Ручное бурение скважин на воду

Выбор точки для бурения источника воды

При выборе места для бурения скважины решающее значение имеет наличие водоносных слоёв. Именно от глубины их залегания будет зависеть множество факторов: метраж выработки, метод бурения, необходимость цементирования и устройства фильтров и т.д.

Рассмотрим подробнее, какие виды подземных вод могут служить водоисточником для хозяйственных нужд и как определить их глубину залегания.

Рассмотрим четыре типа подземных вод, которые могут стать источником водоснабжения на вашем участке:

Верховодка — верхний водоносный слой, залегающий на глубине до 3-4 м. Наполняется за счёт талых и дождевых вод, поэтому отличается высокой степенью загрязнения. Использовать такие воды для питья и поения домашних животных запрещается, можно применять эту воду для полива растений. В период засухи и зимой верховодка может просто исчезнуть, поэтому бурение скважины до них никогда не проводят.
Грунтовые воды на глубине не более 10 м. Такой водоносный слой образуется за счёт того, что ниже него находятся гидроупорные грунты, которые не дают просачиваться водам вниз. Грунтовые воды не иссякают даже в период засухи. Качество таких вод достаточно высокое, при наличии систем фильтрации и соблюдении санитарных норм их в большинстве случаев можно использовать для питья.
Межпластовые безнапорные воды. Залегают на глубине от 10 до 110 м между двумя водоупорными пластами. Пласты могут иметь различное строение и водопроницаемость, например, сверху может быть супесь, а снизу – суглинок. Качество воды – обычно высокое, зависит от конкретных характеристик участка. Скважины, вскрывающие межпластовые воды, наиболее часто встречаются в личных хозяйствах.
Артезианские воды. Располагаются на глубине ниже 40-110 м. Несмотря на то, что вода из артезианской скважины чиста и пригодна для питья, на бурение такой скважины решается не каждый владелец участка. Чтобы вскрыть водоносный участок нужно пройти немалую толщу скальной породы, а это весьма трудоемкий процесс.

К тому же для устройства потребуется получение пакета разрешительных документов. Дело в том, что для устройства артезианской скважины необходимо согласование с администрацией населенного пункта и соблюдение действующего законодательства, в том числе ФЗ “О недрах”.

Скважины бурят “на песок” и на “известняк”, так это называется на геологическом сленге. Наиболее водообильным и стабильным считается горизонт, приуроченный к трещинам в известняке

Вариант #3 — бурение ударно-канатным способом

Этот способ является самым старым, трудоемким и очень медленным, но при всем этом удается получить качественную скважину, которая может прослужить до полувека. Суть технологии заключается в следующем: порода (грунт) дробится от воздействия тяжелого снаряда, поднимающегося на высоту и падающего с силой вниз. Разрушенная порода с помощью желонки убирается из скважинного ствола.

Ударно-канатное бурение — достаточно эффективный способ, но уже не так часто используется из-за большой трудозатратности

Преимущество этого метода бурения заключается в том, что не надо использовать воду или бурильный раствор. Благодаря этому удается вскрыть более точно водоносный горизонт, обеспечив максимально возможную величину дебита скважины и длительность срока ее службы.

Высокая цена бурения данным методом является недостатком, с которым обычному потребителю приходится считаться. Технология превосходит по трудоемкости роторный метод. К тому же ударно-канатное бурение скважины с выходом на второй и последующие водоносные горизонты требует изоляции выше расположенных водоносов с помощью использования дополнительных обсадных колонн. Поэтому приходится тратить средства на приобретение труб большего диаметра. Объем работ, выполняемый специалистами, также увеличивается, что сказывается на бюджете сооружения.

Особенности монтажа кессонных конструкций при обустройстве скважины

В большинстве случаев, если скважина располагается на открытом пространстве, потребуется обустройство кессона. Внутри кессонного короба располагается всевозможное обслуживающее оборудование, фильтры, автоматика и т.д.

Кессон — это резервуар, который изолирует оголовок скважины от грунтовых вод.

