Важный совет: специалисты настоятельно не рекомендуют использовать популярные НПВХ-трубы в качестве обсадных. Пластик может быть установлен лишь для внутренней отделки скважины.
Как пройти плывун при бурении скважины — советы профессионалов
При бурении скважины часто возникают различные препятствия, усложняющие рабочий процесс. Одной из наиболее распространённых трудностей, с которыми сталкиваются бурильщики в Московской области, является плывун. Буровики компании Аквалюкс+ знают, как эффективно проходить эти подвижные слои грунта, чтобы не остановить бурение, даже если на участке обнаруживается такое препятствие. Если на исследуемом участке находится подвижный объем грунта, он не станет помехой для создания скважины.
Плывун представляет собой участок почвы, переполненный водой, и по своей структуре напоминает кашеобразную подвижную массу. В его образовании основную роль играют песок или супесь. Внутри плывуна содержатся мелкие песчинки, и значительное количество воды, находящейся под давлением.
Когда буровая установка вскрывает этот слой, плывун может разжижаться и, следовательно, затруднять работу бурильщика. Глубина залегания плывунов варьируется от 2 до 10 метров, и они обладают вытянутой формой.
Наиболее часто такие образования можно обнаружить в болотистых местностях. Поэтому столкновение с плывуном может стать проблемой для малоопытных бурильщиков и тех, кто учится самостоятельно. Тем не менее, профессионалы знают, как эффективно справляться с плывуном при бурении скважины. В процессе работы важно избежать выноса земли в обсадные трубы и поломки бурового оборудования.
Различия по структуре препятствия
Истинный плывун отличается тем, что он включает в себя как воду, так и мелкие частицы грунта, такие как коллоидные и глинистые соединения. Эта смесь выполняет функцию смазки между более крупными частицами грунта. В результате получается гидрофильная масса, обладающая способностью хорошо удерживать влагу. В процессе формирования плывуна также принимают участие микроорганизмы.
Среди основных свойств истинных плывунов можно выделить:
- склонность к пучению;
- низкая фильтрация воды: до 0,5 м/сут;
- при высыхании становится более связной и плотной;
Ложные плывуны, напротив, состоят исключительно из воды и мелких песчинок, находящихся под сильным давлением. При вскрытии этого пластa вода стремится в область с пониженным давлением, унося с собой песок. Объем псевдоплывуна может достигать нескольких тысяч квадратных метров. Прорывы псевдоплывунов могут привести к серьезным авариям, как при буровых работах, так и при строительстве метро, плотин и других сооружений.
Что это такое?
Под плывуном понимается нестабильный грунт, который чрезмерно насыщен водой. В его состав часто входит смесь песка, глины и гравия. Важно отметить, что глубина залегания плывуна может варьироваться от 2 до 10 метров. При механическом вскрытии этого слоя наблюдается перепад давления, который приводит к тому, что грунт начинает двигаться.
На вид он напоминает жидкую массу, а по своей консистенции схож со сметаной. Проблема заключается в том, что этот пласт является очень нестабильным. Извлекать его крайне трудно, и этот процесс может занять много времени. Также существует риск потерять бур. Однако задачи можно преодолеть, обладая определёнными знаниями о нюансах бурения скважины в таких условиях.
Его происхождение и виды
Плывуны можно разделить на две основные категории: настоящие и псевдоплывуны. Настоящие плывуны выделяются тем, что в их составе преобладает глина. Из-за этого данный вид плывуна обладает высокой гидрофобностью. При вскрытии этого слоя его содержимое начинает постепенно выходить наружу, но фильтрационные характеристики такого пласта остаются относительно низкими.
В отличие от настоящих, фальшивые плывуны состоят преимущественно из песчаной массы, перенасыщенной жидкостью. Глубина их залегания может колебаться до 50 метров, что приводит к образованию повышенного давления. При вскрытии фальшивый плывун начинает активно вымываться в полость скважины, однако это явление носит временный характер, и при правильных действиях его можно быстро устранить.
