Способы бурения скважин должны подбираться исходя из целей и качественных характеристик грунта. Это может быть разработка месторождений или геолого-разведческое бурение скважин перед проведением строительных работ. Каждый из методов имеет свои плюсы и минусы, которые важно учитывать перед началом работ, чтобы не столкнуться с проблемами в процессе. Важно подбирать оптимальные виды бурения после изучения всех нюансов. В этом помогут специалисты, обладающие определенными знаниями, большим опытом и необходимым оборудованием. Без привлечения профессионалов подобрать подходящие способы бурения не получится. Пренебрежение специализированными консультациями приведет к пустым затратам времени, сил и финансов.

Современные способы бурения скважин

Классификация способов бурения бывает по разным критериям. Бывают способы бурения механические и немеханические. Второй вариант в практике встречается намного реже. Чаще всего применяются механические методы бурения скважин, предназначенных для разных целей.

Механические типы бурения можно поделить на три типа:

• вращательный способ бурения;
• ударный;
• вибрационный.

Основные способы бурения скважин имеют свои особенности, но все они эффективны и постоянно применяются на практике в разных сферах. Вращательно-ударный способ бурения выделяют, как более эффективный, потому что получается извлекать породу без остановки рабочего процесса. К тому же он один из самых бюджетных, что тоже очень важно. Стоит рассмотреть отдельно виды вращательного бурения. Выделяют три метода:

• колонковый;
• шнековый;
• роторный.

Данный способ бурения может использоваться при разной плотности грунта, только важно подбирать подвид из перечисленных, чтобы рабочий процесс был максимально эффективным.

По направленности можно выделить еще некоторые типы бурения скважин:

• вертикальное;
• наклонно-направленное;
• горизонтальное.

Классификация способов бурения скважин по виду забора и разрушения грунта: бескерновый (осуществляется по всех площади забоя с измельчением и удалением пород из скважины) и колонковый способ бурения скважин (извлечение цельных столбов пород для последующей оценки и анализа участка).

В зависимости от выбранного вида и способа бурения получаются различные диаметры выработок. Например, шпуры – десятки миллиметров, скважины – сотни миллиметров, шахтные стволы – тысячи миллиметров. Глубина также зависит от способа бурения грунтов – от нескольких до тысяч метров. При сооружении глубоких шахтных скважин требуется дополнительное укрепление стенок обсадными колоннами, чтобы избежать обрушения пород.

Бурильное оборудование – это не цельный механизм, оно состоит из нескольких элементов:

• насос или компрессор;
• трубы;
• вышки с талевой системой;
• породоразрушающий инструмент;
• промывочные аппараты;
• антивыбросовое оборудование;
• аппаратура для контроля и измерений.

Если рассматривать основные способы бурения по использованию породоразрушающего инструмента, то выделяют:

• шнековый способ бурения;
• шарошечный;
• алмазный;
• дробовый и другие.

Все эти деления условны и вытекают одно из другого. Отвечать на вопрос «какие виды бурения скважин бывают» можно бесконечно долго, потому что классификации бывают разными. Основными составляющими бурения скважин являются:

1. Разрушение пород в ограниченном пространстве (сечение ствола) механическим воздействием специальными установками;
2. Очистка забоя от породы и прочих частиц, вырубленных в процессе бурения;
3. Крепление скважины при необходимости обсадными колоннами;
4. Своевременная смена породоразрушающего инструмента в результате износа;
5. Профилактические работы, позволяющие избежать аварий и прочих опасных моментов во время бурения.

Совокупность работ определяется в зависимости от целей бурения, выбранного метода и других факторов.

Отдельно стоит рассмотреть виды бурения нефтяных и газовых скважин. В первую очередь стоит отметить, что скважины не всегда могут быть строго вертикальными, они могут отличаться по углу отклонения ствола от его верхней части:

• вертикальные – отклонение не более 5 градусов;
• наклонно-направленные – отклонение более 5 градусов;
• горизонтальные – отклонение около 90 градусов.

Чтобы правильно определить подходящий вид бурения по направлению следует создать проект и тщательно продумать все нюансы.

Колонковый способ бурения скважин

Колонковый способ бурения используют обычно на неплотных грунтах. Извлечение почвы происходит в виде керна (цельного столба). Работы осуществляются специальным долотом, с углублением при помощи коронки, вмонтированной в трубу.