Как уже отмечалось, он может быть выполнен из разных материалов:

Пластик. Он имеет хорошие показатели в плане тепловой изоляции, а также совершенно не подвержен коррозии и грибковым поражениям. К тому же, пластиковые кессоны обладают небольшой массой, так что установить их можно будет даже без необходимости прибегать к помощи специального оборудования. Пластик – сравнительно недорогой вариант. Но к однозначным недостаткам такого варианта можно отнести малую жесткость пластиковой конструкции. Для того, чтобы повысить этот показатель, в процессе монтажа пластиковый кессон заливают бетоном по всему периметру;
Металл. Достоинства металлических кессонов в том, что можно своими руками сварить конструкцию любого размера и любых форм. Такой кессон будет очень прочным. Но при этом потребуется проводить его дополнительную защиту от влаги – обработку антикоррозийным покрытием. Кроме того, металлические кессоны имеют большую массу. Можно как приобрести кессон из металла в готовом виде, так и сварить на заказ или самостоятельно. Конструкция крайне прочна и прослужит максимально долго. Но потребуется провести и теплоизоляционные мероприятия;
Бетон, железобетон. Еще один из самых распространенных вариантов. Сегодня, впрочем, применяются реже из-за трудоемкости обустройства. Бетонный кессон очень прочный и надежно защитит скважину от самых агрессивных воздействий со стороны окружающей среды. В то же время, он имеет огромную массу и со временем может просесть в почве, если неправильно его смонтировать. Это, в свою очередь, приведет к тому, что трубы в водопроводе будут повреждены.

Как правило, все этапы монтажа кессона схожи между собой – независимо от того, какой именно вариант был выбран.

Схема монтажа кессона.

Сначала осуществляется подготовка котлована. Он представляет собой яму, диаметром на 30 сантиметров больше, чем диаметр самого кессона. Глубина котлована должна быть рассчитана таким образом, чтобы верхняя часть кессона возвышалась над землей примерно на 20 см. Это позволит избежать затопления скважины в период обильных осадков или половодья. Затем необходимо осуществить монтаж гильзы для обсадной трубы. Для этого в днище кессона обустраивается отверстие – обычно в центре. Теперь к этому отверстию приваривается отрезок трубы длиной в 15 см и диаметром чуть больше, чем диаметр обсадной трубы – чтобы та без проблем вдевалась в гильзу.

На следующем этапе осуществляется монтаж ниппелей для водопроводных труб. Они ввариваются в стенку кессона в тех местах, где предполагается выводить трубы.

Затем проводится непосредственно установка кессонного бака в котлован. Предварительно нужно обеспечить на дне котлована подушку из щебня толщиной примерно в 20 см. Обсадная труба обрезается до уровня почвы. Теперь на предварительно заготовленные брусья устанавливается кессон таким образом, чтобы гильза без труда надевалась на обсадную трубу. Брусья извлекаются, кессон герметизируется.

Останется завести трубы в ниппели – и можно приступать к засыпке всего сооружения. Пространство между стенками гильзы и трубой, а также ниппелями и трубами можно залить монтажной пеной.

Подбор оборудования

Выбор оборудование для обустройства вашей будущей скважины – один из важнейших этапов, так как именно от правильного выбора будет зависеть качество и срок ее работы

Наиболее важное оборудование, на выбор которого следует обратить внимание, это: насос, кессон, оголовок для скважины и гидроаккумулятор

Кессон или адаптер

Принцип обустройства с кессоном или адаптером

Кессон можно назвать основным элементом конструкции будущей скважины. Внешне он напоминает емкость похожую на бочку и применяется для защиты оборудования от грунтовых вод и замерзания

Внутри кессона можно расположить все необходимое компоненты для автоматического водоснабжения (реле давления, мембранный бак, манометр, различные фильтры очистки воды и пр.), таким образом освободить помещение дома от лишнего оборудования.

Изготавливается кессон из металла либо пластика. Главное условие, чтобы он не был подвержен коррозии. Размеры кессона обычно составляют: 1 метр в диаметре и 2 метра в высоту.

Кроме кессона можно также использовать адаптер. Он более дешевый и имеет свои особенности. Давайте ниже рассмотрим, что выбрать кессон или адаптер и какие у каждого из них преимущества.

