При бурении с погружным двигателем энергия потока бурового раствора заставляет вращаться долото, и в зависимости от конструкции забойного двигателя скорость вращения может варьироваться от 40 до 1200 об./мин. У турбобуров скорость вращения — 400–2500 об./мин. Во всех случаях поток жидкости выносит на поверхность обломки породы (шлам).

Бурильные трубы, как правило, имеют длину 12,5 м и диаметр 33,5–168 мм. Между собой они соединяются бурильными замками. Две-три свинченные вместе трубы образуют свечу. По мере углубления скважины свечи навинчивают друг за другом. Для борьбы с неконтролируемым искривлением скважины применяют утяжеленные бурильные трубы.

Кроме того, комплекс бурового оборудования включает силовой блок из нескольких двигателей, которые приводят в действие ротор и подъемную лебедку, насосный блок для промывки ствола скважины, а также циркуляционную систему, состоящую из нескольких емкостей для хранения бурового раствора, блока приготовления и регулирования его свойств, перемешивателей, блока очистки.

Сила раствора

На каждые 1000 м ствола скважины приходится 50–80 тонн измельченной породы, которые необходимо извлекать на поверхность. Когда-то ее просто вычерпывали при помощи специальных приспособлений, что занимало довольно много времени.

Идею очищать ствол скважины от осколков разрушенной породы потоком жидкости предложил французский инженер Фловиль в 1833 году. С тех пор технология остается в своей основе неизменной: в процессе бурения насос постоянно закачивает в скважину специальный, чаще всего глинистый раствор. Он не только вымывает породу — с помощью раствора охлаждается инструмент, укрепляются стенки скважины, вращается вал гидравлического двигателя, а также создается давление на пласт, не давая пластовой жидкости вырваться раньше времени наружу.

Состав бурового раствора подбирается индивидуально для каждого месторождения и скважины исходя из условий бурения. Помимо глинистых растворов используются биополимерные, эмульсионные, аэрированные, в некоторых случаях даже нефть и природный газ. На скважину глубиной 1000 м надо заготовить не менее 100 м³ раствора.

В некоторых случаях, например, когда скважина проходит через породы с высокой пористостью и проницаемостью, раствор начинает просачиваться в пласты. Иногда его выход на поверхность и вовсе прекращается. Чтобы справиться с поглощением бурового раствора, в его состав добавляют различные компоненты, такие как асбест, слюда, древесные опилки, целлофан, известь или даже рисовая шелуха.

Между пластом и поверхностью

Скважина — это узкий цилиндрический канал, соединяющий пласт-коллектор с поверхностью земли. Верхняя часть скважины называется устьем, дно — забоем, а выработка между ними — стволом. Для разобщения пластов, предотвращения обвалов стенок, поглощений бурового раствора и проникновения в скважину флюидов в нее опускают обсадные трубы. Как правило, процесс этот происходит поэтапно: сначала скважину бурят до определенной глубины, затем устанавливают обсадные трубы, после чего продолжают бурение долотом меньшего диаметра. Пространство между обсадной колонной и стенками скважины заполняется цементным раствором (тампонаж), образующим цементный стакан, который предотвращает заколонные перетоки.

Скважины бывают вертикальными или наклонными, а также могут иметь различные искривления, возникающие из-за естественных причин или созданные намеренно — чтобы обойти какое-то препятствие (соляной купол, зону обвала или катастрофического поглощения бурового раствора, водоем, населенный пункт, особо охраняемую территорию, бурение на которой запрещено) или захватить более значительный участок продуктивного пласта. В последнем случае часто бурятся горизонтальные скважины. Это наклонные скважины, которые постепенно искривляются и уже в самом продуктивном пласте переходят в горизонтальную плоскость. Наличие горизонтального участка позволяет повысить коэффициент извлечения нефти. Для заданного искривления ствола скважины применяются специальные инструменты: отклонители, укороченные турбобуры, специальные переводники, забойные телеметрические системы.

Скважины, как правило, располагают кустами. В этом случае устья нескольких наклонно-направленных скважин группируются на близком расстоянии друг от друга на общей ограниченной площадке. Сами же скважины вскрывают нефтяной пласт в разных точках, местоположение которых просчитывается заранее. В настоящее время большинство эксплуатационных скважин бурится кустовым способом. Это дает возможность сократить время на монтаж вышки, снизить затраты на строительство трубопроводов, линий электропередач и другой инфраструктуры.

Особые обстоятельства

Легкодоступных запасов углеводородов в мире становится все меньше, поэтому нефтяники вынуждены разрабатывать месторождения на новых территориях, в совершенно новых внешних условиях. Например, в море. Хотя общий принцип бурения на морских месторождениях остается тем же, что и на суше, отличия все же есть.

Вариантов шельфовой добычи несколько. На небольших глубинах бурение часто ведется с насыпных островов, как это происходило, например, на Каспии, где разработка морских месторождений началась еще в 1940-х годах. Затем для этих целей стали строить стационарные платформы — первая в мире морская нефтяная платформа, Нефтяные Камни, была построена также в Каспийском море на металлических эстакадах в 1949 году в 40 км от Апшеронского полуострова. К платформам такого типа можно отнести и первую в российской Арктике нефтедобывающую платформу «Приразломная», закрепленную на дне Печерского моря.

На больших глубинах работают плавучие буровые установки, которые классифицируют по способу установки над скважиной, выделяя две основные группы: опирающиеся при бурении на морское дно и работающие в плавучем состоянии. К первой группе относят плавучие буровые установки самоподъемного и погружного типов, а ко второй — полупогружные буровые установки и буровые суда.

При бурении скважин на море приходится предпринимать особые меры безопасности и использовать оборудование, в котором наземные бурильщики просто не нуждаются. К примеру, так называемый райзер — колонну стальных труб с толщиной стенок около 20 мм, тянущуюся от судна или буровой платформы до дна. Это необходимо, чтобы предохранить буровой инструмент от воздействия окружающей среды и защитить океан от загрязнения нефтепродуктами.

С особыми сложностями может быть связано и бурение в зоне вечной мерзлоты. В верхней части геологического разреза многих северных районов (Сибирь, Аляска, Канада и др.) залегает толща многолетнемерзлых пород, мощность которой иногда превышает 500 м. В ее состав могут входить пески, галечники и другие породы, единственный цементирующий материал для которых — лед. За счет более высокой температуры бурового раствора, твердеющего цемента или добываемой нефти лед оттаивает, вызывая оседание толщи пород и заклинивания бурового инструмента. Чтобы избежать аварий, в таких случаях приходится постоянно поддерживать отрицательную температуру стенок скважины.

Геонавигация в бурении

В 2012 году в «Газпром нефти» было принято решение о создании Центра геологического сопровождения строительства скважин. Главная задача для специалистов центра — проектирование горизонтального участка скважины в максимально продуктивном участке пласта, отслеживание процесса ее бурения — и в случае необходимости корректировка ее траектории. Основной рабочий инструмент — лучшие современные программы для обработки данных и оборудование для геонавигации.

Процесс геонавигации заключается в оперативном получении информации о геологической модели месторождения по мере бурения и корректировке траектории скважины в соответствии с ней. Современные телекоммуникационные технологии позволяют передавать данные на Большую землю в реальном времени. Свежая информация отображается на имеющейся геологической модели месторождения. Фактические данные сравниваются с проектными, анализируются, и, если нужно, траектория скважины корректируется таким образом, чтобы попасть в намеченную зону нефтенасыщенного коллектора. Затем, с поступлением новой информации, цикл повторяется, обеспечивая непрерывный контроль бурения.

Для эффективной геонавигации используются передовые технологии исследования скважин во время бурения LWD (logging while drilling — каротаж в процессе бурения). В отличие от стандартных методов ГИС (геофизические исследования скважин) онлайн-каротаж LWD позволяет значительно экономить время на исследованиях, а в конечном итоге — на освоении всего пласта. Применяемый в процессе бурения азимутальный нейтронно-плотностной и азимутальный боковой каротаж высокого разрешения дает возможность более корректно оценивать состав и свойства пласта.

Разрушитель пород

Буровые долота можно разделить по типу конструкции на шарошечные и лопастные. Название «долото» историческое, оно сохранилось с тех пор, когда скважины строили ударным способом. Сегодня все долота вращаются при бурении.

Еще 15 лет назад шарошечные долота считались универсальными, их применяли для бурения нефтяных и газовых скважин, для разбуривания пород любой твердости. Однако даже для самых высокопрочных шарошечных долот длина проходки не превышает 50–100 м, после чего их нужно заменять. Поэтому сегодня практически повсеместно используются лопастные PDC-долота (polycrystalline diamond bits) с разрушающими породу поликристаллическими алмазными зернами. Эти долота обладают очень высокой износостойкостью и могут пройти без замены до нескольких километров породы.

Буронабивные сваи с обсадными трубами

С целью осуществления монтажа фундамента на различных типах грунта независимо от климатического региона используются, буронабивные сваи с обсадными трубами.

Принцип обустройства буронабивных свай с использованием обсадных труб?

1. Сперва наши специалисты установят буровой станок (не путайте его с копром) на ту точку, где будет буриться скважина.
2. Мы производим погружение подготовленной обсадной трубы строго до проектной отметки и извлекаем осыпающийся грунт из полости.
3. Теперь можно погрузить арматурный каркас в скважинную полость.
4. Заливаем скважину (или набиваем) качественным бетоном из бетоносмесителя.
5. Осуществляем извлечение обсадных труб согласно их секциям.

Что представляют собой обсадные трубы

Как в промышленном, так и в гражданском строительстве буронабивные сваи с обсадными трубами используются чаще всего для крепления газовых, нефтяных, водных и прочих скважин, поскольку они помогают удерживать со стен осыпание грунта.

Именно с такой целью обсадная труба может быть использована и для свай, ведь она полностью входит в пробуренное предварительно отверстие, соприкасаясь вплотную с грунтом, что полностью исключает возможность обвала.

Согласно технологии обсадная труба монтируется для буронабивных свай согласно секциям, фиксируемым друг с другом специальными фланцами, в которые вкручиваются пробки. Обсадная труба для устройства буронабивных свай отличается от обсадных труб для крепления газовых, нефтяных, водных и прочих скважин. Она имеет другие диаметры, конструкцию и толщину стенки.

Таблица параметров обсадных труб

D1 наружний	D2 внутренний	Масса обсадной трубы (кг) по длине секции (м)						Толщина стенки	Число пробок	Высота пробки
		1	2	3	4	5	6
620	540	440	800	1160	1510	1880	2220	40	8	38
750	670	540	960	1380	1825	2245	2630	40	10	38
800	720	580	1040	1500	1970	2420	2880	40	10	38
880	800	635	1150	1660	2170	2680	3185	40	10	38
1000	920	665	1435	2000	2500	3065	3635	40	10	38
1180	1100	880	1620	2360	3100	3840	4580	40	12	38
1300	1220	1020	1780	2500	3250	3990	4750	40	12	38
1500	1400	1660	2750	3840	5120	6260	7450	50	12	48
1680	1580	1740	3000	4300	5560	6820	8100	50	16	48

 

Когда обсадная труба установлена, согласно инструкции, обязательно следует очистить полость от грунта, что осыпался в ходе работ (производится такая операция с помощью того же шнека или ковшбура).

Методы и технологии, которыми обустраиваются буронабивные сваи с обсадными трубами

Подразумевает монтаж буронабивных свай с обсадной трубой одновременное выполнение сразу двух процессов непосредственно на стройплощадке. По замыслу изготовить и установить такую конструкцию совсем не сложно — после погружения в готовую скважину обсадной трубы, мы армируем и заполняем ее бетоном.

Технологические карты на устройство БНС с обсадной трубой

Технологическая схема устройства БНС.

Стадия 1. Бурение скважин и погружение обсадных труб

Идет загрузка…

Технологическая схема устройства БНС.

Стадия 2. Монтаж каркаса

Идет загрузка…

Технологическая схема устройства БНС.

Стадия 3. Бетонирование скважины

Идет загрузка…

Но есть у технологии буронабивных свай с обсадными трубами и свой недостаток: нет возможности контролировать плотность раствора по длине всей трубы, что может привести к размыву грунтовыми водами еще не успевшей застыть смеси. Поэтому, если вы планируете обустраивать буронабивные сваи с использованием обсадных труб на почве, где грунтовые воды в изобилии, то непременно проконсультируйтесь со специалистами.

Бурение скважины зимой в Минске и по Беларуси

Бурение скважины на воду – оптимальный, оперативный и достаточно экономичный способ установки автономной системы водоснабжения для домов, загородных участков или других объектов. И уж точно потребность в воде не должна зависеть от времени года. Тем более сегодня, когда ряд строительных технологий позволяет проводить подобные работы без угрозы их качеству.

В отличие от летнего бурения, бурение скважины зимой немного сложнее ввиду затруднительности подготовительных работ, необходимых для начала бурения (углубления в мерзлый грунт, который тяжелее поддается выемке и разбиению, подачи воды, необходимой для роторного бурения). Однако не лишено своей экономической выгоды. Единственное ограничение на бурение зимой – невозможность их осуществления при температурах ниже –15 градусов по Цельсию.

Зимнее бурение: технология процесса

Бурение артезианской скважины зимой по своей технологии не отличается от летнего. Если глубина промерзшего грунта велика, и гидрогеологическую оценку местности провести невозможно, почву вскрывают с помощью специального отбойного инструмента. После этих работ (если необходимо) устанавливается обсадная труба для исключения попадания в скважину неустойчивых пород. Устойчивость трубы возможна благодаря бетону, которым заполняется затрубное пространство, после чего бурение осуществляют непосредственно внутри трубы до полного вскрытия водонапорного горизонта. Затем пластиковая труба опускается внутрь по всей длине колонны, в водоприемной части устанавливается фильтр, промывается скважина большим объемом воды, затем опускается насос и с его помощью вода поднимается наверх.

Зимнее бурение: аргументы «ЗА»

1. Демократичная ценовая политика на услугу бурения зимой (в основном цены ниже на 10-20 %) и оперативность проведения работ ввиду низкого ажиотажа.Отсутствие потребности утилизации глиняного раствора и угрозы повреждения приусадебного участка, ведь извлеченные породы уйдут вместе с талыми водами.
2. Отсутствие талых и дождевых вод, которые в летнее время года могут заполнить котлован и осложнить процесс работы.
3. Буровая установка, которая работает громко, зимой нанесет меньше дискомфорта соседям (число проживающих зимой за городом резко уменьшается).
4. Возможность добраться даже до труднодоступных мест, поскольку зимой участок не засажен.
5. Возможность заранее подготовиться к открытию дачного сезона.

BURVODA: приемлемые цены, высокое качество и оперативность работ

Наша компания предлагает услугу бурения скважины зимой, стоимость которой значительно ниже и состоит из расходов на проезд до объекта (если значительно объект удален от места дислокации буровой установки), проведения непосредственно работ по бурению зимой, осуществления работ по обсадке ствола и прокачки скважины до получения бесперебойного потока визуально чистой воды.

