Что такое плывун в скважине и как его пройти при бурении. Как пройти плывун при бурении скважины вручную.

Если горизонт неустойчив, целесообразно создать скважину, работающую по принципу сан-колодца для воды. Для этого метода строительства потребуется металлическая труба с фильтрующей колонной на конце.

Что такое плывун в скважине и как его пройти при бурении?

В теории пробурить скважину несложно, но на практике это нелегко. Если за мягкой почвой следуют твердые, устойчивые слои, то проблем с бурением быть не должно. Ситуация значительно усложняется, если скважина находится в мерзлом грунте.

Что это такое?

Вспученный грунт — это неустойчивый грунт, чрезмерно насыщенный водой. Обычно он состоит из смеси песка, глины и гравия. Глубина залегания экспансивного грунта составляет от 2 до 10 метров. При механическом вскрытии создается разница давлений, которая заставляет почву двигаться.

Он напоминает жидкую массу, по консистенции похожую на сметану. Проблема в том, что пласт очень нестабилен. Его трудно выкопать, и процесс может занять много времени. Кроме того, существует риск потерять бур. Но если вы знаете некоторые тонкости и нюансы бурения в таких условиях, вы сможете справиться с задачей.

Его происхождение и виды

Пенопласт можно разделить на две основные категории: настоящий и поддельный. Настоящий пенопласт отличается своим составом, который содержит в основном глину. Именно по этой причине настоящий пенопласт обладает высокой гидрофобностью. Когда аквариум открывается, содержимое медленно начинает выходить. В то же время фильтрационные свойства резервуара относительно низкие.

Основной состав фальшивого валуна — песчаная масса, перенасыщенная жидкостью. Его глубина может достигать 50 метров, что приводит к повышению давления. При его вскрытии содержимое начинает активно вымываться в полость скважины. Однако это состояние носит лишь временный характер, и при правильном подходе его можно быстро устранить.

Точно определить тип флотатора может только специалист в данной области. Для неспециалистов существует два способа проверки наличия плавунов на участке:

• спросить у соседей (если они есть), которые неподалеку на своих участках копали скважины;
• более основательный вариант — обратиться за консультацией в местную геологоразведку.

Поплавки появляются на земле сами по себе. К факторам, вызывающим появление поплавков, относятся следующие:

• обводненность региона, в котором происходит бурение скважины;
• в непосредственной близости от места бурения находятся водоносные горизонты;
• имеются условия для образования в слоях залежей подземных вод;
• преобладание водопроницаемых пород, к которым относится не только песок, но еще супеси;
• недостаток или полное отсутствие условий для разгрузки водоносных грунтов.

Основной причиной появления поплавков является давление воды. Оно образуется сразу после бурения и начинает толкать твердые частицы почвы в сторону дренажа, т.е. в скважину.

Плывун в скважине, как кость в горле

Что такое флотация, что такое флотация в отверстии, как с ней бороться и как ее победить — это не бессмысленное любопытство, а проблема, сравнимая с костью в горле. Пока вы ее не удалите, вы не сможете жить спокойно. Болото производит мелкий, пылеватый песок с вкраплениями глины. Когда он смешивается с водой, то образует «ползучую массу», которую так не любят буровики. Этот неприятный слой обычно оседает на глубине от 1 до 20 метров. При бурении в плавающем грунте кольцевое пространство скважины заполняется плавающим грунтом. Бурение замедляется, мотопомпа может не справиться с возросшей нагрузкой и не промыть всю пустотелую породу, и есть риск потерять буровую штангу. Есть ли руководство или полезные советы по этому вопросу?

Три полезных способа

• Способ параллельной обсадки, когда обсадная труба спускается параллельно с буровой колонной, точнее сказать, вслед за долотом. Метод относится к очень трудоемким работам. Необходим постоянный контроль над обсадной трубой и буровой колонной. Спуск обсадной трубы сравним с ходом черепахи, очень медленным и точно за буром. Для извлечения буровой колонны используется складной, специальный бур.
• Использование «кондуктора» отличительное свойство от первого способа. Здесь бурение производится без обсадной трубы и продолжается до плывуна. Далее скважина на плывуне бурится со вставленным «кондуктором». Он подбирается шириной, соответствующей размерам скважины. Материал, из которого изготовлено это изделие, чаще всего металл. Металлический «кондуктор» способен своими стенками изолировать и уберечь скважину от плывущей породы. Квалифицированные специалисты категорически против установки в плавун в скважине полиэтиленовые трубы, очень модные и востребованные на сегодняшний день. На это есть несколько причин. Фильтр, выполненный на этих изделиях, всегда пропускает мельчайшие частицы песка в скважину, а это прямой путь к заиливанию. Срок службы изделий ограничен и обусловлен подвижкой песчаных грунтов. Полиэтиленовая труба подвергается смятию и перекашиванию.

