Бурение горизонтальных скважин

Подземные воды повсеместно распространены, обладают целым рядом преимуществ по сравнению с поверхностными водами рек и озер и являются одним из наиболее важных источников водоснабжения. В различных случаях, а также при необходимости откачки больших количеств воды успешно применяются системы многозабойных горизонтальных и наклонных скважин, в связи с этим производится бурение горизонтальных скважин.

Проходка таких установок ведется из вертикальных шахт или колодцев, либо с поверхности земли. В настоящее время для водоснабжения и водопонижения используются системы этих скважин в виде так называемых лучевых водозаборов , линейных рядов параллельных, ярусных и комбинированных систем горизонтальных скважин.

Благодаря высокой водозахватной способности и возможности каптажа больших количеств воды горизонтальные и наклонные скважины в том или ином виде применяются с давних времен. Еще в древнем Китае были распространены так называемые «пещерные колодцы» - система подземных горизонтальных каптажных галерей, расположенных по склону нагорного водоносного пласта. Такие водосборные тоннели (сечением до 1 X 2 м) использовались для орошения и водоснабжения. Они собирали подземный сток и отводили его на посевные поля, находящиеся внизу. Тоннель имел по своей длине смотровые вертикальные шахтные колодцы, расположенные на расстояниях от 10 до 100 м друг от друга.

Аналогичные каптажные сооружения под названием «кяризы» были широко распространены в древности для орошения и водоснабжения в Закавказье и в Средней Азии. В некоторых странах Ближнего Востока применялись водосборные шахтные колодцы, усиленные горизонтальными радиальными ответвлениями-штольнями, увеличивавшими приток воды. В истории русского водоснабжения применение принципа горизонтального каптажа известно с середины XVIII века. Во многих губерниях России строились вертикальные шахтные колодцы с тайниками и горизонтальными галереями, которые оказывались весьма эффективными также по военным соображениям. В XIX веке для водоснабжения рыбоводных заводов использовались подземные инфильтрационные водозаборы лучевого типа, которые строились открытым способом.

Горизонтальные скважины, получившие в отечественной практике название лучевых водозаборов, представляют собой системы горизонтальных или наклонных трубчатых фильтров-дрен, собирающих воду из водоносного пласта и отводящих ее в центральный водосборный колодец. Движение грунтовых вод к радиальной системе скважин, прием их и отвод в водосборный колодец происходит под действием понижения уровня воды, осуществляемого с помощью насосов, установленных в колодце. Лучевые водозаборы обеспечивают концентрированную откачку больших количеств воды и могут локально использовать водоносные горизонты даже небольшой мощности. В связи с этим имеется возможность размещать их на небольшой территории и во многих случаях они оказываются более экономичными, чем система вертикальных водозаборных скважин.

По условиям расположения лучевых водозаборов относительно области питания водоносного горизонта они могут быть классифицированы следующим образом:

  • а) береговые, расположенные в непосредственной близости от реки или водохранилища, с которым гидравлически связаны каптируемые водоносные пласты;
  • б) подрусловые, когда горизонтальные скважины водозаборов заложены непосредственно под дном реки или водохранилища. Здесь выделяются случаи с расположением водосборной шахты водозабора на берегу или непосредственно в русле;
  • в) комбинированные, когда часть горизонтальных скважин водозабора заложена под дном реки или водохранилища, а часть на их берегу;
  • г) водораздельные, удаленные от области питания водоносного пласта.

По конструктивным признакам лучевые водозаборы подразделяются на:

  • а) водозаборы классического типа с железобетонной водосборной шахтой и горизонтальными радиальными дренами;
  • б) многоярусные водозаборы с горизонтальными радиальными дренами, расположенными на разных глубинах;
  • в) малые лучевые водозаборы, водосборная шахта которых представляет собой скважину или шахту диаметром менее 2 м;
  • г) лучевые водозаборы с наклонными (восходящими и нисходящими лучами) и наклонно-горизонтальными скважинами;
  • д) лучевые водозаборы комбинированного типа с водосборной шахтой, стенки которой выполняются из фильтрирующего материала, в связи с чем они играют и водоприемную роль. К этому типу могут быть отнесены также лучевые водозаборы, водосборные шахты которых имеют проницаемые днища или через последние пробурены одна или несколько дополнительных вертикальных скважин-усилителей;
  • е) многозабойные скважины, которые бурятся из одного основного вертикального ствола специальными методами искусственного искривления и отклонения скважин, применяющимися в области направленного бурения.

По способам устройства радиальные системы горизонтальных скважин можно разделить на скважины, проходка которых в водонасыщенных горных породах осуществляется:

  • а) бурение горизонтальных скважин закрытым способом, путем задавливания труб в грунт с по¬мощью домкратов лебедок или других тяговых устройств;
  • б) открытым способом с предварительным вскрытием траншей;
  • в) вращательным и другими видами бурения, применяемыми при устройстве вертикальных скважин;
  • г) тем же способом, что в пункте «в», но с применением наклонно-горизонтального направленного бурения с поверхности земли;
  • д) вибрационными и другими методами, используемыми при прокладке подземных коммуникаций в сухих грунтах.
О компании Новости Наш адрес Наши свидетельства Напишите нам Ваши коммерческие предложения