Способы бурения инженерно-геологических скважин

Буровые работы предназначены для создания скважины с необходимым диаметром и глубиной, которая будет служить источником воды. Помимо основных буровых работ, процесс предполагает решение вспомогательных задач: планировка площадки для работ, монтаж буровой установки и прочего оборудования, нужного для разных способов бурения.

Сегодня применяются несколько типов бурения скважин:

• Колонковое бурение применяется в той местности, где пролегают полускальные и скальные породы, при плотном грунте. Таким способом можно получить скважину, глубиной до 100 м;
• Шнековый метод является одним из самых производительных и используется там, где необходимо вскрывать водоносный слой. Подробное изучение состава грунта, можно не проводить. Глубина скважины может достигать 50 м;
• Вибрационный способ бурения скважины специалисты называют самым производительным. Чаще всего он применяется в рыхлых и связных породах, в которых присутствует не очень большой процент твердой породы. Глубина скважины получается до 20 м;
• Ударно-канатное бурение позволяет получить скважину, с глубиной до 50 м.

Ударно-канатное бурение

Колонковое бурение разрушает породу путем прорезания пластов грунта вращательными движениями колонковой трубы с короной на ее конце. При такой вращательном движении, внутри колонки появляется керн с неразрушенной структурой, который поднимается наверх. При инженерных изысканиях, бурение таким способом происходит всухую.

В некоторых случаях, колонковое бурение может вестись вместе с промывкой ствола, что облегчает вынос породы из ствола скважины.

Применяется и продувка воздухом, что обладает некоторыми преимуществами, перед промывкой раствором: ствол скважины не получает дополнительного увлажнения, из-за которого стенки могут разрушаться; нет смешивания пород и загрязнения ствола.
Такой метод используется там, где нет воды в жидком состоянии.

Шнековое бурение

Шнековый способ бурения инженерно-геологических скважин проводится при помощи долота, которое вращается и разрушает рыхлые и мягкие породы. Разрушенные породы выводятся на поверхность шнеками, имеющими конструкцию винтового транспортера. При таком методе транспортировки, породы часто смешиваются и это затрудняет составление документации. Поэтому пробы грунта следует брать при периодическом или непрерывном бурении скважины.
Также, шнековый способ бурения, может искривлять ствол скважины, что негативно сказывается на свойствах и структуре монолитов.

Роторное бурение

Вибрационное бурение ведут при помощи вибрационного оборудования, создающего направленные колебания. Частота таких вибраций может составлять от 1200 до 200 колебаний в минуту, а амплитуда составляет от 1.5 до 10 мм.
Вибропогружатели используются двумя методами: с жестким креплением к бурильной трубе и со свободной опорой.

Ударно-канатный способ бурения скважин использует разные инструменты – долото, желонку буровой стакан. Выбор оборудования во многом зависит от того, в каких породах происходит бурение скважины.

В некоторых случаях, инженерно-геологические скважины могут быть выполнены с небольшой глубиной и диаметром, с проведением опытов, выбором проб, с переносом мета бурения. Такие процедуры помогают решать самые разные инженерно-геологические изыскания.

По своему назначению, такие скважины также бывают разведочными, зондированными, опытными и инженерно-геологическими.

Среди способов бурения инженерно-геологических скважин, различают:

• По методу воздействия на породы, при котором используется гидродинамическое, механическое или термическое разрушения породы;
• По варианту разрушения при механическом способе бурения – ударное, ручное. Вибрационное, вращательное, задавливающее;
• По типу применяемого инструмента – дробовое, алмазное или твердосплавное;
• По тому, насколько сохраняется порода при бурении – бескерновое, колонковое, кольцевое;
• По методу выведения породы из ствола скважины – сухой, продувка, промывка, шнековый метод;
• По виду буровой установки – гидроударная или пневмоударная;
• По строению вращателя, который предусмотрен в буровой установке – роторное или шпиндельное.

Подбор способа бурения во многом зависит от того, какие цели преследует инженерно-геологическое изыскание, для чего будет создавать скважина, какие стадии изысканий проводятся в данный момент, от геологического строения грунтов.
От грамотно выбранного способа бурения, зависит точность проведения изысканий, данных, которые получают от опытов и проб пластов грунта. Важно это и для будущей скважины и ее эксплуатационных характеристик, срока ее службы.

Бурение инженерно-геологических скважин применяется для осуществления различных задач. Без этих изысканий, невозможно правильно выбрать место постройки военного и гражданского объекта, многоэтажного здания, автомобильной или железной дороги. Применяются исследования и для прокладки трубопроводов, линий электропередач, создания дренажных систем.

Благодаря проведению изысканий, специалисты получают точные данные о составе грунта, его характеристиках, геологическом строении, подвижности, наличии грунтовых вод и глубине их залегания и прочими факторами, которые могут обладать негативным воздействием на будущий объект строительства.

Как вы понимаете, такие задачи могут решать только профессиональные специалисты, обладающие необходимыми знаниями, специальным оборудованием.  Помимо буровой установки и дополнительных устройств, необходима и лаборатория, профильное программное обеспечение, помогающие в самые короткие сроки определить все необходимые данные о механических, физических и химических особенностях грунта, об уровне его влажности, подвижности, коррозийной активности и т.д.
Исходя из проведенных инженерно-геологических изысканий, специалисты делают выводы и дают рекомендации для создания грамотного проекта возведения объекта.