Кессон:

Все дополнительное оборудование можно разместить внутри кессона.
Лучше подходит для холодного климата.
Долговечно и надежно.
Быстрый доступ к насосу и другому оборудованию.

Адаптер:

Для его установки не нужно дополнительно рыть яму .
Быстрый монтаж.
Экономично.

Выбирать кессон или адаптер также следует из типа скважины

К примеру, если у вас скважина на песке, многие специалисты советует обратить внимание на адаптер, так как использование кессона не всегда выгодно из-за небольшого срока службы такой скважины

Насосные агрегаты

Одним из ключевых элементов всей системы является насос. Принципиально можно выделить три типа:

Поверхностный насос. Подходит только, если динамический уровень воды в скважине не будет опускаться ниже 7 метров от земли.
Погружной вибрационный насос. Бюджетное решение, редко используется именно для системы водоснабжения, так как обладает малой производительностью, кроме того может разрушать стенки скважины.
Центробежные скважинные насосы. Профильное оборудование для систем водоснабжения из скважины.

Скважинные насосы широко представлены на рынке большим обилием производителей, на любой вкус и кошелек. Подбор характеристик насоса происходит по параметрам скважины и непосредственно вашей системы водотеплоснабжения.

Гидроаккумулятор и реле

Ключевой функцией этого оборудования является поддержание постоянного давления в системе и накопление воды. Гидроаккумулятор и реле давления контролируют работу насоса, когда вода в баке заканчивается, в нем падает давление, что отлавливает реле и запускает насос, соответственно после наполнения бака, реле отключает насос. Кроме всего, гидроаккумулятор защищает водопроводное оборудование от гидроудара.

По внешнему виду гидроаккумулятор похож на бак, выполненный в овальной форме. Его объем в зависимости от целей может колебаться от 10 до 1000 литров. Если у вас небольшой загородный дом или дача, объема 100 литров будет вполне достаточно.

Гидроаккумулятор – аккумулирует, реле – управляет, манометр – отображает

Оголовок для скважины

Для обустройства скважины также устанавливается оголовок. Основным его предназначением является защита скважины от попадания в нее различного мусора и талых вод. Другими словами оголовок выполняет функцию герметизации.

Оголовок

Полезные советы

Бурение скважины около участка беседки либо в другом месте домашнего хозяйства следует осуществлять, руководствуясь некоторыми советами:

Перед проведением работ следует убедиться в наличии водоносной жилы, используя специальные методики.
При установке слива следует предварительно проверить работу скважины на полную мощность.
Экономичнее взять необходимый инструмент в аренду, нежели приобретать все на собственные средства.
Перед использованием воды из вручную пробуренной скважины следует провести химический анализ ее состава.

Такие несложные хитрости помогут в проведении работ по бурению и в дальнейшей эксплуатации готовой скважины.

Предыдущая запись Скважина в доме: особенности бурения в загородном доме
Следующая запись Кессон для скважины: что это такое и для он чего нужен

Как соорудить шнековую буровую установку

Чаще всего для изготовления скважин используют шнековые агрегаты. Конструкция установки проста и состоит из таких элементов:

Квадратной либо прямоугольной рамы для установки направляющих стоек.
Направляющих опор для монтажа приводного механизма (мотора-редуктора).
Троса с блоком и лебедкой для подъема бурильных штанг.
Вертлюга для передачи вращающего момента от привода и подачи промывочного раствора в ствол скважины.
Шнека или бура.

В некоторых случаях установка может комплектоваться транспортировочными колесами. Направляющие стойки длиной 2-2,5 м изготавливают из труб круглого либо квадратного сечения. В качестве привода используется электрический мотор-редуктор со скоростью вращения 50-70 об/мин. На выходном валу устанавливают вертлюг, посредством которого вращение передается буровой штанге. Этот элемент должен выдерживать большие нагрузки, поэтому для его изготовления применяют прочный материал. Кроме того, он оборудуется герметичной камерой для подачи воды.

Простой бур самостоятельно изготовить несложно. Делается бур из обычной стали.

