Технология бурения скважин на воду зависит от способа, которым осуществляется данный процесс. Существует несколько методов, которыми можно проводить подобную работу, различаются между собой они по необходимости использования инструментов и методике бурения скважин для воды .
Как выбрать место?
Перед тем как начинать бурение скважин на воду, следует выбрать место для работы. В этом плане нужно учесть, что участок должен быть удобен для проведения работ и подъезда машин, если это потребуется. Кроме того, нужно определить участок, куда будет сливаться техническая вода и где лучше хранить ненужное оборудование.
Технологии бурения скважин на воду включают в себя наличие ровной территории, где будут проводиться работы. Участок должен быть не менее 4х12 м, к нему следует обеспечить свободный подъезд техники, чтобы осуществлять бурение без сложностей и проблем. Рядом не должны располагаться провода электропередач и другие коммуникации.
Само место выбирается исходя из экономической целесообразности. Так, например чем ближе будет располагаться скважина к точке ее ввода, тем меньше потребуется выполнять работ и использовать труб. Но следует помнить, что конструкция должна располагаться дальше трех метров от постройки. Над некоторыми типами скважин, например артезианской, нельзя возводить другие постройки.
Способы выполнения работ
Методика бурения скважин включает в себя четыре типа выполнения поставленной задачи: с помощью шнекового способа, роторного, ударно-канатного и ручного. Каждый из представленных типов имеет свои особенности, как и положительные и отрицательные стороны.
Использование шнека и ротора
Самым доступным способом является шнековое бурение скважин. Оно подразумевает собой использование винта, который входит в землю, разрыхляя ее. Использование данного приема возможно в сухом или мягком грунте. Для скальных пород или плывунов подобный метод не подойдет.
Бурение скважин осуществляется за счет разрушения породы и подачи ее в устье. Шнековый способ возможен для бурения скважин, размеры которых равны 6-80 см в диаметре и 60 м в глубине. В некоторых случаях глубина может быть увеличена до 100 м. При осуществлении подъема бура нужно хорошо закрепить стенки скважины. Для предотвращения осыпания сразу после погружения шнека нужно погрузить обсадную колонну.
Таким образом, данная методика бурения скважин проста в организации и выполнении работы. Сама установка мобильна, что позволяет ее использовать в нужном месте в течение небольшого отрезка времени. Однако подобный способ имеет ограниченную глубину, на которой могут проводиться работы, и ограничение по месту, например нельзя проводить бурение на скальных породах.
Бурение на воду роторным способом совершается за счет непрерывного действия долота, которое совершает вращение. Одновременно с ним применяется глинистый раствор, который предназначен для вымывания из ствола скважины породы. Данным методом можно осуществлять разбивку скальных пород. Чтобы проводить вымывание из ствола грунта, нужно иметь грязевой насос, а на трубу должен непрерывно подаваться раствор.
При данном способе может применяться обратная промывка, при которой в затрубную область происходит подача раствора. Вымывание разрушенной породы происходит через трубу. Это позволяет ускорить работу и более качественно достать водоносный пласт.
Данный метод имеет ряд преимуществ. Цена на работу заметно снижена, что объясняется экономией обсадных труб. Кроме того, скорость проходки довольно высока по сравнению с другими методами. Однако нужно обратить внимание, что в холодное время года следует проводить утепление циркуляционной системы. Плюс ко всему невозможно снять пробу с водоносного слоя, не выполнив предварительный спуск и обсадку скважины. Так как применяется большое количество воды и глины, это приводит к загрязнению известковых пластов.
Ударно-канатный и ручной способы
Самым трудоемким и длительным по выполнению является ударно-канатный метод. Однако он самый качественный, поэтому не стоит о нем забывать. Процесс представляет собой разрушение породы за счет удара об нее тяжелого предмета, пущенного с определенной высоты, с последующим извлечением раздробленной породы.
Установка для бурения представляет собой треногу, трос, лебедку и стакан. Последний элемент является заостренным с одной стороны. Подъем этого элемента осуществляется при помощи лебедки, после чего снаряд резко опускают. При падении в снаряд попадает небольшое количество грунта. Для лучшего преодоления сопротивления грунта используется ударная штанга, которая ударяет стакан по его торцу. Для работы с твердыми породами используется долото.
Данную использовать очень просто, так как не требуется применять раствор для вымывания пород. Кроме того, человек, осуществляющий работы с использованием данного метода, сразу узнает о вскрытии водоносного слоя, а такая скважина будет работать еще долго. Однако при работе нужно осуществлять перекрытие водоносных слоев и плывунов с помощью обсадной трубы.
На небольшом участке хорошую эффективность показывает ручной на воду. Для работы понадобится бур, инструменты, с помощью которых будет проводиться очистка бура, и переходные штанги. Что касается диаметра главного инструмента, то этот параметр может колебаться в пределах от 10 до 30 см. Данный способ подойдет в тех случаях, когда требуется сделать скважину глубиной, не превышающей отметку в 10 м.
Выполнение работы
Ранее были описаны основные технологии бурения скважин, теперь же следует остановиться подробнее на главных моментах этого процесса. Данная работа включает в себя три этапа: измельчение породы, удаление грунта из отверстия скважины, после чего происходит закрепление ее стенок.
Первый этап – измельчение породы. Работа выполняется с помощью специальных механизмов, которые разрушают грунт. Выбор механизма зависит от используемой технологии бурения скважин, основные из них были описаны ранее. Удаление грунта, или породы, тоже зависит от используемого метода.
В этом плане выделяют гидравлический способ. Он подразумевает использование технической жидкости, с помощью которой порода поднимается. Механический тип удаления грунта включает в себя использование буров, шнеков или желонок. С помощью пневматического метода удаление породы осуществляется действием сжатого воздуха.