Примечания: Существует простое решение этой проблемы: вставьте в скважину металлическую трубу, конец которой следует загерметизировать.

• Понятно, что цена металлических труб гораздо выше полиэтиленовых, но если соизмерить риски, то вопрос финансовых вложений отпадает сам собой.
• После устройства «кондуктора» бурение скважины продолжается долотом меньшего размера, размещаемого внутри «кондуктора».
• Последний способ базируется на применении бентонита. Название своё данный материал получил по месторождению в Бентоне, принадлежащему США. Его структура представляет глинистый, природный материал, имеющий способность в 14-16 раз разбухать при контактах с водой. При использовании в замкнутом пространстве, где отсутствует свободное место для увеличения, он образует плотный гель с хорошими гидроизоляционными свойствами, препятствующими дальнейшему распространению влаги. Этот материал стал спасательной шлюпкой при решении вопроса как избавиться от плывуна в скважине при бурении на воду. Его свойства, проявляющиеся при взаимодействии с водой, позволяют так закреплять стенки скважины, что даже вода под высоким давлением не может продавить их и начать поступать внутрь скважины, но лучше будет всё-таки вставить металлическую трубу для укрепления стенок. Кроме того, у него присутствуют смазывающие свойства для буровых инструментов. Это свойство способствует увеличению ресурсов срока работы бурильных головок, приямки получают хорошую изоляцию. Бентонит взят в использование бурильщиками во всех регионах. Для снижения расходов, бентонит применяется вместе с буровыми растворами, и тогда бурение скважины на воду по затратам на бентонит выльется в 200-300 руб.

Как пройти плывун

Работы, которые необходимо выполнить при бурении скважины

Отстойник имеет множество состояний: однородный и неоднородный, крупно- и мелкозернистый, может содержать фрагменты твердых пород и состоять из сцементированных песчаных масс. Он может находиться в состоянии покоя или двигаться под давлением воды. Сильные плавающие слои под давлением воды преодолеть крайне сложно, но возможно. Для этого требуется высокопроизводительное, высокочистое оборудование и значительные затраты. Ниже приведен пример:

• Первое и основное правило при прохождении плывуна «спешка нужна при ловле блох», а здесь торопиться не надо. Иначе завалит буровую колонну и можно на месте захоронения ставить памятник и забыть про неё.
• Другое необходимое знание, что в плывуне скважина бурится не очень сложно, зато имеется хороший водоприток, и некоторые счастливые обладатели таких скважин, могут содержать небольшую мойку для автомобилей в своем загородном доме.
• Для того, чтобы понять, как в скважине пройти плывун, необходимо рассмотреть отработанные специалистами технологии.
• Технология применения переносных буровых установок с добавлением в буровой раствор некоторой части клеевого порошка, для предотвращения стенок скважины от разрушений, дает хороший результат.
• Вероятность благоприятного исхода 50 х 50, если встретился мощный плывун и способ с буровым раствором проходки не позволяет его пройти.
• Можно применить ударно-канатный способ бурения скважины на воду(см.Скважина ударно канатным способом своими руками: как устроить правильно). Ударный стакан находится внутри обсадной трубы, и бурение проходит там же. Сложность возникает при окончании работы и решении проблемы заглушки дна обсадной трубы. Самый простой способ получения заглушки в домашних условиях – взять матерчатый мешочек, с размером диаметра колонны. Засыпать в него смесь песка и цемента М300-500, с пропорцией 1:1 кг. Подготовленную бомбочку опустить на дно и оставить на 2-3 суток. Цемент надежно схватится и получится замечательная заглушка.
• Технология получения абиссинского колодца или скважины. Металлическая дюймовая труба забивается вручную тяжёлой, металлической «бабой». Этот способ отлично подходит к неглубоким скважинам до 10-20 м.

Осторожно. Эксплуатация такой скважины затруднена тем, что насос для глубокого бурения очень трудно толкать; его приходится качать вручную или с помощью поверхностного насоса.

• Законы физики не обманешь, поэтому поверхностный насос способен вытянуть воду до 8 метров от условной линии уровня насоса.
• Обычная фильтровая скважина достигает глубины 15-30 м., диаметр такой скважины выполняется 127-133 мм. Работы, даже с плавунами, проводятся быстро, можно констатировать, что 2 дня вполне реальный срок. Хотя очень высока вероятность заиливания, и обычно таким скважинам отводится срок службы в 5-8 лет. Практика показала, что срок эксплуатации достигает и 15 лет в зависимости от местности её установки.
• Артезианские скважины бурятся очень глубоко от 20-200 м., диаметр уже идет от 133-159 мм. Бурение таких глубоких скважин связано со сложностью выполнения работ, поэтому они могут быть затянуты до недели. Эксплуатация такой скважины может продолжаться до 50 лет. Фильтрация воды заложена самой природой через водоносную систему. Эти скважины не страдают от заиливаний.