Герметичность достигается точностью изготовления и применением прокладочных материалов. Если элемент будет изготовлен некачественно, то, пробурив несколько скважин, его придется менять. Некоторые мастера приобретают деталь заводского производства, которая при правильной эксплуатации позволит пробурить не 1 десяток скважин.

В качестве рабочей части используют либо набор шнеков, либо бур, выполненный из нескольких сегментов. В первом случае в качестве бурильной штанги используют трубу круглого или 6-угольного сечения. В нижней части приваривают 3- или 4-реберный наконечник с победитовыми резцами. На тело штанги монтируют несколько витков шнековой спирали (чаще всего диаметром 180-200 мм). Между сегментами сверлят отверстия для выхода промывочного раствора. Это облегчает процесс бурения и охлаждает детали.

Для соединения штанг используют шестигранное сочленение. Фиксация замка осуществляется при помощи пальца. Иногда применяют резьбовую сборку, но она требует больше времени на монтаж. Вода внутрь штанги подается центробежным насосом из емкости, а шлам из ствола откачивается грязевым насосом в приямок.

Бурение на участке с неглубоким залеганием водоносного горизонта проводится штангой с расположением шнековых витков по всей длине. Достигнув вязких грунтов, штангу нужно периодически извлекать для очистки. При таком бурении промывочный раствор в скважину не подается. Этот способ изготовления ствола более длительный, т. к. много времени уходит на подъем и чистку шнеков.

Виды скважин и их особенности

Собственный источник воды – отличная возможность обеспечить себя и своих близких чистой живительной водой и удовлетворить хозяйственные потребности. Путем бурения и обустройства скважины решить проблему водоснабжения можно на несколько десятков лет вперед.

Выбор способа бурения и объем работ по обустройству скважины зависит от типа гидротехнического сооружения.

Колодец абиссинского типа

Если вода на участке расположена предположительно на глубинах 10-15 метров, то выгоднее и проще устроить абиссинский колодец. Гидротехническое сооружение этого типа использует водоносный слой, расположенный над водонепроницаемым глинистым пластом. Питается водонос за счет инфильтрации атмосферных осадков и вод близлежащих водоемов.

Простую в исполнении скважину-иглу может пробурить даже начинающий умелец, который только осваивает базовые навыки буровых работ

Сравнительно неглубокая узкая скважина представляет собой колонну толстостенных труб ВГП диаметром 50 – 80 мм. В нижнем, самом первом звене колонны устроен специальный фильтр путем сверления с стенках трубы отверстий.

Трубы выполняют функцию ствола, дополнительной обсадки абиссинская скважина-игла не требует. Ее не бурят, а погружают в грунт посредством забивки.

Компактные размеры водозабора абиссинского типа позволяют размещать его практически на любом свободном месте придомовой территории. Самым распространенным способом пробивания этого типа гидротехнического сооружения является ударное бурение.

Особенности скважин на песок

При глубине залегания водоносного горизонта до 30 – 40 метров, распространенного в рыхлых, несвязных отложениях, сооружают песчаную водоносную скважину. Ее называют так, поскольку она добывает воду из насыщенных водой песков.

Пятидесятиметровая глубина источника не способна гарантировать кристальную чистоту воды, а потому содержимое скважины следует проверять лабораторным путем на наличие химических соединений

Водоносный слой скважины на песок располагается всего в трех-четырех десятках метров от поверхности. И чтобы достичь его не приходится проходить твердые – скальные и полускальные породы. А потому провести бурение песчаной скважины вручную не составит труда, если применить один из описанных ниже способов.

Глубинная артезианская скважина

А вот планируя пробурить артезианскую скважину, собственными силами не обойтись. Артезианская вода распространена по трещинам в непроницаемых скальных и полускальных породах на глубине порядка 40 -200 метров.

С задачей бурения скважины на известняк способны справиться лишь профессионалы, владеющие необходимыми знаниями и имеющие в распоряжении специальное оборудование для бурения

Чтобы определить глубину залегания воды им следует ориентироваться на данные гидротехнических сооружений подобного рода, пробуренных невдалеке от предстоящего места проведения работ.