Сотрудничество с BURVODA – это:

• • оперативность;

• • гарантия на выполненные работы;

• • применение только современного оборудования для получения чистейшей природной воды;

• высококлассные специалисты, которые проведут необходимые инженерно-изыскательные мероприятия и создадут максимально оптимальные условия для беспроблемного функционирования будущего водопровода.

Услугу бурения скважины зимой, а также ответы на интересующие вопросы Вы можете узнать, связавшись со специалистами компании по контактным телефонам, а также посредством формы заказа услуги.

Заказать услугу

Как вытащить трубу из скважины

Бурение скважины на воду — занятие само по себе достаточно сложное и трудоемкое. Но еще большие проблемы ожидают владельцев участка, если необходим демонтаж устройства. Самый сложный из вопросов, которые в этой связи возникают: как вытащить трубу из скважины?

В чем заключается проблема?

Водяная скважина — это подобие обычного колодца, диаметр которого невелик, а вот глубина может достигать нескольких десятков метров. Чтобы защитить стенки скважины от вполне возможного обрушения грунта, в них забивается обсадная труба. А чтобы вода оставалась чистой и свежей, внутрь обсадной трубы вставляется еще одна — эксплуатационная. Разумеется, диаметр эксплуатационной трубы должен быть несколько меньше, чем у обсадной. Нередко, в целях экономии, используют трубы, которые могут одновременно выполнять обе функции: укреплять грунт и контактировать с питьевой водой.

Трубы для скважины выполняют из различных материалов:

• стальные: самые прочные, долговечные и дорогие;
• асбестоцементные: довольно хрупкие, но вполне качественные и относительно дешевые;
• пластиковые: новинка на рынке, которая прочнее асбестоцементных изделий, имеет невысокий вес и дешевле стали.

Обратите внимание: Вынуть из скважины хрупкие асбестоцементные трубы и при этом их не повредить, задача практически невыполнимая.

Вытащить трубу иногда сложнее, чем пробурить скважину заново..

Для того, чтобы вынуть узкую трубу из скважины, с достаточно большой глубины, понадобятся немалые усилия и сноровка. При этом необходимо учесть:

• материал, из которого изготовлена труба;
• глубину погружения;
• срок эксплуатации;
• условия использования;
• причины демонтажа.

В ряде случаев успешно разрешить задачу по демонтажу не представляется возможным, например, при обрыве конструкции на большой глубине.

Возможные альтернативы

Специалист, к которому обращаются с вопросом о том, как достать трубу из скважины, обязательно задаст встречный вопрос: а зачем? Некоторым владельцам частных домов кажется, что это единственный способ восстановить работу старой, заброшенной или неправильно устроенной скважины. Иногда желание демонтировать трубу продиктовано необходимостью починить или заменить вышедшую из строя конструкцию.

Поскольку процесс демонтажа — дело трудоемкое, хлопотное, долгое и дорогое, обязательно следует поискать альтернативные варианты решения. Например, в поврежденную обсадную трубу можно забить эксплуатационную конструкцию меньшего диаметра. Трещина будет надежно закрыта и работа скважины восстановлена.

Бывает полезной консультация с опытными специалистами. Иногда достаточно правильно прочистить скважину и демонтаж просто не понадобится.

В ряде случаев выясняется, что дешевле и проще пробить новую скважину, чем восстанавливать старую.

Как вынуть из скважины трубу?

Если решение вытащить трубу все же принято, можно использовать для этого один из нескольких возможных способов.

• Обратиться к профессиональным бурильщикам. Они используют специальное оборудование (труболовки, овершоты, метчики и т.п.), избавив владельцев участка от головной боли и некоторого количества денежных средств.
• Зафиксировать конец трубы, например, петлей или обжимным хомутом, закрепить его на коротком плече большого рычага и постепенно вынуть трубу.

Совет: Для воздействия на длинное плечо рычага может понадобиться усилие, равное весу нескольких человек и время. Известен случай, когда бригада вытащила трубу, на полчаса присев на длинное плечо рычага.

• Вместо рычага можно использовать подходящий домкрат, например, от КАМАЗа или железнодорожный.

Как вариант — достать трубу из скважины можно с помощью большого железнодорожного домкрата

Такое вот самодельное устройство

Еще один способ вынуть трубу состоит в изготовлении специального приспособления.

Для этого понадобится швеллер №10, из которого изготавливаются две стойки в виде перевернутой буквы «Т». Высота конструкции должна быть один метр, а ширина — 0,6 м. Сверху к каждой стойке приваривают подшипник, внутренний диаметр — 40 мм.

Теперь нужно сделать ось, на которой закреплены рукояти и барабан. Края оси вставляют в подшипники и устройство можно считать готовым. Для подъема трубу фиксируют стальным тросом, который наматывают на барабан. Для страховки длинных конструкций рекомендуется применять специальную чалку, чтобы удерживать трубу при перехвате троса. Чтобы вытащить пластиковую трубу и не повредить ее, понадобится обжимной хомут.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Бурение скважины своими руками на даче способы, технология, видео

Оборудование для автономного водоснабжения

Для обустройства водопровода из скважины помимо насоса нам потребуется другое специальное оборудование, необходимое для нормального функционирования сооружения.

Герметичная емкость для защиты оголовка

Важный конструктивный элемент для обустройства скважины – кессон. Это герметичная камера, в которой располагается оголовок скважины. Она защищает сооружение от промерзания в холодное время года и от проникновения грунтовых вод.

Кроме того, внутри емкости располагается все необходимое для функционирования скважины оборудование. Поэтому размеры кессона должны быть достаточными для того, чтобы внутри поместились приборы и спустившийся для обслуживания или ремонта человек.

Кессон надежно защищает оголовок скважины от низких температур и грунтовых вод. Здесь же можно разместить все необходимое оборудование

Герметичная камера может быть выполнена из разных материалов: пластика, бетона, металла, кирпича или полимерпеска. Каждый из вариантов имеет свои достоинства и недостатки.

Форма емкости может быть любой, но чаще всего она имеет круглое или четырехугольное сечение. Кессон можно купить в готовом виде или изготовить самостоятельно. В любом случае емкость должна быть оборудована люком с плотно прилегающей крышкой.

Гидроаккумулятор для формирования напора

Устройство представляет собой емкость, разделенную эластичной мембраной. Один из получившихся отсеков заполнен воздухом, второй – водой. Поступающая в бак вода растягивает мембрану, уменьшая тем самым объем первого отсека.

Чем больше воды, тем выше давление в первой камере. После того, как потребитель открывает кран, количество воды уменьшается, и давление в воздушном отсеке снижается.

Гидроаккумулятор дополняется датчиком, который следит за давлением в камерах. Когда оно опускается ниже заданной отметки, прибор подает сигнал на включение насоса и вода из скважины поступает в систему.

Как только давление поднимется до определенного уровня, насос выключается. Гидроаккумулятор используется для создания в водопроводе давления, достаточного для работы бытовых приборов.

Гидроаккумулятор необходим для защиты насоса от преждевременного износа, кроме того, он создает необходимое для работы бытовых приборов давление в системе

Некоторые из них, например, проточные водонагреватели, посудомоечные и стиральные машины нуждаются в давлении не ниже 0,5-0,7 атмосфер.

Кроме того, устройство защищает насос от преждевременного износа. Без гидроаккумулятора оборудование будет включаться слишком часто. А это для него крайне нежелательно, ведь включение насоса чаще, чем 10 раз в минуту увеличивает его износ на 40%.

Система фильтров для очистки воды

Фильтры необходимы для скважин любого типа. Даже глубокие артезианские «выдают» воду с высоким содержанием железа, тяжелых металлов и других не полезных микроэлементов. Поэтому очистка такой воды необходима.

Подобрать нужный тип фильтра можно только после проведения анализа воды. Полноценная система очистки в максимальной комплектации будет выглядеть следующим образом:

1. Сетчатый фильтр грубой очистки. Ставится перед насосом и перед гидроаккумулятором.
2. Фильтр механической очистки. Устройство задерживает включения размером 80-100 мкм. Представляет собой колбу со сменным волокнистым наполнителем.
3. Блок аэрации. Насыщает кислородом проходящую через него воду.
4. Комплект специальных фильтров. Каждый из них устраняет излишки определенного элемента: железа, калия, натрия, солей и т.п.
5. Блок биологической защиты. Представляет собой угольный фильтр или ультрафиолетовый излучатель, которые устраняют из воды микроорганизмы.
6. Фильтр тонкой очистки. Останавливает включения размером до 5 мкм, что полностью избавляет жидкость от осадков и посторонних примесей.

В качестве дополнения может быть установлен фильтр с обратным осмосом, что позволяет получить питьевую воду высочайшего качества.

Виды скважин и их особенности

Собственный источник воды – отличная возможность обеспечить себя и своих близких чистой живительной водой и удовлетворить хозяйственные потребности. Путем бурения и обустройства скважины решить проблему водоснабжения можно на несколько десятков лет вперед.

Выбор способа бурения и объем работ по обустройству скважины зависит от типа гидротехнического сооружения.

Колодец абиссинского типа

Если вода на участке расположена предположительно на глубинах 10-15 метров, то выгоднее и проще устроить абиссинский колодец. Гидротехническое сооружение этого типа использует водоносный слой, расположенный над водонепроницаемым глинистым пластом. Питается водонос за счет инфильтрации атмосферных осадков и вод близлежащих водоемов.

Простую в исполнении скважину-иглу может пробурить даже начинающий умелец, который только осваивает базовые навыки буровых работ

Сравнительно неглубокая узкая скважина представляет собой колонну толстостенных труб ВГП диаметром 50 – 80 мм.  В нижнем, самом первом звене колонны устроен специальный фильтр путем сверления с стенках трубы отверстий.

Трубы выполняют функцию ствола, дополнительной обсадки абиссинская скважина-игла не требует. Ее не бурят, а погружают в грунт посредством забивки.

Компактные размеры водозабора абиссинского типа позволяют размещать его практически на любом свободном месте придомовой территории. Самым распространенным способом пробивания этого типа гидротехнического сооружения является ударное бурение.

Абиссинский колодец, или скважина игла, относится к немногочисленным выработкам, которые можно оперативно и без проблем пробурить вручную Для ее устройства необходим специфический инструмент, который не извлекается из выработки до завершения ее эксплуатации Первое звено буровой колонны оснащается наконечником, облегчающим проходку, и фильтром, предотвращающим проникновение минеральных включений из откачиваемой воды На фото три этапа изготовления фильтра для абиссинского колодца. Сначала в трубе высверливаются отверстия, потом ее оборачивают проволокой, к которой прикрепляют фильтрующую сетку Суть устройства скважины иглы заключается в забивании колонный узких буровых труб в землю до вскрытия водоносного пласта. Облегчить процесс малогабаритная шнековая установка Буровой станок со шнековым буром проходит грунты до необходимой глубины. В сформированное отверстие намного легче устанавливается колонна труб с фильтром в первом звене Так как абиссинские скважины бурят в основном до 10 — 12 м, то для откачки из них воды используют ручные механические или поверхностные электрические насосы По объему добываемой воды абиссинская скважина не уступает традиционным водозаборным выработкам. Единственный недостаток — техническое назначение воды

Особенности скважин на песок

При глубине залегания водоносного горизонта до 30 – 40 метров, распространенного в рыхлых, несвязных отложениях, сооружают песчаную . Ее называют так, поскольку она добывает воду из насыщенных водой песков.

Пятидесятиметровая глубина источника не способна гарантировать кристальную чистоту воды, а потому содержимое скважины следует проверять лабораторным путем на наличие химических соединений

Водоносный слой скважины на песок располагается всего в трех-четырех десятках метров от поверхности. И чтобы достичь его не приходится проходить твердые – скальные и полускальные породы. А потому провести бурение песчаной скважины вручную не составит труда, если применить один из описанных ниже способов.

Глубинная артезианская скважина

А вот планируя пробурить артезианскую скважину, собственными силами не обойтись. Артезианская вода распространена по трещинам в непроницаемых скальных и полускальных породах на глубине порядка 40 -200 метров.

С задачей бурения скважины на известняк способны справиться лишь профессионалы, владеющие необходимыми знаниями и имеющие в распоряжении специальное оборудование для бурения

Чтобы определить глубину залегания воды им следует ориентироваться на данные гидротехнических сооружений подобного рода, пробуренных невдалеке от предстоящего места проведения работ.

Поскольку артезианская скважина способна обеспечить водой сразу несколько участков, буровые услуги удобно заказывать в складчину. Это позволит существенно сэкономить на бурении и обустройстве источника водоснабжения.

Обеспечение герметичности обсадной трубы

В обсадную трубу скважины, снабжающий дом питьевой водой, не должна попасть ни пыль, ни образующийся в кессоне конденсат ни, тем более, дождевая и талая вода. Если это произойдёт, в чистый подземный источник могут попасть вредоносные микроорганизмы с поверхности и «лечить» его будет сложно и дорого.

Для герметизации скважины, крепления погружного насоса и пропуска коммуникаций используйте заводской оголовок: стоит он относительно недорого и весьма облегчает монтаж оборудования

Для защиты источника служит скважинный оголовок — специальная стальная крышка, снабжённая технологическими отверстиями для пропуска коммуникаций и надёжным крюком для подвеса насоса. Оголовок подбирается по диаметру обсады, он имеет резиновую обжимную манжету, герметизирующую обсадную трубу. Водопроводная труба и электрокабель также вводятся через герметичные уплотнители.

Не рекомендуем обрезать обсадную трубу близко к полу кессона. Лучше оставить над поверхностью бетона отрезок высотой 25-40 см. Во-первых,  монтировать насос с оголовком будет удобнее. Во-вторых, при небольшом подтоплении кессона в ствол скважины не попадёт вода.

Шаг 1: Приямок вокруг скважины нужно обустроить: укрепить при необходимости стенки, забетонировать или выложить камнем дно Шаг 2: Обсадную трубу обрезаем до высоты, удобной для установки оголовка и эксплуатации Шаг 3: Устанавливаем нижний элемент конструкции оголовка на обрезанную обсадную трубу Шаг 4: Заподлицо с кромкой обрезанной трубы устанавливаем эластичное герметизирующее кольцо Шаг 5: Подключаем электрокабель, скрепляем его с водоподающей трубой в 20 — 30 см от патрубка насоса и выше через каждые 1,2 — 1,5 м Шаг 6: Через отверстие в крышке оголовка протаскиваем водоподающую трубу, кабель протягиваем через отверстие с уплотнителем Шаг 7: Крышку оголовка вместе с протянутым через нее кабелем и трубой устанавливаем на обсадку и фиксируем

О технологиях бурения

Прежде чем рассказать о способах ведения буровых работ, перечислим разновидности скважин:

• на воду;
• на песок;
• на известняк (артезианская).

