Każdy inwestor, zanim zdecyduje się na zlecenie prac wiertniczych, powinien zapoznać się z dostępnymi metodami wiercenia studni głębinowej. Prace ziemne często należą do pracochłonnych i skomplikowanych, szczególnie jeśli badanie geofizyczne wykaże, że warstwy skalne posiadają nietypowe ułożenie oraz wysoką twardość. Jest to niezwykle ważne, ponieważ pozwala wybrać optymalną metodę wiertniczą, czyli taką, która w zastanych warunkach geologicznych będzie nie tylko ekonomiczna, ale przede wszystkim skuteczna. Z kolei czerpanie wody pitnej z własnej studni głębinowej i bez pośrednictwa systemu wodociągów przyniesie szereg korzyści tak istotnych dla właściciela działki.
Studnia głębinowa – dostępne metody wiertnicze
W Polsce najczęściej spotyka się dwa sposoby na wiercenie studni głębinowej. Pierwsza to metoda płuczkowa stosowana w przypadku standardowych lekkich gruntów i nieskomplikowanych podłoży. Natomiast druga to metoda udarowo-obrotowa znajdująca zastosowanie w trudnym górskim terenie. Oba sposoby różnicuje się przede wszystkim ze względu na sposób wydobywania urobku wiertniczego na powierzchnię gruntu. Oczywiście można spotkać też wiele odmian dwóch wyżej wymienionych metod jak choćby te wykorzystujące system DSB czy szapy wiertnicze. Jednak są one stosowane w znacznie mniejszym stopniu, a ponadto stanowią bardziej rozszerzenie dostępnych metod wiercenia niż zupełnie odrębne technologie prowadzenia prac. Dlatego warto poznać, czym dokładnie charakteryzuje się metoda płuczkowa oraz na czym polega metoda i udarowo-młotowa.
- Metodapłuczkowa – to jeden z najpopularniejszych sposobów wiercenia studni głębinowych na znacznym terytorium Polski, oczywiście poza trudnymi geologicznie obszarami górskimi i podgórskimi. Wyróżnia się oszczędnością czasu, niskim kosztem oraz wysoką efektywnością procesu wiercenia, który pozwala izolować urobek od złoża wody i natychmiast „wypłukać” go na powierzchnię. Ma również zastosowanie przy odwiertach geotermalnych. Metoda płuczkowa w zamyśle jest podobna do metody udarowo-obrotowej, jednak główna różnica to rodzaj wykorzystywanego medium do płukania urobku wiertniczego – w tym przypadku jest to ciecz lub gaz (rzadziej spotykany). Warto podkreślić, że wykonywanie płuczki odbywa się w obiegu zamkniętym, co wyraźnie podnosi bezpieczeństwo, szybkość i komfort pracy. Kiedy świder wierci, do otworu automatycznie wtłacza się medium (zwykle wodę), wykonując płuczkę, której zadaniem jest błyskawiczne wyniesienie urobku na powierzchnię oraz bieżące chłodzenie i smarowanie świdra. Metoda płuczkowa pozwala na ciągłe prowadzenie prac bez konieczności robienia przerw, co przekłada się na skrócenie procesu wiertniczego.
- Metodaudarowo-obrotowa – wyróżnia się znacznym zaawansowaniem technicznym użytego sprzętu oraz trudnością prowadzenia prac ze względu na charakter terenu, w którym się ją stosuje. Wiercenie tą metodą jest droższe, a proces bardziej skomplikowany i czasochłonny (wymaga robienia przerw technologicznych), jednak pozwala wykonać odwiert o wysokiej jakości i żywotności. Takie podejście jest szczególnie istotne w przypadku studni wierconych na obszarach górskich i podgórskich, gdzie podłoże jest twarde, porowate i zawiera dużo materiału skalnego. Prace wiertnicze bazujące na metodzie udarowo-obrotowej odbywają się przy użyciu sprzętu hybrydowego łączącego w sobie młot wgłębny i wiertnicę hydrauliczną. Jednoczesne wykonywanie obrotów i udarów jest niezbędne, aby przebić się przez najtwardsze warstwy podłoża. Co ważne, ten sposób wiercenia powoduje, że urobek wiertniczy, czyli okruchy i miał skalny powstający podczas wiercenia jest wydobywany na powierzchnię nieco później niż w przypadku metody płuczkowej. Urobek wynoszony jest przy pomocy specjalnej sprężarki, która wtłacza do odwiertu sprężony gaz (powietrze) i w ten sposób oczyszcza („płucze”) go z urobku.
Jak Aquawiert stosuje metodą udarowo-obrotową w praktyce?