После удаления породы требуется выполнить обсадку скважины, которая выполняется металлическими трубами. Часто используется трубы, которые изготовлены из черного металла. Использовать же трубы, имеющие оцинкованную поверхность, не рекомендуется, если речь идет о питьевой воде. Что касается применения труб из нержавеющей стали, то подобное мероприятие просто нерентабельно.
В данный момент методика бурения скважин подразумевает собой использование двойной обсадки. Этот способ включает в себя применение пластикового вкладыша, с помощью которого происходит изоляция колонны. Двойная обсадка позволяет увеличить срок службы объекта, в то же время повысив технические параметры.
Последний этап технологии бурения скважины включает в себя прокачку воды до тех пор, пока она не достигнет прозрачного состояния. Помимо этого следует измерить дебит, динамический и статический уровни, которые необходимы для осуществления выбора и последующего монтажа водоподъемного инвентаря.
Таким образом, технология бурения скважины для воды включает в себя несколько этапов, которые заключаются не только в начале процесса бурения и его продолжении, но и последующем обустройстве скважины с целью дальнейшего ее использования и добычи качественной воды.
В целом процесс работы зависит от используемого метода, на что следует сразу обратить внимание.
На приусадебных участках, удаленных от центрального водопровода единственным выходом получить воду для питьевых и бытовых нужд является обустройство автономного источника. Вариантов такого водозабора существует немного. Это колодец и скважина. Для загородного дома второй вариант предпочтительнее, так как позволяет получить относительно чистую воду в достаточном объеме. Выбор способа бурения скважины зависит от глубины залегания водоносного пласта, его ресурса и геологических условий.
Как правило, скважины бурят на три основных водоносных горизонта, отличающихся качеством воды, глубиной залегания и мощностью источника.
- Первый горизонт – верховодка. Располагается на небольших глубинах до 10 метров. По своему качеству вода годится только для технических нужд из-за недостаточной очистки. Степень загрязнения зависит от сезона, находящихся поблизости сельхозугодий и промышленных предприятий. Мощность пласта небольшая. Максимальный дебет не превышает 0,5 м 3 /ч. Годится для бурения абиссинской скважины или устройства колодца. Проходку ствола можно осуществить своими руками посредством несложных инструментов и оснастки.
- Второй водоносный пласт – песчаный. Глубина залегания от 10 до 50 м. Качество воды приемлемое, на глубоких горизонтах пригодна для питьевых нужд. Водоотдача такого источника стабильна и составляет от 1 до 2 м 3 /ч. Вскрывают месторождение механизированным способом бурения. Диаметр скважин на песок составляет от 5 до 10 см.
- Третий горизонт – артезианский. Располагается водоносный слой на известняках, залегающих на глубинах от 50 метров. Вода характеризуется высокой степенью очистки и представляет собой стратегический ресурс. Для вскрытия пласта и добычи воды требуется разрешение. Потенциал водоотдачи высокий – от 3 до 5 м 3 /ч. Объем воды стабильный. Бурение скважины осуществляется с применением специальной техники. Традиционно используют ударно канатный способ. Диаметр ствола такого водозабора в среднем составляет 12…14 см.
Классификация способов
Способы вскрытия водоносных горизонтов классифицируют по двум основным критериям.
- По виду применяемых механизмов и приспособлений:
- Ручной;
- Механический.
- По типу использования бурового механизма:
- Роторный;
- Ударно-канатный;
- Шнековый;
- Колонковый.
Особенности ручного бурения
Способ ручного бурения требует больших затрат физической силы, но позволяет сэкономить на оборудовании. Применяется при монтаже скважин глубиной не более 25 метров и проводится до тех пор, пока бур не дойдёт до водоупорного слоя.
В случае с ручным бурением используют:
- комплект буровых головок (бур-долото, бур-ложка, змеевики, желонки);
- штанги;
- лебёдка или электрическая таль;
- обсадные трубы;
- для работы на большой глубине – бурильная вышка.
Процесс проходки ствола состоит из следующих этапов:
- Выкапывается небольшая яма глубиной в 40-50 см, в которой разместится бур.
- Затем один человек начинает вращение бура; когда он войдёт достаточно глубоко, вращать придётся вдвоём, потом – вчетвером.
- Через каждые 50-70 см вхождения в землю, бур необходимо вытаскивать и прочищать, чтобы грязь не залепила всю головку.
- Если грунт слишком жёсткий, получившееся отверстие нужно необходимо заливать водой.
В момент заполнения шахты водой изнутри, работа прекращается. Теперь остаётся только откачать грязную воду с примесями – примерно 5-7 литров. Для этого понадобится насос.
Главное преимущество ручного метода – низкая стоимость, однородная структура ствола на всей длине. Тем не менее, использовать его можно лишь на малой глубине. Дебит и срок эксплуатации такой скважины оставляют желать лучшего.
Специфика роторного бурения
Роторный способ применяют при бурении скважин различной глубины. Тут уже не обойтись без специального оборудования, а именно – самоходной буровой установки, габариты и оснащение которой зависят от условий работы.При походке ствола снаряд с долотом вращательным движением разрушает породу, постепенно углубляясь к пласту.
- Для бурения в плотном каменистом грунте используется модель УРБ-2А2.
- В условиях полной застройки – МБУ-2М.
- Для проходки промышленных скважин глубиной до 500 метров – УРБ-3АМ.
Буровая установка снабжается полой мачтой, внутри которой размещается подвижный вал с долотом. При включении вал начинает вращаться, приводя в движение долото, острые края которого пробивают в породе ствол необходимого диаметра.
В процессе проходки производится промывка, в ходе которой скважина освобождается от слоя выработанного грунта. Промывка может осуществляться двумя способами:
- прямым;
- обратным.
В первом случае струя воды подаётся в скважину сверху; смешиваясь с грунтом, она заполняет её целиком, после чего выходит наружу в верхней части. Метод универсален, поскольку может использоваться на любой скважине и дополнительно расширяет её диаметр, что впоследствии обеспечит больший дебит.