Неглубокая скважина на воду проделывается с целью достичь верхних горизонтов и организовать подачу с помощью насоса. Сюда же относится абиссинский скважный колодец из трубы малого диаметра. Соответственно, бурение на песок и на известняк означает заглубление до нижних пластов, как показано выше на схеме.

Так выглядит шнековое бурение

Существует несколько технологий пробивки узких вертикальных каналов в толще земли:

1. С помощью бура, изготовленного в виде шнека. Чтобы достичь нужной глубины, бур по мере погружения наращивается новыми секциями.
2. Колонковое бурение. В этом случае основной инструмент представляет собой полую трубу с острым торцом, куда приварены твердосплавные зубья. В процессе заглубления стакан заполняется породой, которая периодически вычищается.
3. Гидравлический способ (прямая либо обратная промывка). Суть в том, что бур опускается в канал вместе с обсадной трубой, а грунт из рабочей зоны постоянно вымывается путем давления воды, подаваемой дренажным насосом.
4. Ударно-канатный способ предполагает забивку того же стакана и периодическую выемку грунта на поверхность. Здесь используется сила удара от свободного падения инструмента, помещенного внутрь обсадной трубы. Обычно оператор вручную поднимает стакан, привязанный тросом к катушке, а затем отпускает его в свободный полет на дно скважины.

Конструкция самодельной желонки

Помимо перечисленных способов, бурение скважин на воду выполняется по технологии абиссинского колодца. Если коротко, то труба диаметром 32 мм с конусом на конце погружается до уровня грунтовых вод, впоследствии выкачиваемых из скважины поверхностным насосом.

Чтобы своими руками бурить на участке скважины и не применять специализированное оборудование, можно реализовать только 2 технологии: ударно-канатную и абиссинский колодец. О них мы и расскажем далее.

Как облагородить скважину для водоснабжения на даче

Скважина на загородном участке необходима в первую очередь для обеспечения бытовых потребностей в воде. Однако многие владельцы задумываются и об эстетическом оформлении, придумывают способы, как облагородить скважину на даче. Ведь приятнее созерцать аккуратную конструкцию на участке. Существует множество вариантов оформления источника водоснабжения, мы рассмотрим наиболее популярные.

Благоустройство скважины без кессона

Для защиты комплекса водообеспечения устанавливается специальная конструкция – кессон. В основанном она находится под землей, и видна лишь ее верхушка. Рассмотрим оригинальные варианты благоустройства скважины на воду:

• деревянные надстройки. Дерево – простой и практичный материал, из которого можно создать практически любую конфигурацию надстройки. Для изготовления понадобится лишь ножовка, молоток и гвозди, а также рулетка с карандашом. Изготовить конструкцию достаточно легко: сначала нужно приготовить ровное бетонное основание для деревянного декора. Дальше все зависит от полета вашей фантазии. Но помните, что конструкция должна обеспечивать бесперебойный доступ ко всем комплектующим элементами системы. Лучше всего оборудовать пристройку люком или дверцей. Конструкцию после завершения работ нужно покрыть защитным покрытием для дерева, благодаря чему можно значительно продлить срок эксплуатации;
• кирпичные и каменные пристройки. В основном они выглядят как импровизированный колодец с крышкой. В процессе изготовления следует помнить некоторые важные моменты. По причине большой массы необходимо создать ленточный фундамент, чтобы избежать растрескивания конструкции. В каменной конструкции лучше использовать одинакового размера камни для облегчения процесса укладки. Кирпич рекомендуется выбирать красный, поскольку он устойчив к влаге и воздействию факторов внешней среды;
• сочетание каменных и деревянных элементов в оформлении позволит создать оригинальную и неповторимую конструкцию.

Абиссинка и песчанка своими руками

Несмотря на свою простоту, абиссинский колодец пользуется большой популярностью среди владельцев дачных домов. Ведь зачастую его дебет выше, чем у песчанки, а пробурить и обустроить его гораздо проще. Но если водоносный горизонт находится ниже уровня, с которого может поднять воду внешний насос, то можно обустроить песчаную скважину. Рассмотрим более подробно монтаж этих двух типов скважин.

Забивка абиссинского колодца

Бурение скважины

Прежде чем начать забивку абиссинки, а именно так называется процесс получения этого источника воды, необходимо подготовить все элементы этой скважины. Они продаются в готовом виде, но и сделать их самостоятельно не особо сложно.

Шаг 1. Из метровой трубы, диаметр которой составляет дюйм, изготавливают основу фильтра. Для этого в стенках трубы на протяжении 80 см через каждые 20 мм друг от друга вырезают отверстия в виде щели.

Шаг 2. На трубу фильтра наматывают проволоку и натягивают сеть фильтрового плетения. Последнюю нужно зафиксировать хомутами через каждые 100 мм.

Ручная установка для бурения скважины

Шаг 3. На дальний конец фильтра устанавливают стальной конус, диаметр основания которого больше диаметра трубы, а высота составляет 100 мм. Наконечник можно заказать у токаря, а надежно фиксировать конус к трубе фильтра его можно припоем из олова.

Таким же способом дополнительно закрепляют сетку.

Разновидность самодельной конструкции для неглубокого бурения

Шаг 4. Для тела скважины готовят метровые или полутораметровые дюймовые трубы с резьбой на обоих концах для соединения.

На подготовительном этапе можно сделать бабку – инструмент для забивки. Для этого берется небольшой отрезок трубы с толстой стенкой, к одному концу трубки приваривают сантиметровое основание, а сбоку – ручки. Вес бабки должен составлять не менее 30 кг.

На подготовительном этапе можно сделать бабку – инструмент для забивки

После подготовительных мероприятий приступают к забивке.

Шаг 1. В выбранном для скважины месте выкапывают приямок площадью в 1 кв.м, а глубиной в полметра.

Простейший вариант агрегата для бурения

Шаг 2. В приямке начинают бурить садовым буром, длину которого постепенно увеличивают при помощи полудюймовых труб, соединяемых их друг с другом с помощью муфт и болтов.

Различные варианты изготовления самодельных буров, приспособленных под определенный тип грунта

Шаг 3. С момента появления насыщенного влагой песка переходят непосредственно к забивке. Для этого подготовленный фильтр соединяют при помощи резьбы с первой трубой. На свободный конец трубы накручивают муфту с завершением, которое защищает трубу от действия удара. Нанизывают бабку и резко ударяют ей.

Фото ударного оголовка

Забивку можно также делать при помощи кувалды, но в этом случае выше вероятность погнуть трубу.

Шаг 4. Во время забивки постоянно заливают воду в скважину и прослушивают. Это необходимо для того, чтобы не пробурить мимо слоя с водой. Прослушка производится так: через каждые полметра трубу скважины поворачивают по часовой стрелке и слушают, какой издается звук. Так, шелест и скрежет свидетельствуют о горизонте песка мелкой и крупной фракции соответственно.

Шаг 5. Как только появится шум, доливают еще воду и смотрят на то, с какой скоростью она просачивается в грунт:

• если медленно, то заглубляют еще на полметра;
• быстро – надо углубиться на 30 см.

Когда забивка закончена, приступают к установке насоса.

Оборудование для обустройства скважины

Скважина в подвале дома

Многие домовладельцы считают размещение скважины в подвале дома идеальным вариантом.

Если планируется устройство водозабора внутри частного дома, то пробурить скважину лучше после возведения фундамента Несмотря на то, что глубина скважины позволяет исключить вероятность подмыва фундамента, вблизи него выработку не стоит располагать. Необходимо предусмотреть вероятность аварий Устройство буронабивного свайного фундамента разумно совместить с организацией источника водоснабжения Бурение скважины иглы можно провести в любое время в уже обустроенном помещении. Эта технология не требует обширного свободного пространства

Действительно, если водоносный слой проходит как раз в районе, где расположен или будет построен дом, то этот вариант будет иметь множество достоинств:

• значительное упрощение и удешевление процесса по устройству водопровода из скважины;
• кратчайшая трасса водопровода;
• отсутствие необходимости в утеплении и в сооружении кессона.

При желании в пределах дома, бурить скважину необходимо на строительной площадке ещё до возведения фундамента. Оптимально – отразить в проекте дома наличие водоносной скважины в подвале.

Скважину нельзя располагать под жилыми комнатами, кухней и санузлами, наилучшим местом будет подвальное помещение под закрытой верандой, кладовой, котельной

Недостатки расположения водоносной скважины в подвале:

• требуется достаточное количество места;
• трудности с монтажом насосного оборудования из-за труднодоступности скважины;
• проблемы в процессе промывки с отводом нечистот;
• возможность размыва грунта вокруг водоисточника и угроза просадки фундамента дома.

Между окончанием бурения и началом возведения фундамента должно пройти не менее 1 месяца. Этот срок необходим для выявления и устранения всех проблем, связанных с эксплуатацией скважины.

Учтите, что вокруг скважины должно остаться достаточно места для её обслуживания или ремонта. Минимальный размер площадки для техобслуживания 3х4 метра.

Типы скважин для частного водопровода

Непригодная для питья верховодка вполне подойдет для полива огорода, уборки и подобных нужд. Получить ее проще и дешевле путем устройства скважины-иглы, называемой также абиссинским колодцем. Он представляет собой колонну толстостенных труб ВГП Ø от 25 до 40 мм.

Абиссинский колодец – самый простой в исполнении и дешевый способ получения воды для временного снабжения дачного участка

Первое звено колонны оснащается наконечником и фильтром, устроенным прямо в стенках водо-газопроводной трубы. Абиссинскую скважину не бурят, а забивают в грунт с помощью увесистой бабы, которую присоединяют к тросу, перекинутому через блок.

Это самый дешевый и легкий способ получения воды для временного водоснабжения. Для дачников, нуждающихся исключительно в технической воде и только в летний период.

Скважина игла, иначе абиссинский колодец, является самым простым и дешевым способом устройства источника воды для частного дома Пробить абиссинскую скважину можно за один день. Единственный недостаток — глубина в среднем по 10 — 12 м, что редко позволяет использовать воду в питьевых целях Абиссинский колодец можно устроить в пределах дома, расположив насосное оборудование в подвале или подсобном помещении Скважина игла отлично подходит для добычи воды для полива сада с огородом и ухода за загородным участком

Скважины на песок могут поставлять воду как для технических, так и для питьевых целей. Все зависит от конкретной гидрогеологической обстановки на загородном участке.

Если водонос сверху перекрывает слой водоупорных грунтов, то вода вполне может оказаться питьевого разряда.

Препятствующие проникновению воды грунты водоупора пресекают проникновение бытовых стоков. Если вмещающий воду песок не имеет природной защиты в виде суглинка или твердой супеси, о питьевом назначении вероятнее всего придется забыть.

Стенки скважины укрепляют колонной стальных обсадных труб, соединенных между собой муфтами или сварным швом. В последнее время активно используется полимерная обсадка, востребованная частниками из-за доступной цены и устойчивости к коррозии.

Конструкция скважины на песок предусматривает установку фильтра, исключающего проникновение в ствол гравия и крупной песчаной взвеси.

Устройство скважины на песок обойдется значительно дороже абиссинского колодца, но дешевле бурения выработки в скальных грунтах

Рабочая часть скважинного фильтра должна выступать за пределы водоносного пласта сверху и снизу минимум на 50 см. Т.е. ее длина должна быть равна сумме толщины водоносного пласта и как минимум 1 м запаса.

Диаметр фильтра должен быть на 50 мм меньше диаметра обсадной трубы, чтобы его свободно можно было погрузить и извлечь из ствола для прочистки или ремонта.

Без фильтра и частично без обсадки могут обойтись скважины, ствол которых заглублен в скальный известняк. Это наиболее глубокие водозаборные выработки, извлекающие воду из трещин в коренной породе.

Служат они дольше аналогов, заглубленных в песок. Им не свойственен процесс заиливания, т.к. в толще вмещающих воду грунтов нет глинистой взвеси и мелких песчинок.

Риск бурения артезианской скважины заключается в том, что зону трещиноватости с подземной водой можно не обнаружить

Обсадка артезианских скважин устраивается по телескопическому принципу. Каждый нижележащий ярус конструкции должен быть на 50 мм уже предыдущего.

На глубине свыше 100 м допустимо применение асбестоцементных труб или проходка скважины вовсе без обсадки, если скальные стенки гидротехнического сооружения нет необходимости укреплять.

Если артезианской скважиной пройдено больше 10 м трещиноватой скальной породы, вмещающей подземные воды, то фильтр устанавливается. Его рабочая часть обязана перекрыть всю поставляющую воду толщу.

Схема системы водоснабжения автономного дома с одним фильтром характерна для артезианских скважин, не требующих многоступенчатой очистки воды

Водоносное место

Конечно же сначала нужно найти место на своем участке, где приближение и насыщенность  водоносного слоя оптимальные. Не последнее значение будет иметь расположение строений на участке. Возможно придется чем-то пожертвовать — перенести постройку или бурить в менее насыщенном водой месте, но не переделывая ничего на участке

В любом случае важно, чтобы колодец или скважина находилась в удобном для обслуживания месте — необходимость ремонта рано или поздно возникнет, необходимо учитывать такое обстоятельство.

Чтобы определить место для скважины используйте старые дедовские методы — присмотритесь к своему двору. Вспомните, возможно вы копя землю уже не раз встречали воду в определенном месте. Как хороший признак — свободно растущие  ива, береза, щавель, черемуха. А может и низинка есть на участке — так там и бурить меньше.

Обращайте внимание на присутствие вблизи намеченного вами места источников загрязнения. У туалета пожалуй не стоит скважину делать — не так ли?! Можно поискать и другие советы,  специализированной организации

Выбор точки для бурения источника воды

При выборе места для бурения скважины решающее значение имеет наличие водоносных слоёв. Именно от глубины их залегания будет зависеть множество факторов: метраж выработки, метод бурения, необходимость цементирования и устройства фильтров и т.д.

Рассмотрим подробнее, какие виды подземных вод могут служить водоисточником для хозяйственных нужд и как определить их глубину залегания.

