Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Ручное бурение на воду

Содержание

Типы водозаборных выработок и грунтов

Перед началом буровых работ следует изучить состав грунта на участке, чтобы хотя бы примерно представить свою будущую скважину.

В зависимости от особенностей пролегания водоносного слоя различают три вида скважин:

  • абиссинский колодец;
  • фильтровая скважина;
  • артезианская скважина.

Абиссинский колодец (или скважина-игла) может быть устроен практически повсеместно. Пробивают его там, где водоносный слой залегает относительно близко к поверхности и приурочен к пескам.

Для ее бурения используют технологию забивки, которая не подходит для сооружения скважин других видов. Все работы обычно можно выполнить в течение одного рабочего дня.

Эта схема позволяет изучить особенности устройства различных скважин, чтобы лучше понять технологию их бурения и выбрать подходящий метод (кликните для увеличения)

Но дебит таких скважин невелик. Чтобы обеспечить дом и участок достаточным количеством воды, иногда имеет смысл сделать две такие скважины на участке. Компактные размеры оборудования позволяют без особых проблем устроить такую скважину прямо в подвале.

Фильтровые скважины, которые также называют скважинами “на песок”, создают на грунтах, где водоносный слой пролегает относительно неглубоко – до 35 метров.

Обычно это песчаные грунты, которые хорошо поддаются бурению. Глубина фильтровой скважины обычно варьируется в пределах 20-30 метров.

На этой схеме наглядно представлено устройство фильтровой скважины. В нижней ее части необходимо установить фильтр, чтобы предотвратить попадание песка и ила в воду

Работы при хорошем раскладе отнимут два-три дня. Фильтровая скважина нуждается в хорошем обслуживании, поскольку постоянное присутствие в воде частичек песка и ила может вызвать заиливание или запесочивание.

Обычный срок эксплуатации такой скважины может составлять 10-20 лет. Срок может быть больше или меньше в зависимости от качества бурения скважины и ее дальнейшего обслуживания.

Артезианские скважины, они же скважины “на известняк”, самые надежные, поскольку водонос приурочен к коренным отложениям. Воду вмещают многочисленные трещины скальной породы.

Заиливание такой скважине обычно не грозит, а дебит может достигать примерно 100 куб.м/ч. Но и глубина, на которую предстоит провести бурение, обычно оказывается более чем солидной – от 20 до 120 метров.

Разумеется, бурить такие скважины сложнее, а времени и материалов на выполнение работ уйдет значительно больше. Профессиональная бригада может справиться с работами дней за 5-10. А вот если мы бурим скважину на участке своими руками, может понадобиться и несколько недель, и даже месяц или два.

Но усилия стоят того, ведь артезианские скважины могут без проблем прослужить полвека, а то и больше. Да и дебит такой скважины позволяет снабжать водой не только один дом, но и небольшой поселок. Только для устройства подобной выработки не подходят ручные методы бурения.

Физико-механические свойства грунтов также имеют большое значение при выборе метода бурения.

В ходе работ может понадобиться пройти самые различные пласты, например:

  • влажный песок, который поддается бурению практически любым способом относительно легко;
  • водонасыщенный песок, извлечь который из ствола можно только с помощью желонки;
  • крупнообломочные породы (гравийные и галечниковые отложения с песчаными и глинистыми заполнителями), бурят которые желонкой или стаканом в зависимости от заполнителя;
  • плывун, представляющий собой мелкодисперсный песок, перенасыщенный водой, вычерпать его можно только желонкой;
  • суглинок, т.е. песок с обильными включениями глины, пластичный, хорошо поддающийся бурению шнеком или колонковым стаканом грунт;
  • глина, пластичная порода, с бурением которого справится шнек или стакан.

Как узнать, какие грунты залегают под поверхностью, и на какой глубине находится водоносный слой? Конечно, можно заказать геологические исследования грунта, но это процедура не безвозмездная.

Почти все выбирают более простой и дешевый вариант – опрос соседей, которые уже пробурили скважину или соорудили колодец. Уровень воды в вашем будущем водоисточнике будет примерно на той же глубине.

Бурение новой скважины на небольшом расстоянии от уже существующего сооружения может и не пойти по точно такому же сценарию, но скорее всего, будет очень похожим.

Простые методы бурения скважин

Профессиональные бурильщики располагают оборудованием и инструментарием, позволяющими пробурить довольно глубокую скважину буквально за пару дней. Но у самодеятельного мастера обычно нет ни таких средств, ни навыков работы с ними. Однако есть способы бурения, которые этого и не требуют. Чаще всего применяется бурение шнеком или ударно-канатный метод.

Способ #1 — бурение шнеком

Как понятно из названия, при этом способе бурения используется шнек или бур. Устройство представляет собой штангу, к концу которой приделан рабочий инструмент. При этом способе бурения также используют долото для разбивки валунов, если потребуется. Конструкция шнека напоминает винт, диаметр которого может быть разным.

Он в буквальном смысле ввинчивается в грунт, а лопасти винта помогают извлечь из ствола выбуренную породу.

На схеме изображено шнековое бурение. Бур закрепляют на треноге и вращают руками, периодически его вынимают, чтобы освободить шахту от разрыхленного грунта

Производится бурение следующим образом:

  1. Вращая штангу бура, в грунте проделывают вертикальное углубление.
  2. По мере углубления скважины бур с разрыхленным грунтом периодически поднимают на поверхность.
  3. По мере удлинения шахты штангу наращивают, присоединяя к ней новые и новые части.
  4. Для наращивания штанги используют надежное резьбовое соединение или хомуты.
  5. Стены скважины сразу же защищают обсадными трубами.
  6. Бур очищают и продолжают работы.
  7. Бурят до тех пор, пока не будет достигнут водоносный слой.
  8. Водоносный слой рекомендуется пройти полностью и углубиться в расположенный ниже слой грунта примерно на 0,5 м.
  9. Бур извлекают из скважины.
  10. С помощью буровой штанги внутрь обсадной колонны опускают фильтр.
  11. Обсадную трубу приподнимают таким образом, чтобы ее нижний край находился примерно по центру водоносного слоя, а не упирался в грунт.

После этого собственно бурение можно считать оконченным. Скважину следует прокачать, опустить в нее насос, обустроить оголовок и т.п.

Считается, что с помощью шнека можно пробурить только относительно неглубокую скважину – около 20-30 м глубиной. Однако многое зависит от состояния грунта. Для бурения рыхлых песков и крупнообломочных отложений рекомендуется использовать желонку.

При шнековом бурении можно использовать буровую установку, которая удерживает оборудование в правильном положении. Чтобы поднимать бур наверх, можно использовать мотор. Если выполняется так называемое “мокрое” бурение, следует предусмотреть место для удаленного из скважины мокрого грунта, отстаивания воды и т.п.

Чтобы облегчить процесс наращивания обсадной трубы, ее положение фиксируют с помощью специальных хомутов, которые можно изготовить самостоятельно

Выбирая бурение шнеком, следует помнить, что наличие воды в стволе скважины разрушительно действует на ее стенки.

Иногда можно встретить рекомендации сначала выполнить бурение, и лишь затем приступать к монтажу обсадных труб. При шнековом бурении, как впрочем, и при любом другом, надежнее ставить обсадную колонну сразу же по мере заглубления.

Способ #2 — роторное бурение

Говоря о вращательных методах бурения (а именно к ним относится шнековый метод), стоит упомянуть о бурении с помощью ротора. Именно этот метод чаще всего применяют буровики для проходки выработки в скальных породах. Для его реализации используют специальную буровую установку с ротором.

Бурение осуществляется с помощью все того же бура, но вращают его не вручную, а с помощью мотора. Ротор передает движущийся момент на буровую штангу, т.е. и на расположенный в глубине грунта снаряд.

Грунт разрушается, инструмент углубляется в породу. Чтобы ее удалить, в скважину под напором дают воду, которая вымывает мелкие обломки грунта, или вычерпывают все желонкой.

Роторное бурение осуществляется с помощью специальной буровой установки. Изготовить такое оборудование самостоятельно сложно, однако его можно арендовать

Роторный способ не слишком подходит для самостоятельного бурения, поскольку оборудование для него нельзя изготовить за пару часов “на коленке”. Необходимо купить, арендовать или одолжить специальную буровую установку с мотором. Кстати, работают такие устройства не только на электричестве, есть и газогенераторные модели.

Помимо установки нужно оборудование для интенсивной промывки скважины и/или мощный компрессор для ее продувки. Наконец, необходимы навыки работы с такими устройствами.

