Отличительной чертой Заказчиков высокодебитных артезианских скважин является потребность в больших объемах воды, постоянная откачка, а зачастую и беспрерывная эксплуатация скважин. Это касается и артезианских скважин на воду и глубоких скважин на горячие термальные воды. Поэтому высокодебитными считаются скважины с дебитом от 10 до 350 кубов в час с максимальной работоспособностью и ремонтопригодностью. Такие скважины – высокотехнологичные конструкции со сроком службы до 50 лет.

Естественно, что такие скважины самые дорогие, но экономическая эффективность сооружения высокодебитных скважин подтверждается в процессе эксплуатации:

• одна высокодебитная скважина заменяет несколько скважин с меньшим дебитом. Таким образом достигается экономия затрат на эксплуатацию насосов и ремонтные работы
• глубина скважин на питьевую воду может достигать 1300 м, на такой глубине вода не нуждается в дополнительной очистке, что существенно для предприятий пищевой промышленности. Например, в Киевской области сеноман залегает на глубине 120-170 м, а в Харькове – 700 м.
• возможность использования скважин для отопления. В западной части Украины (Львовская, Ивано-Франковская, Закарпатская, Тернопольская области) и в АР Крым глубокие скважины можно бурить на горячие термальные воды с температурой 60-80°С. Термальная вода – это уникальный природный источник тепла. В систему отопления закачивается уже подогретая природой горячая вода, таким образом, электроэнергия затрачивается только на работу насоса в скважине. Одной скважиной можно обогревать целый отель или медицинский комплекс, помещение любого масштаба
• большой срок эксплуатации
• экономия земли под скважину
• ремонтопригодность высокодебитных скважин

Украинская буровая компания «Аквасфера» предлагает Заказчику несколько методов увеличения дебита скважин в зависимости от финансовых возможностей Заказчика и необходимого дебита – 10, 20, 30, 150 …350 тысяч литров в час:

• скважина изначально буриться большим диаметром (большой диаметр обсадной колонны). Это позволяет регулировать и диаметр фильтровой колонны. Естественно, что фильтр диаметром 375 мм дает больше воды, чем 273 мм
• количество получаемой из водоноса воды регулируется метражом фильтра. Конечно, это зависит и от диаметра фильтра, но приблизительно, 1 м фильтра дает 1 кубометр в час. Если Заказчику необходимо воды 15 кубов в час, ставится 15 метров фильтра и скважину можно бурить ротором с прямой промывкой. Но если нужно, например, 30 кубов и более, то возникают естественные препятствия. Невозможно бесконечно увеличивать метраж фильтра, да и толщина водоносного пласта также ограничена. В таких случаях используется обратная промывка и уширенный контур
• бурение скважины ротором с обратной промывкой. Такая технология обеспечивает: высокие механические скорости бурения в мягких и рыхлых породах, превышающие аналогичные показатели при бурении с прямой промывкой в 1,5 – 2 раза; высокое качество вскрытия пласта, обеспечивающее высокие дебиты; возможность бурения скважин больших диаметров (до 1200 – 1500 мм)
• бурение скважин с уширенным контуром. При применении такой технологии фильтр обсыпается дополнительным гравием, т.е. к низу скважина расширяется для укладки большого количества гравия. Такая технология позволяет бурить скважины с выходящим дебитом до 350 кубов в час

Рис. 1. Схема скважины в три колонны на юрский водонос с уширенным контуром (глубина по Киевской области)

Высокодебитные скважины сложные по конструкции. Такие скважины бурятся как минимум в две колонны. Трубы разных диаметров вкладываются друг в друга наподобие подзорной трубы.  Внешняя обсадная труба перекрывает верхние горизонты, а образовавшееся между трубой и землей пространство тщательно цементируется. Это очень важный процесс, поскольку без цементации вода из верхних водоносов будет стекать по стенке скважины в забой, и Заказчик получит, в конечном счете, воду из верхних горизонтов. Например, если скважина бурится на сеноманский пласт, то цементируются пройденные полтава и бучак.

Рис. 2. Схема скважины в три колонны на юрский водоносный горизонт (глубина в Киевской области)

Рис. 3. Схема скважины в две колонны на сеноманский водоносный горизонт (глубина в Киевской области)

Внутренняя труба является рабочей колонной. Именно она соприкасается с водой, поэтому очень важно правильно выбрать материал.

Существуют также конструкции «впотай» когда рабочая колонна не выводится до поверхности, а начинается там, где заканчивается обсадная труба или устанавливается чуть выше статического уровня в скважине.

В первом случае, вода поднимается и откачивается из обсадной колонны. В таких конструкциях происходит экономия на материалах за счет короткой рабочей колонны.  Такую конструкцию «впотай» возможно использовать, если материал обсадной и рабочей колонны одинаковый, и не имеет значения, с чем соприкасается вода.

Рис.4.Схема конструкции скважины «впотай» на примере скважины на бучак. Материал рабочей и обсадной колонн одинаковый

Но если внутренняя колонна ставится, например, из нержавеющей стали и вода в скважине должна соприкасаться только с ней, тогда в скважине ставиться либо полноценная рабочая колонна либо подбирается длина выше статического уровня воды в скважине.

Но если внутренняя колонна ставится, например, из нержавеющей стали, а обсадная из стали, и вода в скважине должна соприкасаться только с нержавейкой, тогда в скважине ставиться либо полноценная рабочая колонна либо подбирается длина чуть выше статического уровня воды в скважине.

Рис. 5.Схема конструкции скважины «впотай» на примере скважины на бучак. Материал рабочей и обсадной колонн различный

Конструкции высокодебитных скважин подбираются индивидуально:

• на основе необходимого Заказчику качества воды выбирается необходимый горизонт для бурения. Ни для кого не секрет, что верхние водоносные горизонты достаточно загрязнены. Такая вода либо требует дополнительной доочистки, либо используется только в технических целях (техническая вода, пожаротушение). Необходимый горизонт дает понимание того сколько необходимо колонн, объемы цементирования
• на основе необходимого Заказчику количества воды определяется тип фильтра и длина фильтровой колонны
• Заказчик очень внимательно должен отнестись к выбору материалов. Роль обсадной трубы только в перекрытии верхних водоносов, но она должна выдержать затрубное цементирование. Сталь для этих целей просто идеальный материал. Внутренняя рабочая труба может быть стальная, эмалированная, пластиковая или из нержавеющей стали. Здесь главным фактором является то, в каком режиме будет работать скважина. При беспрерывной откачке стальные трубы не влияют на качество воды, и они спокойно могут эксплуатироваться на заводах пищевой промышленности и в горводоканалах. Но если у скважины режимная работа, как, например, в коттеджных городках, где по ночам она простаивает, стальная труба может давать ржавчину. Поэтому для коттеджных городков, как и для отдельных домов, рабочая колонна должна быть из эмали, пластика или нержавеющей стали. Естественно, нержавейка самый дорогой материал, но именно с нержавеющей сталью скважины самые долговечные и ремонтопригодные. Заказчик получает воду без дополнительных примесей, поскольку, что эмаль, что пластик оказывают свое специфическое влияние.

Основные виды работ при бурении скважин на воду независимо от способа бурения:

• подготовительные работы и обустройство буровых установок
• выбор типа долота
• подбор осевой нагрузки и частоты вращения бурового инструмента
• создание условий работы буровой установки
• промывка скважины (при роторном бурении)
• спуск обсадных колонн (крепление скважины)
• цементирование затрубного пространства
• вскрытие водоносного горизонта
• обустройство фильтра
• опытные откачки
• освоение скважины