Если бурение источника будет производить буровая организация, при выборе места для скважины на участке следует учесть габариты техники с буровой установкой Для бурения выработки нужна свободная площадка, на которой может расположится машина, не нанося повреждений постройкам Обязательно следует учесть высоту вышки и выбрать место так, чтобы при ее подъеме не были задеты линии электропередач При бурении малогабаритным станком учитывать предыдущие аспекты необязательно, но важно выбрать удобное расположение Следует определиться с местом так, чтобы устье скважины было удобно обустроить кессоном Если насосная станция будет установлена в отдельный павильон, надо обеспечить беспрепятственный к нему доступ Если скважину планируется использовать для полива, то желательно ее расположить так, чтобы сократить протяженность шлангов и труб И при устройстве водоснабжения дома желательно сократить протяженность наружных веток трубопровода, чтобы не сооружать лишние смотровые колодцы

Рассмотрим четыре типа подземных вод, которые могут стать источником водоснабжения на вашем участке:

1. Верховодка — верхний водоносный слой, залегающий на глубине до 3-4 м. Наполняется за счёт талых и дождевых вод, поэтому отличается высокой степенью загрязнения. Использовать такие воды для питья и поения домашних животных запрещается, можно применять эту воду для полива растений. В период засухи и зимой верховодка может просто исчезнуть, поэтому бурение скважины до них никогда не проводят.
2. Грунтовые воды на глубине не более 10 м. Такой водоносный слой образуется за счёт того, что ниже него находятся гидроупорные грунты, которые не дают просачиваться водам вниз. Грунтовые воды не иссякают даже в период засухи. Качество таких вод достаточно высокое, при наличии систем фильтрации и соблюдении санитарных норм их в большинстве случаев можно использовать для питья.
3. Межпластовые безнапорные воды. Залегают на глубине от 10 до 110 м между двумя водоупорными пластами. Пласты могут иметь различное строение и водопроницаемость, например, сверху может быть супесь, а снизу – суглинок. Качество воды – обычно высокое, зависит от конкретных характеристик участка. Скважины, вскрывающие межпластовые воды, наиболее часто встречаются в личных хозяйствах.
4. Артезианские воды. Располагаются на глубине ниже 40-110 м. Несмотря на то, что вода из артезианской скважины чиста и пригодна для питья, на бурение такой скважины решается не каждый владелец участка. Чтобы вскрыть водоносный участок нужно пройти немалую толщу скальной породы, а это весьма трудоемкий процесс.

К тому же для устройства потребуется получение пакета разрешительных документов. Дело в том, что для устройства артезианской скважины необходимо согласование с администрацией населенного пункта и соблюдение действующего законодательства, в том числе ФЗ “О недрах”.

Скважины бурят “на песок” и на “известняк”, так это называется на геологическом сленге. Наиболее водообильным и стабильным считается горизонт, приуроченный к трещинам в известняке

Заключение

Нередко инспекция выезжает для проверки на местности указанных в заявлении сведений, поэтому придумывать и сочинять небылицы с целью получить заветную регистрацию нет смысла. Однажды отказав, природопользовательские чиновники крайне неохотно дают разрешение по повторному обращению. Кроме того, может быть выставлено предписание о постройке ограждения или сносе ряда объектов, расположенных на даче в санитарной зоне ствола. По закону необходимо выполнить требования и в трехдневный срок письменно проинформировать инспекцию о проведенных мероприятиях. Сам процесс выдачи лицензии займет не более трех дней.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Бурение скважины своими руками — каковы возможности?

Никакой загородный дом не может существовать без нормального водоснабжения. Возить воду с собой при посещении дачи в выходные дни?  Этот вариант даже не рассматривается, так как ее вряд ли хватит даже на бытовые нужды. Постоянно надоедать соседям с просьбами пополнить свой водяной запас? Это возможно лишь до поры, до времени — всякому людскому терпению есть предел… Источник воды будет тем более необходим, если в загородном доме планируется длительное или даже постоянное проживание, а на прилегающем участке есть желание разводить какие-то цветы или сельскохозяйственные культуры. Выходы – подключаться к системе централизованного водопровода (в большинстве случает это попросту невозможно или же сопряжено со слишком большими финансовыми затратами), или  оборудовать на своей территории источник автономного водоснабжения.

Бурение скважины своими руками

Про выкапывание колодца подробно рассказывалось в соответствующей публикации нашего портала. Однако, очень часто устраивать такое сложное гидротехническое сооружение просто не имеет смысла – можно ограничится водяной скважиной. Дело это тоже, отнюдь, не такое простое, требующее специального оборудования и определенных навыков работы. Целью данной публикации ставится рассмотрение вопроса, возможно ли бурение скважины своими руками. Будут рассмотрены виды скважин, даны понятия о технологии их «проходки» и «обвязки». В итоге заинтересованный читатель должен сам сделать вывод – стоит ли браться за это дело самому, или же все же пригласить бригаду опытных специалистов.

Виды водоносных скважин

Прежде всего, нужно разобраться, какие скважины могут использоваться для обеспечения жилья водой. Существует три основных их типа, зависящих от глубины и условий залегания водоносного слоя.

Вода под землей залегает в нескольких горизонтах.

Обычное расположение водоносных слоев в толще грунта

• Ближе всего к поверхности расположена так называемая верховодка, относящаяся, скорее, к почвенным водам, имеющая нестабильный характер, не отличающаяся чистотой и для питьевых и бытовых целей практически не используемая. Обычно она располагается не глубже 4 – 5 метров.
• Ниже, начиная с 7 – 10 метров, должны находиться песчаные водяные горизонты. Они могут располагаться на нескольких уровнях, разделяясь между собой водонепроницаемыми глиняными слоями. Вода здесь прошла достаточно хорошую фильтрацию, и в большинстве случаев вполне пригодна для применения. Именно на эти слои ориентируются при выкапывании колодцев и бурении скважин – абиссинских или же «на песок». Залегают такие пласты водоносного песчаника на глубинах до 50 метров.
• Еще ниже, под толстыми слоями водоупорной глины, в толще пористого известняка, расположен самый мощный водоносный горизонт – артезианский. Вода здесь находится под давлением, достаточным для самостоятельного подъема на поверхность земли. Артезианская скважина – самый оптимальный вариант для водоснабжения – она одна может покрыть все потребности сразу нескольких домов. Обладает она и самым длительным периодом активной эксплуатации – обычно он доходит до 50 лет.

Однако, из-за большой глубины залегания и необходимости проходки через плотные породы, пробурить артезианскую скважину по силам только специалистам, использующим особую тяжелую технику. Поскольку данная публикация посвящена возможности самостоятельного бурения скважин, то будут рассмотрены только абиссинская и «на песок».

При всей сложности бурения, организация водоснабжения именно из скважины часто является более приемлемым решением, нежели выкапывание колодца. Так, объемы земляных работ просто несопоставимы. Вода в колодце в большей степени подвержена загрязнению, зацветанию, появлению в ней болезнетворных бактерий. Кроме того, при удачно складывающихся обстоятельствах, скважину можно пробурить прямо в подвале дома, а это существенно сократит дальнейшие расходы на прокладку и утепление водоводов, на насосное оборудование и на разводку домашней водопроводной сети.

Технологии бурения скважин

Итак, скважина – это узкое вертикальное отверстие от поверхности земли до водоносного слоя. Каким образом его проделывают?

Шнековое бурение

Шнековое бурение – один из самых простых способов. Бур с заточенными режущими лопастями, расположенными под определенным углом к оси, вворачивается в толщу грунта.

Шнеки различного вида для буровых работ

После прохождения определенного участка бур поднимается на поверхность для очищения от выбранного грунта (шлама). По мере углубления в землю, штанга с буром наращивается дополнительными звеньями.

Подобная технология считается одной из самых производительных, позволяет проводить работы даже вручную, с помощью несложных самодельных приспособлений, например, бурильной «мини-вышки» — треноги с закрепленной через вертлюг на тросе буровой колонной. Обязательно предусматривается подъемный механизм – ручной, с использованием обычного ворота или лебедки, либо механизированный. Самостоятельно извлечь бур с захваченным шламом при углублении даже на несколько метров будет практически невозможно.

Схема простейшей шнековой буровой установки

Нередко в сети встречаются публикации о возможности ручного бурения скважин подобным методом, без использования какого-либо дополнительного оснащения.

Бурение вручную — малопроизводительное и с большими трудностями по соблюдению вертикальности проходки

Сказать по правде, это вызывает сомнения в достоверности, или, по меньшей мере, в качественности проведения подобного бурения. Дело даже не в приложении силы – мускульных усилий двух здоровых мужчин, да еще с хорошо подобранными рычагами для вращения колонны, должно бы и хватить. Загвоздка кроется в соблюдении вертикальности проходки – вот ее без точной фиксации бура достичь чрезвычайно сложно. А отклонение от вертикали – это деформирование усадочных труб и невозможность нормальной обвязки скважины.

Малогабаритная буровая установка

Часто прибегают к использованию малогабаритных буровых установок, представляющих собой металлическую станину с установленным на подвижной раме механическим приводом, передающим вращение на буровую колонну. Конструкция позволяет проводить плавное опускание и подъем привода, обеспечивая и необходимое поступательное усилия для прохождения грунта, и выемку шнека для регулярной очистки.

Этот способ бурения обычно используется на небольших глубинах, на мягких грунтах – именно здесь он покажет наибольшую эффективность и производительность. Однако, есть у него и немало недостатков:

• Подобной технологией бурения бывает непросто справиться с попавшими на пути твёрдыми породами, плотными слоями глины, каменистым слоем. Существуют специальные буры с твердосплавными напайками, которые могут иногда помочь в этом случае, но порой приходится либо менять место, либо переходить к иной технологии бурения.

Шнек с твердосплавными напайками

Могут возникнуть проблемы при попадании на «верховодку» или слой «плывуна» — даже неглубокая скважина будет постоянно заполняться грязной водой, смешанной с песком, что предельно затруднит работу. Поэтому, при таком методе бурения чаще всего проводят постоянное параллельное обсаживание скважины, по мере углубления в грунт.

Возникают сложности и при прохождении, разжиженных участков грунта, в преддверии водоносного слоя. Лопасти шнека уже не могут удержать на себе шлам, и поэтому придется «перевооружать» колонну буром – ложкой, который обеспечивает захват и подъем даже полужидкой консистенции.

Бур-ложка для сыпучих и водонасыщенных грунтов

Изготавливать или приобретать подобное буровое оборудование самому для того, чтобы пробурить одну — две скважины на своем участке – крайне нерентабельно. Лучше воспользоваться услугами организация сдающих подобные комплекты в аренду – уточнить наличие таких фирм будет несложно у местных жителей или соседей по дачному поселку.

В интернете нет-нет, да и встречаются рекомендации применять в подобных целях мотобур. Будет большой ошибкой использовать для проделки водоносной скважины такой агрегат, если он не относится к профессиональному оборудованию с большим запасом мощности и прочности, и если в его технической документации прямо не оговорены такие возможности. Стоят подобные модели очень дорого, а дать их в аренду вряд ли кто согласится.

Справится ли мотобур с большими глубинами — большой вопрос

Мотобуры же бытового или полупрофессионального класса очень полезны для проделывания лунок и относительно неглубоких скважин для свай, столбов, посадки деревьев и т.п. Применять подобный инструмент на значительных глубинах – верный способ «угробить» технику. Тем более, что без стационарной установки удержать мотобур при работе на значительных глубинах даже двум человекам – весьма проблематично и даже небезопасно.

Колонковое бурение

Технологи, в принципе, схода со шнековым бурением, однако режущая часть бура имеет совершенно другое устройство. Сам бур – это пустотелый цилиндр, на нижней грани которого размещены напайки из высокопрочных материалов, способные справиться с грунтами любой плотности. Шлам в этом случае скапливается внутри этого «стакана» и периодически вычищается при подъёме бура на поверхность.

Бур-стакан для колонкового бурения

Такая технология позволяет получить скважины очень точного диаметра. Однако, в условиях самостоятельной проходки подобный метод практически не применяется, так как он требует специального стационарного оборудования, обеспечивающего равномерное одновременное распределение усилий — на вращение бура и на его поступательное движение вниз.

Гидравлическое роторное бурение

Как видно из самого названия, бурение обеспечивается непрерывной подачей в забой воды (бурильного раствора) под большим давлением. Напор жидкости и вымывает на поверхность шлам, и в некоторых случаях, кроме того, приводит во вращательное движение сам бур – долото.

• Вода под давлением может подаваться в тело бурильной колонны и затем самотеков, вместе со шламом, выходить через затрубное пространство (между стенкой трубы и породой) – этот способ именуют прямой промывкой.
• Применяют и обратную промывку, когда бурильный раствор подается в скважину через затрубное пространство, а затем выкачивается их полости трубы. Такая технология считается более эффективной, но и более дорогостоящая, требующая очень сложного и мощного оборудования для выкачивания полужидкой породы.

Гидравлическое роторное бурение наиболее широко используется для промышленных и геологоразведочных работ на практически любую глубину. Применяют ее и бурильщики, выполняющие заказы по обустройству артезианских скважин, используя при этом специальное оборудование, установленное на автомобильное шасси.

Малогабаритные установки для гидравлического бурения. Помпа установлена прямо над буровой колонной

Выпускаются и малогабаритные установки для гидравлического бурения с прямой промывкой.

Такие установки нередко можно арендовать, но вот только для бурения неглубоких скважин под воду использовать его будет достаточно проблематично. Сложность в том, что песчаные водоносные горизонты весьма неоднородны по глубине залегания и своей толщине, а проконтролировать попадание на него при постоянной подаче воды в скважину – практически невозможно.

Видео: работа малогабаритной гидравлической буровой установки

Подобная технология скорее подойдёт для бурения скважин на заранее определённую глубину, когда предварительная геологоразведка точно определила место залегания водоносных слоев.

Ударно-канатная технология бурения скважин

Этот метод бурения скважин нередко «поругивают» за его трудоемкость, но он, тем не менее, остается одним из самых простых и надежных. Это обуславливает его широкое применение именно в рассматриваемых в данной статье условиях.

Суть технологии состоит в том, что проходка осуществляется последовательными ударами пустотелого бурильного «стакана» — цилиндра с отточенными определенным образом нижними гранями. Он поднимается на определенную высоту, а затем свободно сбрасывается вниз. Порода, уплотняясь, забивается в стакан, и периодически вычищается при подъеме его на поверхность.

Бурильные «стаканы» для ударно-канатной технологии

Достоинства подобного метода – возможность работы практически на любых грунтах, отсутствие необходимости наращивания длинных штанг при уходе на значительную глубину, простота применяемого оборудования, которое, по сути, можно изготовить даже самостоятельно.

Схема простейшей ударной буровой установки

Безусловно, подобный метод требует значительных усилий, и если использовать только мускульную силу (а ролики с  ручной технологией бурения встречаются в сети), то сама установка превратиться в своеобразный «силовой тренажер», а производительность будет при этом невысока. Однако, народные умельцы находят и интересные решения дооборудования своих установок.

Народные умельцы часто дорабатывают установки для облегчения работы

Они применяют электрический привод для подъема бурового стакана и устанавливают механизм, схожий по конструкции с системой автомобильного сцепления, для обеспечения свободного падения бура вниз с нужной высоты.

Видео: интересное решение по организации ударно-канатного бурения скважины

Подобное бурение позволяет четко контролировать структуру проходимого слоя грунта, то есть водоносный песок сразу даст о себе знать. При этом бурильный стакан заменяется на желонку – специальный инструмент, оснащенный клапанной системой, позволяющий вычерпывать на поверхность разжиженный грунт.