Недостаток прямой промывки – повреждение структуры водоносного горизонта.
При обратной промывке вода поступает в скважину самотёком, после чего вместе с грунтом выкачивается при помощи насоса. Такой метод обеспечит ещё большее значение дебита, но потребует больших капиталовложений.
Ударно-канатное бурение
При таком способе, разрушение породы производится за счёт резкого механического воздействия, а именно – падения тяжёлого предмета с высоты. В качестве такого предмета выступает забойный стакан – кусок стальной трубы с буром на конце. В корпусе трубы делают несколько отверстий для быстрой очистки от грунта при вытаскивании. Освобождение стакана от породы производится через каждые 50 см проходки.
К задней части стакана крепится трос или канат, другой конец которого расположен в верхней части буровой вышки. Вышкой называют сборную конструкцию из брёвен, металлических балок или труб высотой от 2 м. Для бурения скважин глубиной от 20 м используются канатно-ударные бурильные установки.
Преимущества
Ударный метод обладает рядом преимуществ.
- Его можно использовать для работы с прочными каменистыми грунтами
- Стакан не портит водоносный слой и стенки скважины и легко очищается.
- Способ можно использовать для изучения характеристик грунта на определённых слоях.
- Монтаж скважины можно проводить сразу после окончания бурильных работ.
Недостатки
Из недостатков метода можно выделить следующие моменты:
- Низкая скорость бурения.
- Невозможность использования на песчаном грунте.
- Метод годится только для вертикального бурения.
Шнековый метод
Основным инструментом, использующимся при данном методе, является шнек. Чтобы понять его устройство, представьте себе ледовый бур для зимней рыбалки, только больших размеров. Шнек работает аналогичным способом – его вставляют в подготовленную яму и вращают при помощи мобильной буровой установки.
Шнековый способ отличается высокой производительностью – при его использовании можно провести бурение в самые короткие сроки. Обуславливается такая скорость за счёт быстрой выемки породы из скважины – она выходит сама, перемещаясь вдоль сплошной винтовой поверхности шнека. Диаметр винта может доходить до 1500 мм.
Кроме того, шнековое бурение идеально подходит для работы на песчаном и болотистом грунте и не предполагает никаких физических усилий либо серьёзных затрат на оборудование.
Из недостатков можно выделить невозможность его использования на каменистой почве, а также ограниченную глубину – не более 50 метров.
Колонковый метод
В основном, применяется при бурении промышленных скважин, а также для исследовательских работ. Порода разрушается при помощи специального долота – пустотелой трубы, оборудованной резцами. Проникая вглубь грунта, она отсекает его от основной структуры, после чего не составляет труда вымыть его наружу при помощи направленной струи воды под давлением.
Высокая функциональность колонкового способа бурения позволяет использовать его не только при бурении скважин, но и для строительных работ – например, если необходимо проделать отверстие в железобетонной плите. Долото приводится в движение при помощи буровых установок ЗИФ.
- Преимущества метода очевидны – высокая скорость работы, взаимодействие с любыми видами породы, мобильность и малые габариты буровой установки.
- Из недостатков можно выделить небольшой диаметр трубы долота (не больше 150 мм) и быстрое стачивание коронок, что приводит к дополнительным расходам.
Выбор метода зависит от трёх основных параметров:
- типа грунта;
- диаметра сечения ствола;
- глубины проходки.
Для скважин малой глубины в мягком грунте рекомендуется использовать шнековый или ручной метод, в твёрдом – ударно-канатный.
Помимо этого выбирая способ бурения, обратите внимание на дополнительные критерии:
- необходимый объем воды;
- частота использования;
- качество воды;
- стоимость, которую придётся затратить на сооружение автономного источника, а именно – рациональность подобных расходов.
Перед проведением бурения скважины на малую глубину следует учитывать внешние факторы – климатические условия, сезонные изменения грунтовых вод, близкое расположение сельскохозяйственных угодий и объектов с вредным производством.
При монтаже артезианских скважин потребуется их регистрация в надзорных органах и оформление соответствующих документов, а значит – новые траты времени и денег.
Помните, что водозабор, изготовленный качественно, с учётом всех оказывающих влияние факторов, прослужит Вам на протяжении многих лет. Перед составлением заказа на бурение, необходимо получить профессиональную консультацию, провести экспертизу на наличие воды, подобрать наилучшее место для размещения скважины в отдалении от септиков и выгребных ям. При обнаружении каких-либо неисправностей в её работе лучше не рисковать и обратиться за помощью к специалистам, проводившим монтаж.
Наличие собственной скважины позволяет домовладельцу меньше зависеть от центрального водоснабжения (насколько это возможно), кроме того, готовить пищу и напитки на основе природной чистой воды. Рассмотрим, с чего начать процесс планировки и бурение скважин на воду.
Выбор типа скважины
Бурение водяных скважин – процесс, требующий подкованности технической части и некоторых подготовительных этапов. В первую очередь следует определить, какой тип скважины пробурить, а также проанализировать, является ли добываемая вода пригодной к употреблению.
Ствол для скважины может быть:
- Фильтровым – песчаный колодец;
- Безфильтровым – артезианский колодец;
- Колодцем трубчатым.
Артезианские
Подразумевает бурение на глубину до двухсот метров – на этой глубине залегает пористый известняк. Преимуществом артезианских скважин на воду является бесперебойная подача воды вне зависимости от времени года, так как на такой глубине забоя вода не замерзнет. Длительность эксплуатации скважины достигает пятидесяти лет.
Принцип бурения
Песчаные
Бурят на глубину до тридцати метров. Такая скважина состоит из заглубленной трубы, в конце которой устанавливается фильтр, задерживающий крупные механические примеси и песок. Песчаная скважина может обеспечить водой дачный участок или небольшой загородный дом.