Как обойти плывун при бурении скважины: виды плывунов и методы их обхода

Тщательное изучение геологического строения участка не исключает наличия неустойчивого горизонта. Иногда во время бурения приходится пересекать скважину, что усложняет работу и требует дополнительных методов инженерного проектирования.

Отстойник опасен своей непредсказуемой подвижностью.

Плывун и его виды

Насыщенный влагой грунт, состоящий из песка разных фракций и глинистого материала, называется плывуном.

Эта смесь начинает двигаться из-за разницы давления, когда пласт нарушается, а толщина проблемного слоя породы может составлять 2-10 м.

Вспучивание в скважине может заполнить пространство за трубой, что приведет к потере бурильной трубы. Выкапывание подвижной смеси может занять много времени, если она проникнет в такой слой, а используемый насос может не справиться с нагрузкой и выйти из строя.

Определить природу плавающей смеси может геолог. Поэтому рекомендуется проконсультироваться с экспертом, прежде чем бурить скважину вручную.

Настоящие плывуны

Этот тип водоемов включает мелкозернистые смеси с примесями пылевидных элементов. Настоящие поплавки содержат глинистую взвесь, которая надежно удерживает воду. При открытии резервуара масса становится подвижной и происходит гидравлический удар.

Водонасыщенные почвы характеризуются низкой скоростью инфильтрации, склонны к набуханию во время морозов и принимают форму монолитов при высыхании.

Пласты с фальшивой плывучестью

К этому типу относятся горизонты с пористой структурой, состоящие из влажного песка с мелкими частицами. Глубина слоев может достигать 50 м, в результате чего внутри слоя возникает давление.

При разрушении пласта песчаная пыль вымывается в скважину. Этот процесс носит временный характер и может быть легко восстановлен своими руками.

Как проходить плывуны — способы решения проблемы

Наличие в скважине горизонта, представляющего собой смесь песка и глины, может усложнить процесс. Возрастает риск смещения колец и разрушения швов.

Если горизонт неустойчив, целесообразно создать скважину, работающую по принципу сан-колодца для воды. Для этого метода строительства потребуется металлическая труба с фильтрующей колонной на конце.

Проникнуть в горизонт можно методом ударного канала: Труба вертикально вбивается в землю с помощью специального оборудования. Если порода, слагающая горизонт, мягкая, то с помощью этого метода можно легко преодолеть расстояние до 20 метров.

Бур может справиться с зыбучими песками на глубине от 1 до 20 метров. Проникновение должно быть медленным, чтобы буровое долото не застряло в грунте.

Если во время бурения было обнаружено расслоение, не следует использовать трубы из ПВХ, так как они могут деформироваться.

Шпунтованная доска

Использование защиты от расслаивания.

Если на поверхности имеется слой зыбучего песка, необходимо использовать щит из древесных опилок. Для пересечения горизонта необходима сухая коническая доска с заостренным концом, толщина которой должна составлять 50 мм, а длина — 2 м.

Благодаря такой конструкции бурение можно производить быстро и легко. Для быстрого проникновения доска закрепляется по краю ямы на глубину 40 см, выбирается почва и процесс повторяется до полного проникновения в проблемный участок.

На дне установлен деревянный ящик высотой 50 см с отверстиями для подачи воды. Под конструкцией находится фильтрующий слой, который предотвращает попадание взвешенных частиц и очищает воду. Этот тип защиты работает и при слабом потоке бурового раствора.

Параллельная обсадка

Для предотвращения засорения скважины породой и выбуренным материалом используется обсадная труба. Этот метод достаточно трудоемкий и требует осторожности при спуске буровой установки и высокого уровня технической подготовки.

Наилучшим вариантом является использование композитного бурового долота, которое подбирается под размер обсадной трубы.

Обсадная труба с поплавка.

При проходке пространства до точки, где потолок выходит на водонасыщенный горизонт, можно использовать бур. При достижении потолка в скважину опускается труба, а в проблемное пространство вставляется специальное устройство с клапаном.

Частью этого метода является установка пробки на дно просадочной ямы: в мешок из специального материала размером, соответствующим внутреннему объему ямы, засыпается песчано-цементная смесь и опускается на дно. Через 2-3 дня смесь затвердевает и образуется пробка.