Различные типы желонок

Желонки требуемого диаметра можно приобрести или же изготовить самостоятельно. Клапанная система у них может быть разной:

•  в виде плоской створки, открывающейся вовнутрь;

Схема желонки с плоским клапаном

• или же с шариковым клапаном;

Так устроена желонка с шариковым клапаном

Желонки применяются и при прохождении несвязных грунтов, плывунов -, в тех случаях, когда удаляемый шлам не фиксируется в полости обычного бурильного стакана.

Применяя технологию ударно-канатного бурения, при грамотной и своевременной обсадке, можно пробурить ровные скважины с прочными стенками на значительную глубину, достигая глубоко расположенных песчаных водоносов.

Видео: бурение скважины ударно-канатным методом

Цены на  шнеки для мотобуров

Шнек для мотобура

Бурение скважин на загородном участке

Итак, если принято решение по самостоятельному обустройству скважины на своем участке, необходимо определиться с ее типом (абиссинская или «на песок») и найти оптимальное место для проведения буровых работ.

Про поиск наиболее перспективных участков в плане близкого расположения водоносных горизонтов подробно было рассказано в статье про рытье колодцев. Однако следует четко понимать, что гарантировать точное попадание на водоносный слой никто не может. Песчаные водоносы могут достаточно сильно «гулять» по высоте, и чаще всего все определяется опытным путем. Нередки случаи, когда у соседей на глубине 8 – 10 метров отлично работает абиссинская скважина, но при бурении аналогичных в непосредственной, казалось бы, близости, глубины оказываются несколько иными, а порой водоносный слой вообще не обнаруживается. Приходится делать несколько «проколов», чтобы найти наиболее приемлемый вариант.

Как пробурить абиссинскую скважину

Для небольшого дома с невысоким водопотреблением вполне может хватить абиссинской скважины, которая полностью удовлетворит и бытовые потребности, и агротехнические.

Подобная технология начала применяться еще в начале XIX века, а свое название получила оттого, что именно таким способом обеспечивалось водоснабжение английских военных экспедиций в Восточной Африке. Даже в жарких полупустынных условиях Абиссинии (Эфиопии) подобный метод доказывал свою эффективность.

Иллюстрация	Краткое описание выполняемой операции
	Суть технологии заключается в бурении узкой (обычно диаметром до 2 дюймов) скважины на незначительную глубину – порядка 7÷15 метров с последующим забиванием в нее трубы со специальным наконечником и фильтром на конце. Такое устройство часто еще называют иглой. Сам фильтр-игла – это тоже труба, но с многочисленными просверленными отверстиями, которые забраны тонкой сеткой галунного плетения из нержавеющей стали. Нижняя часть «иглы» заканчивается приваренным металлическим конусным наконечником, который обличает забивание обсадной трубы в пробуренную скважину, плотное вхождение в грунт с таким расчетом, чтобы сетчатая часть пришлась именно на толщу песчаного водоноса. На верхней оконечности «иглы» нарезана резьба для муфтового соединения с вышележащей секцией.
	Для сборки всей длины обсадной трубы используются отрезки труб (оцинкованных или что, конечно, лучше – из нержавеющей стали AISI 304, особенно если вода будет использоваться для пищевого применения). В продаже в настоящее время можно приобрести готовые комплекты для абиссинских скважин, которые включают саму «иглу» и требуемое количество отрезков труб (обычно длиной 1,5 или 2 м) с системой их сопряжения – резьбовыми муфтами, диаметрами 1, 1¼ или 1½ дюйма.
	Как видно, такой комплект не требует скважины большого диаметра, поэтому применяется технология шнекового бурения. Оптимальное решение – это использование компактного бурового станка. Он представляет собой надежное металлическое основание для установки над точкой бурения, одну или более вертикальных направляющих, по которым поступательно вверх-вниз перемещается платформа. На этой платформе устанавливается силовой блок – электродвигатель с редуктором, к которому уже будут подсоединяться буровые штанги. Силовой блок можно при необходимости снять, и тогда подъемная платформа может применяться для вытягивания бура из грунта по окончании бурения. Подъем платформы вверх производиться с помощью лебедки – тросовой или цепной, ручной, или, как оказано на этой иллюстрации – электрифицированной. Вниз платформа опускается под собственной массой – весового усилия от силового блока и подсоединенных к нему буровых секций для проходки грунта – вполне достаточно.
	Некоторые буровые станки оснащены колесной тележкой, что предельно упрощает перемещение оборудования по участку и даже позволяет закатывать его в помещения.
	На иллюстрации показан комплект буровых штанг. Нижняя из них оснащена буровой головкой с наваренными твердосплавными резцами. Обычно для абиссинских скважин используются штанги диаметром 48 мм (реже применяются буры диаметром до 80 мм).
	Штанги по концам оснащены соединительной частью. Это может быть шлицевое соединение, пол типу шестигранника…
	…которое после вставки штанг одна в другую фиксируется металлическим штифтом через совмещенные сквозные отверстия. Впрочем, встречаются комплекты, оснащенные резьбовым соединением буровых штанг.
	Итак, в выбранной точке устанавливается станок, вставляется горизонтально и вертикально (для этого на них часто имеются регулируемые подставки-опоры). Силовой блок подключается к электрической сети (или к генератору, если работы проводятся в полевых условиях). В патроне редуктора устанавливается и фиксируется первая штанга с бурильной головкой. Начинается проходка – под тяжестью платформы вращающийся бур постепенно погружается в землю, а шнековая его конфигурация, действуя по принципу «Архимедова винта», поднимает выбранный грунт наружу, на поверхность. Именно по состоянию выбираемой породы опытный мастер будет судить о наличии водоносного слоя.
	После того как первая секция бура погрузилась в грунт до такой степени, что наружи остается около 200 мм, силовой привод останавливают. С помощью выколотки и молотка вынимают штифт, фиксирующий секцию в патроне редуктора.
	Затем с помощью лебёдки платформа с силовым блоком поднимается вверх, на такую высоту, которая позволит провести наращивание бура. Стандартная длина одной секции – метр. Это очень удобно в том плане, что легко отслеживается глубина выполненной проходки.
	По количеству подсоединенных секций (точнее, наверное, будет – по количеству оставшихся) сразу вырисовывается ясная картина.
	Очередная буровая секция вначале стыкуется и фиксируется штифтом с уже погруженной в грунт.
	Затем платформа с приводом аккуратно с помощью лебедки опускается вниз, так, чтобы хвостовик новой секции вошел в патрон редуктора, и при этом совпали отверстия для штифта.
	Следующим шагом проводится фиксация соединения – вставляется и до упора молотком подбивается штифт. После этого можно возобновлять бурение. Подобная операция повторяется каждый раз, когда очередная буровая штага погружается в грунт, то есть через каждый метр проходки.
	Вначале, после слоя плодородной почвы, как правило, идет глинистый слой.
	Но постепенно и состав, и даже цвет поднимаемого шнеком грунта начинает меняться.
	Влажность поднятого шлама увеличивается, и в нем явно заметны частицы крупного песка.
	Чтобы извлеченный шнеком грунт не скапливался вокруг пробуриваемой скважины и не мешал в работе, его регулярно убирают в сторону. Для этих целей можно использовать обычный металлический ковшик.
	По мере углубления в землю, признаки близости водоносного слоя становятся всё более явственными. Шнек уже поднимает пастообразную влажную массу.
	Эту грязь также постоянно вычерпывают ковшом. Это еще не водонос, но он уже явно близок. Так что можно параллельно приступать к подготовке обсадной трубы.
	Сборка обсадной трубы из отдельных секций практически ничем не отличается от обычных сантехнических операций. Резьбовая часть промазывается уплотнительной пастой…
	…выполняется подмотка льняной паклей, а затем трубы свинчиваются через обычные муфты с помощью двух газовых ключей.
	Собранная труба с фильтром-«иглой» на конце ожидает окончания буровых работ.
	К этому моменту уже в общих чертах понятно, какой длины понадобится обсадная труба. Правда, при ее сборке необходимо учитывать и то, что ее придется усилием пары работников поднимать вертикально – при слишком большой длине собранной «плети» это будет сделать не так просто, тем более, что появляется риск деформации или даже залома. То есть, необходимо соблюдать меру. Опытные мастера уже знают, какой длины трубу они будут в состоянии поднять и опустить в скважину.
	Тем временем бур достиг глубины, с которой шнек поднимает уже практически жидкий, растекающийся песок (в данном примере это было 11 метров). Мастер принимает решение, что середина водоносного слоя достигнута, и можно прекращать операцию бурения. Может потребоваться и более глубокая проходка, но ниже 10-12, максимум 15 метров обычно не опускаются, так как подъем воды с больших глубин в абиссинской скважине будет крайне затруднен – самовсасывающий насос попросту с этим не справится, а качать воду вручную – очень утомительное и непроизводительное занятие.
	Силовой блок со станка можно снять, а поднимающуюся с помощью лебедки платформу – использовать для вытягивания буровых штанг. Для этого применяется специальная скоба, надеваемая на витки шнека.
	По мере вытягивания наружу каждой из секций, их отсоединяют и убирают в сторону. Так продолжается, пока не будет извлечена последняя, снабжённая буровой головкой. На этом бурильные операции завершены – станок, в принципе, для дальнейших работ больше не понадобится.
	Начинается ответственная операция введения обсадной трубы в пробуренную скважину.
	Для этого ее поднимают вертикально и заводят иглой в жерло скважины.
	Затем, аккуратно, «в четыре руки», опускают вниз, насколько это возможно. Обычно при хорошо пробуренной и очищенной от шлама скважине обсадная труба входит достаточно легко, почти по всей своей длине. Если глубина скважины превышает длину смонтированной заранее трубы, то сборку ведут последовательно, присоединяя очередные секции к уже погруженной в скважину части. Для этого применяют специальные стопорные приспособления, не дающие трубе самостоятельно «нырнуть» вниз.
	Если труба вручную больше не опускается, прибегают к ее забивке. Обычно это всегда практикуется на последних полутора — двух метрах погружения. Чем забивать трубы в скважину? Существует несколько подходов. В одном случае используют специальную бабку – тяжеловесный цилиндр, надеваемый на трубу. Он может быть заглушенным – тогда удары будут приходиться по верху трубы с установленной на него муфтой. Здесь есть опасность повредить резьбовую часть. Бабка может, быть и сквозной. Тогда на стенки трубы в нужном месте с помощью цангового соединения устанавливается подбабок – удар приходится на него. Второй способ – установка внутрь трубы штанги – прочного металлического прута, который упрется в самом низу иглы, и через который будет передаваться ударное усилие. По мере наращивания труб идет и наращивание этой штанги. После того как будет достигнута требуемая глубина, прут извлекается из полости трубы.
	После того как весь столб «иглы» полностью вбит, переходят к прокачке скважины. Это удобнее всего делать с помощью поверхностного самовсасывающего насоса. На резьбовой участок торчащей из земли оконечности обсадной трубы накручивают короткий рукав для подсоединения к насосу.
	Чтобы скважина «заработала» нормально, для начала ее саму необходимо заполнить водой. То есть рукав от обсадной трубы вначале прикручивают к выходному патрубку насоса.
	К всасывающему патрубку насоса также присоединяется короткий рукав, который опускают в ведро с чистой водой.
	Включают питание насоса – вода из ведра перекачивается в скважину.
	Затем рукава свинчивают с патрубков и меняют местами. Тот, который идет от трубы скважины, прикручивается к всасывающему патрубку насоса.
	Второй, свободный рукав, прикручивается к выходному, напорному патрубку.
	Насос включают – и тут начинаются самый томительные секунды всего процесса работы над скважиной: «жива» она, или нет.
	Есть, пошло! Вначале насос «вытянул» чистую воду, которая была залита в осадную трубу.
	Затем мощность потока начинает нарастать, но вода становится более мутной.
	Главное, что скважина функционирует, и дает хороший дебет! А мутности воды пугаться не стоит – вокруг фильтра-«иглы» в песчаной среде немало мельчайших илистых и глиняных включений. Сетка их не задерживает, и они на первых порах попадают в поток воды.
	Ничего страшного, надо дать скважине «поработать», и вся область вокруг фильтра промоется — там останется только чистые песок. Для этого насос можно временно выключить, чтобы рукав, прикрученный к напорному патрубку, нарастить длинным шлангом. Воды предстоит пролить для «раскачки» немало, и лучше это делать в том месте, где она не будет мешать.
	Вот теперь снова включают насос, и можно наблюдать, как постепенно светлеет поток воды. Ждать не придется особо долго. Вначале, понятно, что водная струя будет мутной, но набирать прозрачность она станет на глазах.
	И уже через 10-15 минут, как правило, из шланга бьёт чистый поток, то есть вода пригодна для любых бытовых и хозяйственных нужд.
	Кстати, самое время воспользоваться моментом и привести в порядок, отмыть струей воды от налипшей грязи все инструменты и приспособления
	Далее – скважину «обвязывают», и в этом случае поступают по-разному, в зависимости от места расположения и предназначения скважины. Например, монтируют водопроводные трубы, подключенные к «летней» или стационарно расположенной в помещении насосной станции.
	Если скважина предназначена для садовых надобностей, можно установить и просто ручную колонку, но все же удобнее предусмотреть тройниковую разводку, которая позволит пользоваться и насосом, и колонкой. В любом случае, при удачном стечении обстоятельств хорошо сделанная абиссинская скважина может прослужить даже несколько десятков лет, выдавая при этом от 10 до 40 литров воды в минуту – вполне достаточно для нормального обеспечения среднего по величине дома.

Кстати, компактные буровые станки позволяют проводить обустройство абиссинских скважин даже в помещения, в том числе – в жилой части загородного дома. Наглядное подтверждение тому – предлагаемый ниже видеосюжет.

Видео: пример бурения и обустройства абиссинской скважины под крышей жилого дома

Скважина «на песок»

Если дебета абиссинской скважины явно недостаточно, или же водоносные песчаники залегают на значительной глубине, придется бурить более широкую скважину «на песок». Ее глубина может достигать от 10÷15 и даже до нескольких десятков метров.

Самостоятельное бурение осуществляют с помощью шнековой или ударно-тросовой технологии. Главная особенность подробных скважин – необходимость их обсадки в процессе выборки грунта. Если на первых метрах почвенные слои достаточно устойчивые и хорошо «держат форму», то ниже могут встречаться различные «сюрпризы» в виде «верховодок», плавунов, зыбучих грунтов, которые будут постоянно затягивать шахту скважины, чрезвычайно усложняя процесс проходки.

