Бурение скважин на воду

Стоимость бурения

Компания «ДельтаБур» осуществляет профессиональное бурение скважин на воду в Екатеринбурге и Свердловской области. Главным приоритетом в нашей работе является строгое соблюдение технологии буровых работ, существующих нормативов и правил. Мы применяем только проверенные материалы, сертифицированные в соответствии с международными стандартами качества.

Если же представители той или иной буровой компании обещают вам определенный качественный и количественный состав воды, то стоит задуматься об их компетентности и добросовестности.

Цены на бурение скважины с продувкой

Цены на бурение скважины с промывкой

К бурению необходимо подходить осознанно. Для понимания, в соответствии с какой технологией бурения сооружать скважину на воду в Екатеринбурге и его окрестностях, необходимо знать геологическое строение Среднего Урала и чем оно отличается от геологии в других областях. 

Геологическое строение Среднего Урала неоднородно, преимущественно сложено из скальных пород различного происхождения, в основном граниты, габбро, сланцы и пр. Водоносные горизонты и зоны трещиноватости коренных горных пород зачастую содержат безнапорные воды.

Близко к поверхности коренные скальные породы залегают редко, как правило они встречаются уже на определенной глубине.

Основной задачей бурения разведочно-эксплуатационных скважин на воду является  прохождение и перекрытие рыхлых, неустойчивых, подверженных разрушению горных пород от мягких, сыпучих до средней прочности.

Также на территории Свердловской области встречаются участки с мощными глинистыми и песчано-глинистыми отложениями. Такие отложения иногда могут достигать мощности до 100 метров. Участки с подобными грунтами встречаются в направлении на восток по Тюменскому тракту в таких населенных пунктах, как Логиново, Гусево, Косулино, Рассоха. На участках с подобным геологическим разрезом технология сооружения водозаборных скважин может существенно отличаться от бурения в разрезах с устойчивыми скальными породами.

Наиболее эффективной технологией крепления стенок скважин обсадными трубами на Среднем Урале является двухтрубная конструкция (конструкция с двойной колонной обсадных труб). Именно двухтрубная конструкция позволяет увеличить эксплуатационный срок и обеспечить разобщение верхних грунтовых вод (непригодных для питьевых и бытовых нужд) от водоносных горизонтов (водоносы с водой питьевого качества), которые залегают в крепких скальных породах.

Под двухтрубной конструкцией скважины понимается монтаж двух колонн обсадных труб (кондуктора и эксплуатационной или «рабочей»). Кондуктор является первой колонной (внешняя колонна обсадных труб), задача которой перекрыть верхние разрушенные рыхлые и сыпучие породы. Эксплуатационная колонна устанавливается внутри кондуктора на большую глубину с заглублением по устойчивым скальным породам.

Водозаборные скважины, где технология сооружения выполнена с применением двух колонн обсадных труб, надежнее и долговечнее по сравнению другимии, где установлена всего одна колонна. При этом срок эксплуатации достигает 20-25 лет. А по истечении данного периода времени после сервисного обслуживания прослужит еще 10-15 лет.

Кондуктор – это внешняя колонна обсадных труб, которая предназначена для крепления стенок скважины в рыхлых и неустойчивых породах, где горные породы подвержены разрушению. Кондуктор - это первая линия защиты от проникания «верховодки» в питьевую воду.

От кондуктора зависит долговечность и работоспособность. Соответственно, материал обсадных труб внешней колонны должен быть прочным и надежным. Глубина установки кондуктора зависит от геологического разреза на конкретном участке, обычно это 6-9 метров, но бывает и значительно больше.

Кондуктор должен надежно защищать внутреннюю эксплуатационную колонну обсадных труб от изменяющихся нагрузок, создаваемых грунтами, особенно при промерзании в зимний период и набухании при таянии в весенний период. По строительным нормативам кондуктор может выступать над поверхностью земли на 0,3-0,6 метра.