Поскольку артезианская скважина способна обеспечить водой сразу несколько участков, буровые услуги удобно заказывать в складчину. Это позволит существенно сэкономить на бурении и обустройстве источника водоснабжения.

Предварительные работы

После того, как буровая машина установлена, прибывает спецкомиссия на проверку оборудования, техники и качества труда.

Когда бурильная установка готова, начинаются работы по приготовлению к бурению. Как только буровая машина установлена и возведение сооружений закончено, буровую проверяет спецкомиссия. Мастер бригады бурения, принимая комиссию, вместе с ней следит за качеством работ, проверяет технику и исполнение охраны труда.

Например, светильники по способу исполнения должны быть во взрывобезопасном кожухе, по шахте должно быть распределено аварийное освещение на 12 V. Все замечания производимые комиссией должны быть учтены до начала работ по бурению.

До того как начать буровые работы, техника оснащается соответствующим оборудованием: шурфом под квадрат, буровыми трубами, долотом, приспособлениями малой механизации, обсадными трубами под кондуктор, контрольно-измерительными приборами, водой и т. д.

На буровой должны быть домики для жилья, беседка, столовая, баня для сушки вещей, лаборатория для анализа растворов, инвентарь для тушения пожаров, вспомогательный и рабочий инструмент, плакаты по технике безопасности, аптечки и медикаменты, склад для бурильного оборудования, вода.

Схема установки вышки для бурения.

После того как вышка для бурения была установлена, начинается ряд работ по переоснастке талевой системы, в процессе чего осуществляется установка оборудования и апробирование средств малой механизации. Технология забуривания начинается с установки мачты. Ее направления должно быть установлено точно по центру оси вышки.

После центровки вышки производится бурение под направление. Это опускание трубы для упрочнения скважин и заливка ее верхнего конца, который должен по направлению совпадать с желобом, цементом. После того, как направление в процессе бурения скважин было установлено, еще раз проверяют центровку между осями ротора и вышки.

В центре скважины производят бурение под шурф для квадрата и в процессе обсаживают трубой. Бурение шурфа скважины исполняется турбобуром, который во избежание слишком быстрого вращения удерживается пеньковым канатом. Одним концом он крепится к ноге вышки, а второй удерживается в руках через блочок.

Виды скважин

Скважина на воду — это длинный и узкий ствол в горной породе. Именно в него опускается бур или буровой снаряд на длинной жесткой штанге, собранной из труб, или на тросе. В стволе помещается обсадка, которая предохраняет его стенки от разрушения и держит давление окружающей породы. Такая обсадка или плотно сидит в стволе, или оформляется с затрубным пространством, заполненным засыпкой, глиной (так называемый, «глиняный замок») или залитым бетонным раствором.

Что касается нижнего конца ствола, то он может быть заглушенным, открытым или со ступенчатым сужением — забоем. В забое или просто снизу делается заборное устройство.

Верхняя часть обсадки — это оголовок скважины. В нем или вокруг него размещается комплекс устройств, носящий название «обустройства» скважины.

Скважины могут быть самых разных конструкций, но для самостоятельного выполнения больше всего подходят:

Скважина-игла. При ее оформлении штанга, обсадка и буровой снаряд составляют единое целое. Бурение выполняется ударным способом. Никакого дополнительного оборудования и инструментов для такой скважины не требуется. Предельная глубина «иглы» — 45 м, скорость проходки — 2-3 м/час. Скважины-иглы используют для обустройства абиссинских колодцев

Дебет у них небольшой, но летом стабильный, поэтому они идеально подходят для оформления на даче. Срок службы такого сооружения зависит от регулярности и интенсивности водозабора, но предсказать, сколько будет существовать тот или иной абиссинский колодец не получится — есть те, что эксплуатируются более 100 лет, а некоторые иссякают за полгода.Важно: Скважины-иглы не подлежат ремонту, поскольку пролегают в неплотных и неоднородных грунтах.

Несовершенная скважина. Такие в пласте просто «висят»

Для их исполнения не потребуется ни особых буровых навыков, ни геологических познаний. Но дебет таких скважин невелик, а качество добываемой воды оставляет желать лучшего. Можно, правда, получать и более качественную воду, если скважину внизу заглушить. Но большинство «самобойных» сооружений оформляется все-таки несовершенными в силу целого ряда обстоятельств.