Метод прохождения кондуктором

Основное отличие этого метода заключается в том, что можно бурить до слоя зыбучих песков без использования трубы. Чтобы преодолеть этот горизонт, необходимо извлечь буровое долото и вставить в скважину трубу, используя обсадную трубу для уплотнения стенок.

Для проникновения в горизонт и уплотнения стенок используются железобетонные вкладыши. При проведении работ важно соблюдать последовательность работ.

Использование бентонита

Природный материал характеризуется пористой структурой и способностью поглощать воду и образовывать гелеобразную субстанцию. В замкнутом пространстве материал бетонирует стены.

Как пройти пласт плывуна при бурении скважины на воду

Бурение скважины

Чтение 6 минут. Просмотров 1.8k. Опубликовано 21.12.2018 Обновлено 17.05.2022

Пройти через плывун при бурении скважины, да не проблема, главное понять проблему и изучить инструкцию. Отстойник делает бурение очень сложным, а иногда и невозможным без применения специальной техники.

Что такое плывун в скважине

Отстойник — это подземный слой почвы, который насыщен грунтовыми водами.

В результате образуется суспензия воды и частиц почвы, имеющая консистенцию жидкой суспензии. Образование плавающих частиц воды и почвы представляет собой суспензию жидкой грязи. Точная причина этого природного явления пока не ясна. Существуют различные типы зыбучих песков, но в вашем саду вы можете встретить два из них: из смеси мелкого песчаника и воды или из глины.

Оба они одинаково неприятны для боров и доставляют им много проблем. Зыбучий песок, однако, является проблемным явлением при любых строительных работах — от рытья котлована под фундамент дома до прокладки подземных линий связи. Зыбучие пески, кстати, поглощают все живое и являются одним из зыбучих песков, но не на глубине, а на поверхности.

1. Наполнение пространства вокруг скважины крайне неустойчивой, текучей консистенцией.
2. Поломка мотопомпы для откачки бурового раствора, которая перестаёт справляться с внезапно увеличившейся нагрузкой.
3. Затягивание буровой колонны плывуном в образовывающуюся в ходе откачки подземную полость.

В нормальном состоянии разжиженный слой находится в хрупком равновесии, в неустойчивом состоянии покоя. Однако, как только на участке начинаются земляные работы, этот насыщенный слой почвы тут же приходит в движение и приобретает физические свойства жидкости. Попытка вырыть здесь насосный колодец похожа на попытку создать полость в поверхности воды: Движущийся песок немедленно заполнит созданную полость.

Можно ли пробурить скважину в пенящейся воде?

Как проходить плывун вручную

Бурение в таких местах очень сложно, трудоемко и утомительно. Поэтому опытным бурильщикам рекомендуется по возможности избегать таких участков. Вы можете узнать у соседей, которые уже пробовали бурить в вашем районе, о наличии плавающих валунов. Также перед бурением можно взять пробу почвы с помощью садового бура. На глубине 1,5-2 метра вы можете определить наличие плавающей воды по погружению бура: Он погружается в воду, как в вакуум.

Этот метод «локальной разведки» с помощью садового бура может быть очень эффективным. Пузыри обычно располагаются в непосредственной близости от поверхности почвы. Иногда, однако, они находятся на глубине 10 или даже 20 метров. Поэтому при бурении в любой момент можно столкнуться с разжиженной почвой. Другая проблема заключается в том, что в недрах почвы встречаются большие участки, которые по площади намного больше домашнего огорода.

Поэтому при выборе места бурения этого, как правило, не избежать. В этот момент необходимо использовать одну из технологий, способных решить инженерную проблему, например, бурение скважины на плаву.

Шпунтованная доска

Шпунтованные щиты используются при проходке шахты, если разжиженный грунт находится не очень глубоко под поверхностью. Для изготовления щитов необходимы шпунтованные и пазогребневые доски длиной около 2 м.

Этого достаточно для формирования щита вокруг будущей шахты. Края затачиваются, после чего доски вбиваются в землю на глубину до полуметра и вплотную друг к другу, так, чтобы пазы одной доски проникали в полотно другой.

Таким образом, конструкция становится достаточно герметичной, чтобы предотвратить попадание влажной почвы в колодец. Чем глубже становится колодец, тем глубже вбиваются доски. Учитывая низкую плотность зыбучего песка, вбить их вручную не составит труда. Это следует делать до тех пор, пока валун полностью не отойдет, а почва не достигнет самых плотных слоев.