Пластиковый или стальной кондуктор?

Обсадные трубы для кондуктора могут быть изготовлены из разных материалов, у каждого есть свои принципиальные отличия. Например, кондуктор из пластиковых труб (ПНД, нПВХ, ПП) имеет ряд существенных недостатков, а именно:

1. Пластиковый кондуктор не может полностью изолировать скважину от «верховодки», в отличие от стальных труб, пластиковые – менее прочные и не столь надежно защищают от статических и динамических нагрузок, создаваемых грунтами;
2. Кондуктор из пластиковых труб невозможно установить в рыхлых и сыпучих горных породах, таких как пески, супеси и плывуны;
3. При промерзании грунтов кондуктор из пластиковых труб может деформироваться, что приведет к уменьшению его диаметра и проникновению «верховодки» в нижние водоносные горизонты (водоносы с водой питьевого качества);
4. В период весенней оттепели, при таянии снега глинистые и песчано-глинистые верхние грунты «набухают», что может привести к выдавливанию всей колонны кондуктора из пластиковых труб с заданной глубины к поверхности земли или привести к разрыву колонны по резьбовому соединению.

Кондуктор из стальных труб исключает подобные моменты. Как правило, для кондуктора должны применяться стальные горячекатаные трубы марки Ст.45 («буровая сталь»). Однако в связи с высокой стоимостью данных труб и отсутствием необходимости значительного срока эксплуатации водозаборных «бытовых» скважин (30-40 лет) допускается применение стальных электросварных труб марок стали Ст.10-20.

При монтаже кондуктор из стальных труб монтируется в устойчивые горные породы, не подверженные разрушению и значительному выветриванию, путем его притирания к стенкам скважины и «забивания» всей колонны.

Кондуктор из пластиковых труб устанавливается лишь с одной целью – сэкономить на скважине, а в конечном итоге – на здоровье потребителя. Для заказчика устанавливать такой кондуктор нецелесообразно, это выгодно только исполнителю, поскольку значительно экономит его время и трудозатраты при монтаже.

Эксплуатационная колонна

Эксплуатационная (рабочая) колонна водозаборной скважины – последняя колонна обсадных труб, которой крепят стенки для разобщения верхних водоносных горизонтов от нижнего водоносного слоя, предназначенного для использования в хозяйственно-бытовых и питьевых целях.  Данная колонна устанавливается  с заглублением по устойчивым, неподверженным разрушению и выветриванию скальным породам.

Конструкция скважины: сталь (кондуктор) + пластик (эксплуатационная колонна)

Применение пластиковых труб (ПНД, ПП, нПВХ) в качестве эксплуатационной (рабочей) колонны в скважине - наиболее оптимальное решение. Поскольку в сравнении с другими материалами пластиковые трубы обладают рядом существенных преимуществ.

Например, современные трубы из пластика способны выдержать статические и динамические нагрузки, близкие к характеристикам стальных труб из низких марок стали. При этом пластиковые трубы более долговечны.

Также трубы из пластика не подвержены коррозии в сравнении со стальными трубами, что исключает образование ржавчины. 

Применяемые пластиковые трубы в качестве обсадных – полипропиленовые (ПП) и непластифицированный поливинилхлорид (нПВХ) имеют более высокую плотность, чем у воды, поэтому в отличие от полиэтиленовых (ПНД) тонут в воде, что полностью исключает возможность их срыва с места установки в скважине.

Поскольку пластиковые трубы имеют резьбовое соединение «труба в трубу», это полностью защищает нижние водоносные горизонты от попадания вредных примесей с приповерхностной зоны. Также наличие резьбы позволяет быстро производить монтаж всей колонны.