Бур должен вращаться практически непрерывно, а возникающие нюансы, вроде его застревания в породе, следует решать умело и оперативно.

Начинающему мастеру обычно проще работать самодельным буром или желонкой.

При так называемом “мокром” бурении стены скважины намокают, что снижает их прочность, поэтому в скважину следует сразу же опустить обсадную трубу

У роторного бурения все же есть ряд неоспоримых достоинств – это самый быстрый способ бурения, и ему обычно поддаются практически любые грунты. Однако при этом способе бурения, когда в шахте практически постоянно присутствует вода, особенно важно сразу же начать монтаж обсадной колонны, чтобы не допустить обрушения стен.

Способ #3 — бурение желонкой (ударно-канатный метод)

Ударно-канатный метод или бурение желонкой существенно отличается от шнекового и роторного бурения, поскольку в этом случае ничего вращать не нужно.

Желонка представляет собой длинный и узкий отрезок трубы с клапаном и заостренным нижним краем. Бурение ударно-канатным способом выполняется по следующей схеме:

  1. В земле с помощью садового бура проделывают отверстие (так легче начать работу).
  2. Над этим отверстием устанавливают треногу с блоком.
  3. На блок заводят трос, к которому подвешена желонка.
  4. Желонку роняют в шахту с высоты около 1,5-2 метров над землей.
  5. Ударяясь о грунт, острый край желонки разрыхляет породу, которая затем захватывается клапаном устройства.
  6. Клапан препятствует высыпанию грунта обратно в шахту.
  7. Удары повторяют несколько раз, чтобы в желонку попало как можно больше грунта.
  8. Затем желонку вынимают из шахты и очищают от грунта.
  9. Операцию повторяют до появления водоносного слоя, после чего рекомендуется продолжать бурение и углубиться в следующий слой.
  10. По мере углубления ствола в него опускают обсадную колонну, постепенно наращивая ее.

Чтобы извлекать заполненную тяжелым грунтом желонку было легче, трос соединяют с лебедкой, снабженной электромотором. Промывка водой при ударно-канатном бурении скважины обычно не используется.

Она рекомендует только в отдельных случаях, например, чтобы ускорить прохождение плывунов. Это обеспечивает достаточно высокую прочность стен скважины, т.е более качественное бурение.

Для более эффективного бурения желонку подвешивают на треноге, а достают из шахты заполненное грунтом устройство с помощью лебедки и мотора

Отсутствие воды в забое также позволяет достаточно точно диагностировать попадание в водоносный слой. При “мокром” бурении неопытные мастера иногда проходили его и продолжали углублять скважину без всякой необходимости.

Ударно-канатное бурение позволяет создавать так называемые бесфильтровые скважины. Для этого под обсадной трубой в песке вымывается полость, служащая отстойником для воды. Затем обсадную колонну немного приподнимают.

При таком способе бурения используют не только желонку, но и так называемый забивной стакан. Это такая же узкая труба с острым нижним краем, предназначенная для рыхления и выемки грунта.

В отличие от желонки, забивной стакан не снабжают клапаном, поскольку этот инструмент эффективен при прохождении вязких пластичных пород, в основном суглинков.

Падающий в забой стакан забивается связной породой (суглинком, супесью), которая удерживается внутри естественным образом. В стенках стакана делают длинные узкие прорези, через которые его отчищают от грунта, например, с помощью куска арматуры и т.п.

При ударно-канатном бурении можно эффективно использовать и желонку, и стакан, работая ими при прохождении разных слоев грунта. Ударно-канатное бурение – способ простой, древний и вполне надежный. Однако он заслуженно считается довольно трудоемким и занимает много времени.

Самостоятельное бурение желонкой глубокой скважины может отнять несколько недель и даже пару месяцев.

Но таким способом можно создать скважину солидной глубины – более 40 метров. Отдельные источники утверждают, что и 100-метровые сооружения желонке вполне по силам.

Если есть возможность, можно комбинировать разные методы бурения, чтобы ускорить работы и повысить их эффективность. Например, для прохождения слоя суглинка можно использовать шнековый бур, а плывун лучше пройти с помощью желонки.

Затем снова можно вернуться к применению бура.

Как пробурить скважину своими руками: способы бюджетного самостоятельного бурения

Правда комбинированное бурение требует большего количества инструмента, что не всегда возможно.

Способ #4 — бурение скважины-иглы

На участке с водоносным слоем, расположенным близко к поверхности, воду можно получить чуть ли не через пару часов после начала работ.

Для бурения абиссинского колодца необходимо:

  1. Пробурить в грунте длинное отверстие диаметром 5-8 см таким образом, чтобы дойти до плывуна.
  2. Вставить в отверстие узкую обсадную трубу, к нижнему концу которой приделан острый наконечник и фильтр.
  3. Забивать трубу в грунт до достижения водоносного слоя.
  4. Наращивать трубу по мере необходимости.

Первичное бурение осуществляется специальным длинным и узким шнеком, длину которого постепенно наращивают. После того, как в трубе появится вода, бурение можно считать завершенным. Поскольку глубина у абиссинских колодцев небольшая, для них обычно используют не погружные, а поверхностные насосы.

При бурении абиссинского колодца сначала используют узкий шнековый бур, чтобы пройти твердый грунт и дойти до плывуна

Шланг в такую скважину не опускают, его роль выполняет сама узкая труба. Насос устанавливают прямо на верхнюю часть абиссинского колодца.

Обсадную трубу, которая одновременно с тем является стволом выработки, наращивают отрезками по 1-3 метра, а резьбовые соединения тщательно уплотняют с помощью подмотки и силиконового герметика. Компактные размеры позволяют устроить такой колодец даже в подвале частного дома, чтобы не занимать место на участке.

Абиссинский колодец также называют скважиной-иглой, поскольку устройство обсадной трубы с наконечником-фильтром действительно напоминает иголку. Резьбовые соединения такой трубы следует тщательно уплотнить

Чтобы сделать фильтр скважины иглы, на нижней части трубы делают ряд отверстий диаметром около 10 мм. Перфорированный участок снаружи закрывают слоем специальной металлической сетки галунного плетения. Такой фильтр надежно предотвратит попадание мелкого песка в скважину.

Выясняя, как самостоятельно пробурить абиссинский колодец или скважину-иглу, методу забивания колонны узких обсадных труб следует уделить пристальное внимание. Эту операцию можно выполнить с помощью штанги или бабки. В качестве штанги используют длинный металлический прут, который постепенно наращивают, поскольку он опускается вместе с обсадной трубой.

Удары прута во время работы приходятся на наконечник. При этом на соединения трубы также испытывают дополнительную нагрузку и могут деформироваться. Иногда, при сильных ударах, муфтовое соединение может просто разорвать в процессе забивания, а это недопустимо. Бабка – это груз с отверстием.

На верхний конец обсадной трубы надевают специальный оголовок, по которому и наносят удары, чтобы забить трубу на нужную глубину. При таком способе забивания нагрузка распределяется более равномерно, однако целостность соединений все же остается под угрозой. Поэтому для бурения абиссинского колодца следует использовать только высококачественные материалы.

В этом случае уместно только резьбовое соединение, которое соосно с центром трубы. Правильно выполнить такую резьбу можно только на токарном станке. Разорванная труба доставит мастеру множество неприятностей, поскольку застрявший в грунте кусок колонны вытащить практически невозможно.

Работы придется начать заново, а расходы заметно возрастут. А вот если пробурить абиссинский колодец по каким-то причинам не удалось, почти все материалы можно использовать повторно.

Изготовление бурового инструмента

Как уже упоминалось ранее, приспособления для бурения можно изготовить самостоятельно, одолжить у друзей, или приобрести изделия промышленного производства.

Иногда буровую установку можно арендовать. Однако цель самостоятельного бурения обычно состоит в том, чтобы максимально снизить затраты. Самый простой способ выполнить бурение дешево – сделать инструменты из подручных материалов.

На схеме представлено устройство различных инструментов для бурения. С помощью долота особенно твердый грунт можно разрыхлить, а затем его вынимают буром, желонкой или другим приспособлением

Вариант #1 — спиральный и ложковый бур

Ручное бурение можно выполнять спиральным или ложковым буром. Для изготовления спиральной модели берут толстый заостренный прут, к которому приваривают ножи. Их можно изготовить из стального диска, разрезанного пополам. Край диска заостряют, и затем ножи приваривают к основанию на расстоянии около 200 мм от его края.

