Процесс бурения – сложная технологическая операция. Чаще всего для водоснабжения применяют бурение двух типов: бурение шнеком и роторное бурение.
Шнековое бурение
Шнековое бурение – это сверление грунта особым лопастным резцом. Разрушенная порода при этом удаляется шнеком (отсюда и название способа). Процесс напоминает сверление рыбаками льда буром.
Шнековое бурение применяют для проходки мягких пород для скважин «на песок» на глубину до 30 м. Производительность проходки скважины легкими самоходными установками – до нескольких десятков метров в смену. Наибольшим препятствием для шнекового бурения являются подземные валуны (морены).
Роторное бурение
Бурение скважин «на известняк» производят более мощными передвижными установками на базе автомобилей ЗИЛ, МАЗ и др. с помощью, так называемых, шарошечных долот с промывкой буровым раствором. Бурение ведут различными долотами диаметром от 76 до 215 мм, начиная с большего диаметра, уменьшая диаметр долота по мере углубления.
Долото вгрызается в породу со скоростью до 10 м в смену. Валуны шарошечным долотам не страшны, они их разбуривают.
Особенностью колонкового бурения является то, что порода разрушается не по всей площади забоя, а по кольцу с сохранением внутри столбика породы, так называемого керна. Выбуренный керн по мере углубления скважины заполняет её. Периодически бурение останавливают, керн заклинивают, отрывают от забоя и поднимают на поверхность. По виду керна судят о реальном составе слоев породы. Для удаления измельченной породы в скважину подают промывочную жидкость, которая выносит мелкие частицы на поверхность.
Вращение на долото передается от двигателя расположенного на поверхности через бурильную колонну. Между бурильными трубами и долотом устанавливают утяжелённые бурильные трубы для нагрузки на долото при бурении.
После проходки начального участка скважины, в нее опускают первую обсадную колонну (кондуктор), чтобы перекрыть слабые неустойчивые породы и верхние водоносные горизонты, а в затрубное пространство закачивают цементный раствор. Бурение скважины продолжают долотом меньшего диаметра внутри обсадных труб, затем в скважину опускают следующую обсадную колонну (промежуточную, достающую до кровли известняка), затем – эксплуатационную колонну, которая будет находиться в водоносном слое.
По окончании бурения скважину промывают при помощи погружного насоса и сдают заказчику.
Трубы
Для эксплуатации скважины важное значение имеет материал трубы. Обычно применяют стальные трубы. Оцинкованные трубы более предпочтительны в том смысле, что они стойки к коррозии, а, вследствие этого, могут быть легче, а, значит, дешевле. Но использовать их можно только для технических целей, так как, медленно растворяясь, цинк переходит в воду в виде вредных для здоровья соединений.
Пластиковые трубы безвредны, но дороги, служат в среднем 20-25 лет, в то время как срок службы стальных труб в два раза больше.
В последнее время модно применять стальные трубы с пластиковым вкладышем. Естественно, они служат дольше, но и их стоимость в полтора раза выше обычных. Особыми преимуществами они не обладают.
Насосы
Очень важно выбрать правильный насос. Попытка сэкономить на нём может обойтись дорого. Российский «Малыш» и украинский «Водолей» чаще всего применяют для неглубоких скважин. Лидерами среди насосного оборудования считают немецкие компании «GRUNDFOS» и «WILO». Популярны насосы фирм PEDROLLO, NOCCHI, SPERONI (Италия), EBARA (Италия-Япония).
Насос снабжают страховочным тросом и кабелем электропитания.
Чтобы не ошибиться в выборе насоса оптимальной мощности необходимо знать статический и динамический уровни воды в скважине. Эти данные содержатся в паспорте к скважине.
Фильтр
Вода из песчаного горизонта содержит значительное количество частиц песка и глины. Для того чтобы их отфильтровать, на конце скважины устанавливают сетчатый фильтр.
Кессон
Кессон, как правило, представляет собой камеру диаметром 1 м и высотой 2 м, устанавливаемую в устье скважины. Он защищает скважину от попадания грунтовых вод, а также для того, чтобы предотвратить замерзания ее устья.
Гидроаккумулятор
Гидроаккумулятор – это напорный бак, который служит для установки предела повышения давления, а также играет роль демпфера гидравлического удара и уменьшения частоты включения насоса в скважине.
