Сравнение роторного и шнекового способов бурения

Все водозаборные скважины строятся методом бурения. Под ним понимается строительство достаточно узкой вертикальной шахты большой глубины.

Для бурения водозаборных скважин применяют различные технологии. Самыми распространёнными являются роторный и шнековый способы.

В этой статье коротко описаны эти методы, а также приведены их сравнительные характеристики.

Больше статей по теме бурение на воду

Подборка публикаций по теме скважины на воду

Роторное бурение

При применении роторного способа бурения порода в забое разрушается специальным инструментом – долотом. При этом долото вращается двигателем буровой установки. На долото создаётся также нагрузка от колонны труб.

Долота имеют различную конструкцию. Чаще всего используются шарошечные долота, состоящие из одной или нескольких шарошек, укреплённых на одном корпусе. Шарошки имеют на поверхности режущие элементы из твёрдых сплавов - коронки. Шарошки также совершают вращательные движения.

При роторном бурении используют специальные буровые установки. Водозаборные скважины чаще всего бурят с помощью мобильных буровых станков, смонтированных на шасси автомобилей высокой проходимости. Имеются также буровые установки на базе гусеничных тракторов.

Роторный способ позволяет пробурить скважины большой глубины, различного диаметра и во всех типах горных пород.

Принцип работы роторной буровой установки достаточно прост. На первую трубу неподвижно монтируют буровой инструмент. Вращение на эту трубу передаётся от двигателя буровой установки через ведущую трубу квадратного сечения.

Так как трубы имеют длину до 12 метров, то для их вертикального расположения используют буровую вышку. Вышка также предназначена для выполнения операций спуска и подъёма труб, занимающих до 60% времени бурения.

Для охлаждения долота и выноса бурового шлама на устье скважины применяют промывочный раствор. Его закачивают в скважину буровыми насосами.

Преимуществами этого способа являются:

• высокая скорость проходки;
• возможность разбуривания твёрдых пород;
• возможность бурения в любых местах, где имеется проезд такой крупногабаритной техники.

Шнековый способ бурения

В этом способе породу разрушают долота лопастного типа, имеющие различный угол наклона лопастей к оси скважины. Угол наклона зависит от твёрдости породы.

Транспортировка бурового шлама на поверхность производится с помощью шнека – специального устройства, имеющего форму бесконечного винта Архимеда. Разрушенная порода попадает в полости, образуемые между винтом и стенками скважины. Вращаясь, спиралеобразный винт доставляет шлам на устье.

Шнековым способом строят неглубокие скважины в мягких или рыхлых грунтах. При шнековом бурении обычно не используется промывочный раствор.

Преимуществами этого способа бурения являются:

• простота конструкции;
• отсутствие необходимости использования промывочного раствора;
• невысокая стоимость бурения;
• возможность производить бурение самостоятельно, вручную, без использования крупногабаритного оборудования;
• шнековое бурение практически не зависит от погодных условий;
• возможность прерывания процесса в любой момент без создания аварийных ситуаций;
• независимость от электроснабжения.

Сравнение роторного и шнекового методов

Особенности роторного способа бурения:

• применяется при создании глубоких, в том числе артезианских скважин большой производительности;
• метод очень эффективен при необходимости бурения в твёрдых горных породах;
• роторное бурение возможно только в тех местах, где обеспечивается проезд крупногабаритной техники;
• оборудование требует подключения к внешним источникам электроснабжения.

Шнековый способ характеризуется следующими факторами:

• не требует подключения к электрическим сетям;
• бурение можно производить без применения крупногабаритного оборудования, в том числе вручную;
• применяется при строительстве малодебитных скважин небольшой глубины;
• способ эффективен только при разбуривании мягких и рыхлых пород;
• возможно бурение в труднодоступных местах, в том числе в ограниченном пространстве.

В конечном итоге, выбор шнекового или роторного способа зависит от местных условий и финансовых возможностей заказчика.