Бурение скважин для геологических изысканий

Скважины для геологических изысканий имеют ряд отличительных характеристик по сравнению с другими типами скважин:

• небольшой диаметр, который не зависит от глубины;
• сравнительно небольшая глубина – хотя она зависит от целей, но для задач инженерно-геологических изысканий скважины имеют меньшую глубину, чем для скважин на воду;
• главная задача – получить образцы грунта, в ряде случаев в виде неповрежденного керна;
• широкий разброс условий диктует вариативность способов бурения;
• в большинстве случаев скважина должна быть устранена после отбора проб.

Наиболее широко для целей бурения инженерных скважин применяются вибрационное бурение, шнековое, колонковое и ударно-канатное. Колонковый способ представляет собой вращение с небольшой скоростью полых труб с породоразрушающей кромкой. Благодаря конструкции рабочего инструмента есть возможность отбора неповрежденного керна, позволяющего установить мощность и порядок расположения разных слоев грунта. Если керн отбирать не требуется, используется способ вымывания породы водой – это позволяет заглубляться на значительные глубины без перегревания бурового инструмента. Второе преимущество – универсальность; колонковый способ подходит для любых пород.

Шнековое бурение производится с помощью шнека с винтовой ребордой. При этом по мере заглубления рабочего инструмента производится подъем породы шнековым способом. Преимущества такого метода – небольшой диаметр скважины и быстрое получение образцов, сравнительно низкий нагрев бура от трения. Недостаток – в невозможности бурения в каменистых грунтах.

Ударно-канатный метод бурения универсален – он позволяет получить скважины разного диаметра и в различных породах, кроме скальных. Разрушенная порода изымается с помощью желонки, однако в большинстве случаев получить целостный керн не получается, отбор проб производится в виде шлама и крупных обломков. Технология выгодна благодаря высокой эффективности за единицу времени: скорость бурения ударно-канатным способом выше, чем любым иным, что немаловажно при необходимости бурить множество скважин.

В плотных и относительно мягких глинистых грунтах применим вибрационный способ, который позволяет получить цельный керн для детального исследования недр. Однако из-за особенностей физики процесса вибрационного бурения на глубинах свыше 35 метров его эффективность резко падает, поэтому для глубинного бурения он не подходит.

Вообще же, способ избирается в зависимости от глубины и назначения скважины, типа грунта. Этапы работ зависят от выбранного способа, однако в любом случае они включают такие этапы, как:

• предварительная подготовка и разведка, изучение документов;
• непосредственно бурение;
• установка обсадных труб;
• извлечение бурового инструмента;
• отбор керна или проб грунта;
• тампонаж скважины с целью предотвращения изменения циркуляции грунтовых вод.