Популярный, доступный по цене способ: шнековое бурение скважин и его особенности

Что это за метод?

Шнек – труба для бурения с высокой прочностью, на которую навита спираль. Метод применяется в промышленности, в строительстве частных домов и ручном бурении.

Для водоносных скважин производится бурение вертикально направленное. Горизонтально направленное используется для прокладки инженерных коммуникаций.

Какие типы скважин можно пробурить?

Метод применяется для разработки скважин разного типа:

1. Водозаборные.
2. Для неглубоких колодцев.
3. Для свай винтовых и бурозабивных при обустройстве фундамента сооружений.
4. Для укладки бестраншейных коммуникаций.
5. Для монтажа железобетонных опор и ограждений.

Плюсы и минусы

Преимущества работы шнековым оборудованием:

• быстрое заглубление снаряда в грунт, скорость – 40 – 80 м/ч;
• бурение безопасно;
• бесперебойный вывод разрушенного грунта через устье на поверхность;
• оборудование не требует охлаждения;
• быстрый монтаж и демонтаж техники;
• для подъёма почвы не нужно поднимать оборудование;
• техника и снаряд слабо изнашивается, так как сопротивление грунта незначительное;
• подходит для бурения широких скважин;
• низкая себестоимость работ;
• нет необходимости использования промывочной жидкости в процессе бурения;
• простота в обслуживании.

Недостатки:

• для вращения колоны необходимо прикладывать много сил;
• глубина небольшая;
• применяется на мягких породах;
• расход мощности высокий.

Виды шнеков

В зависимости от вида работ, которые необходимо провести, применяются разные установки. Принцип их работы одинаков: от привода передаётся вращательное движение на шнек со скоростью до 200 об/мин и давлением для направления бурения.

Станки типа СО 2

Предназначение установки — разработка скважин для свай диаметром до 600 мм. Применяется на грунтах I – III категории бурения. Также используется для расширения имеющихся скважин до диаметра 1 600 мм на устойчивых и сухих грунтах.

Оборудование устанавливается на базовой машине, и представляет из себя направляющую, которая имеет вид трубы. По ней передвигается каретка. Телескопическая буровая колонна из двух секций с очистителем соединена с выходным валом электропривода.

В нижней секции по всей длине расположены шнековые лопатки. Во время работы установки грунт разрушается под воздействием буровой колонки на конце шнека или винтового бура. Мощность электропривода – 55 кВт.

Характеристики работы станка СО 2:

• скорость – 9 м/ч;
• частота вращения – 43 об/мин.

Первые 6 м бурения производит с транспортировкой грунта на поверхность, который следует убирать вручную. При дальнейшем заглублении шнек периодически нужно поднимать для освобождения от грунта при помощи очистителя.

Способы бурения:

1. Послойно. Для разнородных грунтов.
2. На всю глубину. Для однородных грунтов.

ЛБУ 50

Многоцелевая установка применяется для работ:

• строительных,
• геологических изысканий,
• гидрогеологических.

Управление процессом производится из расположенной рядом кабины с пультом управления. Мощность электропривода – 95 – 165 кВт.

Характеристики работы:

• частота вращения – 14 – 220 об/мин;
• ход подачи – 3,9 м.

Глубина скважины с диаметром 850 мм достигает 60 м. Для конечного диаметра 190,5 с применением промывки – до 200 м. До аналогичного диаметра с продувкой – до 100 м. Также производятся работы на скальных породах с диаметром скважины – 550 мм.

Ручной тип

Работы по обустройству скважины таким способом своими руками происходят с применением ручного земляного бура.

Конструкция: стержень с винтообразным ножом и Т-образной ручкой. Изготавливается разборным для удобства транспортировки легковым транспортом. По виду и принципу работы напоминает штопор. Инструмент ввинчивается в землю, при необходимости с добавлением дополнительных штанг.

Характеристики работы:

• максимальная глубина – 2 м;
• диаметр – 200 мм.

