Колонковое бурение: что это, технология и этапы бурения

В данной статье мы узнаем, что такое колонковое бурение, какие технологии и этапы существуют. Расскажем, в чем особенность применения данного метода при строительстве, проведении геологических исследований и разведывательной деятельности. Узнаем, как происходит подготовка площадки для проведения работ по колонковому бурению и какие нюансы нужно учитывать.

Что это такое колонковое бурение?

Что такое колонковое бурение и какие существуют технологии, попробуем разобраться, что такое буровая установка и для чего нужна, мы уже рассказывали. Такой метод один из самых используемых в геологических разведках или при добыче воды. Такой способ обладает большим количеством положительных качеств, в том числе и возможностью развернуть установку на сложно доступных участках. Этот метод обладает высокой продуктивностью, но, в тоже время является одним из самых экономичных. При применении такого метода образуется горная выработка с жесткими краями.

Такие выработки могут выдерживать высокие нагрузки, а глубина может достигать 1 километра. Поэтому этот способ применяется как для решения крупных производственных задач, так и для частного домовладения, как правило, это создание собственной скважины для организации водоснабжения. При использовании данного метода буровая установка производит вращательные движения, посредством которых разрушаются породы, в строго ограниченном кругу. Благодаря этому в центре образуется керн, т.е. нетронутый участок цилиндрической формы.

Для того чтобы вынуть остатки породы и применяют воду или специальные буровые растворы что это и для чего нужны, мы уже рассказывали, которой вымывают разрушенные слои почв или пород. Установка для проведения колонкового бурения имеет несколько механизмов, которые позволяют поднимать, опускать и вращать инструмент. Оснастка – это элемент установки, который выбирается на основании типа горных пород, их прочности и других характеристиках. Элемент оснащается коронками, которые обладают режущими функциями и могут иметь различные формы.

Описание технологии колонкового бурения

Если посмотреть на описание технологии колонкового бурения, то можно отметить тот факт, что при проведении работ образуется керн, таким образом, можно понять, что разрушение пород происходит по кругу, а не по всему диаметру. После разрушения буровой насос нагнетает мощный поток воды, которая и вымывает разрушенную породу. При проведении геологических исследований такой способ позволяет сделать срез грунтовых слоев. При использовании оборудования для колонкового бурения можно достичь глубина 1000 метров.

Еще одна задача, которая осуществляется таким способом – поставка керновых проб на поверхность. Такой метод можно использовать в условиях сурового климата, в том числе В Заполярье. Так, на Кольском полуострове был освоен сверх глубокий колодец, глубина которого составляет 12262 метра.  Позже ее занесли книгу рекордов Гиннесса. Но добыча самой чистой воды для пользования человеком до сих пор остается основной задачей при проектировании и строительстве водопровода и установке скажин.

Колонковое бурение используется и для горных выработок. Существует два метода, которые применяются при проведении работ, выбор зависит от природного материала. С которым приходится работать. Первый способ предполагает подачу жидкости в зону разреза, используется при работе со скальными, твердыми пластами. Второй способ – без применения воды, когда выработка производится на рассыпчатых грунтах, такой метод достаточно дорогостоящий. Но его можно применять и на почвах, с большим количеством влаги, в том числе супесях и глине.

Этапы бурения

В буровых работах существуют этапы, в том числе и в колонковом способе. Так, начинается все с выбора участка, который предварительно зачищают от мусора и насаждений, в том числе и кустарников. Для того чтобы собирать грунтовые воды формируется специальная яма. Затем начинается сборка и установка оборудования. Для этого создаются специальные лунки, а коронка накручивается на трубу. После этого начинается работа оборудования, как правило методом вращательных движений.

По мере заполнения полости колонны керном ее поднимают на поверхность, чтобы освободить от отработанной почвы. В том случае, если заглубление большое, то применяют подъемники, которые вынимают породу вместе с влагой. Причем, жидкость, которая стекает в зону выработки позволяет охлаждать резцы, чем продлевает их работоспособность. Для укрепления стенок скважины используют обсадные трубы.

Есть несколько нюансов, которые стоит учитывать при проведении работ. Скорость вращения зависит от мягкости породы, чем она мягче, тем медленнее вращение. Чем меньше диаметр скважины, тем меньший угол бурения можно использовать, примерно такие правила действуют при проколах под канализацию методом горизонтального бурения, короткие трубы пригодны для использования несколько раз, трубы длиннее 60 сантиметров можно применять только один раз. Еще один важный момент в том, что вся установка должна находиться на горизонтальной ровной поверхности.

Сфера применения

Сфера применения колонкового бурения на самом деле очень широкая. Как мы уже говорили, это добыча воды, как для частного, так и для промышленного потребления. Особенность таких скважин в большой глубине, поэтому воду можно использовать как питьевую, т.к. она отличается высокой степенью чистоты. Для достижения необходимых параметров можно использовать дополнительный фильтр, поэтому легко можно добиться глубокой очистки.

Вторая сфера, где успешно применяют данный метод – геологическая разведка. Это характерно для горнодобывающей промышленности. Внутри трубы керн остается нетронутым, что позволяет получить эффективный срез. Метод колонкового бурения применяют и перед началом строительных работ. Он позволяет проводить геологическою разведку на участке, выбранном под строительство.

С его помощью можно определить уровень, на котором залегают грунтовые воды, как близко они находятся к поверхности, получить пробы почвы, а на основании полученных данных спланировать дальнейшие действия и используемые материалы. Успешно данный способ используют и для исследовательских работ, хорошим примером служит Кольская сверхглубокая скважина.