3.1. Бурение водозаборных скважин производится в основном двумя способами - ударно-канатным и вращательным с прямой или обратной промывной. Кроме того, применяют комбинированный, колонковый и реактивно-турбинный способы.
При проектировании водозаборных скважин способ бурения выбирают исходя из общих геологических и гидрогеологических условий участка размещения водозабора - глубин залегания водоносных горизонтов, подлежащих вскрытию и эксплуатации, литологии пород, слагающих водоносный горизонт, а также из необходимого диаметра скважины и наибольшей технико-экономической целесообразности способа бурения в данных конкретных условиях.
Технико-экономическая целесообразность применения того или иного способа бурения скважин определяется по совокупности трех показателей: качество и долговечность скважины, продолжительность ее сооружения, стоимость сооружения. В случаях, когда не представляется возможным согласовать все три показателя, решающим должен быть, как правило, первый показатель.
При выборе способа бурения водозаборных скважин необходимо руководствоваться рекомендациями, приведенными в табл.5.
Таблица 5
Способ бурения | Условия применения |
Ударно-канатный | В рыхлых и скальных породах при глубине скважин до 150 м |
Роторный с прямой промывкой | 1. В рыхлых и скальных породах при любой глубине скважин с начальным диаметром до 500 мм на горизонты подземных вод, обладающие большими напорами, с промывкой глинистым или водогипановым раствором. 2. В скальных породах на ненапорные водоносные горизонты при условии применения в качестве промывной жидкости чистой воды |
Комбинированный (ударно-канатный и роторный с прямой промывкой) | При глубине скважин более 150 м на ненапорные или слабонапорные водоносные горизонты, представленные рыхлыми отложениями. До кровли водоносного горизонта - роторный с глинистым раствором; по водоносному горизонту - ударно-канатный |
Роторный с обратной промывкой | В породах I-IV категорий с содержанием в рыхлых и связных отложениях при глубине скважин до 200 м |
Колонковый | В скальных породах диаметром до 150-200 мм при глубине бурения до 150 м |
Реактивно-турбинный | При больших глубинах (500-1000 м и более) и больших диаметрах скважин |
3.2. При вращательном способе бурения скважин следует предусматривать промывку, при этом:
а) при прямой промывке забоя в скальных и полускальных породах применять чистую воду, а в песчаных породах - безглинистые промывочные жидкости, например водогипановый раствор. Глинистый раствор допускается применять при бурении по напорному водоносному горизонту и по непродуктивным интервалам; необходимость его применения должна быть обоснована проектом. Параметры промывочной жидкости надлежит подбирать с учетом гидрогеологических условий проходимых пород;
б) при обратной промывке забоя буровую установку обеспечивать водой на весь период бурения в количестве, определяемом мощностью и проницаемостью проходимых пород. Разность отметок между установившимся уровнем воды в скважине и поверхностью земли должна быть не менее 3 м. При залегании уровня воды на глубине менее 3 м от поверхности земли проходку скважин следует осуществлять буровыми станками с поднимающимся ротором и выводом кондуктора выше поверхности земли, чтобы обеспечить необходимое превышение полного гидростатического давления столба в скважине над пластовым.
Глина и вода, используемые при бурении, должны удовлетворять санитарным требованиям.
3.3. Типы станков для бурения скважин на воду, и некоторые их технические показатели приведены в табл.6.
Таблица 6
Способ бурения | Тип станка | Глубина бурения, м | Начальный диаметр, мм | Завод-изготовитель |
Ударно-канатный | УГБ-ЗУК | 100* | 600 | Новочеркасский завод им. Никольского |
| УГБ-4УК | 200* | 900 | |
| БС-1М | 300 | 300 | - |
Вращательно роторный | УРБ-3АМ | 500 | 243 | Кунгурскнй машиностроительный завод |
| 1БА-15В | 500 | 394 |
|
| УБВ-600 | 600 | 490 | Ишимбаевский машзавод |
Колонковый | УГБ-1ВПП- | 100-600 | - | - |
Реактивно-турбинный | БУ-75БрД(Э) | 2400 | 560 | Волгоградский завод буровой техники |
____________________
* Допускается изменение номинальной глубины в зависимости от изменения конечного диаметра скважины.
Для бурения водозаборных скважин необходимо отведение земли в следующих минимальных размерах (табл.7).
Таблица 7
Тип станка | УГБ-3УК | УГБ-4УК | УРБ-3АМ | УВБ-610 | 1БА-15В | СБУ ДМ-150; 3ИВ |
Площадь, га | 0,04 | 0,12 | 0,06 | 0,12 | 0,09 | 0,02 |
3.4. При бурении скважин роторным способом в качестве породоразрушающего органа применяются долота лопастные (ОСТ 26-02-1282) и шарошечные (ГОСТ 20692-75*) и каталог “Шарошечные долота и бурильные головки”, изданный ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ в 1987 г.), а при бурении ударно-канатным способом - желонки и долота крестовые округленные и двутавровые (ТУ 24-8-805-75). Выбор типа бурового инструмента проводится с учетом крепости буримых пород.
Классификация горных пород в зависимости от трудности проходки и способа бурения указана в СНиП IV-2-82, т.1.
Диаметр долота при бурении водозаборных скважин следует принимать:
а) при вращательном способе бурения - на 100 мм больше диаметра обсадных труб; для создания уширенного контура гравийной обсыпки в песках следует применять различные типы расширителей; размер каверны определяется проектом. Серийно выпускаемые долота имеют диаметры 98,4-490 мм;
б) при ударно-канатном способе бурения в устойчивых грунтах - на 100 мм больше диаметра обсадных труб; в неустойчивых грунтах - на 6 мм меньше внутреннего диаметра обсадных труб. При проходке водоносных песков диаметр желонки должен быть на 100 мм меньше внутреннего диаметра обсадных труб.