Преимуществом песчаного колодца является простота бурения и сравнительно невысокая стоимость обустройства и обслуживания скважины. Недостатком является:
- низкая производительность;
- вероятность заиливания;
- попадание в скважину грунтовой или поверхностной воды.
Кроме того, песчаная скважина обычно служит не более десяти лет.
Колодец
Схема и установка абиссинского колодца
Колодец, устанавливаемый для добычи чистой воды, называется абиссинским или трубчатым. Его бурят на глубину до пятнадцати метров, а забой сооружают заводскими бетонными кольцами. Если на участке имеется хороший родник, колодец быстро накапливает воду.
Определяясь с типом колодца, учитывайте необходимый вам объем воды для потребления и регулярность потребления водных ресурсов. Например, песчаная скважина вполне обеспечит дачный участок, на котором живут только в весенне-летний период.
Если же требуется обеспечение водой дома, в котором живут круглый год, подойдет артезианская скважина, как наиболее приемлемый вариант автономного водоснабжения.
Чтобы подойти к технологии бурения под скважину разумно и без плачевных последствий, следует обратить внимание на несколько важных нюансов.
Интенсивность. При неконтролируемом и массовом заборе воды может начаться так называемая суффозия грунта, в результате чего он проваливается и достаточно глубоко, что особенно плачевно для участков с жилыми домами.
Глубина. При самостоятельном бурении на равнине в России критической глубиной считается двадцать метров. Если вы хотите пробурить глубже, поинтересуйтесь у специалистов, сколько стоит такая работа, и будете приятно удивлены, так как самостоятельное бурение глубокой скважины обойдется значительно дороже.
Срок использования. Период эксплуатации любой скважины сильно зависит от того, как часто и сколько воды будет из нее браться. Если рационально пользоваться песчаной скважиной, она может прослужить и 15 лет, а артезианская зачахнет уже лет через пять, если бесконтрольно качать из нее воду.
Разведочное бурение и анализ воды
Разведочное бурение проводят для определения качественного источника воды на участке, а также для проведения анализа добытой воды. Иногда она служит временным источником, пока не будет окончательно принято решение о капитальной скважине. Разведочный стол называют иглой.
Для этого нужна буровая штанга, буровой снаряд и обсадка, которые будут составлять одно целое. Бур остается в земле. Такая скважина выполняется ударной технологией. Особых буровых инструментов для этого не требуется. Проходка составляет до трех метров в час, а максимальная глубина – до пятидесяти метров.
Простейший фильтр будет иметь на конце своем копьевидный наконечник, в середине состоять из трубы отверстия, а на верхушке – из шарикового клапана.
Добытую таким образом воду отдают в любую лабораторию по исследованию природных ресурсов для проверки на минеральные вещества, активность ионов водорода, содержание металлов, щелочей, растворенных кислот.
Методы бурения
Методы бурения классифицируют по двум параметрам.
В зависимости от применяемого механизма бурение может быть:
- Механическое;
- Ручное.
В зависимости от принципа работы буры:
- Ударно-вращательный метод;
- Ударный;
- Вращательный.
Рассмотрим, чем примечательная каждая технология бурения скважин на воду и как она выполняется.
Ручной способ
Вполне подходит для самостоятельного выполнения процесса при наличии всех нужных инструментов. Такой колодец будет не более тридцати метров, почву пробивают до достижения слоя воды.
Для этого понадобятся обсадные трубы, штанги, лебедка и буровые головки разных параметров. При создании более глубокой скважины, нужна бурильная вышка для подъема и погружения бура.
Если штанги не нашлось, сделать ее можно, соединив трубы шпоном или резьбой. К концу нижней штанги крепят буровую головку. Процесс выглядит следующим образом:
- Над местом предполагаемой скважины размещают вышку так, чтоб она была несколько выше длины штанги.
- Лопатой выкапывают небольшое углубление для бура.
- Вставить бур в углубление и вращать его. Возможно, понадобится помощь, потому что при углублении движение бура будет затрудняться.
- Пробив полметра, остановитесь, выньте бур и прочистите его от налипшей земли.
- Достигнув водяного слоя, откачайте три-четыре ведра грунтовой воды.
Последнее действие необходимо для устранения грязной воды и может быть выполнено погружным насосом.
Роторный способ
Это вращательный метод, который чаще всего используется при бурении глубокой скважины. Для этого понадобится специальная установка, оснащенная трубой. В этой трубе имеется вращающийся вал и долото. Воздействие на долото выполняется за счет гидравлической установки. Грунт из пробуренной скважины вымывают специальным раствором.
Таким образом, труба располагается над местом бурения и при вращении вала и долота пробивает почву. Жидкость может подаваться по стволу сверху вниз, тогда раствор, вымывая землю, выходит наружу через затрубное пространство. Такой способ называют прямой промывкой.
Может быть применена и обратная промывка, при которой раствор самотеком идет в затрубное пространство и после пробивания выкачивается погружным насосом.
Ударно-канатный способ
Метод основан на падении максимально тяжелого инструмента, обычно забивного стакана, с вышки в месте предполагаемой скважины. При желании самостоятельно применить ударно-канатную технологию, потребуется:
- Прочный канат;
- Забойный стакан – обычно прочная металлическая труба, подвешенная на канате;
- Инструменты для уборки грунта.
Технология и последовательность действий:
- Изготавливают вышку в форме треноги из стальных труб или крепких бревен. Высота зависит от длины забойного стакана и должна превышать ее на 1,5 метра.
- Забойный стакан изготавливают из стальной трубы, на конце которой находится режущее приспособление.
- К верхней части стакана крепят трос.
- Регулируя трос, стакан быстро отпускают на место пробоя.
- Землю из стакана извлекают через каждые пробуренные полметра.
Для создания глубокого колодца привлекают установки типа УГБ-1ВС.
