Прочный мир

 Что нужно знать о бурении скважин на воду

Характеристика подземных вод

Подземные водные объекты – совокупность вод верхней части земной коры, которые находятся в активном взаимодействии с атмосферой и поверхностными водными объектами, а также участвуют в общем круговороте воды в природе. Подземные воды различаются по происхождению: т.н. экзогенные воды попадают в грунты и горные породы в процессе инфильтрации поверхностных вод либо конденсации водяного пара; эндогенные воды образуются в горных породах либо в результате дегидратации минералов, либо формируются из кислорода и водорода в магматических очагах (их называют «ювенильными» водами).

По гидравлическим условиям подземные воды делятся на безнапорные (грунтовые) и напорные (артезианские).  В свою очередь грунтовые воды по характеру залегания подразделяются на воды зоны аэрации и воды зоны насыщения. Встречая на своём пути некий водоупор (отдельные прослойки или линзы грунтов, обладающие слабой водопроницаемостью), воды зоны аэрации образуют верховодку, т. е. временные, сезонные скопления подземных вод. Мощность верховодки обычно равна 0,4–1,0 м, редко достигает 2–5 м. Воды зоны насыщения – это подземные воды первого постоянно существующего водоносного горизонта, залегающего на первом водоупорном пласте. 

Артезианские воды – это напорные подземные воды, залегающие в водоносных горизонтах между водоупорными пластами. При вскрытии артезианского водоносного горизонта скважиной находящаяся под напором вода поднимается по скважине и может даже изливаться на земную поверхность или фонтанировать . Напор в артезианских водах создается как гидростатическим давлением, так и геостатической нагрузкой от веса вышезалегающих пластов.

Подземные воды представляют собой сложный многокомпонентный «коктейль», состав которого зависит от среды, в которой происходит его формирование. Поэтому особенностей, определяющих химический состав вод, большое множество. Основные из них:

• Состав почв, пород и минералов, с которыми соприкасаются подземные воды;
• Ограниченный водообмен горизонтов, разделенных слабо фильтрующими или почти водонепроницаемыми слоями;
• Ограниченность контактов с земной поверхностью и атмосферой;
• Меняющиеся физические условия: температура и давление;
• Угнетение биологических процессов при часто возрастающем значении микробиологических;

Следует отметить, что подземные воды зоны аэрации характеризуются наиболее нестабильным химическим составом, поскольку они в наибольшей степени подвержены внешним воздействиям, включающим в т.ч. антропогенные и техногенные факторы загрязнения.

Основные типы бурения

1. Роторное бурение

Этот тип бурения основан на применении специальной буровой трубы, внутри которой располагается приводной вал с буровым ротором, часто называемым долотом или шарошечным долотом. Привод для вращения буровых штанг обеспечивается двигателем установки. Нагрузка на долото создаётся как за счёт утяжелённых бурильных штанг, так и гидравлическим усилием. Вращающееся долото по мере опускания разрушает породу, которая вымывается из зоны контакта и подаётся на поверхность потоком бурового раствора, нагнетаемого в скважину.

Роторным способом можно бурить скважины на любую глубину на любых грунтах, что крайне важно для Витебска и окрестностей, где основной водовмещающей породой являются трещиноватые известняки и доломиты.

2. Шнековое бурение

Это вращательное бурение, в основе которого – принцип «архимедова винта». Наконечник устройства (бур, долото) разрушает породу, которая из зоны контакта по спиралям шнека вытесняется на поверхность.

Наиболее надежными и удобными в эксплуатации являются буровые установки со шнеками, имеющими шестигранные соединения секций, которые обеспечивают вращение как по, так и против часовой стрелки. Устройства с резьбовым соединением буровых секций способны вращаться лишь в одну сторону, что существенно затрудняет работу. Шнековое бурение отличается высокой скоростью проходки и отлично подходит для создания неглубоких (до 30-40 м) скважин в рыхлых и мягких породах ( суглинки, глинистые почвы, галечники, слабосцементированные песчаники) .