Зміст
Поняття буріння свердловини
Проблема водозабезпечення завжди була актуальною у власників приватного сектора, коли відсутнє централізоване водопостачання питання вирішувалося копанням колодязів. Праця була ручна і досить складна. В даний час отримати воду можна зі свердловин, процес буріння яких триває кілька днів.
Буріння свердловини виконують спеціальним обладнанням. При цьому руйнується ґрунт і піднімається на поверхню різними способами. Метод буріння залежить від багатьох факторів: самої породи, на якій глибині знаходиться водоносний горизонт та інші. Робочий інструмент підбирається індивідуально.
Глибина свердловини визначається з урахуванням залягання води та цілей її використання. Найближче залягає "верховодка". Рівень такої рідини найчастіше нестабільний. Існує велика можливість потрапляння до неї стічних вод, хімікатів та інших органічних сполук. Така рідина може стати в нагоді для поливу або технічних потреб. Нижче за перший шар проходять грунтові води. За якістю вони кращі, але все ж таки для пиття не бажані. Найчастіше на таку глибину риються колодязі. Далі розташовані міжпластові артезіанські води. Вони найбільше підходять для питних цілей. А останні навіть не потребують фільтрації, оскільки проходять природне очищення.
Види буріння свердловини
Буріння виконується одним із методів:
- Обертальне - порода руйнується обертальними рухами. Популярний через високу продуктивність.
- Ударний - ґрунт розбивається буровим снарядом.
- Вібраційний – виконується вібраційною машиною, що передає високочастотні коливання на породоруйнуючий інструмент.
Залежно від складу ґрунту буріння може бути:
- Колонковим – підійде для пластичних, глинистих ґрунтів. Порода розбивається кільцеподібною колонкою, що монтується на вантажну машину. Грунт видобувається у вигляді циліндричного керна, а шлам видаляється потоком води.
- Шнековим – застосовують у разі м'яких, пухких, середньо-щільних порід. Використовується шнек на базі машини, що має вигляд металевого стрижня з гвинтоподібними лопатями. Він вкручується в землю, що піднімається по лопаті гвинта.
- Роторним - підходить для твердих скельних та напівскельних порід. На бурильну трубу кріпиться долото, що обертається під впливом ротора. Сам ґрунт видаляється потоком води.
- Канатно-обертальним - таким чином при бурінні розбивається пухка порода. Існує його різновид – гідробуріння (без застосування забурника). Використовується долото, закріплене на порожній штанзі. Виконується з урахуванням малогабаритної бурової установки. Шлам вимивається водою, яка під великим тиском надходить крізь отвори бурі.
- Ударно-канатним – застосовують для пухкої та напівскельної породи, яка розбивається ударами долота, підвішеного на канаті зі сталі. Грунт піднімається желонкою або забивною склянкою. Можливе також поєднання кількох способів буріння.
Процес буріння
Найчастіше бурові майстри використовують обертальне гідробуріння, яке виконується за допомогою малогабаритної бурової установки (МБУ). Розглянемо як відбувається буріння свердловини на такому прикладі.
Спочатку вибирається місце під свердловину. Воно має бути недалеко від точок експлуатації. Далі монтують необхідні інструменти та апаратуру. Воду для організації буріння привозять на спеціальній машині, запозичують у сусідів або набирають у найближчому джерелі (водоймі).
Для того щоб зрозуміти, як відбувається буріння, розглянемо для початку основні елементи МБУ. Це металева рама, електродвигун, буровий інструмент, шланги, мотопомпа, бур, вертлюг, штанги та керуючий блок. Після збору установки викопують 2 приямки. Невеликий фільтровий приямок з'єднують траншеєю із приямком більшого розміру. Неподалік більшого приямка встановлюється мотопомпа. Всмоктуючий шланг від неї опускається до приямку. Шланг з іншого боку з'єднується з вертлюгом МБУ, через який подається буровий розчин. На сам вертлюг накручують бур, що обертається за допомогую двигуна. При бурінні він заглиблюється у породу. Штанги поступово додаються між ним та вертлюгом. Розчин проходить через вертлюг у штанги і далі в бур, потім осідає у фільтровому приямку.
Часто при бурінні можна почути терміни "фільтрова" та безфільтрова" свердловина. Назви кажуть самі за себе. У першому випадку потрібен фільтр для очищення від твердих фракцій (це пісочна свердловина), а в другому – ні (на вапняк).
Фільтрова свердловина виготовляється на водоносні піски глибиною на 10 - 50 метрів. Складається з накручених по різьбленні обсадних труб (частіше пластикових) та сітчастого фільтра, який затримує пісок та інші домішки. Діаметр труби з метою більш легкого монтажу повинен бути меншим за отвір свердловини. Наприклад, для колони діаметром 125 мм свердловина має бути 160 – 180 мм. Колона опускається у джерело до нижньої межі водоносного горизонту. Фільтр промивається чистою водою та обсипається кварцовим піском. Далі виконують прокачування свердловини.
Безфільтрова свердловина буриться інакше. Дійшовши до щільних шарів, всередину труби вставляється бур діаметром 110 мм для 125 труби. Далі продовжується буріння до відкриття водоносних шарів. Це вапнякові свердловини, чистота води яких не потребує фільтрації.
Пустоти між свердловиною та обсадною трубою засипають щебенем.
Встановлення насоса в свердловину
Після того як свердловина пробурена, починають її облаштування. Для неглибокого джерела із чистим середовищем можна придбати поверхневий насос. В інших випадках використовують занурювальний пристрій. Насамперед потрібно переконатися, що діаметр агрегату менший за розмір обсадної труби.
Насос для свердловини збирається перед монтажем. Виріб з'єднують кабельними стяжками з мережним кабелем, тросом для підвішування та водопровідною трубою. Якщо довжини шнура живлення не достатньо, його подовжують пайковим способом, а з'єднання закривається за допомогою термозбіжної муфти.
Для запобігання "сухому ходу" двигуна, до патрубка прикріплюють зворотний клапан. Також їх встановлюють на кожні 50 метрів труби та на 10 метрів від “дзеркала” води. Для усунення потрапляння домішок до насоса приєднується фільтр.
Після того як усі ланки зібрані, насос акуратно занурюють у колону. Для захисту корпусу можна надягти гумове кільце. Закріплюють насос на відстані від 1 м від динамічного рівня. До дна висота має бути також понад 100 см.
Далі помпу кріплять до оголовка. Увімкнення рекомендовано проводити через 15 хвилин.