Вращательный способ бурения скважины передает поверхности импульс при помощи труб с креплением. При бурении плотных пород используют промывочную аппаратуру. Такая дополнительная мера необходима для суглинистых, скальных и тяжелых глинистых пород грунта.

Большой поток воды удаляет шлам из забоя. Иногда для этих целей используется компрессор, которые продувает забой сжатым воздухом. При таком способе бурения обычно разрабатываются небольшие по диаметру скважины – до 20 сантиметров.

Это один из методов бурения разведочных скважин, который используется для изучения и анализа грунта. Цельный столб породы позволяет сохранить слои, что дает объективную картину по разрабатываемому месторождению или изучению участка для дальнейших работ.

Шнековый способ бурения скважин

Один из популярных способов бурения скважин на воду – шнековый. Часто применяется для разработки водоносных скважин промышленного или частного значения. Во время работ шнек ввинчивается в почву и одновременно с бурением извлекает грунт на поверхность.

Это эффективный способ бурения, малозатратный, но подходит не всегда, поэтому важно понимать особенности бурения скважин шнековым способом. Шнек – это стержень с лопастями, поэтому всю породу извлечь из забоя не удастся. Применяется в основном для прохождения верхних слоев пород.

Шнековый вид бурения скважин на воду позволяет разработать глубину до 30 метров при мягком грунте и до 20 при среднем по твердости. После бурения скважину необходимо дополнительно укреплять обсадной конструкцией и очищать от остаточных частей разрушенного грунта.

Виды механического бурения часто комбинируются друг с другом.

Вращательно-ударный способ бурения скважин

Роторный способ бурения скважин или вращательно-ударный часто используют для скальных и полускальных пород. Особенности режима бурения роторным способом позволяют делать скважины глубиной до 150 метров. Установка оборудуется не только долотом, но и утяжеленными трубами для бурения.

Бурение вращательным роторным способом предполагает использование промывочной аппаратуры жидкостью. Это является недостатком для регионов с холодным климатом, потому что технологические элементы оборудования попросту замерзают и работать в таком режиме невозможно.

Но особенности бурения роторным способом имеют и много достоинств:

• можно разрабатывать большие по диаметру скважины – до 2 метров;
• качество бурения намного выше при разработке водоносных скважин, в отличие от других видов бурения по глубине;
• при небольших затратах ресурсов процесс бурения более эффективный и быстрый;
• надежность разработки при роторном способе механического бурения скважин намного выше благодаря монтажу обсадной трубы после очистки ствола.

В итоге конечные цели бурения скважин могут быть разнообразными: для получения информации для дальнейшей оценки и анализа участка и качества грунта, для строительства долговечного канала, комбинированное предназначение.

Нельзя точно сказать какой из методов является более эффективным или востребованным. Разные виды буровых установок для бурения скважин применяются в зависимости от финальной цели.

Виды скважин бывают разные, поэтому важна предварительная проектная разработка, а затем подбор соответствующего оборудования. Например, для водоснабжения бурят следующие типы скважин:

•  одиночные или групповые;
• артезианские – более глубокая скважина, до слоев может добраться не каждая техника;
• колодец – неглубокая скважина с постоянным притоком воды, бурится до первого водоносного слоя;
• смотровой колодец – поверхностный, бурят для наблюдения за уровнем воды, для получения проб, измерения температурных показателей;
• разведочно-эксплуатационная скважина – разрабатывается для промышленных масштабов, имеет большую производительность;
• разведочная скважина – облегченная небольшого диаметра конструкция с фильтром, для проверки и пробы водоносного слоя;
• эксплуатационная – скважина, которая прошла проверки и передана в эксплуатацию в соответствии со всеми требованиями.

Без предварительной разведки пробурить эксплуатационную скважину на воду нецелесообразно, потому что результат может не оправдать ожиданий. Часто приходится изменять проект в процессе бурения на стадии разведывательных работ.

Большое значение при выборе вида и способа бурения скважин имеет проектная глубина и состав грунта на выбранном участке. Чтобы не ошибиться, следует доверить подбор оптимального метода специалистам. После небольшого исследования будет подобрано необходимое оборудование, соответствующее предстоящим работам. Даже имея опыт в бурении скважин, самостоятельно составить проект, определить грунт и подобрать оборудование вряд ли получится. Специалисты проведут ряд работ, благодаря которым будут подобраны современные способы бурения скважин, максимально эффективные и минимально затратные для каждого отдельного случая.