Способы и особенности бурения геолого – разведочных скважин

Бурение геологоразведочных скважин – механический процесс внедрения в почву бурительного металлического инструмента с сайта, для забора и изучения проб грунта на разной глубине. Количество проходов инструмента зависит от наполняемости почвы в изучаемой местности и равняется количеству однородных, но различных по химическому составу, залегающих пластов. На основании результатов исследований – составляется подробная карта описания геологического разреза. Образцы подвергаются ряду лабораторных опытов, полученная информация также заносится в карту – послойно.

Стоит отметить, что процесс достаточно трудоёмкий, требующий специализированного, дорогостоящего оборудования и квалифицированного его обслуживания. Поэтому небольшие компании не покупают такую технику (вследствие её нерентабельности и большого срока окупаемости), а заказывают данные услуги у более крупных производителей. Как правило, это обусловлено необходимостью изучения грунтовых вод, а именно: их уровня и химического состава. В зависимости от конструкции применяемого инструмента и вида главного движения, выделяют следующие способы бурения геологических скважин: шнековый. колонковый, ударно-канатный и вибрационный.

Бурение колонковое

Осуществляется с помощью колонковой трубы совершающей вращательное движение. На конце которой, устанавливается специальная насадка: буровая коронка. Вращающаяся коронка, затягивает породу в колонковую трубу, образуя при этом керн, который впоследствии удаляется. Очистка трубы производится потоком сжатого воздуха, в случае присутствия в скважине воды – применяется промывочная жидкость большей плотности (раствор из бентонитовой глины).

Бурение шнековое

В качестве основного инструмента используется шнек – тело вращения, состоящее из металлической сердцевины (из конструкционной стали) и винтовой кромки изготовленной из сталей инструментального типа. Применяется для бурения пород невысокой твёрдости. Измельчённый грунт подаётся на поверхность за счёт вращательного движения шнека. Помимо этого существует ещё одна разновидность данного способа – бурение кольцевым забоем, с применением шнека магазинного типа.

Бурение вибрационное

Буровой инструмент внедряется в почву, за счёт передаваемых ему направленных колебаний, которые создаются вибропогружателем. Амплитуда находится в пределах от 1,5 до 10 мм, а частота может составлять: 1200 – 2000 колебаний в минуту. Схема крепления вибропогружателя к буровым трубам может быть жёсткая либо свободная (самоустанавливаемая), с опорой на специальную плиту. В таких случаях вибропогружатель называют – вибромолотом.

Ударно-канатный способ бурения

Древнейший способ бурения, который до сих пор находит широкое применение. Технология была известна ещё во II веке до н.э, изобретена в Китае.

Ударно-канатный способ бурения преследует следующие цели – получение геологических образцов россыпей грунта, бурение скважин для добычи воды, а также проведение ремонтных работ. К преимуществам стоит отнести: высокую производительности и в то же время безопасность бурения, а также небольшое количество отходов производства.

Процесс осуществляется посредством, погружения в отверстие троса или каната проволочного типа, на конце которого смонтировано буровое долото – остроконечный инструмент, изготовленный из закалённых высокоуглеродистых сталей. Долото, совершая возвратно-поступательное движение, внедряется в пласт, откалывая от него небольшие фрагменты. Канат монтируется на буровой мачте при помощи шкива, источником главного движения – служит электродвигатель. Во избежание осыпания стенок скважины в процессе бурения, нередко устанавливаются обсадные колонны (особенно актуально при работе с рыхлыми породами низкой твёрдости).

Альтернативным способом забора керна является ложечный керноборник и бурильный башмак, присоединённый к штанге. Отрыв и удержание керна в керносборнике обеспечивается кернователем. По завершению процесса забора, керносборник извлекают из забоя и очищают.