Шнековый способ
Метод взял свое название от основного применяемого инструмента – шнека или Архимедового винта. Он выглядит как буровая штанга, к которой приваривают лопасти спирально. Вращая такой шнек, земля выносится на поверхность и собирается.
Для более глубокого колодца понадобится аренда , так как самостоятельно изготовленный шнек бурит не более чем на десять метров в глубину.
Стоит отметить, что подойдет только в том случае, если грунт богат песчаной породой. Кроме того, если шнек сталкивается на своем пути с камнем, придется искать другое место для пробивания грунта и остановить работу.
Колонковый способ
Все реже используется в наши дни для бурения скважин под воду. Чаще применяется для гидрогеологических исследований. Для этого используется оборудование типа ЗиФ-650, которое извлекает столб грунта, создавая так называемую колонку.
Схема колонкового долота для бурения скважины под воду
Разрушение грунта проводится кольцевым способом, затем он вымывается. Скорость такого обустройства достаточно высокая, кроме того, позволяет пробивать твердые породы, но требует больших затрат на аренду серьезного геологического оборудования.
Обеспечение загородного дома водой является первостепенной задачей. Без воды даже невозможно выполнять строительство, не говоря уже о нормальном пребывании на даче круглый год или посезонно. Существует несколько вариантов: подключиться к централизованной системе, выкопать колодец или выполнить бурение скважины на воду. Самый простой первый вариант, но при его отсутствии проще выкопать неглубокий колодец. Но качество воды будет низкое, поэтому многие предпочитают изготовить собственную скважину на воду своими руками. Предлагаем ознакомиться с технологиями бурения, которые доступны для домашнего использования.
Способы бурения
Бурение скважин на воду осуществляется различными способами. В частности, существуют такие технологии:
- Ударно-канатное бурение.
- Роторное бурение.
- Шнековое бурение.
- Гидробурение.
Рассмотрим все особенности технологий бурения скважин своими руками.
Ударное канатное бурение
Канатная методика подразумевает использование специального механизма. Процесс бурения скважин на воду данным методом считается наиболее доступным для домашнего использования. При этом процесс довольно-таки продолжительный. Если отсутствует механизм, то процесс поднятия ударного элемента также будет требовать серьезных трудозатрат.
Бурение скважины на воду своими руками ударно-канатным способом можно выполнять в разных типах почвы. Тут важно подбирать соответствующие снаряды. Ниже опишем некоторые приспособления, которые используют дачники для самостоятельного бурения скважины на участке:
- Толстостенная труба из металла. В нижней ее части имеется срез и режущая кромка. Такое сооружение также известно, как бур-стакан. Многие умельцы делают подобный бур для бурения скважины вручную самостоятельно. Оптимальный вариант для несыпучего слоя глинистого грунта.
- Если почва преимущественно имеет твердые породы, такие как щебень или песок, то используется желонка. В нижней части бура приваривается клапан. В момент удара бура по грунту, клапан открывается, грунт попадает внутрь стакана. В момент поднятия, клапан закрывается. Благодаря этому порода не высыпается, а изымается наружу.
- В подобном грунте при ручном бурении скважины на воду можно использовать бур-ложку. Такое название он получил благодаря своей специфической форме.
- Если при бурении скважины вручную вам попалась скальная порода, то применяется буровое долото. Сперва породу необходимо раздробить, а потом изъять из источника.
В основе всех этих буров используется канат и специальная установка – тренога. Для автоматизации процесса по изъятию бура, на треногу может устанавливаться двигатель. В таком случае ударно— вращательный метод значительно ускорит весь процесс бурения.
Важно! Чем тяжелее у вас будет снаряд, тем быстрее будет готова скважина на воду. Поэтому рекомендуется приложить усилия для его изготовления.
Роторное бурение
В этом случае задействуется специальная передвижная техника МГБУ с малогабаритной установкой. Бурение скважины на воду будет происходить гораздо быстрее. Важное условие – обеспечить свободный доступ для подъезда техники. Роторный способ эффективен в тех случаях, когда скважина на даче необходима в короткие сроки.
Схема роторного бурения
Шнековое бурение
В этой ситуации бурение скважины на воду осуществляется посредством шнекового бура. Под этим подразумевается стальная труба, имеющая наваренные лопасти в спиральном направлении. В процессе вращения шнека, снаряд постепенно углубляется в грунт. В процессе его погружения, регулярно следует поднимать наружу, очищают лопасти и наращивают трубу для большего погружения. Важно, чтобы в нижней части трубы имелась резьба и стопорное кольцо. В таком случае получится осуществить ручное бурение скважины на воду качественно.
Но данная методика бурения скважин на воду эффективна только при условии мягкой почвы. При сыпучей почве, ствол скважины будет постоянно осыпаться. А при скалистой породе метод, вообще неэффективен.
Гидробурение
Бурение скважин на воду также осуществляется при помощи технологии гидробурения. Исходя из названия становится понятным, что в процессе работ используется вода. Ее выход самотеком происходит непосредственно через бур, где имеется специальное отверстие. Дополнительно используется помпа. Технология бурения скважин гидробурением не требует большого объема воды, так как наблюдается ее циркуляция.
Выбор места для бурения скважины
Перед тем как пробурить скважину, необходимо определить место для выполнения работ. Самый лучший способ использовать всевозможные схемы и карты местности вашего региона. На них можно с большей вероятностью узнать, будет ли скважина на воду с хорошим водоносным запасом или нет. Например, в некоторых регионах страны доступна только верховодка. Залегает она на глубине до 10 метров. Данную воду можно принимать в пищу только при регулярных сдачах на анализ в соответствующие органы. Во всех остальных случаях необходимо устанавливать систему глубокой очистки. Но как правило, на такую глубину пробурить скважину на воду не рентабельно, достаточно сделать небольшой колодец.