Бур для шнекового бурения, созданный своими руками, может быть разной конструкции. Обязательные его элементы – ножи с заостренными краями и установленное внизу долото

Ножи должны быть расположены под углом к горизонтали. Оптимальным считается угол около 20 градусов. Оба ножа располагают напротив друг друга. Разумеется, диаметр бура не должен превышать диаметр обсадной трубы. Обычно подходит диск диаметром около 100 мм. Ножи готового бура следует остро заточить, это облегчит и ускорит бурение.

Другой вариант спирального бура можно сделать из стержня и полоски инструментальной стали. Ширина полосы может варьироваться в пределах 100-150 мм.

Сталь следует разогреть и свернуть в спираль, закалить, а затем приварить к основанию. При этом расстояние между витками спирали должно равняться ширине полосы, из которой ее изготавливают. Край спирали тщательно затачивают. Стоит отметить, что в домашних условиях сделать такой бур непросто.

Спиралевидный шнек для бурения можно сделать из трубы и стальной полосы, однако правильно свернуть ленту в спираль, приварить и закалить инструмент в домашних условиях не всегда просто

Для изготовления ложкового бура понадобится металлический цилиндр. В условиях самостоятельного изготовления проще всего использовать трубу подходящего диаметра, например стальную трубу на 108 мм.

Длина изделия должна быть около 70 см, с более длинным устройством будет тяжело работать. На этом корпусе следует проделать длинную и узкую прорезь, вертикальную или спиралевидную.

Самодельный ложковый бур проще всего изготовить из отрезка трубы подходящего диаметра. Нижний край сворачивают и затачивают, а вдоль корпуса делают отверстие для очистки бура

В нижней части корпуса монтируются два ложкообразных ножа, режущая кромка которых затачивается. В результате грунт разрушается и горизонтальными, и вертикальными кромками бура.

Разрыхленная порода поступает в полость бура. Затем его вынимают и очищают через прорезь. Помимо ножей в нижней части бура по оси устройство приваривают сверло. Диаметр отверстия, сделанного таким буром, будет немного больше, чем само устройство.

Вариант #2 — желонка и стакан

Чтобы сделать желонку, проще всего также взять металлическую трубу подходящего диаметра. Толщина стенок трубы может достигать 10 мм, а длина обычно составляет 2-3 метра. Это делает инструмент достаточно тяжелым, чтобы при ударах о грунт производилось его эффективное рыхление.

К нижней части желонки приделывают башмак с лепестковым клапаном. Клапан выглядит как круглая пластина, плотно закрывающая нижний срез трубы и прижатая достаточно мощной пружиной.

Впрочем, слишком тугая пружина здесь не нужна, иначе грунт просто не попадет в желонку. При вытаскивании желонки клапан будет прижат не только пружиной, но и грунтом, собранным внутри.

Нижний край желонки затачивают вовнутрь. Иногда у краю приваривают острые куски арматуры или заточенные куски металла треугольной формы.

Сверху из толстой проволоки делают защитную сетку и приваривают ручку, к которой крепят металлический трос. Подобным образом изготавливают и стакан, только клапан здесь не нужен, а в корпусе следует проделать щель для очистки устройства.

Полезные свойства

Самый большой лечебный эффект можно получить от принятия сероводородных ванн. При их приеме на организм воздействуют: температура воды, химические вещества и гидростатическое давление. Проникновение через организм сероводорода вызывает покраснение кожи. Также он проникает в кровяное русло, циркулирует по крови, окисляется и выводится из организма.

  1. У больных гипертонической болезнью замечено снижение после принятия ванн артериального давления.
  2. Сероводород влияет интенсивно на сосуды, на центральную нервную систему, оказывает раздражающий эффект на нервные окончания. Действует на железы, на гипофиз, щитовидную железу и надпочечники.
  3. Особо лечебный эффект получается при сочетании сероводорода с углекислотой. Такие ванны используются при лечении ЖКТ, диабета, заболеваний опорно-двигательной системы.
  4. Больным с заболеваниями сердца и сосудов, периферической, опорно-двигательной, а также и центральной нервной системы, показаны минеральные слабо сульфидные воды, в которых содержание сероводорода составляет до 50 мг/ литр.
  5. Принятие сероводородных ванн сказывается на обменно-окислительных процессах, нормализации функций вегетативной и центральной систем, повышении нервнотрофических функций костной системы, стабилизации вязкости крови. Сероводородные ванны обладают рассасывающим, противовоспалительным и обезболивающим эффектом.
  6. Известно применение ванн при заболеваниях кожи и гинекологических.
  7. Сероводород оказывает также свое положительное влияние на углеводный обмен, уменьшение в крови повышенного уровня холестерина.

>Противопоказания

Применение сероводородных ванн исключено при:

Разновидности скважин

Перед тем, как приступить к работе, требуется выбрать подходящую разновидность скважины. В соответствии тому, насколько глубоко пролегает пласт воды, выделяют три основных вида проходок:

  • Абиссинский колодец.
  • Фильтровая скважина.
  • Артезианская скважина.

А теперь рассмотрим особенности каждой выработки. Абиссинский колодец – упрощенный вариант проходки, пробурить который можно практически в любом месте. Существенным недостатком такой скважины называют относительно низкое качество воды. Чаще ее применяют для полива или иных схожих нужд. Для употребления в пищу такая вода не подходит или может использоваться только после многоуровневой очистки. Обусловлено это тем, что воды, залегающие на малой глубине, подпитываются осадками и содержат вредные примеси.

Для подготовки абиссинского колодца, который нередко именуется скважиной-иглой, применяется чаще технология забивки, задействовать которую для работ над проходками других видов нельзя. При наличии необходимого оборудования и помощников выполнить работы по изготовлению подобного колодца можно в течение одного дня.

Перед тем, как пробурить скважину своими руками, рекомендуется заранее подсчитать, какой именно запас воды необходим. К примеру, если требуется обеспечить дом, баню, иные надворные постройки, лучше остановить выбор на фильтровой скважине – ее дебит достаточен, а пробурить такую проходку относительно просто. Глубина залегания пластов воды в этом случае составляет от 20 до 30 метров.

Лучшим вариантом называют артезианские источники – они не заиливаются, поскольку вода содержится в трещинах скальных пород, не содержит вредных примесей, не нуждается в фильтрации и полностью пригодна для питья. Единственный ее недостаток – глубина залегания вод, которая может составлять от 30 до 100 и более метров. Вероятно, практически каждый сейчас задумался о том, как бурить скважину под воду своими руками, учитывая столь значительную глубину. К сожалению, никак, этот вид скважины приведен здесь лишь для примера, добраться до артезианских вод посредством кустарных способов невозможно.

Кустарные способы

Для бурения специалисты используют специализированные буровые установки, которые позволяют добраться до вод, залегающих на значительной глубине, буквально за несколько часов. Однако даже при отсутствии специальных практических навыков и дорогостоящего оборудования вполне можно обеспечить дом и подворье достаточно чистой питьевой водой.

Разумеется, это возможно, если подойти к решению вопроса с толком, чувством, расстановкой. Итак, как пробурить скважину для воды своими руками – попробуем рассмотреть вопрос детально. Существует несколько основных кустарных способов, справиться с которыми реально при условии наличия навыков. Рассмотрим каждый из них более подробно.

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые специализируются на инженерных системах. Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Ударно-канатный метод

Для бурения посредством ударно-канатного способа следует заблаговременно подготовить обязательный в данном случае инструмент – желонку, которая являет собой отрез трубы, имеющий острый край и клапан. Создание проходки таким методом занимает немало времени, однако с его помощью вполне можно сделать шахту глубиной 30 метров и более. Далее представлена подробная инструкция о том, как сделать скважину для воды своими руками приведенным выше способом:

  • Для упрощения работы предварительно рекомендуется сделать небольшое углубление при помощи обычного бытового бура.
  • Над подготовленной упомянутым выше способом ямкой размещается тренога, оснащенная блоком.
  • При помощи блока устанавливается трос, дополнительно оснащенный желонкой.
  • В подготовленную посредством садового бура роняют желонку, предварительно установив ее на высоту не менее 1,5 метра. Процесс бурения скважины основан в данном случае на следующем принципе: заостренный край желонки рыхлит грунт, который захватывается при помощи клапана.
  • Прежде чем вытащит устройство из шахты, необходимо совершить несколько сильных ударов, эта мера поможет захватить как можно больше грунта и несколько ускорить процесс работы.
  • По мере увеличения глубины шахты требуется опускать в нее обсадную колонну, которая предупредит возможное разрушение стенок скважины.

