Бурение артезианских (промышленных) скважин

В настоящем разделе производится описание комплекса работ по бурению Артезианских скважин и на воду (при этом подразумевается бурение глубоких высокодебитных скважин на различные водоносные горизонты Киева и Киевской области), а не самоизливающаяся скважина в провинции Артуа во Франции. Они относятся к группе промышленных водозаборов и соответственно их выполнения (проектирование - бурение скважин – эксплуатация) требует строгого выполнения и соблюдения технологии на всех стадиях работы.

Многие предприятия имеют потребность в хозяйственно-питьевой воде на производственные нужды. Но такие заводы как «Оболонь», «Росинка», «Рогань» и другие подобные используют подземные воды в огромных количествах (до 5 - 10.000 м3/ сутки ) для приготовления собственной продукции и вспомогательных для обеспечения технологического процесса. Они нуждаются в собственных (автономных) артезианских скважинах, не хотят быть зависимыми от «Водоканалов» и заинтересованы в наличии иметь водозаборы и эксплуатировать их с наименьшими затратами и другими амортизационными отчислениями, что напрямую влияет на рентабельность и себестоимость продукции.

Поэтому понятно что в цепочке «ЗАВОД – (БУРЕНИЕ СКВАЖИНЫ + обустройство насосным оборудованием) – эксплуатации скважины – подача воды (сетей и коммуникаций) – выпуск продукции» – получение прибыли, т.е. продажи, однозначно скважина занимает не последнее место.

Так что же нужно учесть, чего нельзя упустить при организации работ по бурению скважин на воду (артезианских, глубоких высокодебитных -настоящих водозаборов подземных вод) для предприятий в Киеве и Киевской области (подчёркиваем территориальность данного аспекта - Харьковская и Хмельницкая области имеют совсем другие условия по водоносным горизонтам и подлежат другим конструкциям и имеют свои нюансы).

Самые главные критерии по организации бурения скважин (соответственно и строительства предприятия, если таково новое и есть перспектива долгосрочной эксплуатации и расширения):

  • Наличие в данном районе мощных водоносных горизонтов, позволяющих пробурить скважины с высокими дебитами.
  • Наличие свободной территории для размещения (разноса) по площади буровых скважин на воду, чтобы исключить «взаимовлияние».
  • Отсутствие рядом «соседей» - предприятий с большими потребностями в хозяйственно - питьевой воде с существующими действующими водозаборами. Могут возникнуть вопросы по получению различных технических условий и др.
  • Перспективные водоносные горизонты, для заложения на них скважин, должны иметь качество воды максимально приближенные к стандартам питьевых ГОСТов, ДБНов и т.д.
  • Отсутствие в пределах санитарных зон 2-го и 3-го поясов от бактериологического и химического загрязнения различных объектов (свалки, шахты, скотомогильники, радиоактивные отходы, склады заброшенных ядохимикаты и пр.)
  • Юрский
  • Наличие на данной территории подтверждённой информации от достаточных запасах подземных вод (категории А+В+С), что говорит о невозможности истощения подземных вод. При имеющихся данных по эксплуатации водоносных горизонтов на сегодняшний день, можно убедиться в правильности выбора, а также это необходимо в качестве аргументов в службах и инстанциях по согласованию проектной и другой документации. Пример:

I. В окрестностях г. Б… утверждены запасы (А+В+С)– 90.000 м3/ сутки (подразумевает, что при отборе такого количества воды скважинами, не произойдёт истощение водоносных горизонтов в окрестностях этого города). - Существующие предприятия отбирают 25.000 м3/ сутки (данные берутся в местных водоканалах и экологических службах). - Согласно 90000-25000 = 65.000 м3 /сутки – не используемые запасы в районе. Таким образом, если вам необходимо для предприятия 10.000 м3 /сутки (300 м3 /час), то особых проблем с согласованиями, получением данного количества воды (это всего лишь 6 скважин с дебетом 50 м3 /час) и эксплуатации предприятия на ближайшие 100 лет не будет. (Подчёркиваем – в районе города Б…!)

II. В районе города Ж… скважины в трещиноватой зоне гранитов еле дают 5 м3/час, максимум 10 м3/ час при условии их размещения за 1 км одна от другой. На 10.000 м3/сут – 300 м3/час при 10 м3/час необходимо бурение скважин на воду количестве 30 штук + водопровод на 10 км по паевым землям и так далее. Настоящий пример - часть ТЭО(технико-экономического обоснования проекта).

