Бурение скважин на воду

Бурение скважин на воду — это процесс сооружения горной выработки цилиндрической формы то есть скважины, шпура или шахтного ствола — путём разрушения горных пород на забое, само бурение скважин на воду осуществляется, как правило, в земной коре, реже для доступа к водосодержащим грунтам требуется производить бурение в искусственных материалах (бетоне, асфальте и др.). Процесс бурения скважин на воду включает крепление стенок скважин (как правило, глубоких) обсадными трубами, иногда с закачкой цементного раствора в кольцевой зазор между трубами и стенками скважин, образующихся после осадки скважины обсадными трубами.

Область применения бурения скважин многогранна: изучение свойств горных пород; поиски и разведка полезных ископаемых; осушение обводнённых месторождений полезных ископаемых и заболоченных районов; добыча жидких, газообразных и твёрдых полезных ископаемых через эксплуатационные скважины; выемка твёрдых полезных ископаемых; производство взрывных работ; искусственное закрепление горных пород (замораживание, битумизация, цементация и др.); вскрытие месторождений; сооружение свайных фундаментов; при горизонтальном бурении прокладка подземных коммуникаций и др.

Классификация способов бурения скважин на воду. По характеру разрушения грунтов или другими словами породы, применяемые способы бурения делятся на: механические - с помощью бурового инструмента, который непосредственно воздействует на горную породу, разрушая её, и не механические - в этом случае разрушение происходит без непосредственного контакта буровым инструментом с породой, где источником воздействия на неё является термическое, взрывное и др. Механические способы бурения скважин на воду подразделяют на вращательные и ударные (а также вращательно-ударные и ударно-вращательные). В случае вращательного бурения порода разрушается за счёт вращения прижатого к забою инструмента. В зависимости от прочности породы при вращательном бурении скважин на воду применяют буровой породоразрушающий инструмент режущего типа; дробовые коронки, разрушающие породу при помощи дроби. Ударные способы бурения скважин на водуразделяются на: ударное бурение или ударно-поворотное где применяется бурение перфораторами, ударно-канатное, штанговое и тому подобное, при данном способе бурения поворот инструмента производится в момент между ударами инструмента по забою; ударно-вращательное , при котором удары наносятся по непрерывно вращающемуся инструменту, а так же вращательно-ударное, в этом случае породоразрущающий буровой инструмент находится под большим давлением на ось вращения и в постоянном контакте с породой при этом разрушение её происходит за счёт вращательного движения и периодически наносимых ударов. Разрушение пород при бурении скважины на воду производится по всей его площади то есть бурение сплошным забоем или по кольцевому пространству с извлечением керна , что называется колонковым бурением. Удаление продуктов разрушения происходит через небольшие промежутки времени с помощью желонки или непрерывное удаление продуктов разрушения происходит шнеками, витыми штангами или путём подачи на забой газа под высоким давлением, жидкости или раствора. Чаще бурение скважин на воду подразделяют по типу бурового инструмента , а именно : шнековое, штанговое, алмазное, шарошечное и так далее; так же можно различать разные виды бурения и по типу буровой машины : перфораторное, пневмоударное, турбинное. Но некоторым удобно различать и по методу проведения скважин (наклонное, кустовое и т.д.). Технические средства бурения скважин на воду состоят чаще всего из буровых машин :буровых установок типа ПБУ, УГБ, УРБ, ЛБУ, установленных на базах автомашин вездеходов, типа ЗИЛ 131, ГАЗ 66, Урал, Мерседес Unimog, и породоразрушающего инструмента. Из не механических способов бурения самое распространенное бурение при провидении разрушающих работ с помощью направленного взрыва , такие работы ведутся по внедрению взрывного бурения и закладки взрывного заряда в забой.

Бурение развивалось и специализировалось применительно к трём основным областям техники: наиболее глубокие скважины (несколько км) бурятся на нефть и газ, менее глубокие (сотни м) для поисков и разведки твёрдых полезных ископаемых, скважины и шпуры глубиной от нескольких м до десятков м бурят для размещения зарядов взрывчатых веществ (главным образом в горном деле и строительстве).

Бурение скважин на воду в Китае проводилось свыше 2 тыс. лет назад где вручную бурились скважины не большим диаметром до 15 см и глубиной до 600 метров. Буровой инструмент (долото и бамбуковые штанги) опускался в скважину на канатах толщиной не более 4 см, которые свивались из индийского тростника. Бурение скважин на воду в России относится к девятому веку нашей эры, но чаще бурение происходило с целью добычи растворов поваренной соли (Старая Русса). На русских соляных промыслах издавна применялось ударное штанговое бурение. Во избежание ржавления буровые штанги делали деревянными; стенки скважин закрепляли деревянными трубами.

Развитие методов и техники бурения скважин на воду в России начинается с XIX века в связи с острой необходимостью снабжения крупных городов питьевой водой. В 1831году в Одессе было создано «Общество артезианских фонтанов» и были пробурены четыре скважины глубиной от 36 метров до 189 метров. В 1832 году бурили скважины на воду и в Петербурге на Выборгской стороне, а в 1833 году в Царском Селе, В 1844 году была заложена первая буровая скважина для артезианской воды в Киеве, нынче в Украине. В Москве была пробурена первая артезианская скважина глубиной 458 метров, на Яузском бульваре в 1876 году.

Основным моментом, который повлиял на бурный прогресс в бурения, было развитие нефтедобычи. И первая нефтяная скважина была пробурена в США случайно в 1826 году близ Бернсвилла в Кентукки при поисках рассолов. А 29 августа 1859 года нефть уже была встречена на глубине около 20 метров, с чего и началась нефтяная промышленность США. Первая же скважина на добычу нефти в России была пробурена в 1864 году около Анапы.
Технические усовершенствования бурения скважин на воду в XIX веке открыл и применил на практике немецкий инженер Эйгаузен в 1834 году , он предложил применять так называемые ножницы ,то есть применялась сдвигавшаяся пара звеньев при штанговом бурении. Сама идея сбрасывать соединённое со штангами долото была настолько хороша , что вскоре привела к изобретению другими инженерами Киндом 1844 году и Фабианом 1849 году во Франции свободно падающего бурового инструмента так называемого «фрейфала». И данный способ получил название: Немецкий. В 1846году французский инженер Фовель сделал сенсационное сообщение о новом уникальном способе бурения скважин на воду, где очистка буровых скважин производилась водяной струей, которую подавал насос с поверхности в полую штангу. Первый успешный опыт бурения с промывкой был произведён Фовелем в Франции.

В 1859 году Г. Д. Романовский стал первым кто механизировал работы, и применил паровой двигатель для бурения скважины на воду не далеко от Подольска. Для бурения нефтяных скважин на промыслах в Баку паровые машины появились в 1873году , а через 10 лет они заменили конную тягу, которая в основном применялась при проведении буровых работ. При бурении скважин на нефть на первом этапе получил развитие ударный способ . В конце 88 году в Новом Орлеане штат Луизиана США было впервые внедрено роторное бурение на нефть с применением лопастных долот и промывкой глинистым раствором. В России вращательное роторное бурение с промывкой впервые применили в городе Грозном для бурения скважины на нефть глубиной 345 м (1902).


Галерея

Возникли вопросы?

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!
Хочешь получить бесплатную консультацию специалиста?