Водяные скважины на плывуне: сложности бурения, способы противостояния

Бурение скважин на воду бывает осложнено, если в процессе работы вскрывается плывун. Его подвижность в пору нахождения в жидком состоянии и пучение при промерзании субстанции добавляют трудностей исполнителям строительных работ. Как правило, плывуны формируются в переувлажненном грунте, включающем в свой состав мелкие фракции, способные повлиять на подвижность породы. Какими же бывают эти образования?

Плывунами называют насыщенные водой пылеватые пески, образующие тестообразную субстанцию – ее слой может варьироваться в пределах 2-10 м. Такие образования могут быть мелко- и крупнозернистыми, неоднородными и однородными, пребывать в движении или в покое, включать в свой состав спрессованные массы отдельных частиц или обломки твердых пород. Подобные водонасыщенные грунты способны разжижаться: причиной этому могут стать бурение скважины или другие механические воздействия. Образования такого рода имеют продолговатую форму, располагаются же они преимущественно в болотистой местности.

Кроме того, среди плывунов встречаются истинные и ложные. Первые включают в свой состав множество гидрофильных глинисто-пылеватых структур: в случае насыщения водой такая почва образует коллоидные взвеси, активно влияющие на более крупных «соседей» по грунту (образует своего рода смазку). Ложными же обычно называют обильно увлажненные пористые мелкофракционные пески – такие тоже встречаются при бурении скважины на воду.

Чем опасны плывуны?

Разработка скважины может сопровождаться разжижением мелкодисперсных смесей и сползанием их в зону выработки. Разумеется, это приводит к очень неприятным последствиям. Обвалившийся грунт может перегрузить буровое оснащение и вывести его из строя. В свою очередь серьезное повреждение пластиковой кровли способно привести к отклонению скважинного ствола от вертикали. Однако самым опасным последствием обнаружения плывуна может стать заваливание буровой колонны, ведущее к потере бура или полной остановке запланированных работ.

Что делать, если при бурении скважины выявлен плывун?

Конечно же, с плывунами можно бороться: современные технологии позволяют разрабатывать водяные скважины почти в любом месте. И хотя в сложных случаях скорость бурения снижается, нужный результат все равно будет достигнут. Какие методы в этом случае используют?

• Укрепление ствола скважины буровым раствором актуально, если интенсивность сползания грунта не очень высока. Стенки бурового канала защищают от обрушения при помощи бентонитового раствора. Циркулирующий в забойной зоне бетонит выносит шлам на поверхность – одновременно он покрывает плоскость ствола и фиксирует ее, предотвращая нежелательное оползание породы.
• Опережающая либо параллельная обсадка. В этом случае обсадная колонна опускается в скважину сразу вслед за работающим долотом. Получается, что упрочение стенок отверстия происходит одновременно с углублением забоя. Метод предполагает использование стальной обсадки, поскольку пластиковые трубы могут оказаться недостаточно прочными.
• Установка кондуктора. В сложных грунтах помимо основной эксплуатационной трубы может быть установлена вспомогательная. Кондуктор закрепляет верхние почвенные слои, предотвращая их осыпание. Проходку скважины ведут до тех пор, пока не будут достигнуты устойчивые породы. Затем буровую колонну извлекают, а стенки отверстия упрочивают кондукторной обсадкой: протяженность первой обсадной колонны может варьироваться от нескольких до полутора сотен метров.

К сожалению, плывун проявляет себя лишь после вскрытия – до начала бурения скважины о его существовании можно только догадываться. Однако предварительные гидрогеологические изыскания способны свести к минимуму имеющиеся риски. Если же во время разведочного бурения плывун все же будет выявлен (в том числе и по косвенным признакам), есть смысл оценить целесообразность продолжения дальнейших работ в этом месте. Очень может быть, что обустройство другой скважины окажется менее сложным или затратным.