Оптимальное решение — использование легких полимерных обсадных труб

• Вначале в выбранном месте тщательно очищают площадку от всех посторонних предметов, способных создать помехи при работе. Выкапывается примерно на 0,5 – 1 м направляющее углубление (шурф) – это позволит убрать слишком рыхлый верхний слой почвы, который имеет обыкновение осыпаться внутрь скважины. Над ним располагают вышку-треногу или буровую рамную установку.
• Самое главное – при бурении шнеком задать сразу правильное, строго вертикальное направление проходки. После углубления на 1,5 – 2 метра, можно вставить временную металлическую обсадную трубу, которая будет поддерживать требуемое направление бурения.
• Требуется регулярно поднимать бур на поверхность для его очистки от шлама. Если «переусердствовать» с разовой проходкой, то может сработать эффект затягивания бура, и вытащить его будет очень сложно, а в ряде случаев – даже невозможно.
• По мере погружения в глубину штанги бура наращиваются (резьбовым или шпоночным соединением). Для облегчения работы в отверстие скважины можно периодически подливать воду.
• Если избран способ канатно-ударного бурения, то тоже необходимо следить за глубиной проходки и степенью наполнения бурового стакана или желонки шламом. Их переполнение может вызвать заклинивание инструмента между стенками скважины или обсадной трубы. Бывает, что это заканчивается полной невозможность продолжить работу на данной скважине и потерей инструмента.
• Обсадку скважины трубами рекомендуют вести параллельно с буровыми работами. Во всяком случае, этот процесс обязательно начинают, если попался плавун или появились признаки неустойчивости структуры грунта. Трубы наращивают и опускают по мере проходки.

В качестве обсадных в настоящее время чаще всего используют полимерные трубы, имеющие специальное муфтовое или коническое резьбовое соединение. Самый нижний сегмент обсадной трубы должен иметь отверстия или щелевые прорези для беспрепятственного пропуска воды. Подобные отверстия должны располагаться не ниже, чем 500 мм от нижнего ее обреза.

• Когда достигнут водоносный горизонт, проходку не прекращают – необходимо углубиться в глиняный водонепроницаемый слой еще на 300 – 400 мм. В идеале для нормальной работы скважины требуется водоносный слой из крупнозернистого песка или мелкой гальки. Если песок мелкий, пылевидного типа, то такая скважина очень быстро зарастет.

Пространство между обсадными трубами и грунтом заполняется мелким гравием

• После того, как бурение завершено, пространство между обсадной трубой и грунтом следует заполнить мелким гравием.

Чтобы скважина работала как можно дольше, то, если позволяют средства, можно использовать, помимо обсадного ствола, еще и рабочий, на конце которого крепится сетчатый фильтр. Главное, чтобы диаметр этого ствола позволял опустить в скважину погружной насос, способный справиться с имеющейся высотой подъема воды.

Для подъема воды из скважины потребуется погружной насос

Подобное обустройство скважины упростит регулярную ее очистку.

Трубы с установленным сетчатым фильтром

Такой фильтр можно применять и в обсадной трубе, в качестве самого нижнего сегмента, но только если диаметр проходки позволит опустить его на нужную глубину без повреждения сетчатой конструкции.

После того как скважина полностью готова, ее необходимо обвязать, «раскачать» и привести в эксплуатационную готовность с подключением к системе домашнего водопровода.

Видео: наземное обустройство скважины

Все эти вопросы обязательно будут рассмотрены в отдельной публикации нашего строительного портала.

Обучающий видеоролик по всему процессу бурения с полным текстом видео

Просмотры сообщений: 11 873

Это один из лучших видеороликов по бурению 101, демонстрирующий процесс бурения от начальной фазы до фазы закупорки и ликвидации. Вы не только узнаете о бурении, это видео кратко показывает общую фазу разработки месторождения. В этом видео основное внимание уделяется нетрадиционному колодцу. В образовательных целях наша команда предоставляет полную расшифровку видео, чтобы помочь любому ясно и эффективно изучить его содержание.

Смотрите видео ниже.

Полная стенограмма видео

Бурение скважины — сложный процесс, в котором задействовано от десяти до тридцати различных сервисных компаний, каждая из которых придерживается строгих круглосуточных графиков, правил техники безопасности и охраны окружающей среды. Понимание того, как бурят скважину, имеет большое значение для понимания того, почему добыча нефти и газа требует так много времени и денег.

Первым шагом в бурении скважины является этап планирования.Члены нефтяных компаний, исполнительный персонал и старшая геологоразведочная группа встречаются, чтобы изучить информацию, связанную с перспективным объектом, и получить представление об объеме работ. Исследования и первоначальный анализ выполняются с учетом вариантов аренды, потенциальных запасов, факторов риска, экологических проблем и затрат.

Во время планирования устанавливаются цели проекта, включая то, где и когда бурить, а также потенциал для разработки месторождения. Геологи, геофизики и инженеры-разработчики начинают с изучения как общедоступных, так и частных данных разведки.Картирование каротажных диаграмм и любых существующих сейсмических данных оценивается для получения информации о потенциале перспективного объекта. Каротажные диаграммы изучаются и интерпретируются для определения наличия нефти или газа в окружающих скважинах. Картирование показывает структуру пласта, толщину, близлежащие месторождения и активность скважин. Сейсмика, подобная рентгеновскому излучению, но с использованием акустической энергии, используется для изображения или наблюдения целевой области под землей, а также может проверять информацию, полученную по другим данным разведки, чтобы определить, существует ли механизм улавливания углеводородов внутри формации.

После выбора перспективного участка право на бурение должно быть обеспечено путем сдачи в аренду прав на полезные ископаемые желаемой собственности у землевладельца или собственника полезных ископаемых. В некоторых случаях землевладелец может больше не владеть правами на добычу полезных ископаемых. Необходим опытный землевладелец для изучения истории сделок и заключения договоров аренды. После исследования прав собственности блоки земли собираются вместе для создания арендуемой площади. Необходимо подать заявку на получение разрешения, описание предлагаемой программы бурения, копию площадки, плату за разрешение, экологическую оценку, водораспределение, выбросы в атмосферу, землепользование и нарушение порядка.Часто компаниям требуется дополнительная информация, поскольку они пытаются определить оптимальные места для бурения новых скважин.

Трехмерная сейсморазведка — один из наиболее ценных инструментов, используемых для лучшего понимания нижележащих горных пород. Сейсмическая съемка проводится подрядчиком, бригада которого размещает на земле ряды приемников, называемых «геофонами», для записи звуковых волн, генерируемых грузовиком с вибратором. Энергия движется вниз и отражается обратно к поверхности различными слоями горной породы.Гео телефоны записывают звуковые волны, когда они возвращаются на поверхность. По мере того, как тележки вибратора перемещаются по поверхности, создаются новые сейсмические линии. Используя современное программное обеспечение и мощное компьютерное оборудование, можно обрабатывать большие объемы сейсмических данных.

Затем геофизик интерпретирует эту информацию, чтобы создать трехмерное изображение слоев породы ниже. Подземные геологические объекты становится намного проще идентифицировать и нацеливаться. Эта информация дает другим членам исследовательской группы новые данные для изучения.Это позволяет им наносить на карту подземные образования и аномалии и прогнозировать, где нефть или газ могут быть задержаны в количествах, достаточных для проведения геологоразведочных работ. Эти ценные данные помогают при выборе мест бурения. Как только определено, что перспективный объект имеет потенциальные возможности, необходимы дальнейшие исследования. Геологи изучают каротажные диаграммы из соседних скважин и строят различные карты и разрезы, в то время как инженеры-разработчики определяют потенциальные запасы. Когда перспективный объект соответствует критериям отбора нефтяной компании, выбирается место для бурения.Полномочия по расходам или AFE подготавливаются оператором аренды и отправляются неоператорам до того, как можно будет начать работу. Это бюджетный документ, в котором указаны сметные затраты на бурение планируемой скважины. Эта оценка затрат требует утверждения до начала буровых работ.

После завершения исследования будет размещена колышка в том месте, где будет пробурена скважина. Созданы подъездные пути, чтобы рабочие и оборудование могли добраться до буровой установки и от нее. Площадку расчистят и выровняют бульдозером.Для поддержки и постоянного позиционирования ствола скважины отверстия продавца и проводника выкапываются и закрепляются на месте. Затем буровая установка и оборудование доставляются на грузовике к месту разгрузки и размещаются там, где оно будет установлено. Резервный котлован может быть выкопан для улавливания буровых растворов, шлама и сбросов бурового раствора, чтобы их можно было переработать или должным образом утилизировать. Жилые помещения для экипажей, водопровод и электричество подведены для круглосуточной работы.

После того, как буровая установка установлена, оборудование перемещается на пол буровой, собирается и подключается к источникам питания или системам трубопроводов под давлением.Некоторые операторы используют альтернативный метод управления возвращаемыми жидкостями и твердыми частицами, называемый «замкнутой системой контура», который может уменьшить или устранить необходимость в зарезервированных карьерах. Система с замкнутым контуром разделяет флюиды и твердые частицы за счет использования ряда встряхивателей с линейным движением, очистителей бурового раствора, центрифуг и оборудования для сбора, чтобы подготовить флюиды, чтобы их можно было повторно использовать или переработать. Твердые частицы или отходы утилизируются надлежащим образом в соответствии с государственными нормами. Затем просверливается отверстие для обсадной колонны.Буровое долото устанавливается на конце бурильной трубы, когда долото измельчает смесь воды и добавок, называемых «грязью», закачивается в скважину для охлаждения долота и смывания шлама на поверхность. Затем труба и долото удаляются, и в скважину вставляется поверхностная обсадная труба. Надводная обсадная колонна служит для сохранения целостности ствола скважины, изоляции зоны пресной воды от загрязнения и является трубой, к которой крепятся противовыбросовый превентор и устье скважины. Обсадная труба закрепляется на месте путем закачки цемента через обсадную колонну и башмак на дне скважины.Этот цемент также действует как барьер, создавая постоянный слой для защиты пресноводного водоносного горизонта. Затем на устье скважины устанавливается противовыбросовый превентор или противовыбросовый превентор до начала бурения скважины. Обычно он состоит из кольцевого превентора; глухой плашечный цилиндр глухой пресс-ножницы и трубный цилиндр.

Основная функция противовыбросового превентора состоит в том, чтобы быстро и эффективно сдерживать неустойчивые забойные давления, называемые «выбросами», и неконтролируемый поток пластовых флюидов путем герметизации ствола скважины несколькими способами.Если первичный контроль над скважиной теряется во время бурения или заканчивания, один или несколько компонентов противовыбросового превентора начинают закрывать часть или всю скважину, чтобы уравнять давления, тем самым восстанавливая контроль над скважиной. Без противовыбросового превентора это подземное давление может вызвать выброс газов, жидкостей и оборудования, что приведет к взрыву, пожару и гибели людей. Противовыбросовые превенторы имеют решающее значение для безопасности экипажа, буровой установки и окружающей среды.

На этом этапе с помощью бурового долота немного меньшего диаметра и трубы просверливается промежуточная часть отверстия через заглушку, башмак и цемент на дне отверстия.После того, как эта часть ствола пробурена, промежуточную обсадную колонну устанавливают, цементируют и дают затвердеть. Затем бурение продолжается до целевой глубины. На бурение нефтяной скважины можно потратить миллионы долларов. Поэтому очень важно собрать как можно больше информации на каждом этапе, чтобы определить, имеет ли бизнес-смысл продолжать бурение и достроить скважину.

Испытание бурильной колонны, также известное как DST, — это процедура, используемая на разведочных нефтяных и газовых скважинах для определения границ и коммерческой продуктивности углеводородного коллектора.Информация, полученная с помощью DST, включает образцы флюидов, пластовое давление, скорость потока и свойства пласта, такие как температура и проницаемость. Во время бурения скважины регистратор бурового раствора берет пробы и контролирует поступающие данные. Когда буровая установка хорошо показывает потенциальную прибыль, бурение прекращается, и труба и долото вынимаются из скважины. Затем инструмент DST прикрепляется к нижней части бурильной колонны и опускается в скважину напротив исследуемого пласта. Одно или несколько расширяемых уплотнений на инструменте, называемом «пакерами», используются для герметизации зоны.Затем в инструменте открывается гидравлический клапан. После открытия жидкость течет в клапан и поднимается по бурильной колонне на поверхность для оценки. Типичное испытание состоит из нескольких чередующихся периодов притока пласта и периодов остановки.

После того, как скважина будет пробурена до заданной глубины, бурильная труба и долото извлекаются из скважины, и на место доставляется специализированная каротажная бригада и оборудование. Бригада собирает зонд, который может состоять из нескольких соединенных вместе различных каротажных приборов.Каждый инструмент выполняет разные измерения свойств породы и флюидов в геологических формациях, окружающих ствол скважины. Зонд опускается в ствол скважины по тросу до тех пор, пока верхняя часть зонда не окажется ниже целевой глубины. За процессом внимательно следят каротажные бригады и геологи. Когда зонд поднимается обратно в скважину, различные инструменты каротажа активируются компьютерами на поверхности, которые создают график, называемый «Каротаж скважины», который представляет геологические свойства слоев горной породы.Выстроив каротажные диаграммы, скорректировав высоту поверхности каждой скважины, геолог может получить хорошее представление о структуре горных пород и возможном присутствии углеводородов по всей площади.

После того, как скважина была обследована и признана коммерческой скважиной, бригада вставляет последнюю колонну эксплуатационной обсадной трубы, которая проходит по всей длине ствола скважины, и цементирует обсадную трубу в стволе. Цемент заполняет пространство между эксплуатационной колонной и пробуренной скважиной, называемое «затрубное пространство». Он также добавляет трубе стабильности и прочности и создает барьер между пластом и обсадной колонной.На поверхности буровая установка больше не нужна. Установка колтюбинга или буровая установка для ремонта скважин доставляется на место для перфорации целевой зоны. Затем перфоратор опускается в целевую зону; Давление прикладывается к ГНКТ и перфоратору, вызывая заряд, который пробивает дыры в стальном кожухе, цементирует и выходит на небольшое расстояние в целевой пласт. Затем перфоратор вынимается из отверстия.

Стимуляция необходима на большинстве скважин для установления добычи из пласта.На место доставляется специализированное оборудование для гидроразрыва пласта или гидроразрыва пласта. Вода, небольшое количество химикатов, песок и прочее закачиваются в ствол скважины под чрезвычайно высоким давлением. Когда смесь достигает целевой зоны, давление выталкивает ее через перфорированные отверстия в низкопроницаемый сланец, вызывая его разрушение или трещины. Это создает фарватер, соединяющий резервуар с колодцем. Песок и другая провинция удерживают крошечные трещины открытыми и позволяют выпущенной нефти течь в ствол скважины.Этот процесс повторяется в несколько этапов, чтобы охватить ствол скважины. С заглушками, размещенными между каждой ступенью для поддержания давления и получения максимального потока из трещиноватой породы. После завершения процесса гидроразрыва пробки, помещенные между стадиями гидроразрыва, затем высверливаются, чтобы удалить любые ограничения в стволе скважины. Флюид гидроразрыва, также известный как «жидкость обратного потока», течет обратно в верхнюю часть скважины вместе с углеводородами. Извлеченная жидкость ГРП обрабатывается и чаще всего повторно используется в последующих работах по гидроразрыву пласта.Это делается для экономии воды, а также в качестве меры экономии. То, что нельзя использовать повторно, помещают в цистерны, а затем перевозят на грузовиках для надлежащей утилизации. Затем производственная бригада вводит работу над блоком и монтирует его, чтобы подготовить скважину к добыче. Бригада прокладывает трубу малого диаметра, называемую «НКТ», внутри эксплуатационной обсадной колонны. Он служит каналом для нефти или газа, поднимающегося вверх по скважине, и добавляет еще один уровень защиты, чтобы изолировать углеводороды от уровня питьевой воды.