Определить тип плывуна без помощи специалиста бывает сложно. Однако вам доступны два простых метода, чтобы проверить наличие плывунов на определённом участке:
- Попросить соседей (если таковые имеются), которые в своём районе бурили скважины;
- Более основательный метод — обратиться за консультацией в местную геологоразведку.
Плывуны могут образовываться естественным образом в почве. Основные факторы, способствующие их возникновению, включают следующее:
- обводнение региона, где планируется бурение скважины;
- наличие водоносных горизонтов в непосредственной близости от места бурения;
- условия, способствующие образованию в слоях подземных вод;
- преобладание водопроницаемых пород, включая песок и супеси;
- недостаток или полное отсутствие условий для разгрузки водоносных грунтов.
Основной причиной формирования плывуна является давление воды. Оно возникает немедленно после вскрытия и начинает выталкивать твердые частицы почвы в сторону разгрузки, то есть в пробуренную скважину.
Как пройти плывун при бурении скважины на плывуне: популярные методы, практикуемые профессионалами
Бурильщики с опытом знают по крайней мере три основных подхода к бурению скважин в плывуне. В каждом конкретном случае выбирается свой метод, в зависимости от характера самой плывуны и основного грунта:
- Способ параллельной обсадки,
- Способ с использованием металлического кондуктора,
- Способ с применением бентонита.
Способ параллельной обсадки
Это чрезвычайно трудоемкий способ. Обсадная труба опускается в скважину очень медленно, синхронно с бурением, совместно с буровой колонной, прямо за долотом. Труба фактически «впоползает» в бурильную колонну сантиметр за сантиметром, препятствуя заполнению пространства плывуном. Для извлечения буровой колонны используется специальный складной бур.
Способ с использованием металлического кондуктора.
В процессе бурения такой скважины обсадная труба отсутствует. Бурение продолжается вплоть до плывуна, а при его достижении вводится кондуктор — это металлическая труба, которая заполняет пространство скважины и защищает стенки от обрушения. На момент установки кондуктора используется новое, меньшее по размеру долото, чтобы поместиться внутри кондуктора.
Способ с применением бентонита
Бентонит – это природный материал, который способен разбухать до 15-16 раз от своего первоначального объема при контакте с водой. Как только бур сталкивается с плывуном, бентонит начинает активно взаимодействовать с водой и образует плотный гель, который предотвращает смешивание воды с мелким песком и предотвращает оплывание стенок скважины. Использование бентонита стало нововведением в технике гидробурения; данный метод позволяет укреплять стенки скважины, кроме того, бентонит обладает смазывающими качествами для буровых инструментов, а также продлевает срок службы буровых головок.
Схема прохождения плывуна с применением технологии гидробурения
Гидробурение на плывуне с компанией Бурение-Д
Бурение скважин на плывуне – задача крайне сложная, и к её решению лучше подходить не в одиночку, а доверить её опытной команде профессионалов.
Опытные специалисты компании Бурение-Д знают, что, несмотря на все трудности, плывун на вашем участке – это, скорее, удача, потому что на таких песчаных грунтах присутствует достаточное количество воды, что подходит как для жителей загородного дома, так и для клиентов средней автомойки. Бурение-Д с уверенностью предлагает услуги по бурению скважин на воду, что открывает вам доступ к отличному источнику питьевой воды.
При бурении скважин на воду на плывун специалисты компании Бурение-Д принимают во внимание все тонкости этой непростой задачи и равноценно используют все три вышеупомянутых способа бурения.
