Разбор техники, буровых установок, буров и бурового инструмента
Бурение скважин на воду в твердых породах – это отдельный сегмент отрасли, требующий не только профессионального подхода, но и правильно подобранного оборудования. В случае, когда речь идет о прохождении скальных или полу скальных грунтов, не все буровые установки или инструменты способны справиться с такой нагрузкой.
В этой статье мы подробно разберем, какое оборудование нужно для качественного и эффективного бурения в твердых породах.
Особенности бурения в твердых породах
Прежде всего следует понимать, что твердые породы – это не песок и не глина. Речь идет о скальных массивах: гранитах, базальтах, песчаниках, известняках, диоритах и других типах монолитных или сцементированных геологических образований.
Основная сложность заключается в высокой прочности таких грунтов на сжатие и низкой бурности. Для их разрушения нужны установки и инструменты, которые могут создавать значительные осевые нагрузки, высокий крутящий момент и используют специальные технологии разрушения породы: ударно-вращательное, алмазное бурение, турбобуры и т.д.
Буровые установки для работы в твердых породах
1️⃣ Тяжелые буровые установки (роторные или роторно-ударные)
Для бурения в скальных грунтах обычно используются мощные буровые установки с большой массой и жесткой конструкцией. Основные характеристики такой техники:
Большой крутящий момент (от 3000 Нм и выше)
Система подачи промывной жидкости или воздуха для удаления шлама
Возможность работы с турбобурами или ударными долотами
Мощные гидравлические приводы подачи и вращения
Примеры техники:
Bauer, Casagrande, Soilmec (для сложных условий и большой глубины)
Украинские или белорусские установки типа УРБ-2А2, УГБ-1ВС с модернизациями под твердые породы
2️⃣ Установки с верхним приводом (Top Drive)
Этот тип оборудования обеспечивает лучший контроль бурового процесса, равномерную подачу осевой нагрузки и уменьшает риск повреждения инструмента при бурении монолитных пород.
3️⃣ Гидравлические буровые станки с кареточной подачей
Используется для алмазного бурения или работы на больших глубинах с геологически сложными породами. Они позволяют точно регулировать усилие подачи и частоту вращения.
Инструмент для бурения твердых пород
1️⃣ Буровые долота
Распределение по типам:
🔹 Шарошковые долота
Состоят из трех конусов со вставками из твердосплавного материала или закаленной стали. Идеально подходят для разрушения жестких и очень жестких пород.
Основные типы:
Для мягких пород (с большим профилем зубцов)
Для средних
Для твердых (мелкозубые с твердосплавными вставками)
🔹 Алмазные долота
Применяются при необходимости прохождения особо крепких пород. Включают природные или синтетические алмазы, эффективно режущие камень без разрушения структуры скважины.
🔹 PDC-долота (Polycrystalline Diamond Compact)
Сочетают в себе высокую износостойкость алмазного материала и специальную форму режущих элементов. Часто используются для жестких, трещиноватых пород.
2️⃣ Буровые штанги
Для работы в жестких породах используют армированные, томные буровые штанги, способные выдерживать огромную осевую перегрузку и значимый крутящий момент. Важные характеристики:
Усиленные соединения (резьба API, конические замки)
Увеличенный диаметр для уменьшения деформаций
Высокое качество стали
3️⃣ Турбобуры
Это гидравлические двигатели, которые устанавливаются в колонне бурильных труб и превращают энергию потока промывной жидкости во вращение долота. Они эффективны для работы на глубоких скважинах в очень жестких породах.
Преимущество турбобуров:
Уменьшается износ буровых штанг
Меньшая нагрузка на саму установку
Дополнительное оборудование и оборудование
1️⃣ Системы промывки
Бурение твердых пород невозможно без качественной промывной системы, которая удаляет шлам из буровой скважины, охлаждает буровой инструмент и стабилизирует стенки.
Возможные варианты:
Водная промывка с использованием глинистых или полимерных растворов
Воздушная продувка (для сухих твердых пород)
Комбинированные схемы
2️⃣ Буровые компрессоры
Для воздушной продувки в жестких породах требуются мощные компрессоры с производительностью от 20 м³/мин и давлением от 20-35 атм.
Известные бренды: Atlas Copco, Kaeser, Doosan.
3️⃣ Гидроударники
Используются в связке с компрессорами. Принцип работы – с помощью сжатого воздуха внутри инструмента создается ударная энергия, разбивающая скальные породы.
Особенно эффективны в гранитах, базальтах, кварцитах.
Сопутствующее оборудование
Лебедки для спуска-выемки инструмента
Насосы для циркуляции растворов
Системы для приготовления бурового раствора
Разгрузочные рампы
Инструмент для обсадки скважин
Примеры комплектации для бурения скважин на воду в твердых породах
Для средней глубины (до 150 м):
Установка УРБ-2А2 или аналог
Шарошковое или PDC-долото
Штанги 63-89 мм
Промывка водой с глиняным раствором
Компрессор 20-25 м³/мин
Для большой глубины (до 300-400 м):
Роторно-гидравлическая установка Bauer
Алмазные или PDC-долота
Турбобур
Штанги с усиленными замками
Система циркуляции с глинисто-полимерным раствором
Компрессор 35 м³/мин
Гидроударник
Бурение скважин на воду в твердых породах – это технически сложный процесс, требующий правильного подбора оборудования под конкретные условия. Необходимо учитывать тип почвы, глубину, задачи скважины и ожидаемый дебит воды.
Без качественной техники и инструмента добиться хорошего результата не получится: будет потеряно время, испорчена скважина, возрастут затраты.
Поэтому бурильные компании, специализирующиеся на таких работах, вкладывают значительные средства в профессиональные установки, долота, турбобуры и системы промывки.
Если вы планируете заказывать бурение в твердых породах, убедитесь, что исполнитель имеет соответствующую технику и опыт. Это позволит избежать лишних проблем и гарантирует, что ваша скважина будет работать долгие годы.
Мы работаем в Украине, а именно в Киевской области. Получить консультацию по инженерно-геологическим, гидрогеологическим, геодезическим и другим сопутствующим услугам вы можете у нас в «Акватории».
Мы предоставляем гарантии на работу и используем регулярное техническое обслуживание, обеспечивая долгосрочную работоспособность скважин.
В этом блоге мы делимся знаниями, но если у тебя есть серьезные задачи, требующие помощи специалистов, сообщи. Мы попытаемся разобраться и помочь вам.