Можно также использовать доски для рытья колодца в глубоких слоях зыбучих песков. При этом предполагается, что после углубления колодца до уровня грунтовых вод стенки и дно надежно защищены от поступления жидкости взвешенными частицами почвы. На дне колодца сооружают щит из досок, плотно прижатых друг к другу.

В зависимости от притока воды в щите просверливаются отверстия диаметром 10 мм. Фильтр состоит из слоя гравия, гальки и крупного песка. Проходя через фильтр, вода очищается от механических примесей.

Параллельная обсадка

Эта техника похожа на работу со шпунтованными досками, но применяется не при рытье колодца, а при бурении скважины в зыбучих песках. Вместо щитов используются обсадные трубы, которые опускаются в полость сразу после бурения.

Этот метод технически сложен, во время работы необходимо контролировать равномерность и время проходки бурового долота и обсадных труб. При этом используется специальный разборный шнек. Иначе, не обращая внимания на обсадную трубу, невозможно вывести ее на поверхность.

Виды плывунов

Принято выделять несколько основных категорий поплавков.

1. Настоящие – отличаются составом, преимущественно содержащем глину. Это обеспечивает высокую степень гидрофобности. Когда такой пласт вскрывается, содержимое постепенно, небольшими порциями выходит наружу. Фильтрационные качества пласта при этом сравнительно низки.
2. Фальшивые (с фальшивой плывучестью) – такой плывун в глубине грунта характеризуется составом, основой которого является перенасыщенная жидкостью песчаная масса. Залегать он может даже на 50 метрах, из-за чего происходит образование повышенного давления.

При вскрытии содержимое активно вымывается в полость скважины. Однако это временное обстоятельство, которое быстро устраняется при правильном подходе к проблеме.

Как проходить плывун?

Наиболее важным нюансом при ручном забивании скважины является выбор рабочей техники.

Шпунтованная доска

Этот метод эффективен, когда уровень грунтовых вод находится на относительно небольшой глубине. Подвижный слой пробивается с помощью обрезной доски. Она имеет длину 2 м и толщину 50 мм. Обязательное условие — один конец должен быть заострен.

Несколько досок прикрепляются руками к щиту, при этом с одной стороны располагается паз, а с противоположной — заусенец.

Техника пошагового метода:

1. Забить доску по периметру ствола (предельная глубина до 4 метров). Подобный шаг ускоряет бурильные работы.
2. Удалить землю внутри шахты заостренной части забитого дощатого шпунта.
3. Вбить шпунт глубже и продолжить проходку (бурение).
4. Действия повторяются циклично, пока слой не будет полностью пройден.

Завершающим этапом является установка деревянного короба высотой полтора метра, в стенках которого просверлены небольшие отверстия для беспрепятственного отвода грунтовых вод. Нижняя поверхность должна быть заполнена двумя слоями: 30 см среднего гравия и 20 см песка.

Такое очистное устройство защищает гидротехническое сооружение от песчаных масс и ила и сохраняет воду чистой.

Этот способ, как всплыть при бурении, эффективен, когда поток загрязнений идет без напора.

Параллельная обсадка

Суть этого метода заключается в том, что в процессе бурения в скважину одновременно опускается буровое долото и обсадная труба. Такой подход значительно замедляет процесс, а также увеличивает его стоимость.

Обсадная труба опускается вместе с буровым долотом. Далее используется буровое долото.

Прохождение «кондуктором»

При этом методе используется специальная буровая манжета. Это металлический кожух, который защищает стенки скважины от всплывающей породы. В кожух встроено прочное буровое долото. Назначение кожуха — защита используемого инструмента и стенок бурящейся скважины.

Для того чтобы проникнуть в установленный вязкий слой, необходимо извлечь используемое буровое долото, направив его в скважину. Все последующие операции выполняются вручную с установленным долотом.

Основное отличие этого метода от параллельной обсадки заключается в том, что кондуит используется только для проникновения в неустойчивый слой породы. До этого слоя можно использовать обычный метод бурения. После этого скважина бурится обычным способом после полного проникновения в слой поднятия грунта.

Бетонит

Еще один вариант методики разгрузки плавучего элемента скважины. Однако он принципиально отличается от вышеупомянутых методов. По сути, он заключается в добавлении специальных составов на липкой, клейкой или бетонной основе при бурении в штрековых песчаных породах.

Эти составы способствуют формированию стенок, которые обладают оптимальными прочностными характеристиками и защищают от дальнейшего разрушения под негативным воздействием неустойчивых масс.

Почему нельзя использовать пластиковую обсадную трубу при плывуне?

При бурении автономных скважин на воду сегодня все чаще выбирают установку обсадных труб из пластика. Однако устанавливать их в качестве вкладышей категорически запрещено.