Чаще всего при выборе метода бурения используется гидробурение на плывуне, применяются переносные буровые установки и современные технологии гидробурения. Также может быть применён метод добавления клеевого порошка, предназначенного для удержания стенок скважины от оседания. Бурение скважины на плывуне, помимо применения технологий гидробурения и специализированных составов, таких как бентонит, часто предполагает почти ювелирную ручную работу. Какой бы сложной и утомительной ни была работа по бурению скважины в условиях плывуна, результирующий эффект стоит всех затрат: специалисты владеют практически всеми секретами новейших технологий бурения и способны блестяще справиться с самой трудной задачей.
Плывун и его виды
Насыщенный влагой грунт, который включает в себя песок различных фракций и глинистые материалы, называется плывуном.
Из-за перепадов давления, возникающих при нарушении пласта, эта смесь начинает двигаться; толщина подобного слоя может варьироваться от 2 до 10 метров.
Плывун может заполнять пространство за обсадной трубой и привести к потере буровой колонны. При попадании в подобный пласт может потребоваться много времени для вычерпывания подвижной смеси, а используемая помпа может не справиться с нагрузкой и выйти из строя.
Определить тип плывуна может только геолог, поэтому перед пробуриванием скважины вручную рекомендуется обращаться к специалистам.
Настоящие плывуны
Пласты этого типа состоят из мелкодисперсных смесей с добавлением пылеобразных элементов. Настоящие плывуны содержат глинистую взвесь, которая надежно удерживает воду. Массой становится подвижной при вскрытии пласта и возникновении гидравлического удара.
Грунт, насыщенный водой, характеризуется низкими фильтрационными показателями, подвержен вспучиванию при промерзании и становится монолитным при высыхании.
Пласты с фальшивой плывучестью
Данная категория включает горизонты, имеющие пористую структуру, состоящие из влажного песка с мелкофракционными частицами. Пласты могут находиться на глубине до 50 метров, что и обуславливает давление внутри слоя.
При разрушении кровли в скважину вымывается песчаная пыль. Этот процесс временный и легко устраняется самостоятельно.
Как проходить плывуны — способы решения проблемы
Наличие в колодце слоя, составленного из смеси песка и глины, может значительно осложнить эксплуатацию. Повышается вероятность смещения колец и разрушения мест их соединения.
При наличии нестабильного горизонта рекомендуется закладывать скважину, действуя по принципу песчаного колодца для воды. Для создания этого инженерного сооружения требуется металл, заканчивающийся фильтрационной колонной.
Пройти горизонт можно, используя ударно-канатный метод: с помощью специального оборудования труба вертикально забивается в землю. Если порода, из которой состоит горизонт, мягкая, этот способ позволяет легко преодолеть интервал глубиной до 20 метров.
С проблемой плывуна бурильщик может столкнуться на глубине от 1 до 20 метров. Проходить этот слой нужно неторопливо, чтобы исключить вероятность завала грунтом буровой колонны.
Если во время проходки обнаружен плывун, запрещается использовать обсадные трубы из поливинилхлорида, так как они подвержены деформации и не выдержат нагрузки.
Шпунтованная доска
Использование специального щита для преодоления плывуна.
Если верхний слой плывуна присутствует, использую в качестве щита деревянные заготовки. Для прохождения горизонта потребуется сухая шпунтованная доска с заостренным концом; её толщина должна составлять 50 мм, а длина — 2 метра. Края заготовок должны быть предварительно обработаны для создания прочного соединения элементов.
Такая конструкция позволяет быстро проводить буровые работы без серьезных проблем. Для более эффективного прохождения доску фиксируют по периметру шахтной выработки на глубине до 40 см, грунт выбирается, а операция повторяется до полного завершения работы с проблемным интервалом.
Дно конструкции облагораживается деревянным ящиком высотой 50 см с отверстиями для поступления воды. Под него устанавливают фильтрационный слой, который препятствует движению взвеси и очищает воду. Этот тип защиты работает при наличии грязевого потока со слабым течением.
Параллельная обсадка
Обсадные колонны предназначены для того, чтобы предотвратить заиливание скважины и накопление буровой смеси. Этот метод является сложным и требует сосредоточенности в процессе опускания установки, а также высокого уровня подготовки квалифицированного специалиста.