Опустив из вашего внимания комплекс работ по проектированию водозабора подземных вод и скважин в составе:

  • ТЭО
  • проект
  • рабочий проект
  • согласование, рабочая экспертиза
  • получение разрешения на бурение скважин
  • ввод в эксплуатацию
  • оформления разрешения на специальное водопользование

остановимся на кратком описании самого процесса по бурению глубоких «артезианских» высокодебитных скважин в пределах Киевской области, стараясь в доступной форме донести до посетителей сайта основные технические моменты, проблемы, нюансы и т.д. (при заинтересованности реальных заказчиков на данный вид буровых скважин – водозабором, готовы предоставить детальную информацию по каждому конкретному случаю. Для этого необходимо предоставление технического задания по форме: 1.населённый пункт в Киевской области; 2. дебет скважины (потребность в воде предприятия …м3/час или … м3 /сутки); 3.необходимость проекте и т.д; 4. вид и тип надскважинных сооружений, требования по насосному оборудованию и другие пожелания согласно технических условий.

При отсутствии такового задания можем проконсультировать по всем вопросам – скважины/подземных вод. Звоните: 066 350-07-07, 067 240-19-72

Непосредственное бурение скважин осуществляется в каждом случае при следующих условиях: наличие рабочей документации наличие ГТН (геолого-технического наряда) с указанием в нём:

  • конструкции скважины
  • ожидаемых дебетов
  • ожидаемых уровней
  • статического и динамического
  • методов бурения и применения определённых диаметров долотьев
  • цементации затрубного пространства
  • геологического разреза с указанием пород от поверхности до проектного забоя, их категории по степени сложности бурения и устойчивости, что обуславливает необходимость обсадки (монтаж дополнительных колонн обсадных труб)
  • указание в геологическом разрезе водоупорных пород и водоносных горизонтов как представляющих интерес в качестве эксплуатационного, так и других вышележащих создающих дополнительные проблемы и затраты при бурении

Учитывая, что бурение скважин на воду в г. Киеве и Киевской области производится с промывкой, роторным способом и с поддержанием избыточного гидростатического давления, надо учитывать необходимость применения бентонита для приготовления глинистого раствора, следить за его характеристиками вязкостью и плотностью в процессе бурения. Особое внимание при бурении необходимо при проходке инструмента в интервале водоносного горизонта, а именно правильно выбрать размещение рабочей части фильтровой колонны, а также грамотно произвести её обсыпку гравием, и исключить при этом пескование скважины (см.Почему скважина пескует?) или постараться не заглинизировать водонос. В противном случае придётся играться «желонкой» или компрессором или выполнять другие мероприятия по увеличению дебита скважины и водоотдачи пласта. После окончания бурения скважины необходимо произвести опытную и пробную откачку воды из скважины, чтобы грамотно освоить водоносный горизонт. Они выполняются на два понижения уровня начиная с минимального.

Это означает (откачки) – при проектном дебите 40 м3/час, глубине 200 м. скважины и статическом уровне 50 м., откачка делается насосам или эрлифтром с 20 м3/час до полного осветления воды до 3 суток. Добившись промежуточного результата, откачка продолжается уже на 40-50 м3/час с применением более мощного оборудования и с его загрузкой более глубоко (при необходимости).

Во время откачки определяются характеристики скважин, на основании которых можно судить о качестве выполненных работ. По «удельному дебету» ставиться оценка от «отличной» до «никакой».

Например, в нашей скважине (200м глубина, статика 50м, дебет 40 м3 /час) при загрузке насоса на глубину ориентировочно 100м (при динамике 90 м ) можно считать её неплохой. Но если динамический уровень ориентировочно 180м, и мы берём те же 40 м3/час при загрузке насоса на 190м – то эту скважину можно оценить на троечку и ещё с минусом.

Ниже приводятся чертежи скважин – геолого - технические наряды с дополнительными ведомостями потребности в материалах (цемент, бентонит и др) – это скважины трёх – четырёх колонные на Сеноманский и Юрский водоносные горизонты с дебитами до 50 м3/час (см.чертежи).