Перед тем, как сделать скважину для воды своими руками на 10 метров посредством желонки, рекомендуется ознакомиться с рядом полезных советов. Один из наиболее важных: в процессе изготовления проходки следует пройти первый слой и углубиться далее для получения воды из второго водоносного пласта. Несмотря на то, что общий срок работы будет значительно увеличен, эта мера позволит получить гораздо более чистую воду.

Метод ударного бурения также допускает использование устройства, аналогичного желонке, а именно – забивного стакана. В отличие от первого варианта, этот прибор не оснащен клапаном.

Как вырыть скважину без привлечения спецтехники?

Обусловлено это тем, что стакан используется преимущественно для бурения скважины на вязких грунтах, к примеру, при прохождении суглинистых почв, которые удерживаются в емкости естественным образом без необходимости наличия клапанного устройства.

Перед тем, как самому пробурить скважину для воды, рекомендуется подготовить два устройства, представленных выше. Комплексное их использование позволит в разы ускорить процесс прохождения шахты, независимо от вида грунта.

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые специализируются на проектировании и строительстве малых форм. Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Роторный способ

Роторный способ не следует рассматривать в качестве кустарного способа, так как его задействование предполагает использование специализированного оборудования. Однако перед тем, как пробурить скважину, ознакомиться рекомендуется и с этой методикой.

Роторный способ чаще применяется профессиональными бурильщиками в том случае, если предполагается проведение работ на скальных породах. Для использования его на практике требуется наличие буровой установки, оснащенной ротором. Изготовить такое оборудование в кустарных условиях практически невозможно.

Процесс прохождения шахты осуществляется посредством бура, вращение которого происходит в результаты работы мотора. Непосредственно ротор в данном случае выступает в качестве движущего момента, вращающего расположенный в глубинных слоях шахты инструмент. Помимо непосредственно буровой установке способ требует использования дополнительных инструментов для промывки проходки.

Наглядно про роторное бурение скважины смотрите в видео:

Бурение скважины-иглы

Если актуален вопрос о том, как пробурить скважину для воды, задействовать которую предполагается для питья, но после проведения очистки, лучше выбрать абиссинский колодец. Если пласты воды располагаются в непосредственной близости от поверхности, сделать такую скважину посредством простых подручных инструментов можно буквально за несколько часов.

Процесс бурения осуществляется согласно следующему алгоритму:

  • В первую очередь в пластах грунта требуется пробурить отверстие, диаметр которого не должен превышать 8 см. Бурение требуется проводить до момента прохождения плывуна. Для этого используются узкие шнеки, которые требуется наращивать по мере необходимости.
  • Далее в готовую шахту устанавливается труда, дополнительно оснащенная заостренным наконечником.
  • При помощи трубы грунт забивается до достижения водоносного пласта.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про очистку воды от железа из скважины.

Установка шланга при использовании скважины-иглы не требуется, в качестве такового выступает сама труба. При этом важно учитывать, что наращивание трубы требуется осуществлять небольшими отрезками, оптимальная длина каждого из которых составляет 1 – 1,5 метра.

На местах среза необходимо соединять отрезки при помощи герметика и подмотки. Преимуществом абиссинского колодца являются незначительные размеры, а также возможность использования поверхностного насоса. При наличии необходимости использовать указанный способ добычи воды можно даже в погребе.

Шнековое бурение

Как и следует из названия, для бурения скважины посредством шнекового метода требуется использование одноименного инструмента – шнека. Приведенное устройство представлено в виде штанги, которая оснащена рабочим инструментом, имеющим внешнее сходство с винтом. В процессе проведения работ дополнительно может потребоваться использование долота. Необходимость в нем может возникнуть при прохождении твердых, к примеру, скальных пород.

Принцип работы шнека прост: при помощи лопастей устройство ввинчивается в грунт, а также позволяет удалить из шахты отработанную породу. При бурении рекомендуется следовать такому алгоритму:

  • Весь процесс прохождения шахты осуществляется посредством бурения, то есть, совершения шнеком вращательных движений. Делать это требуется вручную.
  • По мере прохождения шахты необходимо периодически вынимать отработанный грунт на поверхность.
  • В процессе проведения работ требуется периодически, в данном случае – по мере необходимости, наращивать новые части устройства, используя для этого резьбовое соединение.
  • Для предупреждения обрушения стен скважины в обязательном порядке требуется использование обсадных труб. Обустраивать с их помощью скважину следует с самого начала работ и до момента полного их завершения.
  • Процесс требуется проводить до того момента, пока не будет затронут пласт воды. После этого необходимо полностью пройти его и углубиться при помощи винта далее на расстояние, не превышающее 50 см.
  • После завершения следует извлечь буровое устройство, а также установить обсадную трубу таким образом, чтобы ее конец располагался по центру водоносного пласта.
  • После завершения всех этапов работ требуется установить фильтр, насос, а также провести прокачку скважины.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про шнековое бурение.

Использование шнека рекомендуется, если актуален вопрос относительно того, как самому пробурить скважину для воды 20 метров. Однако при подборе метода важно учитывать такой критерий, как состав грунта. К примеру, для бурения рыхлых и скальных пластов лучше всего использовать ударный метод.

О том, как проводят шнековое бурение в этом видео:

Советы и рекомендации

Для тех, кто серьезно настроен на создание скважины собственными силами, полезны будут следующие советы и рекомендации:

  • Чтобы вода всегда была чистой и свежей, рекомендуется обустроить скважину таким образом, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха.
  • Прежде чем использовать воду из скважины для ежедневных нужд, рекомендуется обязательно провести ее анализ. Как правило, при низком качестве воды требуется подобрать подходящий фильтр.
  • И наконец, брать воду для проведения анализа состава и бытовых нужд следует не ранее, чем через несколько дней после завершения работ, в противном случае результаты могут быть недостоверными.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про алмазную резку и бурение.

Процесс бурения сложно назвать простой работой, выполнить которую по силам каждому. Необходимо наличие не только ряда специальных инструментов, но также практических навыков и знаний. Именно поэтому в большинстве случаев, к примеру, при глубоком залегании водоносных пластов, рекомендуется отказаться от самостоятельного проведения работ и обратиться к специалистам, которые выполнят задачу максимально качественно и в короткие сроки.



Основные термины

Бурение – это процесс сооружения скважины по средствам разрушения горной породы.

Скважина – это цилиндрическая горная выработка, сооружаемая с помощью специальных инструментов, для которой характерны большая длина и малый диаметр. Основными частями скважины является устье – 1, ствол – 2 и забой – 3 (рисунок 1).

Дебит скважины (не путать с бухгалтерским дебЕтом) – объем воды, который можно добывать из скважины за единицу времени. Измеряется в л/с или м3/ч. Самый важный параметр для подбора водоподъемного оборудования и бесперебойной работы источника.

Скважина на воду бурится непосредственно до водоносного горизонта и в зависимости от глубины и дебита является отличным источником воды, как для хозяйственно-бытовых, так и для промышленных целей.

Рисунок 1. Схема скважины

Скважина на воду, как и любая другая, является сложным техническим сооружением и от соблюдения технологии бурения, а так же правильности выбора конструкции скважины, зависит ее производительность, срок службы и качество воды.

Определяющими факторами при выборе технологии бурения водозаборной скважины являются глубина залегания подземных вод, а так же горные породы, слагающие разрез в месте бурения. Правильно выбранная технология позволит пробурить скважину в минимальные сроки, исключить аварии и осложнения в процессе бурения, а главное, получить максимальный дебит, соответствующий данным геологическим условиям.

Типы скважин

Водяные скважины можно разделить на три основных типа, в зависимости от целевого водоносного горизонта (рисунок 2):

  • неглубокий песок;
  • глубокий песок;
  • известняк (артезианский водоносный горизонт).

Рисунок 2. Расположение водоносных горизонтов

В Московской области расположение водоносных горизонтов колеблется в следующих интервалах:

  • первый (неглубокий песок) – 10 – 30 м;
  • второй (глубокий песок) – 40 – 90 м;
  • третий (известняк) – достигает отметки 220 м.

Скважины на известняк — водоносный комплекс палеозойских каменноугольных отложений, который питает Московскую область и делится на несколько горизонтов:

  • серпуховской (нижний карбон);
  • подольско-мячковский (средний карбон);
  • каширский (средний карбон);
  • касимовский слой (верхний карбон);
  • гжельский (верхний карбон).

Московская область разделена на следующие водоносные районы:

  • южный – уровень воды находится на глубине 10 – 70 м, глубина скважин от 40 до 120 м;
  • юго-западный – имеет небольшой дебит, глубина скважин в среднем 50-70 м;
  • центральный район – самый большой по площади, воды преимущественно карбонатные, карбонатно-сульфатные;
  • восточный — глубина залегания водоносного горизонта – 20 – 50 м, воды сильно минерализованы.

