Колодцы. Устройство и обслуживание

• пластичные породы, прорезанные буром, от наличия воды в скважине разбухают или вспучиваются под воздействием давления, которое создают верхние пласты. В итоге просвет скважины может настолько сузиться, что спускание бурового оборудования станет невозможным;

• неустойчивые породы, такие как пески, гравий и другие, в отсутствие обсадной трубы осыпаются, что приводит к результату, указанному в пункте 1;

• при долблении твердых пород долотом образуется так называемая бурильная грязь (раздробленная порода), для удаления которой долото поднимают, опускают желонку и таким образом выбирают ее. Обсадные трубы облегчают эту процедуру.

Если водоносные пласты залегают на глубине более 10 м, ударно-вращательное бурение становится очень трудным (особенно, если бур упирается в камни), так как:

• штанги настолько удлиняются, что начинают гнуться;

• искривление скважины практически неизбежно;

• монтаж штанг (свинчивание-развинчивание) требует все больше времени;

• опасность разрыва штанг все более усиливается.

Однако есть возможность значительно облегчить бурение. Для этого штанги следует заменить тросом и вести проходку ударно-канатным способом. Надо заметить, что ударно-канатное бурение знали и практиковали еще в Древнем Китае. Естественно, что оборудование было деревянным, использовался ручной труд, темпы бурения были медленными, однако в течение нескольких лет (или десятилетий) таким способом сооружали колодцы глубиной до 1,5 км.

Самодеятельные бурильщики соединяют штанги фланцами, штифтами с соединительными втулками. Их главный недостаток – невозможность достижения соосного соединения штанг из-за возникающих погрешностей при сварке и люфта во втулках.

В нашей стране ударно-канатное бурение было описано и освоено еще в начале прошлого века. При этом применялся буровой снаряд Шитца. Его конструкция проста:

• берут столб диаметром 140–200 мм. На одном из концов выполняют поперечину с подкосом и блоком;

• буравом проделывают скважину глубиной 1 м. В нее поперечиной вверх вертикально ставят столб. Для устойчивости его фиксируют оттяжкой за якорь;

• на блок подвешивают бурав, чтобы определить центр будущей скважины;

• пробуривают скважину глубиной 1 м;

• далее применяют конический стакан, подвешенный на веревку. Подтягивая последнюю, стакан поднимают на высоту 1–1,5 м и бросают. При врезании в дно скважины стакан заполняется грунтом, уплотняется и удерживается, пока не будет поднят на поверхность, где он освобождается от породы.

Буровой снаряд Шитца бесполезен, если на пути проходки встречаются крупные камни или сплошной каменистый грунт. Поэтому он требует усовершенствования, которое заключается в замене стакана долотом и веревки – тросом.

В настоящее время ударно-канатное бурение широко распространено, поскольку при использовании современной конструкции способ приобретает универсальность и может применяться на грунтах независимо от их состава. Технологию ударно-канатного бурения мы рассмотрим далее, а пока остановимся только на оборудовании, которое для этого необходимо.

Комплект установки для осуществления ударно-канатного бурения состоит из следующих элементов:

• забивного стакана;

• ударной штанги;

• стального троса или прочного каната;

• треноги;

• лебедки;

• блока.

Самостоятельно изготовить забивной стакан хотя и непросто, но вполне реально. Для этого нужно взять 2 фрагмента трубы. В том, который послужит нижней частью, вырезают клинья, после чего деталь нагревают, клинья подгибают, сваривают их таким образом, чтобы образовался конус.

Практика применения ударно-канатного способа бурения показывает, что скважина идет абсолютно вертикально, глубина ее ограничивается исключительно длиной троса, благодаря лебедке проблем с опусканием и подъемом не возникает, более того, для этого не требуется прилагать значительных физических усилий.

Поднимая и опуская штангу в скважину, развинчивают по два-три колена, причем их надо удерживать вертикально, а не класть на землю, поскольку во втором случае при подъеме они под собственным весом гнутся, что недопустимо.

Бурение скважины проводят с применением обсадной трубы. В которой буровой инструмент должен свободно перемещаться, поэтому между ними должен быть зазор 10–15 мм. Этому элементу, который применяется независимо от выбранного способа бурения, надо уделить некоторое внимание.