Также здесь приведены чертежи по проектным данным геологических (гидрогеологических разрезов) составленных по архивным данным и опорным скважинам в районе. Эти чертежи – исходные данные для составления правильной наиболее приближенные к действительности геологической обстановки в точках бурение скважин на воду и их конструкций.

http://gsbk-burenie.com.ua/1-RAZ1-Model.pdf
http://gsbk-burenie.com.ua/2-RAZ-Model.pdf
http://gsbk-burenie.com.ua/231-Model.pdf
http://gsbk-burenie.com.ua/390-Model.pdf

На примере данных чертежей, видно как меняется геология на незначительной территории – буквально в радиусе 10 км( первоначальные чертежи не учли зону Красиловского разлома, в связи с чем проектировались артезианские скважины на Юрский водоносный горизонт для завода безалкогольных напитков в Киевской области глубиной до 330 м, а фактически оказались по 396м – этот прокол «проектировщиков» пришлось исправлять бригаде буровиков по ходу бурения скважин.

Не лишне здесь остановиться на таком моменте как бурение разведочной скважины на месте бурения серьезной эксплуатационной с дебитом до 50 - 100 м3 /час .

Считаем что это является необходимостью, есть много примеров, когда готовая скважина с 2-3 колоннами с диаметром 426– 325 мм с затрубными цементациями стоимостью до 50.000 $ при бурении дальше по водоносу не давала проектного дебита 30 м3 /час условных, а еле давала 3-5 м3 /час, по простой причине – выклинивание водоноса с 30м опорных скважин до 8 м фактически в месте бурения.

У нас есть несколько шуток:
1.Геологи-буровики и врачи свои ошибки закапывают землю.
2.(Не шутка).При производстве работ по бурению скважин на воду без опережающей – разведочной скважины разведочно-эксплуатационная скважина при положительном результате (хороший дебит, качество) переходит в разряд эксплуатационной, а при отрицательном результате (сухая) в разряд разведочной – отрицательный результат тоже результат.

На основании приведённых в этой статье чертежей конструкций скважин на воду, ведомостей потребности в материалах и спецификаций оборудования хотим убедить в том, что скважина на воду – пробуренная по всем канонам и правилам без отступления от технологии – это сложное гидротехническое сооружение. Бурение простых скважин, артезианских, термальных, на минеральные воды в пределах Украины и Киевской области в любом случае требует профессионализма, хорошей техники и самое главное – ответственности за конечный результат – чистую вкусную воду в заявленном количестве, пусть это 3 или 30 метров кубических в час.

Бурение скважин, приведенных в качестве примера выше, показывает как можно решить вопросы по получению воды в большом количестве на довольно сжатой территории завода. Здесь применена технология «кустового» размещение скважин – в пределах одной зоны санитарной охраны и размером 60 на 60 м размещены на расстоянии 10 м одна от другой две скважины. Это скважина глубиной 396 м на Юрский водоносный горизонт, и скважина на Сеноманский водоносный горизонт глубиной 230 м. Дебит каждой из них на момент ввода в эксплуатацию составил 45-50 м3 /час. Таких «кустов» на заводе 2, и таким образом с двух площадок можно осуществить водоотбор в количестве 180-200 м3 /час или 4000-4800 м3 /сут. Находящиеся рядом скважины на различные водоносные горизонты могут эксплуатироваться без проблем одновременно и в данном случае снимается вопрос о взаимовлиянии. При таком размещении артезианских скважин и в Киевской области (учитывая особенности водовмещающих пород водоносных горизонтов) необходимо учесть последовательность бурения скважин. Сначала бурится глубокая, и только после прохождения инструмента и обсадки верхнего горизонта начинаем бурится мелкая. Это исключает глинизацию верхнего водоносного пласта и облегчает производство работ.

На основании опыта работ по бурению скважин на воду, анализа деятельности настоящих буровых организаций в г.Киеве и Киевской области, изучения поведения водоносных горизонтов и сталкиваясь при этом со многими негативными факторами и аномалиями поведения подземных отложений (полное поглощение, наличие прослоек песчаника практически невозможных к проходке бурением и др. непредвиденные отрицательные моменты) можно сделать вывод: бурение скважин на воду - трудоемкий процесс требующий знаний, квалификации и невозможен без опыта и профессионализма - как непосредственных исполнителей буровиков, так их руководителей. Готовая к эксплуатации скважина подлежит обустройству насосным оборудованием согласно её характеристик. Комплекс автоматики, насос, водоподъемные трубы, устройство подземной насосной станции приведено (см.Обустройство скважин насосным оборудованием и их эксплуатация).