Оценка состояния подземных вод Московской области значительно осложнена большой интенсивностью их использования на относительно ограниченной территории.

Хотя население г. Москвы практически на 100% обеспечивается поверхностными водами, то в области же наоборот, большинство объектов водопотребления используют подземные воды. При этом с каждым годом растет число автономных потребителей – это новые коттеджные поселки, промышленные предприятия и дома отдыха.

По данным на 2011 г. потенциал водных ресурсов Московской области составляет 11.3 млн. м3/сут. Наибольшая эксплуатационная плотность водоотбора (до 2 л/с на км2) расположена в центральной части региона.

В результате высокой интенсивности потребления подземных водных ресурсов на территории области образовалась обширная депрессионная воронка, которая неравномерно охватывает различные водоносные горизонты, а центр ее расположен в г. Москве.

Технология бурения скважин на неглубокий песок

В Московской области водоносные пески залегают на глубине 10 – 30 м, дебит таких скважин составит до 1 м3/ч, чего вполне достаточно для обеспечения небольшого загородного участка. Хотя при правильном инженерном решении такая скважина вполне способна обеспечить небольшой загородный дом. Для этого необходимо использовать накопительную емкость, в которую скважинный насос будет закачивать воду из скважины, а еще один поверхностный насос доставлять воду непосредственно потребителю.

Бурение на неглубокий песок возможно в Волоколамском, Воскресенском, Егорьевском, Мытищинском, Орехово-Зуевском, Подольском, Раменском, Рузском, Солнечногорском районах, подробнее — бурение скважин на воду. Первый водоносный горизонт в этих районах располагается на глубине 10 — 30 м, дебит скважин от 0.5 до 1 м3/ч. Однако в силу высокой плотности промышленных объектов во многих районах качество воды верхних водоносных горизонтов не высоко.

Достоинствами скважин на первый водоносный горизонт является:

  • небольшая стоимость;
  • быстрый процесс бурения;
  • возможность эксплуатации с применением недорогого вибрационного насоса.

Недостатки скважины на неглубокий песок:

  • относительно небольшой срок службы;
  • небольшой дебит;
  • нестабильное качество воды;
  • зависимость уровня воды от сезонных колебаний и соседних водоразборов.

Так же необходимо отметить, что фильтр песчаной скважины необходимо периодически промывать из-за его заиливания. Замене такой фильтр не подлежит, поэтому при выходе его из строя придется бурить новую скважину. Несмотря на наличие фильтра, сложно обезопасить систему водоснабжения песчаной скважины от попадания частиц песка, что может значительно сократить срок службы скважинного насоса.

Для бурения неглубоких скважин по рыхлым породам наиболее популярно шнековое бурение. Шнек представляет собой трубу со спиральными лопастями (рисунок 3).

Рисунок 3. Буровой шнек

Буровой шнек по своей конструкции напоминает штопор, благодаря чему бурение происходит за счет вращательного процесса с погружением в грунт и выемкой выбуренной породы на обратном ходу (Рисунок 4).

Бурение шнеком выполняют при помощи установок на грузовых и легковых автомобилях. Вкручивать шнек в землю можно и вручную, так же с использованием электропривода или мотобура. Ручное бурение позволяет получить воду на участке самостоятельно, однако бурение при помощи электропривода хотя и затратное, но позволяет значительно облегчить и ускорить процесс.

Бурение при помощи шнека возможно только по мягким породам. Если на пути встретятся скальные породы, дальнейшее бурение будет невозможно. Увеличивать длину шнека можно используя стыковки с дополнительными шнеками или штангами.

1 – ствол скважины, 2 – шнек, 3 – выбуренная порода.

Рисунок 4. Схема роторного бурения при помощи шнека

По окончанию бурения стенки скважины укрепляются обсадной трубой. Конструкция скважины на неглубокий песок представляет собой одну обсадную колонну с перфорированной фильтровой частью.

Для обсадки водяных скважин на песок применяют трубы двух видов:

  • металлические;
  • пластиковые.

Классическим решением для обсадки водяной скважины являются трубы из черной стали. Имея толщину стенки 4,5 мм, стальная труба сохранит целостность 10-30 лет, выдерживая любые подвижки грунтов, и при этом не добавит в воду ничего, кроме ржавчины. Однако наличие ржавчины (трехвалентного железа) в воде не является большой проблемой, она легко удаляется при помощи обычного бытового фильтра. Единственный вред, который может нанести ржавчина – это вред насосу, при условии, что он рассчитан только на чистую воду.

Главным недостатком стальных труб является высокая стоимость, поэтому для обсадки скважин на неглубокий песок с относительно небольшим сроком службы использование стальных труб не всегда является целесообразным.

Альтернативой для обсадки неглубоких скважин являются трубы из пластика – нПВХ, ПНД.

Главными плюсами труб из пластика являются неподверженность коррозии и отсутствие каких либо добавок в воду, а так же низкая цена, относительно стальных труб.

Недостатком — их низкая прочность.

В скважинах на песок обязательно применение фильтра. Фильтровая зона, впрочем, как и сама эксплуатационная труба, не подлежит замене, поэтому фактически срок службы скважины зависит от срока службы фильтра. Так же качество и конструкция фильтра играют определяющую роль, в каком количестве воду будет давать скважина.

Конструкция скважин на песок

Классическая конструкция скважины на глубокий и неглубокий песок одинакова и представляет собой обсадную трубу с фильтром. Фильтр может быть установлен «впотай» (рис. 5) или выполнен на обсадной трубе (рис. 6).

Рисунок 5. Конструкция песчаной скважины с фильтром «впотай». Рисунок 6. Обычная конструкция скважины на песок.

Конструкция фильтра для скважины на песок достаточно проста, поэтому определяющее значение в выборе фильтра имеет качество материала, из которого он изготовлен.

Состоит фильтр из следующих элементов (рисунок 7):

  • перфорированная основа — 1;
  • каркас фильтрующего слоя — 2;
  • непосредственно фильтрующий слой – 3.

Рисунок 7. Фильтр для скважины на песок

Главным преимуществом конструкции скважины с кондуктором и установленным «впотай» фильтром (рисунок 5), является надежная изоляция попадающей в скважину воды от поверхностных загрязнений, что невозможно при обычной однотрубной конструкции.

Хотя, в силу технологической сложности данный фильтр и обходится дороже, но он обеспечивает лучшее качество воды, а главное поддается замене, что значительно выгоднее, чем бурить новую скважину.

Главным недостатком такой технологии является сложность установки надежного сальника, предназначенного для предотвращения проникновения песка в скважину и изоляции интервала между рабочей и фильтровой колонной.

Ограничением для установки фильтра «впотай» является наличие мелких пылеватых песков в водоносном слое из-за невозможности создания гравийной обсыпки фильтра, а потому небольшим снижением дебета скважины из-за использования мелких сеток.

Однако в пластах крупнозернистых песков и галечника данная технология возможна, в том числе и в Московской области.

Самая распространенная конструкция скважины на песок в Московской области представлена на рисунке 6.

По типу фильтрующего слоя применяют фильтры трех видов:

  • каркасно-стержневые;
  • сетчатые;
  • комбинированные.

Наиболее эффективными являются каркасно-стержневые фильтры из нержавеющей стали, однако у таких фильтров высокая стоимость. Достаточно хорошую эксплуатационную характеристику имеют сетчатые фильтры из нержавеющей стали, при этом имея гораздо более низкую себестоимость, чем каркасно-стержневые. К тому же сетчатый фильтр можно устанавливать на трубы ПВХ. Благодаря этому такой фильтр является оптимальным для скважин на неглубокий песок.

Фильтры с полимерной сеткой тоже используют, но технологически они уступают металлическим сеткам, так как хуже выдерживают внешние нагрузки.

Фильтр с напылением ПВД (полиэтилен высокого давления) представляет собой перфорированную трубу с размещенным на ней специальным волокнисто-пористым материалом.

Данное покрытие отлично защищает скважину от проникновения из водоносного горизонта твердых частиц, в том числе пылеватых песков. При этом данный фильтр способен обеспечить хорошую проницаемость на обводненных песках, благодаря пористости материала.

Напыление ПВД состоит из трех слоев:

  • поддерживающего – крупноячеистого;
  • рабочего – среднеячеистого;
  • защитного – мелкоячеистого.