Скважина под воду преимущественно изготавливают в месте, где доступна артезианская вода. Этот источник будет давать воду прекрасного качества. Данный водоносный пласт располагается на глубине в районе 55 м и более. Однако без соответствующих разрешений поднимать эту воду запрещено. Для бытовых нужд и без каких-либо разрешений можно бурить отверстие в безнапорной скважине. Как правило, такие источники называют – игла на песок. Бурение скважин на песок выполняется очень часто самостоятельно без привлечения специальной техники. Данный водоносный слой располагается на глубине от 5 до 20 метров. Но перед тем как ее пить, следует тщательно прокачать скважину на участке.
Что касается конкретного места, то существует множество способов как определить на участке воду. Например, планируя выполнить бурение песчаных скважин, предварительно изготавливается разведочная скважина. Также есть и народные способы. Но лучше всего, найти карты и схемы залегания водоносного пласта в вашем регионе.
Виды скважин и их особенности
Тип или вид скважины на участке определяет особенность геологии участка в конкретной точке сверления. Так, на это влияет сразу несколько факторов:
- Глубина.
- Твердость породы.
- Особенность геологического разреза.
Также на конкретный вид влияет и технология бурения скважин. Теперь предлагаем сравнить между собой 4 типа источников:
- Промышленная.
- Разведочная.
- На песок.
- Абиссинский колодец.
Промышленная
Это водозаборная скважина на известняк, имеющая в диаметре 600 мм. Как правило, глубина составляет более 500 м и имеет большой дебит до 100 кубов на один час. Пробурить скважину под воду такого плана эффективно на крупные сельскохозяйственные и технологические строения и производства. Ее эксплуатируют для коттеджных поселков и прочее. Используемый способ бурения скважин – роторный.
Разведочная
Если осуществляются гидрологические или геологоразведочные работы, то осуществляется сверление разведочного отверстия. В большинстве случаев применяется вращательная технология. Как правило, диаметр очень маленький, а устройство скважины очень простое. Плюс ко всему, это самая дешевая по инвестициям. Благодаря этому появляется реальная возможность узнать, где именно можно приступать к масштабным работам.
Скважина на песок
Такая водяная скважина изготавливается вручную с использованием технологии вращательного способа. Для этого используется шнек. Буквально за два дня можно справиться со всей работой. Ее относят в категорию малодебитной до 1 кубического метра в час. Для выкачки применяются вибрационные насосы. При соблюдении технологии бурения скважины на воду, она прослужит до 10 лет. Чтобы все работало исправно, рекомендуется постоянное ее использование.
Абиссинский колодец
Сооружение абиссинского типа представляет собой источник, который легко изготовить своими руками. Его даже нельзя полноценно назвать на бурение, ведь в основе используется специальная штанга, которая забивается в почву. На нижней ее части крепится специальная фильтрующая сетка, позволяющая поднимать наверх воду хорошего качества. В процессе используются штанги для наращивания. Соединение осуществляется посредством резьбы. В отличие от других технологий бурения скважин под воду сама труба и остается в грунте, так как по ней будет поступать вода. Диаметр трубы может достигать до 32 мм. Крайне важно чтобы все соединения были максимально герметичными, так как игла забивается в почву на долгий срок.
Инструменты для бурения скважин на воду
Если планируется ручное бурение скважин, то оптимальная технология ударно-канатная, она самая распространенная и доступная. Для этого потребуется такой инструмент и материал:
- Лопата.
- Бур, имеющий режущую часть. Чтобы увеличить вес бура, на него можно наварить стальные винты или другие металлические предметы.
- Тачка для транспортировки грунта.
- Насос.
- Емкость с водой.
Также потребуется такой материал:
- Проволока.
- Труба.
- Стальная проволока для фильтра.
- Гравий или щебень.
Бурение скважин на воду своими руками
Скважина на даче при помощи ударно-канатной технологии изготавливается своими рукам. Суть технологии сводится к тому, чтобы пробурить в почве отверстия посредством забивного стакана. С высоты падает инструмент, который разбивает породу. После, его поднимают и со стакана изымается почва. Для этого необходимо создать определенные условия. Теперь предлагаем во всех подробностях рассмотреть, как сделать скважину своими руками.
Перед тем как пробурить скважину на даче необходимо сделать шурф. Под этим подразумевается копка неглубокой ямы, чтобы облегчить пробивку скважины на участке. Прежде всего, за счет этого сокращается глубина бурения и исключается вероятность обвала верхнего слоя грунта. Его размер может иметь такие габариты: 1,5 на 2,5 метра. По краям стенки шурфа укрепляются фанерой. Благодаря этому грунт точно не будет осыпаться.
Далее технология бурения скважины на воду включает установку треноги. Это специальный ударно-канатный механизм, позволяющий бурить скважину на воду. Тренога служит опорной установкой для удержания бурового стакана. Изготавливается она из дерева или металлического профиля. Длина бруса/трубы должна достигать до 5 метров. Обязательно осуществляется крепление лебедки с тросом. На тросик крепится буровой стакан.
Бурение на дачном участке
Получившаяся установка имеет компактные размеры, не требует использования для бурения скважин малогабаритной буровой установки и делается своими руками. Пробурить скважину таким способом можно за разное время. Скорость определяет характер почвы. За один удар бур может пройти и до одного метра. Если почва каменистая, то до 200 мм.
Совет! Чтобы ускорить процесс изготовления скважины на участке, в отверстие можно подливать водичку. Она будет смягчать породу. Более того, стакан необходимо постоянно очищать.
Что касается троса, то у него должен быть достаточный запас, чтобы бур не оторвался и не остался на самом дне отверстия. По мере продвижения, можно сразу монтировать обсадную трубу или после окончания бурения скважины на воду вручную.
