Назначение буровых работ

Что такое буровая скважина? Цели бурения скважин в Украине

Основным методом современной геологии, при помощи которого удается получать наиболее полную и точную фактическую информацию о подземном строении земной коры, служит бурение скважин. Кроме геологической разведки, существует еще довольно много задач, в процессе решения которых также требуется проведение буровых работ. Буровая скважина – это один из видов горно-геологических выработок, который представляет собой цилиндрическую выемку с глубиной, многократно превышающей площадь ее поперечного сечения. Ориентация скважины – чаще всего, вертикальная. Но бывают и ситуации, когда производится бурение с наклоном, бурение в горизонтальном направлении, а также бурение с изменяющимся по глубине профилем скважины.

Исходя из основного целевого назначения бурения скважин, скважины подразделяются на несколько видов.

1. Геологоразведочные скважины. Служат для обнаружения и опробования месторождений полезных ископаемых (подземных скоплений полезных для человечества веществ, образовавшихся в результате геологических процессов). Современные технологии бурения позволяют проводить разведочное бурение скважин до глубин около десяти километров.
2. Эксплуатационные скважины. Эксплуатационное бурение и строительство скважин позволяет наладить процесс регулярного извлечения полезного ископаемого из недр Земли. С помощью скважин удобно добывать газообразные и жидкие ископаемые. Одной из разновидностей эксплуатационных скважин являются водозаборные скважины. В Украине бурение скважин с целью обустройства индивидуальных водозаборов питьевой или технической воды ведется практически повсеместно, и объемы такого бурения из года в год продолжают оставаться большими.
3. Скважины технологического и вспомогательного назначения (нагнетательные, дренажные, наблюдательные и т. п.). Используются в различных сферах хозяйствования для обеспечения поддержки основного производственного процесса, безаварийной эксплуатации сооружений, инженерной защиты территорий.
4. Инженерно-геологические скважины. Выполняется бурение инженерных скважин на этапе проектирования строительной либо иной инженерной деятельности. Их целевое назначение – ознакомление с геологическим строением выделенного под нее участка, установление глубины залегания грунтовых вод, взятие проб грунта и воды, проведение опытных исследований. Инженерно-геологическое бурение ведется в Украине повсеместно и является наиболее распространенным видом буровых работ.

Многообразие технологических способов бурения скважин

В течение истории технологического развития методов бурения было изобретено много его способов. В настоящее время, с учетом задач и местных условий, бурение скважин может производиться:

• Колонковым способом. При таком способе бурение скважин осуществляется буром в форме кольца с резцами. Разрушение горных пород на забое скважины путем вращения, под нагрузкой, инструмента такой формы приводит к углублению скважины, оставляя незатронутой ее центральную часть, называемую керном. Извлеченный из скважины и не разрушенный при этом керн представляет собой источник ценной информации о геологическом строении пробуренной толщи. Бурение колонковым буром обычно проводится с одновременным промыванием забоя скважины водой или специальным буровым раствором. Для лучшей сохранности керна, при небольших глубинах и коротких рейсовых интервалах, бурение колонковых скважин может вестись и без промывки.
• Способом вращательного долотного бурения. Углубление скважины ведется сплошным забоем. Применяется для бурения эксплуатационных скважин в ранее разведанных геологических условиях. Именно данным способом осуществляется часто рекламируемое бурение водозаборных скважин под ключ, если целевой водоносный горизонт залегает на средних и больших глубинах, среди плотных пород.
• Шнековым способом. Еще один способ вращательного бурения скважин, когда выбуренная горная порода поднимается от забоя к устью скважины при помощи шнека (винтообразной ленты). Очень эффективный способ бурения по мягким и рыхлым грунтам.
• Ударно-канатным способом. Скважины бурятся методом сброса на забой полого породоразрушающего бурового снаряда (стакана), подвешенного на канате либо тросу. Данный способ успешно применяется для бурения инженерно-геологических скважин в глинистых и суглинистых грунтах.
• Гидроударным способом. Комбинированное (вращательно-ударное) бурение, в котором используется гидроударный механизм. Применяется для бурения скважин в скальных породах высокой прочности.
• Пневмоударным способом. Рабочий буровой механизм (пневмоударник) – приспособление, соответствующее, по принципу действия, отбойному молотку – приводится в действие воздухом, который подается под высоким давлением по трубе или пневматическому шлангу.
• Вибрационным способом. Применяют вибрационные буровые установки при бурении скважин в водонасыщенных геологических разрезах, сложенных из осадочных грунтов.

Механическое и ручное бурение скважин

Буровые работы могут проводиться как механическими буровыми установками, приводящимися в движение электрическими или топливными двигателями, так и ручным методом. Обычно скважины бурятся одним из механических способов, а бурение скважин ручным буром практикуется лишь на недоступных для буровой техники участках:

1. крутые склоны;
2. заболоченная территория;
3. подвальные помещения зданий;
4. горные выработки (шахты, штольни, шурфы);
5. ледяной покров водного объекта.

В течение последних десятилетий ручное бурение применяется все реже и реже, в связи с продолжающейся миниатюризацией малогабаритных мобильных буровых агрегатов.