Преимуществом данного фильтра является его универсальность: равноценно работает в щелочной и кислой среде, экологически безопасен и не токсичен, не выделяет в воду химических элементов, защищен от солей жесткости. Благодаря волокнисто-пористому барьеру прекрасно защищает скважинный насос от любых механических примесей.

Для повышения дебита скважины, увеличения срока работы фильтра, уменьшению процесса кольматации (заиливания) выполняют гравийную обсыпку фильтра (рис. 8).

Рисунок 8. Гравийная обсыпка фильтра

Гравийную обсыпку можно выполнить только при роторном бурении с промывкой. В некоторых случаях вместо гравия возможно использование крупнозернистого песка. Прослойка гравия между фильтром и водоносным песком увеличивает площадь фильтра, предотвращает попадание пылеватых песков, снижает абразивное воздействие песка на сетку и продлевает срок работы фильтра в несколько раз.

Результативное бурение скважин на песок осуществимо при соблюдении вышеуказанной технологии и использовании высококвалифицированных кадров.

Технология бурения скважин на глубокий песок

В некоторых районах Московской области ближайший водоносный горизонт располагается на глубине больше 30 м.

Например, в Клинском районе Московской области не везде есть неглубоко залегающие водоносные пески. При этом скважины, пробуренные на глубокий песок (от 40 м), дают дебит до 2 м3/ч. Так же скважины на глубокий песок бурят в Истринском, Солнечногорском, Дмитровском, Пушкинском и Сергиево–Посадском районах.

Для примера, в Ярославской и Белгородской области почти не бурят скважины на известняк, в связи с тем, что залегают водоносные известняки достаточно глубоко, на 150 – 250 м. Соответственно такие скважины требуют более сложной конструкции, применения двух-трех обсадных колонн разного диаметра, а так же более мощного скважинного оборудования.

Скважины на глубокий песок имеют ряд преимуществ перед неглубокими, а так же артезианскими скважинами:

  • дебит скважин на глубокий песок выше, чем на неглубокий (1,5 – 2.5 м3/ч);
  • качество воды лучше (стабильней), чем в неглубоких скважинах;
  • время бурения и стоимость ниже, чем для артезианских;
  • в отличие от бурения глубоких артезианских скважин, не требуется лицензия на недропользование.

Однако проблемы с использованием фильтра для песчаной скважины остаются те же, что и для неглубоких песчаных скважин.

Наиболее оптимальным методом для проходки скважины на глубокий песок является роторное бурение.

Бурение роторным способом выполняется с помощью рамной буровой вышки, на которой крепится подъемное оборудование, обеспечивающее возможность поднимать и опускать бурильную колонну. Установка роторного бурения может быть выполнена на базе автомобиля (рисунок 9).

Рисунок 9. Установка роторного бурения

При роторном способе бурения горная порода разрушается вращающимся долотом, на которое подается осевая нагрузка от ротора при помощи бурильной колонны, которая состоит из бурильных труб, соединенных между собой муфтами. Верхний вал колонны через вертлюг, обеспечивающий свободное вращение груза, подвешен к талевой системе. Данная система обеспечивает подачу буровога раствора по бурильным трубам на долото. В результате выбуренная порода (шлам) поднимается на поверхность вместе с буровым раствором.

Схема роторного бурения представлена на рисунке 10.

Рисунок 10. Схема роторного бурения.
1 — долото, 2 — бурильная колонна, 3 — бурильная труба, 4 — пол буровой установки, 5 — ротор, 6 — лебедка, 7 — ведущая бурильная труба, 8 — вертлюг, 9 — крюк, 10 — талевый блок, 11 — кранблок.

Технология бурения скважин на известняк

В пределах Московской области водоносные известняки залегают крайне неравномерно, от 20 м на юге, до 200 м на севере, однако наиболее распространено распространение артезианского горизонта на глубине свыше 100 м.

Благодаря большой глубине залегания артезианских вод и, соответственно, высокому пластовому давлению водяная скважина на известняк может быть напорной, иногда самоизливающейся.

Преимущества артезианской скважины:

  • возможность бурения в любом месте;
  • стабильное качество воды;
  • долгий срок эксплуатации;
  • высокая производительность.

Недостатки артезианской скважины:

  • технологическая сложность бурения;
  • высокая стоимость бурения;
  • возможна высокая минерализация воды;
  • юридическим лицам необходима лицензия на пользование недрами.

Благодаря повсеместности распространения водонасыщенных известняков, а так же высокому дебиту артезианских скважин, такая скважина является оптимальным решением для монументальных строений, жилищных кооперативов, а так же промышленных целей.

Бурение артезианских скважин является достаточно сложным процессом, в связи с глубиной и твердостью горных пород. В зависимости от геологических условий в разных районах Московской области в процессе бурения возникают те или иные проблемы.

В Волоколамском районе трудности могут создать отложения гранита, встречающиеся вблизи Сычево и Чередово. Хотя в ряде населенных пунктов водоносные известняки расположены не глубоко, от 30 до 50 метров. Так же не глубоко залегают водоносные известняки вблизи русла Москвы-реки в Воскресенской районе. В Каширском районе первые известняки залегают на глубине порядка 40 м, однако они не обладают достаточной водоотдачей и лишь осложняют дальнейшее бурение до водонасыщенных карбонатных пород, расположенных на глубине 70 – 140 м. К тому же в разрезе встречаются неустойчивые породы, что приводит к увеличению расхода бурового раствора. Необходимо выбирать обсадных трубы большего диаметра для перекрытия этих пород.

Как пробурить скважину на воду без оборудования

В Лотошинском, Рузском и Одинцовском районах бурение осложняется попадающимися в породе валунами. В разрезе пород Чеховского района встречаются осыпающиеся породы известняка, требующие надежной металлической обсадки.

Оптимальным решением для бурения артезианских скважин является роторное бурение. Благодаря одновременному воздействию на породоразрушающий инструмент осевой нагрузки и крутящего момента, производительность бурения значительно повышается.

Гидроударное бурение подходит для пород V-XII категории. Гидроударник устанавливается между колонковым набором и бурильными трубами. По средствам бурильных труб на долото подается буровой раствор и вращение. Промывочная жидкость удаляет шлам с забоя, охлаждает долото, а так же является приводом ударной машины. При увеличении расхода бурового раствора возрастает энергия единичного удара, что приводит к увеличению интенсивности разрушения породы.

В относительно мягких породах увеличение скорости осевой нагрузки увеличивает скорость бурения, а в твердых абразивных породах при повышении осевой нагрузки повышается износ породоразрушающего инструмента.

В твердых породах целесообразно применение пневмоударника. Пневмоударное бурение является разновидностью ударно-вращательного, с применением погружного бурильного молотка – пневмоударника, работающего на энергии сжатого воздуха. Поршень-боек пневмоударника наносит поступательно-возвратные движения по хвостовику, являющемуся частью долота, которое вращается вместе с пневмоударником. Очищение забоя от выбуренной породы происходит с помощью продувки скважины. По мере углубления скважины буровой снаряд наращивается.

Схема пневмоударного бурения представлена на рисунке 11.

Рисунок 11. Схема пневмоударного бурения
1 – долото, 2 – пневмоударник, 3 – буровой инструмент, 4 – вращатель с электромотором, 5 – механизм подачи, 6 – шланг подачи сжатого воздуха, 7 – компрессор, 8 – пульт управления.

Конструкция скважин на известняк

Конструкция скважины на известняк может быть четырех видов:

  • классическая – включает в себя обсадную трубу, доходящую до водоносного известняка, а далее открытый ствол меньшего диаметра (подходит для крепких известняков);
  • с двойной обсадкой – состоит из обсадных труб двух диаметров: большего в верхней части до водоносного горизонта и меньшего в водоносном горизонте (рисунок 12);
  • с кондуктором – применяется, когда необходимо отсечь четвертичные отложения обсадной трубой большего диаметра;
  • телескопическая – конструкция состоит из трех и более обсадных колонн разного диаметра, где каждая последующая колонна диаметром меньше предыдущей, применяется в районах со сложной геологией, чтобы отсечь неустойчивые и водоносные породы.

В зависимости от геологического разреза района бурения, глубины залегания водоносного пласта предпочтительнее та или иная конструкция скважины или комбинация нескольких конструкций.

Давайте рассмотрим несколько примеров.

Пример 1: Классическая двухтрубная конструкция с пластиком.