Если выбран первый способ, то бурение скважин на воду технология процесса будет включать обсадную трубу, имеющая больший диаметр чем сам бур. При этом способе важно контролировать глубину скважины для питьевой воды. В противном случае можно пропустить водоносный слой и закрыть его трубой. Поэтому следует четко контролировать уровень влажности поднимаемого наружу грунта.
Определить этот момент при изготовлении скважины на воду на даче можно по таким критериям:
- Очень быстро стал садиться узел.
- В промывке вы обнаружили водоносную породу.
- В буре после глины, вы обнаружили песок.
- Образуется статический напор.
- С приямка начала уходить вода.
- Бур начинает вибрировать.
Поэтому, когда бурим скважину таким способом важно быть крайне внимательным.
Как только вы дошли до водоносного слоя, скважина на даче своими руками требуется в прокачке и очистке от грязной воды. Благодаря этому, вы сможете узнать, будет ли эта скважина на дачном участке соответствовать всем потребностям вашей семьи по своему дебету.
Если в процессе откачки вода продолжительное время мутная, тогда следует углубить скважину на даче своими руками.
Обсадная труба
Конструкция водозаборной скважины в обязательном порядке включает в себя выполнение обсадки. Для этого можно использовать пластиковые или металлические трубы. Не советуется использовать оцинкованные трубы, так как они могут негативно сказаться на химическом составе воды.
Итак, устанавливая обсадную трубу, достигаются следующие цели:
- Стенки источника не осыпаются.
- Водозабор не заиливается.
- Исключается вероятность попадания верховодки, которая в категории скважин не самая лучшая.
- Источник будет оставаться чистым.
Как уже говорилось, водозаборная скважина может обустраиваться обсадной трубой в процессе бурения или после. Если труба заходит в грунт тяжело, то необходимо приложить физические усилия и поработать кувалдой.
Промывка скважины на воду после бурения
После бурения скважины своими руками и установки обсадной трубы осуществляется промывка – обязательный этап. Суть этого процесса сводится к тому, что в источник опускается труба, через которую под давлением закачивается вода. За счет напора из отверстия полностью удалится песок и глина. Все это будет откачено наружу. Как только пошла чистая вода обязательно сдайте ее на анализ в соответствующей организации.
Плюсы и минусы
Данный способ бурения скважины на воду имеет свои плюсы и минусы.
Достоинства:
- Конструкция скважины на воду позволяет сделать источник с высоким дебетом и продолжительным эксплуатационным сроком.
- Оборудование для бурения скважин можно сделать своими руками, что является экономией, как если бы пришлось арендовать для бурения скважины малогабаритную установку.
- Возможность контроля уровня воды и видеть водоносный слой.
- Проектирование водозаборных скважин позволяет создать входное отверстие с большим диаметром.
- Данные способы бурения позволяют проводить работы даже в зимнее время года.
Недостатки:
- Существуют другие виды бурения скважин, позволяющие проводить работы намного быстрей.
- Потребуется большой объем оборудования для бурения скважин на воду, особенно что касается обсадной трубы.
- Данные виды скважин на воду требуют серьезных физических и трудовых ресурсов.
- Перед тем как бурить скважину на воду необходимо определить характер грунта, не всегда ударно-канатная технология актуальна.
- Нанесение вреда ландшафтному дизайну придомовой территории. По этой причине перед тем как пробурить скважину своими руками не следует проводить озеленительные работы.
Заключение
Итак, вот мы и рассмотрели все особенности того, как сделать скважину на воду своими руками. Кроме всего прочего, мы узнали о разновидностях этого источника, который при разных обстоятельствах получает разные наименования, например, поглощающие скважины, термометрические скважины, скважина на песок и другие. Чтобы закрепить всю теорию и знать, как самому справится с работой, предлагаем просмотр подготовленного видеоматериала в конце статьи.
Решение о строительстве собственного водозаборного устройства на участке обосновано несколькими причинами, среди которых:
- отсутствие централизованного водоснабжения;
- желание иметь источник воды с повышенным ее качеством без обработки хлорирующими составами;
- большая потребность в воде для полива огорода – при нынешних ценах на живительную влагу из водопроводной сети, ведение приусадебного хозяйства становится дорогостоящим удовольствием, иногда просто нерентабельным.
Независимо от того, будут ли выполняться работы сторонней организацией или самостоятельно, технология бурения скважин на воду должна быть как можно лучше знакома. Это поможет избежать обмана исполнителями и лишних затрат на реализацию замысла.
Выбор способа зависит от нескольких факторов:
- Наличие воды на участке. В первом приближении это можно определить наблюдениями за окружающей средой, имеется ряд признаков, свидетельствующих о ее наличии или отсутствии. Можно также произвести несколько опытов с различными предметами, чтобы получить ответ на этот вопрос.
- Характеристика состава грунтов, характерного для данной местности, от чего зависит выбор способа бурения. Такие данные можно получить в местной гидрогеологической организации, там же нужно уточнить собственные прогнозные оценки по наличию воды на участке.
- Глубина залегания верховодных (песчаных) слоев и оценка глубины залегания артезианских (известняковых) водоносных горизонтов.
При наличии таких данных можно сделать вывод о предпочтительности использования той или иной технологии бурения.
Разновидности способов прохождения стволов скважин
Роторное бурение
Рис.3. Инструмент для бурения скважин роторным способомОбычно применялось при нефтеразведочном бурении. В последнее время, с увеличение потребности в скважинах, используется и при строительстве водяных водозаборов.
Особенностью способа является высокая энергозатратность и применяемость его на тяжелых или особо тяжелых грунтах с включением скальных образований, а также по сплошным известнякам.
При вращении ротор разрушает породу, которая выносится на поверхность промывочным раствором. В состав его входит и цемент. В результате часть участка будет безнадежно испорчено. Кроме того, по окончании работ такая скважина нуждается в длительной промывке чистой водой для удаления из пор породы цемента, входящего в состав раствора.