W początkowej fazie instaluje się pierścień osłonowy oraz wykonuje spoinowanie stalowych rur osłonowych, tworząc szew wzdłużny, co 3 m. Jednocześnie każda dołączona rura jest stopniowo wwiercana w głąb ziemi i precyzyjnie osłaniana systemowo – stosuje się do tego system Odex 180. Ponadto w przygotowywanym odwiercie zabezpiecza się niestabilne i sypkie frakcje. Następnie rozpoczyna się część zasadnicza procesu, czyli wiercenie wewnątrzosłonowe za pomocą systemu dolnego młota Dhd 350 o średnicy 150 mm, aż do pokładów wodonośnych. W momencie dowiercenia się do wody przechodzi się do montażu rury magazynowej skręcanej gwintowanej – dopuszczonej do kontaktu z wodą pitną (atest PZH). Później następuje proces filtrowania przy użyciu żwiru filtracyjnego składającego się z kruszywa krzemowego o uziarnieniu 2-4 mm. Dzięki temu zabiegowi woda zostaje oczyszczona w sposób naturalny. Zwieńczeniem fazy zasadniczej odwiertu pod studnię głębinową jest uszczelnienie odwiertu. Jest to tzw. iniekcja studni, która polega na tym, że rura osłonowa wraz z rurą magazynową zostaje odseparowana od rury stalowej i wód nawierzchniowych przy pomocy rozprężnego izolatu Compactonitowego. Ostatni etap prac to pompowanie oczyszczające pompą roboczą pozwalające ustalić wydajność wywierconej studni głębinowej oraz ułatwia dobór komponentów niezbędnych do funkcjonowania instalacji. Na koniec pozostaje pompowanie czystej wody, która docelowo popłynie rurami instalacji aż do kranu w budynku inwestora.
Wybór optymalnej metody wiercenia studni głębinowej
Istotną częścią procesu inwestycyjnego jest ocena opłacalności wykonania odwiertu studni głębinowej zarówno po stronie inwestora, jak i wykonawcy. Brak sensu ekonomicznego przekreśla podjęcie jakichkolwiek prac, dlatego rzetelna analiza geologiczna terenu oraz techniczna w zakresie doboru metody wiercenia pozwoli połączyć takie aspekty jak opłacalność, skuteczność i bezpieczeństwo robót wiertniczych.
Ponadto warto pamiętać, że przed rozpoczęciem odwiertu należy wykonać profesjonalne badanie geofizyczne gruntu, aby móc wybrać najlepszy sposób wiercenia. Więcej informacji o rodzajach metod poszukiwania wody znajduje się tutaj. Z kolei o tym, czym jest i jak powstaje studnia głębinowa można przeczytać tutaj.
W przypadku inwestorów posiadających działkę na obszarze górskim i podgórskim, gdzie dominuje podłoże skalne o wysokiej twardości, porowatości i ogólnie znacznej złożoności geologicznej, optymalnym wyborem będzie metoda udarowo-obrotowa. Mimo że jest ona droższa od metody płuczkowej, to pozwala zachować wysoki poziom jakości prac przy użyciu profesjonalnego sprzętu. Dotyczy to również samego odwiertu, ponieważ otwór wywiercony metodą udarowo-obrotową charakteryzuje się dłuższą żywotnością i wyższym bezpieczeństwem prowadzonych prac. Ponadto, takie odwierty zwykle wykonuje się dużych głębokościach, bo tylko w ten sposób możliwe jest dotarcie do nieskazitelnych zasobów wody znajdujących się pod masywną warstwą nieprzepuszczalną. W związku z powyższym, to właśnie tę metodę zaleca się w odniesieniu do wiercenia studni głębinowej w trudnym terenie, gdzie podłoże jest twarde, a więc obfituje w pokłady skalne czy warstwy porowate.
Natomiast na terenach o podłożu miękkim i/lub o nieskomplikowanej budowie geologicznej, najlepszym wyborem będzie metoda płuczkowa, ponieważ pozwoli wykonać prace w szybkim tempie, ograniczając przy tym koszty i ryzyko zanieczyszczeń odwiertu. To bardzo dobra informacja dla osób mieszkających szczególnie na terenach o dużej miąższości gruntów i luźnym, niespoistym podłożu skalnym.
Podsumowanie
Metody wiercenia studni głębinowej, które są praktykowane w Polsce to płuczkowa i udarowo-obrotowa. Zarówno jedna, jak i druga jest skuteczna, choć ich zastosowanie i sposób wykonywania płuczki nieco się różni. Pierwsza jest popularna w przypadku wiercenia studni na terenach o nieskomplikowanej geologii – jest szybka, wydajna i względnie tania. Natomiast druga, trudniejsza i bardziej zaawansowana technicznie, sprawdzi się na wymagających obszarach, tj. górskich i podgórskich, gdzie można napotkać na twarde podłoże skalne. Przed przystąpieniem prac należy wykonać badanie geofizyczne, które pozwoli określić budowę geologiczną podłoża i na tej bazie wybrać optymalną metodę wiercenia studni głębinowej.