Рисунок 12. Конструкция скважины с двойной обсадкой

Технологию бурения можно описать следующим образом:

  • Пробурив растительный слой, толщу песка с включениями гравия, толщу глины, доходим до известняка (см. рис. №12). По характеру бурения, скорости проходки, визуальному контролю разбуренной породы, поднятой (вымытой буровым раствором) на поверхность, определяем литологический разрез.
  • Немного подбуриваем известняк, поднимаем инструмент.
  • Производим обсадку металлической трубы на кровле известняка.
  • Меняем долото, промываем ствол скважины от бурового раствора. Использовать для дальнейшего бурения необходимо чистую воду (без бентонита).
  • Продолжаем бурение по известняку внутри металлической трубы.
  • Пройдя слой сухого известняка, доходим до трещиноватого, водоносного известняка. Трещины в известняке можно определить по поглощению (провалу) циркулирующей воды во вскрытую трещину. Буровой инструмент тоже может провалиться на 10-15 см.
  • Поднимаем буровой инструмент, меняем долото на меньший диаметр.
  • Продолжаем бурение, вскрываем трещиноватый известняк, внимательно контролируем процесс, чтобы определить наличие в известняке прослоек мергеля, глин, песка, если таковые будут.
  • Вскрыв 5,10 или 20 метров водоносного известняка, производится обсадка пластиковой трубы. Глубину вскрытия известняка определяет буровой мастер по косвенным признакам, в зависимости от мощности, толщи, водоносного горизонта, необходимого количества воды и литологических особенностей.

Поскольку прослоек глин и песка в известняке нет, известняк труднобуримый, неразрушенный, пластиковую трубу обсаживаем до водоносного известняка, трещины вскрываем открытым стволом.

Пример 2: Однотрубная конструкция с осложнениями.

Рисунок 13. Однотрубная конструкция скважины

Процесс бурения до известняка описан в примере №1. При бурении по известняку и построению водоприемной части есть отличия. Давайте их рассмотрим.

Если не перекрыть глину и песок в известняке и собрать конструкцию как в 1-ом примере, мы получим мутную воду с песком.

Она может идти постоянно или возникать после перестоя (отсутствия разбора воды из скважины).

Буровой мастер, не внимательно отслеживающий процесс бурения, может не заметить прослойку глины и песка, собрав конструкцию как в примере №1. Выполнив опытную откачку и обнаружив муть и песок, будет вынужден демонтировать пластик, установить металлическую трубу меньшего диаметра для перекрытия прослойки песка. Обязательно герметизируется переход между трубами пакером для исключения возможности поступления мутной воды с песком по переходу между трубами.

Рисунок 14. Конструкция скважины с осложнениями в процессе бурения.

Прослойку глины можно перекрыть пластиковой трубой, прослойку песка пластиковой трубой перекрыть проблематично. Поэтому используется металлическая труба меньшего диаметра. Если начальная труба Ø133 мм, то внутрь устанавливают трубу Ø114 мм. В трубу Ø114 мм влезает ПНД труба диаметром 94 или 90 мм, в 94 трубу можно установить скважинный насос диаметром 3 дюйма (76 мм). В ПНД Ø90мм – насос с нормальными напорными характеристиками установить уже не получится.

Рисунок 15. Конструкция «телескоп».

При формировании уровня воды выше перехода 133-114 (не меньше чем 15-20 метров, для возможности установки насоса выше перехода), можно собрать конструкцию с пластиком – 90 (94) ПНД внутри 114 металла и 117 внутри 133 (см. рисунок №14).

Давайте рассмотрим технологию бурения скважины с учетом наличия в разрезе неустойчивых пород. Рассмотренная ниже ситуация характерна для глубоких скважин (150-200 м), разрезов с валунами и скважин с промежуточными водоносными горизонтами. С целью поинтервального укрепления пластов применяется конструкция «телескоп» (рисунок №15).

Заказчик ставить задачу – пробурить скважину на известняк и собрать конструкцию 133/117.

Порядок работ следующий:

  1. Начинаем бурить скважину под 133 металлическую трубу долотом 146 или 155 (161) мм. Но, не дойдя до известняка, встречаем в разрезе валуны вместе с водоносным песком.
  2. При бурении ниже валунов начинаются прихваты инструмента – выпадают камни на направляющую с долотом и заваливают его, мешают продолжать дальнейшее бурение, блокируют, не дают поднять инструмент из ствола скважины.
  3. При попытке согласовать установку кондуктора с заказчиком, он не дает разрешение на увеличение стоимости скважины и готов к результату без пластика. Принимаем решение изолировать неустойчивые породы, установив в разбуренный ствол трубу диаметром 133 мм.
  4. Дальнейшее бурение продолжаем внутри трубы долотом 124 мм.
  5. Дойдя до известняка, устанавливаем металлическую трубу 114 мм. Герметизируем переход между трубами пакером, для исключения перетока грязи и воды в щель между трубами.
  6. Промываем ствол скважины от бурового раствора. Разведываем дальнейший разрез в известняке долотом 76 мм на чистой воде.
  7. При вскрытии известняка обнаруживаем в нем прослойки глин, верхняя часть водоносного известняка разрушена.
  8. Принимаем решений изолировать прослойки глин глухой металлической трубой Ø89 мм, а разрушенный известняк оборудовать перфорированной трубой.
  9. Для этого разбуриваем вскрытый известняк долотом 98 мм — до крепкого известняка. Поднимаем буровую колонну и производим обсадку 89 трубы.
  10. В крепком известняке водоприемную часть оставляем открытым стволом Ø76 мм.

В такой ситуации конструкцию с пластиком собрать не представляется возможным. Так как вода сформировалась на уровне 114 трубы, ниже находится металл Ø89 мм. В 89 трубу не влезает ПНД труба, в которую можно установить насос. Заказчик будет поставлен перед фактом, что реализовать запланированную конструкцию 133/117 не удалось. Стоимость скважины будет пересчитана. Срок работы, получившийся скважины, будет значительно меньше запланированных 40- 50 лет.

Именно поэтому, мы рекомендуем использовать начальную трубу Ø159 мм или использовать кондуктор в районах со сложной геологией. Это более результативно и долговечно, позволяет практически при любом осложнении собрать конструкцию с пластиковым вкладышем внутри трубы — смотри рисунок №16.

Рисунок №16. Конструкция скважины с кондуктором.

Обращаясь в буровую компанию необходимо четко ставить задачу по дебиту скважины, диаметру планируемого насоса, его мощности.

Специалисты начинают планировать конструкцию скважины с фильтра и прифильтровой зоны в зависимости от литологического разреза и мощности водоносного горизонта. То есть начинают планировать конструкцию снизу вверх, а не наоборот.

Если говорить про начальные диаметры и усредненные параметры скважины с хорошей геологией, то примерно можно назвать следующие значения:

  • Труба Ø133 мм – обеспечит дебит до 3 м3/ч, подойдет для обеспечения водой одного или двух коттеджей;
  • Труба Ø 159 мм – обеспечит дебит до 8 м3/ч, вариант для большого дома с дополнительными строениями или для нескольких домовладений;
  • Труба Ø 219 мм – обеспечит дебит до 15-40 м3/ч, такие скважины являются промышленными и способны обеспечить водой промышленный объект или небольшой поселок.

Для желающих изучить этот вопрос более плотно мы советуем использовать дополнительную литературу – Башкатов Д.Н., Роговой В.Л., БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА ВОДУ. Эту книгу мы рекомендуем как настольное пособие для начинающих буровиков. К сожалению, она написана в 1976 году и не учитывает некоторые современные материалы и технологии.

Выводы: процесс бурения скважины – сложный технологический процесс. Бурение будет успешным, а скважина сохранит свою работоспособность несколько десятилетий при условии:

  1. Владения буровой организацией исчерпывающей информацией о геологических особенностях участка, где будут выполняться работы. Необходим опыт работ в этом месте.
  2. Наличия в штате профессиональных буровиков, способных ответственно, щепетильно относится к буровому процессу и к строительству правильной конструкции скважины.
  3. Добросовестности и ответственности организации. Сегодня, в погоне за максимальной выгодой, многие теряют эти важные человеческие качества, придумывая разные схемы обмана заказчиков.
  4. Добросовестности и ответственности буровой бригады. Желание быстро нажиться часто приводит к обману работодателя и заказчика одновременно. Продажа на сторону недоустановленных труб в скважину, бурового инструмента. Сговор с заказчиком по глубине скважины (давай напишем 30, а сделаем 50, 20 метров пополам…) лишая тем самым гарантии заказчика.
  5. Организация должна владеть материально-технической базой. Выполнять ремонт техники, изготавливать под свои нужды детали для скважин (выточить переход, изготовить пакер, нарезать резьбу), складировать необходимый инструмент и оборудование. Иметь квалифицированный штат сотрудников способных обеспечивать функционирование базы и обеспечивать непрерывный рабочий процесс буровых и монтажных бригад.