Для небольшого загородного участка такая технология представляется нежелательной.
Бурение гидроразмывом
Это наиболее легкая технология бурения скважин на воду. В процессе выполнения работ производится размывка грунта внутри обсадной трубы, которая опускается под собственным весом. Только в начале процесса, когда обсадная колонна еще легкая, приходится прибегать к ее проворачиванию специальным ключом.
Рис.4. Бурение с размывом грунта водой под давлением
Для осуществления такого способа понадобятся:
- два насоса, один из них, способный подавать жидкость под давлением не менее 6 атм, второй – для откачки отработавшей воды обратно в бак, соответствующей производительности;
- бак; емкость зависит от планируемого размера и глубины скважины и рассчитывается из соотношения:
V = R обс 2 (см) х 3,14 x H (см) , где
V – объем бака,
R – внутренний радиус обсадной трубы,
3,14 – число ПИ.
Так, для скважины диаметром 273 мм (максимально возможный диаметр ствола скважины при таком методе проходки), внутренний диаметр обсадки составит 260 мм (радиус 13 см), предполагаемая глубина скважины – 15 метров (15000 см) необходимый объем бака составит:
13 2 х 3,14 х 1500 = 756000 (см 3) = 756 (литров) .
Учитывая, что при отсутствии воды в баке работать невозможно, принимаем потребную емкость бака 2 кубометра. Этот расход не станет обузой, поскольку правильное пользование участком предполагает применение промежуточной прогревочной емкости в системе полива огорода.
- гидромонитор – шланг с металлической трубой на конце. Выходное отверстие которой должно быть порядка 20 мм.
Выполнение процесса происходит следующим образом:
- Забуривание – производится садовым буром, диаметр которого больше диаметра обсадной трубы на 30 – 40 мм. Глубина предварительного отверстия порядка 1,5 метра.
- Установка первой секции обсадной трубы в забуренное отверстие.
- Гидромонитор вводится отверстие обсадной трубы, подается вода под давлением. Обсадную трубу при этом нужно проворачивать вокруг ее оси, способствуя ее проседанию по мере размывки грунта.
- По мере углубления ствола промывку периодически приостанавливают, чтобы установить очередную секцию обсадки.
- Откачку воды производят по мере ее накопления, отводя жидкость обратно в бак.
Недостатком такого способа является его применимость только на песчаных и супесных грунтах, а также существует ограничение по глубине скважины. Как правило, они бывают не глубже 12 – 15 метров, в редких случая достигают 20.
Ударный способ
Технология бурения скважин на воду ударным методом – один из самых древних способов, применявшихся еще в древнем Китае. Он состоит в следующем:
- Отрывается приямок глубиной порядка 1,5 метров размерами 1,5 – 1,5 метра.
- Производится забуривание для установки первой секции обсадной трубы глубиной до 2-х метров.
- Устанавливается буровая вышка – тренога высотой не менее 3-х метров. Высота буровой зависит от длины секций обсадных труб, максимальный их размер составляет 6 метров.
Рис. 5. Самодельная буровая установка для ударного бурения
Ударная часть, подвешенная на тросе от лебедки, вводится в отверстие обсадной трубы и отпускается в свободное падение. При попадании на грунт, она активно разрушает его и он, в измельченном виде попадает внутрь ударной части (изготавливается из трубы). На конце ударника нарезаны зубья и разведены как на пиле.
Внутри ударника установлен клапан, пропускающий рыхлый грунт внутрь, но препятствующий его высыпанию при очередном подъеме. При прохождении глинистых влажных слоев применяется ударник без дополнительных приспособлений (стакан), влажная глина хорошо держится в нем за счет прилипания к стенкам. После прохождения расстояния около метра, ударник нужно извлечь из ствола и очистить его полость.
В арсенале профессиональных буровиков количество модификаций ударников доходит до 10 видов и более. Различные конструкции применяются для прохождения грунтов с отличающимися свойствами. Таким образом, широкий выбор инструмента позволяет проходить практически любые грунты, кроме скальных пород. Качество скважин при этом остается самым высоким. Поэтому, не являясь производительной, технология ударной пробивки остается самой популярной.
Шнековое бурение
Такая технология бурения скважины под воду становится все более популярной по причине высокой производительности и простоте исполнения.
По сути – это сверление вращающимся инструментом, при это режущая часть разрушает грунт в направлении движения, а спиральный шнек выносит его наружу. На поверхность выноситься порядка 40 – 50 % грунт, остальной уходит на уплотнение стенок. Таким образом, есть возможность производить бурение без одновременной обсадки стенок. Обсадная колонна опускается в ствол по окончании бурения.
Рис.6. Бур шнековый
У такого способа есть определенные недостатки, не позволяющие применять на песчаных и других сыпучих грунтах, а также ограничение по глубине столов до 50 метров. Дальнейшее заглубление производится с периодическим извлечением рабочего инструмента для очистки.
Бурение производится с применением очень разнообразного оборудования, а часто и вручную своими руками для скважин на верховодку. Так, промышленностью освоены и выпускаются различные миниатюрные буровые станки, при помощи которых выполняются скважины на глубину до 50 метров по легким и средней тяжести грунтам, исключая песчаные.
Такое оборудование активно применяются для обустройства водозаборов на загородных участках, зачастую нет необходимости его приобретать, а можно взять в аренду.
В то же время мощные артезианские скважины с большим дебетом выполняются с использованием настолько же мощных буровых установок.
Рис.7. Буровая установка для промышленного бурения
Перфоративное бурение
Производится путем забивки «копья» бабкой или штангой. Применяется, как правило, для оборудования абиссинских колодцев с ручным насосом для откачки воды. Ограниченный диаметр скважины позволяет выполнение работ самостоятельно и в короткий промежуток времени.
Кроме описанных способов, наиболее популярных на практике, применяются многие приемы, комбинирующие особенности различных способов.