Следующим шагом будет установка постоянного устья скважины. Большинству скважин в какой-то момент потребуется искусственный подъемник для подъема углеводородов на поверхность. В этом случае Pumpjack, резервуары для хранения нефти и сопутствующее оборудование устанавливаются на месте.

В качестве одной из многих мер экологической безопасности вокруг производственного оборудования сооружают земляную насыпь. На этапе добычи масло направляется из домкрата в устройство для предварительной обработки и подогрева. Функция нагревателя-очистителя заключается в отделении масла от воды и газа.Во время этого процесса жидкости из скважины нагреваются, масло отделяется и всплывает в верхнюю часть отстойной воды, в то время как газы вырываются наружу и поднимаются в верхнюю часть резервуара. Газ проходит через туманоуловитель в верхней части резервуара и отправляется на хранение или сжигание. Воду удаляют и хранят для дальнейшей обработки. Нефть отправляется в резервуары для хранения в ожидании транспортировки по трубопроводу.

Во время разработки месторождения на условиях аренды пробуриваются дополнительные скважины для максимального извлечения запасов.Разработка месторождения происходит поэтапно и включает в себя те же команды геологов и инженеров многих нефтяных компаний, которые изучали и оценивали данные для обоснования первоначальной скважины. Как только высшее руководство принимает решение двигаться вперед, начинается этап планирования.

Затем вводятся дополнительные буровые установки вместе с несколькими обслуживающими компаниями, чтобы помочь со строительством, строительством инфраструктуры и помочь буровой компании. Нефтяная скважина может производить от десяти до тридцати лет на этапе первичной добычи.После снижения добычи можно использовать вторичные или третичные методы извлечения для продления срока службы скважины. Когда скважина перестает работать с экономичными темпами, последними этапами жизненного цикла скважины являются ликвидация и рекультивация. Устье и связанное с ним оборудование снимаются, ствол скважины заполняется цементом, скважина закрывается и размечается. Площадь возвращена обратно землевладельцу.

Разведка и добыча нефти и газа — сложное, но жизненно важное дело.Энергия и продукты, созданные из сырой нефти, безграничны и необходимы для нашего повседневного образа жизни. Без него дороги, железные дороги и небо были бы пусты. Строительство, производство, технологии и доставка еды остановятся. Нефть и газ, а также множество технических и квалифицированных специалистов, занятых в бурении и бурении нефтяных скважин, являются важнейшими ресурсами, от которых мы зависим каждый день.

Артикул

YouTube. (2018). Обзор процесса бурения .[онлайн] Доступно по адресу: https://www.youtube.com/watch?v=2Qlh3fhWEAc [доступ 15 октября 2018 г.].

Бурение, обсадная колонна, НКТ: три фазы ствола скважины

Добыча нефти или газа — сложное, трудоемкое и затратное мероприятие, но в принципе каждая скважина проходит три фазы.

Загружая видео, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности YouTube.
Узнать больше

Загрузить видео

Всегда разблокировать YouTube

1. Бурение бурильными трубами

Бурильные трубы — это прочные стальные трубы, передающие усилие на буровое долото. Во многих случаях бурильная труба поворачивает буровое долото, которое врезается в породу, пока не достигнет отложений. Последние бурильные трубы перед буровым долотом часто представляют собой немагнитные утяжеленные бурильные трубы, особенно при горизонтальном бурении. Бурение бурильными трубами — это первая фаза каждой скважины.Буровой раствор тем временем охлаждает буровое долото и выносит обломок породы, то есть разрезанную породу, обратно на поверхность.

2. Футеровка кожухом

Наружные трубы называются кожухом. Обсадная труба покрывает ствол скважины и, таким образом, защищает слои почвы и, прежде всего, грунтовые воды от загрязнения буровым раствором и / или жидкостями для гидроразрыва. Он также стабилизирует ствол скважины, поэтому обсадная колонна должна выдерживать особенно высокие нагрузки. Чередование бурения и обсадной колонны — бурильная колонна снимается через определенные промежутки времени, ствол скважины покрывается обсадной колонной и цементируется.Затем бурение продолжается.

3. Добыча с НКТ

НКТ транспортирует нефть и газ из глубины скважины на поверхность — третья фаза ствола скважины. Нефть и газ иногда поднимаются на поверхность сами по себе; обычно насосы необходимы, чтобы вывести жидкости на поверхность.

НКТ естественно имеют меньший диаметр, чем обсадная труба, за исключением диаметра 4 1/2 дюйма. Внешний диаметр 114,3 мм (4 1/2 дюйма) считается пороговым и может быть обсадной или трубной.Все, что меньше, называется трубкой, все, что больше, называется обсадной колонной.

От поверхности до забоя скважины обсадные трубы телескопируются в размерах — бывают разные типы обсадных труб в зависимости от их назначения и диаметра. «Точка зарезки» — это место, где ствол скважины постепенно переходит из вертикального положения в горизонтальное. Благодаря горизонтальному бурению месторождения могут быть добыты более целенаправленно. По завершении бурильная колонна снимается, эксплуатационная обсадная колонна вставляется в ствол скважины и цементируется.Затем в скважине проводится гидроразрыв, и насосно-компрессорные трубы устанавливаются внутри эксплуатационной колонны.

Дополнительная информация:

Спуск и бурение обсадных труб верхнего привода

Инструменты для спуска обсадных труб с верхним приводом (CRT)

Frank’s International обеспечивают операторам безопасную, эффективную и надежную автоматизированную установку труб в самых экстремальных условиях.

Мы также настраиваем операции для наземных приложений, комбинируя ручные и автоматизированные решения, подходящие для небольших буровых установок.Наши ЭЛТ часто оснащены захватными рукавами для труб PRAYING MANTIS® и запатентованным автоматическим подъемником HORSESHOE® с одним шарниром.

Целостность колонны труб поддерживается с помощью системы блокировки Фрэнка и датчиков на концах трубы, которые гарантируют, что крестовина или клинья CRT поочередно устанавливаются таким образом, чтобы один инструмент был закрыт до открытия другого, что снижает риск падения трубы. При использовании на суше наши ЭЛТ исключают необходимость в подъемнике, механическом клещи и инструменте для заполнения.Такая конфигурация экономит время на монтаж и сокращает количество обслуживающего персонала, необходимого в центре скважины.

Возможности обсадной колонны при бурении

Проверенные возможности компании

Frank’s International по обсадной колонне при бурении (CwD) были успешно применены к проектам по всему миру, предоставляя клиентам способ максимизировать эффективность, сократить дорогостоящее непроизводительное время и обеспечить лучший контроль потерь в кольцевом пространстве, связанных с традиционными методами бурения.CwD помогает отказаться от традиционных спусков обсадных труб и смягчает проблемные пласты при бурении за счет изоляции проблемной геологии. Стандартная обсадная колонна с прикрепленным к ней буровым долотом заменяет традиционные методы бурения. CwD устраняет необходимость выходить из ствола скважины для бурения и установки обсадной колонны, позволяя операторам делать и то, и другое одновременно.

Доказанная экономия

Результаты нескольких проектов продемонстрировали экономию времени до 26% по сравнению с традиционными операциями по бурению и обсадной колонне при снижении эксплуатационных рисков и рисков безопасности.Наша технология успешно применяется как в направленных, так и в ненаправленных системах в самых требовательных приложениях, работая с ведущими поставщиками услуг и операторами. Типичный пакет решений для услуг CwD включает в себя инструмент для спуска обсадной колонны буровой установки с верхним приводом, такой как наш FA-1®, оснащенный нашей лифтовой технологией HORSESHOE®. Решение CwD от Frank было эффективно развернуто в рекордных операциях в Мексиканском заливе, а также в проектах в удаленных геологоразведочных регионах, таких как Мьянма.

Методологии и передовой опыт ультразвукового бурения

На нашем вебинаре «Бурение 201», проведенном в августе, мы обсудили методики и лучшие практики ультразвукового бурения. Наша цель состояла в том, чтобы предоставить практические знания об этой жизнеспособной методике бурения всем, кто не знаком с акустическим бурением и его типичными приложениями. Если вы пропустили вебинар, не волнуйтесь! Ниже приводится подробная разбивка всей информации, которую мы рассмотрели. А пока не бойтесь подписаться на следующие веб-семинары этой серии.

Выбор метода бурения

Когда мы выбираем метод бурения, мы действительно взвешиваем метод проникновения, метод удаления выбуренной породы и метод стабилизации скважины с учетом геологических ограничений площадки и общих целей проекта. Имея это в виду, можно сказать, что акустическое бурение чаще всего используется в сценариях, когда бурение (будь то через определенные грунтовые материалы или на определенную глубину) довольно сложно, а целостность образца керна чрезвычайно важна.

МЕТОД ПРОТИВ ПЛАТФОРМЫ

Важно отличать метод бурения от платформы буровой установки. Они не одно и то же. Тот факт, что буровая установка считается шнековой или прямым толкателем, не означает, что она всегда привязана к этому методу. Например, геозондовые установки могут работать с различными методами бурения. Одним из основных преимуществ sonic является тот факт, что мы можем использовать его на различных платформах буровых установок, это можно сделать с нескольких различных буровых установок или платформ, и он может поддерживать множество различных типов инструментов.

Как работает Sonic Drilling

Sonic получил свое название от механизма, приводящего в движение буровое долото. В головке акустической дрели есть два осциллятора, которые по существу не настроены и действуют как противовесы, работающие друг против друга. Настроив два осциллятора так, как вы хотите, вы создаете резонанс вниз по колонне инструментов до долота, и именно это заставляет сверло двигаться вниз.

Посмотрите видео ниже, чтобы наглядно представить звуковое бурение в действии:

СПОСОБ ПРОНИКАНИЯ

Вращение и резонанс

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ОТРЕЗКИ

Извлечен как образец керна или вытеснен за пределы ствола скважины.Обычно мы помещаем их в полиэтиленовый образец или лексановую пленку для хранения. Эти линии также подходят для образцов с более длительным сроком хранения.

МЕТОД СТАБИЛИЗИРУЮЩЕГО РАССТОЯНИЯ

Сердечник и гильза — затем мы запускаем колонковый ствол в землю, затем мы спускаем или перекрываем обсадную колонну над колонковым стволом перед втягиванием. Иногда нам нужно использовать воду, если вы работаете на большей глубине. Однако предпочтительнее делать это всухую, так как это позволяет определить, где находятся грунтовые воды.

Непрерывный керн является неотъемлемой частью акустического метода бурения. Сплошной керн позволяет детально рассмотреть почву на пробуренной глубине. Это приводит к лучшему пониманию подземных условий.

СИСТЕМА ПОДАЧИ ОБРАЗЦА

Как только образец керна извлекается из-под поверхности, полиэтиленовый рукав (мешок) помещается поверх колонкового ствола, и образец выдавливается за счет резонанса бурильной трубы. Образцы керна обычно хранятся в трехфутовых мешках, чтобы с ними было легко работать.

РАЗМЕРЫ ИНСТРУМЕНТОВ SONIC

Размеры корпуса — 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12 дюймов

Размеры образца — 3,4,5,6,7,8 дюйма

Глубина зависит от размера обсадной колонны и формации. Типичный размер 4×6 — 4-дюймовый сердечник, замененный 6-дюймовым корпусом. Большинство государственных нормативных требований требуют минимального 6-дюймового отверстия для 2-дюймового контрольного колодца. Более крупные обсадные трубы часто используются в телескопическом или понижающем режиме для достижения большей глубины. Обычно начинают с 10-дюймовой обсадной колонны, затем опускают до 8 и заканчивают 6.Кроме того, если меньший корпус застревает, его можно освободить с помощью корпуса большего размера.

Преимущества Sonic

Sonic Drilling имеет очень специфический набор преимуществ:

Это быстрый способ получения проб, особенно на небольшой глубине.

Он предоставляет много действительно хорошей информации о пробах по сравнению с другими методами бурения.

При использовании звукового оборудования образуется очень мало отходов, примерно на 60-70% меньше по сравнению со шнеком с полым штоком.

Как правило, это более безопасно и стабильно, чем сопоставимые методы бурения.

Это очень чистый метод, особенно при сухом сверлении. На загрязненных участках почти ничего не выходит на поверхность. Большую часть получаемой прибыли легко сдержать.

Для наиболее типичных применений, например, в рыхлых пластах на высоте 700 футов, звуковой сигнал практически не отказывает. Sonic способен довольно хорошо бурить выветренную породу, но он довольно медленно проходит через твердую породу и может повредить образцы, поэтому он не всегда лучше всего подходит для бурения коренных пород.Тем не менее, у нас есть возможность добавить усилитель скорости и использовать инструмент для керна, который довольно часто используется в 6-дюймовом отверстии для установки инструментов или получения образца коренных пород.

Стоимость в общей доставке

Одна из основных проблем ультразвукового бурения — это цена. Да, когда речь идет о начальных затратах, ультразвуковое бурение обычно является более дорогим методом бурения. Но если принять во внимание общую ценность динамических возможностей этого метода, легко увидеть общую ценность sonic.

• Больше / лучше информация о поверхности
• Расписания легче поддерживать
• Разовое мобилизационное усилие
• Комбинированные пакеты позволяют использовать несколько типов инструментов с одной установкой
• Минимизация отходов
• Лучшее устройство скважин

Типичные области применения ультразвукового бурения

Как мы уже заявляли ранее, одним из главных преимуществ акустического метода является широкий спектр приложений, для которых он хорошо подходит.Далее следует краткий обзор типичных применений акустического бурения и подробности того, как в этом сценарии акустические методы перевешивают традиционные методы бурения.

ГЕОТЕХНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Звуковое бурение предоставляет информацию для улучшения традиционных методов или устранения разрыва, в котором обычные методы не работают. Плохое или нулевое извлечение, невозможность проникновения, неэффективность, допуски и центровка — все это проблемы обычного бурения, которые преодолеваются с помощью акустики.