Сочетание всех этих критериев — залог строительства скважины по технологии и получения надежной скважины на Вашем участке. Именно этим критериям соответствует компания «Водная Помощь».

Категория:Водопровод в частном доме и коттедже

Рекомендации по бурению скважин в различных породах

Бурение в песках (глинистых и влажных чистых) ведется с применением желонки или ложки. Водоносные и чистые сухие пески проходят только с помощью желонки при добавлении в скважину небольшого количества глины и воды. Если песок трамбуется, а не захватывается желонкой, необходимо использовать долото. В песках от начала и до конца бурят с одновременной посадкой обсадных труб.

При бурении в песках не следует допускать, чтобы буровой инструмент входил в породу ниже башмака трубы более чем на половину длины инструмента, иначе может произойти обвал песков и захват ими инструмента.

Посадку труб производят путем их вращения. При появлении воды в скважине бурение продолжают до того момента, когда нижняя труба войдет в нижележащие водоупорные породы. Установление высокого уровня воды в скважине над забоем при бурении средне- и крупнозернистых песков указывает на то, что приток ее в скважину будет достаточным. Чем больше мощность слоя водоносного песка, тем обычно большую водоотдачу имеет скважина.

Бурение в песках-плывунах мелких скважин целесообразно только в тех случаях, когда намеченный для эксплуатации водоносный горизонт залегает ниже, под этими песками, т. е. в песках-плывунах бурят только с изоляцией их обсадными трубами. Бурение же с целью использования содержащихся в этих песках подземных вод обычно нецелесообразно вследствие их чрезвычайно слабой водоотдачи и трудностью оборудования скважин фильтрами.
Однородные пылеватые водоносные пески с диаметром зерен от 0,05 до 0,1 мм обладают свойством заполнять скважину вместе с водой. При бурении в песках-плывунах они немедленно следуют за приподнимаемой с забоя желонкой при движении ее вверх. Вода с песком заполняет пространство под башмаком трубы, а иногда поднимается на 4—6 м выше башмака. Иногда при быстром заплывании скважины плывун захватывает желонку.

Пески-плывуны проходят желонкой на канате с одновременной обсадкой скважины трубами. Обсадные трубы в большинстве случаев опускаются в плывунах сначала легко, почти с каждым ударом желонки, но по мере заполнения их песком погружение замедляется, а затем и вовсе прекращается. В этих случаях необходима принудительная посадка труб под давлением (описана далее).

Для неопытных бурильщиков бурение в плывунах представляет значительные трудности, так как скважина остается все время заполненной песком на одну и ту же высоту. Для бурения плывунов применяется желонка длиной не менее 2 м с хорошо пригнанным (желательно кожаным) клапаном. В процессе бурения она не должна опускаться ниже башмака во избежание захвата плывуном. Успешность проходки в плывунах зависит от скорости, с которой удается погрузить в них колонну обсадных труб.

При проходке плывунов в результате интенсивного вычерпывания желонкой приходят в движение значительные их массы вблизи скважины. Это может вызвать серьезные осложнения в работе: отклонение обсадных труб от вертикального положения, обвалы кровли над плывунами, разрушение шурфа и т. д. В момент выхода желонки из плывуна при подъеме резко понижается уровень в скважине, что объясняется движением плывунов за трубами к забою.

Плывуны, прилегающие непосредственно к обсадным трубам, передвигаются сверху вниз. Поэтому в момент выхода желонки из плывуна необходимо постоянно поворачивать трубы. Нередко одно лишь поворачивание обсадных труб не дает желаемых результатов. В этих случаях трубы вдавливают или забивают патроном. Для вдавливания труб в породу на них закрепляют две пары деревянных хомутов, на которых размещают дополнительный груз (например, ящики или мешки с землей). Вращение труб при этом не прекращается. Такая операция в большинстве случаев дает положительный результат.

Принудительная посадка труб особенно часто применяется при проходке более или менее мощных плывунов, а также при вдавливании башмака труб в водоупорную породу с целью изоляции скважины в процессе бурения от проникновения воды и песка. При прекращении бурения желонку, как всякий другой инструмент, нельзя оставлять на забое.

Бурение в галечниковых и гравийных породах ручным способом требует много времени. Гравий состоит из частиц размерами от 2 до 10 мм, а галька — от 10 до 100 мм. Скважины в галечниковых и гравийных породах дают обычно большое количество воды. При бурении этих пород применяют долото и желонку, причем лучше использовать желонку с клапаном, имеющим кожаные или резиновые прокладки.

Порядок бурения следующий. К долоту привинчивают ударную штангу, на верхний конец которой навинчивают при канатном бурении вертлюг, а при бурении на штангах — переходник для буровых штанг. Собранный таким образом инструмент опускают на забой. Порода разрыхляется долотом и удаляется желонкой. Весь процесс проходки заключается в поочередном применении долота и желонки. По мере углубления скважина обсаживается трубами.

Скорость бурения в галечниковых и гравийных породах можно значительно повысить, применяя желонку возможно большего диаметра, имеющую низко посаженный клапан с кожаной прокладкой. Зазор между желонкой и внутренними стенками труб должен составлять 5 мм.

При бурении гравия и галечника работа такой желонкой производится на штангах несильными частыми ударами (высота подъема 5— 10 см). При этом рабочие стоят на настиле, устроенном на деревянных хомутах, укрепленных на обсадных трубах (если нет других устройств для давления). По мере углубления желонки трубы под давлением погружаются без вращения. Особенно успешной проходки данной желонкой можно достичь в водоносных галечниках, когда столб воды в скважине покрывает всю желонку. При бурении такой желонкой сухих галечников в скважину необходимо подливать воду и забрасывать вязкую глину.

Бурение в глинистых породах связано с изменением способа бурения. Твердые и вязкие глины можно бурить без обсадки трубами, применяя легкое зубильное долото, желонку, буровую ложку, змеевик. В слабых, сильно песчанистых глинах проходку ведут при помощи желонки. Эти глины можно также бурить без применения труб.

В плотных глинах породу на забое разрыхляют легким зубильным долотом на глубину 50—70 см. Затем долото поднимают и на забой опускают клапанную желонку, которой и извлекают измельченную породу. Чтобы сухая глина во время обработки долотом или желонкой пришла в состояние, удобное для ее отбора, в скважину после каждого подъема желонки выливают два-три ведра воды. При появлении в скважине собственной воды подлив ее с поверхности прекращают.

Для бурения мягких, вязких пород иногда применяют желонку без клапана или даже снимают с нее башмак и бурят непосредственно Желоночной трубой. В последнем случае желонку приподнимают на 2—3 м над забоем и с этой высоты сбрасывают на забой. Ударное бурение в глинах возможно при использовании как штанг, так и каната.

Мягкие и вязкие глины можно бурить вращательным способом ложкой и змеевиком.

Нередко ложку или змеевик не удается вручную оторвать от забоя.

Бурение скважины на воду своими руками

В таких случаях применяют ваги, которые в виде рычага подводят на козлах под шарнирный хомут. Нажимом на длинный конец рычага инструмент приподнимают над забоем. Хорошие результаты дает также натяжение инструмента при помощи лебедки или ворота с одновременными ударами кувалдой по хомуту, находящемуся на инструменте.

Бурение в глинистых породах с галькой и валунами осложняется, так как в этих случаях глина с трудом забирается желонкой. Ложкой в этих породах бурить нецелесообразно, потому что галька не всегда входит в щель ложки. Помимо этого ложка может отклониться от вертикальной линии вследствие давления с одной стороны гальки или валуна. Применение пирамидального долота позволяет дробить или сбивать валуны в сторону, за стенки башмака обсадной трубы. Если диаметр валуна больше диаметра труб, то его прижимают трубами и разбивают долотом на забое; разбитый на мелкие куски валун забирают желонкой вместе с глиной. При встрече крупных валунов в некоторых случаях приходится выбирать новую точку для бурения. При бурении сухих глин с галькой и валунами в скважину подливают воду.

Если стенки скважины устойчивы, нет необходимости использовать обсадные трубы для одновременного крепления. Однако в этом случае рекомендуется применять после пирамидального долота округляющее для сохранения диаметра скважины.

Выше были описаны лишь общие рекомендации. В каждом случае нужно исходить из конкретных условий и применять указанные способы в комбинации друг с другом.

Водопровод в частном доме и коттедже — Рекомендации по бурению скважин в различных породах

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *