Основные технологии и методы бурения скважин

На первый взгляд кажется, что в процессе бурения различаются только буровые установки, а все операции одинаковы, однако это не так. Технологии бурения различаются друг от друга весьма заметно способами разрушения грунта и подачи породы на поверхность скважины. От метода бурения зависит срок службы скважины и ее стоимость:

• шнековое бурение используется для устройства скважин диаметром до 0,8 м и глубиной до 80 м в малопрочных грунтах – черноземе, песке, торфе. Высокая скорость проходки обусловлена низким сопротивлением грунта поступательно-вращательному движению буровой коронки, а также отсутствием необходимости в повторном перемоле грунта, который сразу после отделения от основного массива попадает на лопасти вращающегося шнека и выносится на поверхность. Грунт, не попавший на лопасти, вминается ребордой шнека в стенки скважины, очищая тем самым забой. В большинстве случаев шнековое бурение производится без нагрузки на долото, т.к. в ходе устройства скважины колонна погружается в рыхлый грунт под собственным весом. Кроме высокой скорости достоинством шнекового способа бурения является отсутствие необходимости в охлаждении бурового инструмента, который проходя через массив малопрочного грунта охлаждается самостоятельно. Буровой инструмент этой технологии – шнековая колонна с лопастным долотом. Шнек – труба малого диаметра, с приваренной по спирали к наружной стороне стальной ленте толщиной 4 – 6 мм. Шаг спирали варьируется от половины до целого диаметра шнека, в зависимости от вида грунта;
• роторное бурение производится за счет вращения породоразрушающего инструмента и буровой колонны, приводимых в действие роторным вращателем, работающего от двигателя установки, либо от вала отбора мощности двигателя шасси. Массы труб, как правило, хватает для погружения колонны под собственным весом, но если их недостаточно, то используются утяжеленные трубы. При устройстве скважины методом роторного бурения используется специальная промывочная жидкость, которая кроме охлаждения долота, нагревающегося при разрушении грунта, выносит на поверхность частицы раздробленной почвы, вытесняя их из т.н. кольцевого пространства – полости между наружной стенкой буровой колонны и внутренней поверхностью скважины. Промывочная жидкость после фильтрации снова поступает в забой. С целью закрепления стенок скважины, по мере достижения определенной глубины опускают стальную обсадную трубу, предупреждающую обрушение скважины под воздействием грунтовых вод. При этом кольцевое пространство заполняется цементным раствором, после твердения которого продолжается проходка скважины, но для этого используется долото уже меньшего диаметра;
• ударно-канатное бурение – классический метод устройства скважин. Разрушение породы происходит под воздействием стального стакана с заостренными стенками, поднятого на высоту при помощи лебедки и резко опущенного в забой. Для заполнения стакана грунтом полностью используется ударная штанга. Заполненный стакан извлекается из скважины и очищается от грунта, после чего цикл повторяется до достижения проектной глубины скважины. При устройстве скважины в песчаных грунтах в качестве бурового инструмента используется желонка, которая не позволяет грунту высыпаться в ходе подъема. Ударно-канатный метод очень трудоемок, но позволяет получить наиболее жизнеспособную и долговечную скважину.  

Выбор конкретной технологии устройства скважины зависит от цели буровых работ, вида грунтов и наличия бурильных установок.