Двухтрубная конструкция скважины, где устанавливается кондуктор из стальных труб, а в качестве второй (внутренней) колонны обсадных труб используются трубы из пластика, является оптимальным и надежным способом сооружения водозаборной скважины на территории Среднего Урала. При этом стальные трубы надежно защищают ствол от подвижек верхних рыхлых малопрочных грунтов и «верховодки», а эксплуатационная (рабочая) колонна из пластиковых труб гарантирует качество воды на протяжении всего срока службы.

Приблизительный срок службы труб из пластика составляет 50 лет!

В подобных геологических условиях в качестве эксплуатационной (рабочей) колонны должны использоваться стальные, бесшовные, горячекатаные, цельнотянутые трубы группы прочности стали «Д», марок Ст.45, 40Х, 40ХН, изготовленные в соответствии с ГОСТ 6238-77 (2010). Срок службы таких труб в зависимости от толщины стенки составляет в среднем составляет 40-50 лет.

Конструкция скважины: сталь (кондуктор) + сталь (эксплуатационная колонна)

Повсеместное применение обсадных пластиковых (ПНД, ПП, нПВХ) труб в качестве эксплуатационной (рабочей) колонны на территории Среднего Урала затруднено. 

Связано это, прежде всего, со свойствами самого материала (хрупкость, пластичность, более низкая жесткость по сравнению со стальными трубами). В условиях, где геологический разрез преимущественно сложен из рыхлых, сыпучих, подверженных выветриванию и обрушению горных породах (плывун, пески, глины, галечник, выветрелые и закарстованные скальные породы и т.д.), установить колонну из обсадных плаcтиковых труб не получится, поскольку такие трубы могут деформироваться или разрушиться при монтаже.

Безусловно, применение таких стальных труб при сооружении водозаборных скважин приводит к существенному удорожанию буровых работ, однако позволяет пробурить её в любых геологических и гидрогеологических условиях.

Самая распространенная и массово применяющаяся при бурении скважин на воду самоходная буровая установка УРБ-2А-2 разработана ВНИИнефтемашем совместно со Свердловским машиностроительным заводом им. В.В. Воровского ещё в 70-е годы прошлого столетия.

Однако в силу своей простоты и надежности эксплуатации данная установка, унифицированная и предназначенная для бурения структурных, разведочных, сейсмических и технологических скважин любой сложности глубиной до 300 м, применяется и по сей день

Чаще всего все механизмы установки, включая мачту, вращатель, компрессор или буровой насос смонтированы на шасси полноприводных автомобилей ЗИЛ-131, Урал-4320, КамАЗ-4310, 43114. Также в качестве шасси может быть использована и гусеничная техника такая, как МТЛБу и трактор ТТ-4М, ТСН-4.

Данная буровая установка допускает бурение скважин с продувкой сжатым воздухом или промывкой вращательным способом с применением твердосплавных коронок и шарошечных долот, ударно-вращательным – с применением пневмо- и гидроударников, а также для бурения шнеками.

Технология бурения скважин на воду с промывкой применяется в районах с нестабильным геологическим разрезом, преимущественно сложенным из слабосвязных, рыхлых, сыпучих и пластичных горных пород, таких как супеси, пески, глины, гравийно-галечные отложения, кора выветривания разрушенных скальных пород и т.д.

Сущность применения промывки в процессе бурения в нестабильных горных породах заключается в закреплении стенок скважины, очистке её ствола от выбуренных частиц горных пород (шлама), охлаждении бурового снаряда.

Существует несколько схем циркуляции промывочной жидкости. Наиболее распространенная и легко осуществимая – это прямая, которая заключается в принудительной подаче промывочной жидкости от бурового насоса с поверхности по колонне бурильных труб (буровому снаряду) к забою и от забоя по кольцевому пространству между бурильными трубами и стенками скважины (или колонной обсадных труб) на поверхность.

Для экономии промывочной жидкости в непосредственной близости от сооружения копают зумпф (яму), куда из скважины поступает промывочная жидкость со шламом. В зумпфе частицы выбуренной породы оседают на дне, а промывочная жидкость вновь закачивается через рукав буровым насосом и снова подается в колонну бурильных труб.

Есть и другие схемы циркуляции промывочной жидкости: обратная, призабойная и комбинированная. Однако данные технологии бурения скважин на воду более сложные и дорогостоящие, чем бурение с прямой промывкой.

Для бурения с промывкой требуется значительно больше времени, трудозатрат и бурового оборудования, чем при бурении с продувкой. Поэтому бурение с промывкой дороже и менее распространено на Среднем Урале, однако при сложном геологическом разрезе без промывки соорудить полноценную эксплуатационную скважину на воду невозможно.

Согласно регламенту СП 11-108-98  и СанПиН-а 2.1.4.1175-02 место расположения водозаборных скважин следует выбирать на незагрязненном участке, удаленном не менее чем на 50 метров выше по потоку грунтовых вод от существующих или возможных источников загрязнения: выгребных туалетов и ям, складов удобрений и ядохимикатов, предприятий местной промышленности, канализационных сооружений и др. 

Они не должны устраиваться на участках, затапливаемых паводковыми водами, в заболоченных местах, а также местах, подвергаемых оползным и другим видам деформации, а также ближе 30 метров от магистралей с интенсивным движением транспорта. В радиусе ближе 20 м не допускается мытье автомашин, водопой животных, стирка и полоскание белья, а также осуществление других видов деятельности, способствующих загрязнению воды.

Также при выборе месте заложения следует принимать во внимание и правила техники безопасности при производстве буровых работ. А именно: рекомендуется бурить скважину на воду от ближайших капитальных зданий, сооружений и «воздушных» высоковольтных линий электропередач на расстоянии, равном 2 (двум) расстояниям от поверхности земли до самой верхней точки буровой установки в рабочем положении с поднятой мачтой. Так, например, самоходная буровая установка УРБ-2А-2 на шасси автомобиля КамАЗ-43114 в рабочем положении имеет высоту 8,4 м, таким образом, в радиусе 16,8 м от места бурения не должно быть никаких капитальных сооружений. 

Если предстоит бурить в непосредственной близости от коммуникаций, таких как, водопровод, канализация, линии электропередач и связи, газопровод, то не ближе 5 м от крайней линии конкретной коммуникации.

Конечно выполнить такие требования очень сложно, особенно на земельных участках с большим количеством различных построек, как временных, так и капитальных. Однако максимальное близкое расстояние от будущей скважины до края здания должно быть не менее 3 (трех) метров.

При выборе места заложения необходимо также учесть габариты буровой установки в транспортном положении для беспрепятственного проезда техники на точку бурения как перед началом работ, так и в дальнейшем, когда потребуется сервисное обслуживание скважины. Так, например, габариты в транспортном положении самоходной буровой установки УРБ-2А-2 на шасси автомобилей ЗиЛ-131 (он же Амур-531300), Урал-4320, КамАЗ-43114 составляют по длине 8,3-8,7 м, по ширине 2,4-2,5 м, по высоте 3,5-3,9 м. 

Перед началом буровых работ владельцу необходимо подготовить свой участок, а именно:

• обеспечить свободный проезд буровой установки к месту бурения;
• ширина проезда на участок должна быть не менее 4 м;
• очистить площадку бурения от строительного и бытового мусора;
• выровнять по горизонту площадку под буровую установку, насколько возможно;
• позаботиться о защите фасада и, особенно, окон здания от грязи и воды в процессе бурения;
• приготовить доски, брусья, шпалы для подкладки их под колеса буровой установки, чтобы максимально ровно выставить машину;
• обеспечить точку подключения к электрической сети 220В;
• во избежание недоразумений и конфликтов необходимо известить соседей о дате проведения буровых работ на вашем участке.

Во время бурения:

• Не следует вмешиваться в процесс работ, задавать лишние вопросы и помогать буровой бригаде советами. Как правило, это мешает нормальному ходу работ. На все интересующие вопросы буровой мастер обязательно ответит в перерыве между работой, либо уже после окончания бурения.

• В соответствии с техникой безопасности и охраны труда не следует без разрешения бурового мастера подходить к буровой установке ближе, чем на расстояние, равное высоте буровой мачты. Например, у самоходной буровой установки УРБ-2А2 высота в рабочем положении составляет от 8,3 до 8,7 м в зависимости от шасси.
  Зона безопасного расстояния вокруг буровой установки должна приниматься двум расстояниям от поверхности земли до верхней точки буровой мачты в рабочем (развернутом) положении.

Этапы работ

1. Определение точки заложения будущей скважины с учетом возможности проезда самоходной буровой установки УРБ-2А2 (шасси автомобиля КамАЗ-4310) и соблюдения минимально допустимых расстояний до зданий и сооружений, а также пожеланий заказчика;

2. Расчистка проезда на точку бурения;

3. Бурение ствола под первую колонну обсадных труб (кондуктора) до устойчивых горных пород, не подверженных обрушению;

4. Монтаж кондуктора из обсадных стальных труб;

5. Бурение ствола скважины под вторую колонну обсадных труб (эксплуатационную или "рабочую") с заглублением крепким, устойчивым скальным породам;

6. Бурение ствола меньшим диаметром, чем под эксплуатационную колонну обсадных труб, до вскрытия продуктивных горизонтов, которые обеспечат достаточный водоприток воды для обеспечения потребностей заказчика;

7. Монтаж эксплуатационной колонны обсадных труб; 

(Причем пункты 7 и 8 могут меняться местами в зависимости от геологических и гидрогеологических условий бурения)

8. Опытная прокачка ствола скважины от остатков выбуренных частиц горных пород (шлама) с применением бурового снаряда и сжатого воздуха от компрессорной станции, а также водопритока в скважину до визуально чистой воды;

9. Замер статического уровня воды на момент окончания бурения;

10. Подписание акта выполненных работ;

11. Сбор оборудования и инструмента и выезд с места бурения.

Паспорт на скважину и гарантии

По завершению буровых работ заказчику предоставляется технический паспорт на разведочно-эксплуатационную водозаборную скважину, в котором содержатся следующие данные:

• местоположение и сведения о ее владельце; 
• какой техникой и оборудованием выполнялось бурение;
• описание пройденных пород при бурении;
• литологический разрез и фактическая конструкция; 
• данные о водоносных горизонтах и зонах водообильности в них; 
• данные пробной откачки, сведения о погружном насосе;
• рекомендации по эксплуатации.

В соответствии с данным паспортом на скважину дается гарантия на ее эксплуатационные характеристики в случае соблюдения указанных рекомендаций. 

Например, гарантия не предоставляется в случае установки погружного вибрационного насоса. Поскольку насосы данного типа приводят к разрушению стенок скважины и деформациям эксплуатационной колонны обсадных труб, особенно из пластика (ПНД, ПП или нПВХ). Насосы такого типа предназначены только для подачи воды из открытых водоемов и колодцев.

Также гарантия не может распространяться на микробиологический состав воды в случае нарушения зоны санитарной охраны вокруг в соответствии с ГОСТ Р 51232-98 (2002) и СанПиН-ом 2.1.4.1175-02, а именно: в радиусе ближе 20 м от не допускается мытье автомашин, водопой животных, стирка и полоскание белья, устройство выгребных и компостных ям, канализации, участков для сжигания бытового мусора, также осуществление других видов деятельности, способствующих загрязнению подземных вод.

При эксплуатации, регламентированной паспортом, гарантируется отсутствие механических  примесей в воде, а также сохранение целостности конструкции и сквозности ствола скважины на период ее службы до 25 лет и более.

На химический состав и количество воды гарантия не распространяется, поскольку данные характеристики напрямую связаны с геологическим и гидрогеологическим разрезами участка и не зависят от человеческого фактора.