ТИПОВЫЕ ПРОЕКТЫ

• Плотины
• Тоннели
• Мосты
• Оползни
• Фонды

ОТБОР ПРОБ

При любом инженерно-геологическом исследовании или исследовании окружающей среды целостность и качество образцов керна имеют первостепенное значение.С помощью звука вы можете оставаться в пределах отклонения ствола скважины менее 2%, часто мы приближаемся к 1%. Варианты отбора проб включают:

• SPT / отбор проб с ложки
• невозмущенные / пробирки Шелби
• Деннисон
• Испытания на месте
• Измеритель скважинного давления
• Соник / CPT
• Алмазное бурение

НАБЕРЕЖНЫЙ ЗЕМЛЯ

Земляные насыпи представляют собой ряд уникальных проблем, которые успешно решаются с помощью звука.Например, в любом инженерном проекте армии США, где не разрешены гидравлические или воздушные методы бурения, sonic представляет собой жизнеспособный метод выполнения проекта в рамках необходимых ограничений.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ

Как и следовало ожидать, ультразвуковое бурение также имеет ряд преимуществ для проектов по восстановлению окружающей среды. С помощью sonic можно достичь как низкой мобильности / уплотнения раствора, так и высокой мобильности завес для цементного раствора.

ПРИБОРЫ И МОНИТОРИНГ

Sonic идеально подходит для получения точной геологической информации с минимальным воздействием.Он часто используется для установки инструментов в полностью обсаженной отвесной скважине. Инструментов:

• Инклинометры
• Экстензометры
• VWP
• Морозильные трубы
• Пьезометры с открытым стояком

ПРОФИЛЬ ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Sonic — это, пожалуй, лучший метод бурения для получения профиля грунтовых вод. В скважину спускается насос подземной воды. Это позволяет технику вытягивать воду на поверхность без нарушения целостности отверстия.

СНИЖЕНИЕ ТЕПЛА ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЛОС

При работе с особенно сложной буровой площадкой, вероятно, возникнет проблема с нагревом. Трение нагревает буровое долото, когда оно проникает в недра. Уменьшение этого тепла важно для сохранения целостности образца. Вот несколько способов, которыми sonic помогает уменьшить нагревание:

• Инфракрасный термометр определяет температуру на внешней стороне или на «коже» образца и температуру внутри центра образца
• Уменьшить длину пробега керна вдвое
• Образец SPT между звуковым керном проходит под обсадной колонной
• Замена долот и стволов между пробегами керна
• Дополнительное время на прицеливание в район отбора проб

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

Дополнительные приложения для sonic включают:

• Высокоскоростное извлечение керна на кабеле
• Профилирование подземных вод по ВАС
• Dennison и пробоотборник с фиксированным поршнем
• Испытания манометров
• Испытание пакера коренных пород
• Пневмоударное бурение

ОБСЛУЖИВАНИЕ РЫНКОВ

Из-за присущей ей гибкости и различных преимуществ, которые эта платформа несет с собой, существует ряд рынков, на которых sonic работает хорошо:

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ

• Расследование
• Восстановление
• Установка колодца

GEOTECHNICAL

• Расследование
• Наземные улучшения
• Установка прибора
• Инфраструктура

ГОРНАЯ ДОРОГА

• Разведка
• Хвосты, отвалы, кустовое бурение

ВОДА

• Гидрогеологические оценки
• Колодец и пьезометр

Заключение

В заключение, акустическое бурение в самом общем смысле представляет собой резонирующую бурильную колонну, используемую для преодоления трения и забивания долота на определенную глубину.Подведем итог: вот конкретные преимущества ультразвукового бурения:

• Быстрее, чище, безопаснее
• Это может стоить немного дороже, но ряд преимуществ sonic действительно проявляется, особенно в более крупных проектах
• Высокая частота, низкая амплитуда
• Большинство наших установок высокочастотные, низкоамплитудные, хотя у нас есть и наоборот
• Пробы керна и воды высокого качества
• Несколько программ отбора проб с помощью одного сверла, минимальное отклонение ствола скважины, с подходящей установкой для геологии
• Несколько программ отбора проб одним сверлом
• Расширение нескольких зон с помощью телескопических кожухов
• Высокая вертикальность — минимальное отклонение ствола скважины
• Обычно подходящая установка для более сложных буровых работ

Вот и все.Мы представили краткий обзор нашего вебинара Drilling 201, в котором мы рассмотрели основы и типичные области применения ультразвукового бурения. Мы многое рассмотрели в этом посте, но правда в том, что всегда есть чему поучиться. Если вы хотите узнать больше об ультразвуковом бурении в Cascade или у вас есть проект, в котором вам нужна помощь, свяжитесь с нами здесь. С вами будет эксперт.

Основы морского бурения | Глубоководное бурение

Diamond Offshore предоставляет услуги по контрактному бурению на шельфе энергетической отрасли по всему миру и является лидером в области глубоководного бурения.

Нашими клиентами являются мировые нефтяные компании («операторы»), и наша единственная задача — бурение и завершение * скважин по указанию наших клиентов (* завершение в отраслевых терминах означает подготовку скважины к добыче. Это влечет за собой спуск эксплуатационных обсадных труб, работы по интенсификации притока углеводородов и зональная изоляция для обеспечения притока углеводородов из скважины). Поскольку мы работаем на шельфе, часто в удаленных местах, каждая из наших буровых установок в значительной степени самодостаточна. По контракту они приходят с полной бригадой и оборудованием и материалами, необходимыми для выполнения поставленной задачи, будь то одна короткая скважина или несколько лет работы.При выполнении заданий в Мексиканском заливе США бригады обычно работают по графику ротации, состоящему из 21 дня подряд на борту буровой установки с последующим 21 выходным днем. В других странах наши бригады обычно работают по сменному графику: 28 рабочих дней и 28 выходных.

В широком смысле операторы бурят два основных типа скважин — разведочные (для поиска новых залежей нефти или газа) и эксплуатационные (для подготовки открытия к добыче). Глубина воды колеблется от 20 до 400 футов для самоподъемных буровых установок и до 12 000 футов для полупогружных аппаратов и буровых судов.

Перед бурением разведочной скважины оператор должен провести геологическое изучение территории, чтобы определить потенциал залежей нефти или газа и определить конкретные цели. Затем оператор нанимает бурового подрядчика, такого как Diamond Offshore, для бурения разведочных скважин на шельфе. Нефтяная компания выбирает место и контролирует операцию, которая может занять от 15 дней до 12 месяцев, круглосуточно семь дней в неделю для бурения одной скважины в зависимости от сложности. проекта.

Морские буровые установки

разработаны для эффективного проживания и работы, с упором на то, чтобы буровая установка оставалась устойчивой в водах залива или океана. См. Основы буровой установки.

Морские скважины бурятся почти так же, как и их наземные аналоги, с некоторыми поправками на морские условия. Канал, сделанный из отрезков стальной трубы, позволяет буровым растворам перемещаться между буровой установкой — у поверхности воды — и морским дном. Этот канал называется «стояком». Райзер снабжен шаровидно-скользящими соединениями, которые позволяют длинной колонне райзера перемещаться вверх и вниз и слегка изгибаться под действием волнения буровой установки.

Скважина пробурена с использованием тонких стальных труб и других инструментов, которые, соединенные вместе, образуют «бурильную колонну». Внизу колонны труб находится буровое устройство, называемое «буровым долотом». Тяжелые секции трубы, называемые «утяжеленными бурильными трубами», добавляют буровому долоту вес и стабильность. Каждая обычная труба в колонне имеет длину около 30 футов и весит около 600 фунтов; утяжеленные бурильные трубы могут весить 4000 фунтов и более на 30 футов длины.

По мере того, как бурение продолжается и скважина становится все глубже, бурильная бригада добавляет новые секции бурильных труб к постоянно удлиняющейся бурильной колонне.Гидравлические устройства поддерживают постоянное натяжение бурильной колонны, чтобы предотвратить передачу движения буровой установки и райзера на буровое долото.

Бурильная колонна опускается через стояк на морское дно, проходя через систему предохранительных клапанов, называемых «противовыбросовым превентором» (BOP, произносится как «B.O.P.»). Эта система из нескольких предохранительных клапанов предназначена для сдерживания любого естественного давления, с которым бурильщики могут столкнуться под поверхностью Земли. Его цель — предотвратить возможный «выброс» — неконтролируемое извержение нефти, газа или скважинных флюидов из-за чрезмерного естественного давления.

Различия между обсадной трубой и бурильной трубой

Есть два основных различия между обсадной трубой и бурильной трубой: 1. Различное использование; 2. Разные материалы; 3. Различные функции.

Нефтяная обсадная труба — это стальная труба, используемая для поддержки стенок нефтяных и газовых скважин, чтобы обеспечить нормальную работу всей нефтяной скважины после бурения и заканчивания. В каждой скважине используется несколько слоев обсадных труб в зависимости от глубины бурения и геологических условий.Цемент используется для цементирования скважины после спуска обсадной колонны. В отличие от НКТ и бурильных труб, он не может быть использован повторно и является одноразовым материалом. Таким образом, на долю обсадных труб приходится более 70% всех труб для нефтяных скважин. Кожухи можно разделить на трубы, поверхностные кожухи, технические кожухи и масляные кожухи в зависимости от их использования.

Сущность масляного картера:

1. В процессе бурения по мере увеличения глубины скважины требуемая плотность бурового раствора будет увеличиваться, а верхний и нижний слои могут протекать.Роль обсадной колонны — предотвратить утечку верхнего слоя при бурении нижнего слоя.

2. Последний маслопровод и выхлопная труба — это маслопроводы. Цель состоит в том, чтобы стабилизировать пласт и предотвратить обрушение. Если пласт твердый, скважину можно достроить в открытом стволе.
Заканчивание открытым стволом может применяться только к одному нефтегазовому пласту с твердыми и плотными пластами горных пород, без водоносных прослоек, без прослаиваемых прослоек или к определенным нефтегазовым пластам с такими же свойствами и аналогичными давлениями.

Штанга, подключенная к буровому инструменту для передачи мощности. Обычные компоненты бурильной колонны: буровое долото, утяжеленная бурильная труба, бурильная труба, стабилизатор, специальный шарнир и ведущая труба. Основные функции бурильной колонны: (1) запуск бурового долота; (2) приложить груз к долоте; (3) мощность передачи; (4) транспортный буровой раствор; (5) выполнять специальные операции: выдавливать цемент, устранять подземные аварии и т. Д.
Стандарт
API Сталь марок E75 — S135, серия нефтяных бурильных труб с наружным диаметром от 2 3/8 «до 6 5/8», бурильные трубы с двойным плечевым соединением с высоким сопротивлением кручению и специальная сталь для серосодержащих нефтяных скважин Марка BNK Бурильная труба C95S.Он в основном подходит для строительства глубоких скважин, горизонтальных скважин и скважин с большим отходом от вертикали в процессе разведки и разработки нефти и газа.

https://www.permanentsteel.com/productshow/casing-pipe.html

Air Rotary — Wellowner.org

Стенограмма видео

Системы пневматического роторного бурения и забойного ударного бурения схожи по конструкции и функциям, главное отличие заключается в лестничной системе с дополнительным режущим действием пневмоударника.

Сначала мы профилируем воздушную роторную систему, а затем ударный молоток. Система воздушного роторного бурения в первую очередь предназначена для бурения и уплотнения пластов, предлагая хорошую скорость проходки и быстрое удаление шлама. Эта система обычно состоит из буровой установки, смонтированной на грузовике, и отдельной вспомогательной машины, на которой перевозятся материалы, необходимые для процесса бурения, например вода в сварочном оборудовании.

Если требования к мощности грузовика аналогичны требованиям мощности сеялки, один двигатель может использоваться для обоих, используя раздаточную коробку.Оборудование этой буровой установки включает в себя воздушный компрессор и насосы для воды и бурового раствора, которые помогают облегчить удаление выбуренной породы, в зависимости от геологических условий.

Обратите внимание, что в демонстрационных целях не используются обсадные трубы, чтобы лучше проиллюстрировать эти процессы. Системы воздушного роторного бурения могут использовать ряд режущих воздействий, роторного дробления, ротационного резания или роторного удара. Здесь показано вращательное дробление. Используемая промывочная среда зависит от геологии, и варианты включают только воздух, воздух и воду вместе, или с добавлением буровой пены и полимеров для дальнейшего улучшения удаления шлама.

Только первый эфир. Обратите внимание на качество черенков. Это очень чистые репрезентативные образцы формации. Вода добавляется для улучшения способности воздуха удалять черенки. Использование резервов грузового автомобиля и системы прямой циркуляции. Вода закачивается нагнетательным насосом из самосвала в скважину, через бурильную колонну и вверх по кольцевому пространству между экраном и скважиной. Удаление черенков из ямы на прилегающую землю.

Обратите внимание, как изменилось качество черенков.Добавление воды замаскировало черенки, что затруднило идентификацию образований и их точную регистрацию.

В воду можно добавлять буровую пену, которая помогает заполнить пустоты и приостановить шлам в кольцевом пространстве. Операторы должны тщательно перемешивать, чтобы обеспечить пенообразование в стволе скважины, а не в смесительном баке. Для обеспечения оптимальной производительности и безопасности при использовании этих продуктов необходимо неукоснительно выполнять указания и рекомендации производителя.Пена заполняет кольцевое пространство, улучшая удаление стружки. Как только пена рассеется, вы снова можете ясно видеть черенки.

Секции бурильной колонны соединены резьбой для обеспечения возможности бурения.

Скорость проникновения определяется геологическими особенностями. Для уплотненного материала низкая скорость проникновения требует медленных скоростей вращения и меньших объемов промывочной среды. По мере того, как материал становится менее консолидированным, скорость вращения и скорость проникновения увеличиваются, как и требования к промывочной среде.

Затем бурильную колонну выводят из ствола скважины для облегчения установки обсадной колонны.

Благодаря использованию ребер стабилизатора на бурильной колонне, полученная скважина получается ровной, прямой и точной. Лучше всего облегчить выполнение операций по заливке швов.

Этапы, связанные с установкой обсадной колонны, могут включать первоначальную приварку башмака обсадной колонны к первой секции трубы. Этот башмак защищает конец обсадной колонны во время строительства ствола скважины и позволяет обсадной колонне правильно прилегать к породе.Башмак должен быть приварен, чтобы обеспечить водонепроницаемое уплотнение вокруг трубы. Следует проявлять осторожность при сборе. отработанные концы сварочных стержней.

Для дополнительных секций обсадной колонны может потребоваться приварить центраторы к обсадной колонне для обеспечения равномерного размещения на земле в соответствии с правилом 903. Элеватор для обсадных труб прикреплен к одному концу обсадной колонны и безопасно и надежно поднимается в воздух и устанавливается в нужное положение.

Для безопасной установки обсадной трубы требуются два специалиста, один человек управляет подъемником, а другой помогает с помощью канатной стропы.Дополнительные секции свариваются или соединяются резьбой по мере установки кожуха.