При диаметре бура до 300 мм можно выполнять работы по:

• установке опор освещения;
• шурфе для осмотра грунтового основания и фундамента;
• монтажу ограждений.

Лёгкие самоходные установки

Установки размещаются на базе грузового автомобиля или гусеничного транспорта, что даёт возможность проходить по бездорожью.

Применяются для бурения скважин:

• разведочных,
• строительных,
• водозаборных.

Характеристики работы:

• максимальное заглубление – до 100 м;
• диаметр – до 600 мм;
• управление – гидрофицированное;
• через коробку передач осуществляется изменение движения;
• все бурильные операции механизированы.

Подготовка

Прежде, чем приступить к разработке водозаборного сооружения, необходимо произвести работы по определению глубины залегания водоносных горизонтов, места бурения и подготовку оборудования.

Обнаружение водоносных слоёв

Определить расположение и глубину залегания водоносных слоёв можно с помощью:

• заказа геологических изысканий на участке;
• интернет-ресурса с глубинами близлежащих скважин;
• разведывательного бурения;
• опроса местного населения и вычисления среднего значения глубин;
• народными методами (сомнительно и неэффективно) — с глиняным горшком, рамкой, наблюдая за растительностью на участке и природными явлениями.

Выбор места

Определение правильного места бурения скважины на воду — это залог её длительной эксплуатации и получения чистой воды.

Наиболее подходящее расположение:

1. В одинаковой удалённости от всех сооружений на участке. Если такую точку определить сложно, то наиболее близко могут располагаться дом и бытовые постройки.
2. Минимальное расстояние от зданий – 3 м.
3. Водозаборное сооружение должно располагаться минимум за 20 м от автомобильных моек, мест содержания животных и 50 м от свалок, помоек, септика.
4. Если на участке имеется перепад высот, скважина располагается на возвышенности, чтобы избежать затопления в сезон дождей и таяния снегов.

Технология

После работ по определению места для бурения, происходит доставка оборудования и установки шнекового бурения в зависимости от выбранного образца.

Инструкция:

1. Снаряд под осевой нагрузкой погружается в породу, разрезая и разрыхляя её.
2. Отработанный грунт поднимается на поверхность не с помощью промывочной жидкости или газожидких смесей, а винтовым шнеком, при этом часть грунта прижимается к стенкам скважины.
3. Во время бурения производится чистка ствола от разрушенных пород.
4. По окончанию – промывка, так как часть грунта осыпается в забой.

Параллельно с бурением производится укрепление стенок с помощью бетона или металла.

Шнековое бурение скважины — в видео:

Как учесть характеристики грунта?

Шнековое оборудование эффективно на рыхлых, сыпучих грунтах. В пластичных, глинистых его применение категорически противопоказано, так как на лопасти будет налипать порода, и её поднятие на поверхность будет невозможно.

При расчёте работ нужно учитывать расстояние между витками шнека. При бурении выработка не должна занимать более 30% объёма. Двулопастные шнеки по цене незначительно превосходят другие образцы, но скважина при бурении таким устройством получается ровной.

Установка фильтра и другого оборудования

После завершения бурения скважину нужно промыть и прокачать, сдать пробы воды в лабораторию для определения соответствия санитарно-гигиеническим нормам.

Затем действовать по инструкции:

1. Сетчатый или дырчатый фильтр устанавливается на уровне водоносного горизонта. Чтобы точно знать, как расположить фильтр, геолог должен составить разрез скважины.
2. Производится прокачка с установленным фильтром до получения чистой воды.
3. При необходимости монтируется кессон.
4. Установка насоса, оголовка и прокладывание труб завершают монтаж скважины.

Заключение

Бурение скважин при помощи шнекового оборудования – это популярный, доступный по цене способ, который обеспечивает выработку водозаборных конструкций в короткие сроки.

Широкий выбор установок: ручные, лёгкие самоходные, СО 2 и ЛБУ 50 позволяют работать на грунтах разных категорий и с заглублением от 20 до 200 м.