Оптимальным вариантом становится использование бура сложной конструкции, к которому подбирается соответствующая по размеру обсадная труба.
Обсадная колонна для плывуна.
При прохождении интервала до точки вскрытия верхнего слоя, насыщенного влагой, применяют шнек. После достижения кровли в скважину опускается труба, а в проблемном интервале проходка осуществляется специальным устройством, которое оборудовано клапаном.
Частью этого метода является установка заглушки в нижней части фильтрационной колонны: в мешок из специальной ткани, соответствующей по размеру внутренней части колонны, засыпают песчано-цементную смесь и опускают его на дно. Через 2-3 суток этот состав затвердевает, образуя заглушку.
Метод прохождения кондуктором
Особенностью данного способа является возможность бурения без использования обсадных труб до плывуна. Для преодоления этого горизонта бур вынимается, и в скважину вводится кондуктор, при этом обсадная труба выполняет функцию герметизации стенок.
Для прохождения горизонта используют железобетонные кольца, которые служат для изоляции стенок. В процессе работы важно строго соблюдать последовательность операций.
Использование бентонита
Данный естественный материал обладает пористой структурой и может поглощать воду, образуя гелеобразное вещество. В условиях ограниченного пространства он надёжно укрепляет стенки скважины.
Проблемы при бурении скважин на воду
Плывуны – это наиболее распространенная сложность, но это не единственная проблема. Существует множество других задач, возникающих в процессе:
- Неправильный выбор места или водоносного слоя. Часто подобные ошибки возникают из-за незнания местности. Например, если вода потекла, и вы начинаете откачку до тех пор, пока не будет достигнута чистота жидкости. Однако вскоре вода может перестать поступать или значительно снизиться в объёме. Причина может заключаться в слабонаполненном водоносном слое или сезонности его наполнения. Решение – пробурить новую скважину или углубить имеющуюся.
- Перебур – это ситуация, когда водоносный слой уже был найден и пройден, так как вы считали его недостаточным. Итог – проблемы со скважиной в дальнейшем. Правильным решением будет перекрытие водоносного слоя и отсечение верхних горизонтов дополнительной обсадной трубой. Межтрубное пространство следует зацементировать, чтобы предотвратить перетоки, после чего можно будет пробурить скважину нужной глубины.
- Недобур – противоборствующая проблема, возникающая, когда за водонос принимается сезонный слой грунта. В такой ситуации проще вставить в обсадную трубу более тонкую колонну с фильтром и пробурить слой до необходимой глубины. Как это сделать показано на видео.
- Серьезные сложности возникают при неверном выборе и установке фильтра. В итоге это может привести к постоянному или временному загрязнению воды, поломке насосов и засорам скважины. Решение заключается в определении размеров и назначения фильтра ещё до начала работ, а лучше всего – заказать нужный экземпляр индивидуально. Это полностью исключит возможность возникновения различных проблем. Установка фильтра должна быть прочной, ровной, и лучше всего воспользоваться советами опытных мастеров, которые с удовольствием делятся результатами своей работы в виде фото и видео.
- Недостаточная герметичность обсадной колонны особенно часто наблюдается при использовании металлических труб. Их необходимо сваривать, а не прикручивать, как это делается с пластиковыми. Это обеспечит защиту от различных осложнений в процессе эксплуатации колодца: заиливания, засорения и прочих проблем.
В заключение
Пробурить скважину на своем участке можно разными способами, как и пройти плывун. При выполнении всего цикла работ полезными окажутся наши советы и видео-рекомендации, однако, если процесс выполняется профессиональной бригадой, не следует оставлять его на самотек. Слишком часто скважины на плывунах остаются без должного внимания из-за недостатка опыта, что в конечном итоге приводит к неправильному обустройству колодца, требующему вскоре обновления или полной реконструкции.