Совершенная скважина. В ней обсадка опирается на кровлю водоупорного подстилающего пласта. Качество воды и дебет таких скважин максимальные, но для их проходки потребуются и знания местной геологии, и буровой опыт. В противном случае возможно затягивание пластичного подстилающего пласта в обсадку. Кроме того, без опыта и знаний можно проткнуть в процессе бурения подстилку, тогда вода уйдет ниже.Важно: Совершенная скважина, выполненная с ошибками, способна серьезно навредить экологии местности, в которой пробурена.

Скважина с забоем. Эта может быть, как несовершенной, так и совершенной. Наличие забоя облегчает ее обслуживание и делает ремонтопригодной (до определенной степени). Но по-настоящему качественно выполнить такое сооружение могут лишь опытные мастера-буровики.

Другие модели буровых установок

В целом процесс сборки большинства существующих разновидностей буровых установок остается одинаковым. Рама и прочие элементы рассматриваемой конструкции подготавливаются по аналогичной схеме. Может меняться лишь главный рабочий инструмент механизма.

Ознакомьтесь с информацией об изготовлении различных разновидностей установок, сделайте подходящий рабочий инструмент, а затем прикрепите его к опорной раме и соедините с другими требуемыми элементами, используя рекомендации из рассмотренной выше инструкции.

Бурильная установка с «патроном»

Главным рабочим элементом такого агрегата является патрон (стакан). Самостоятельно сделать такой патрон можно из толстостенной трубы диаметром 100-120 мм. Оптимальная длина рабочего инструмента – 100-200 см. В остальном же ориентируйтесь по ситуации. При выборе габаритов опорной рамы вам придется учитывать размеры патрона. Продумайте все так, чтобы в дальнейшем вам было удобно пользоваться готовой буровой установкой.

Рабочий инструмент должен иметь как можно больший вес. С нижней части отрезка трубы сделайте треугольные заострения. Благодаря ним почва будет более интенсивно и быстро разрыхляться.

Буровая установка своими руками

При желании можете оставить низ заготовки ровным, но его нужно будет обязательно заточить.

Сделайте несколько отверстий в верхней части стакана для прикрепления каната.

При помощи прочного троса прикрепите патрон к опорной раме. Длину троса подбирайте так, чтобы в дальнейшем патрон мог свободно подниматься и падать вниз. При этом обязательно учитывайте запланированную глубину источника.

Для повышения эффективности земляных работ вы можете подключить собранную установку к электродвигателю. Трос с патроном в такой ситуации будет намотан на барабан редуктора.

Обеспечить очистку забоя от грунта можно путем включения в состав конструкции желонку.

Пользоваться такой установкой очень просто: вы предварительно вручную создаете углубление в месте бурения диаметром, превышающим диаметр рабочего патрона, а затем начинаете поочередно поднимать и опускать патрон в яму, пока не будет достигнута требуемая глубина.

Простая шнековая установка

Самодельный шнек

Основным рабочим элементом подобного механизма является бур.

Чертеж бурового шнекаСхема межвиткового шнекового кольца

Изготовьте бур из металлической трубы, имеющей диаметр 100 мм. На верхней части заготовки сделайте винтовую резьбу, а на противоположной стороне трубы обустройте шнековый бур. Оптимальный диаметр бура для самодельного агрегата — около 200 мм. Пары витков вполне хватит.

Схема разделения диска бура

Прикрепите сваркой к концам заготовки пару металлических ножей. Вы должны закрепить их по такому принципу, чтобы в момент вертикального размещения установки ножи располагались под некоторым углом к почве.

Шнековый бур

Чтобы работать с подобной установкой было наиболее удобно, подсоедините к тройнику кусок металлической трубы длиной 1,5 м. Фиксацию выполняйте сваркой.

Внутри тройник должен быть оснащен винтовой резьбой. Сам же тройник навинтите на кусок разборной полутораметровой штанги.

Пользоваться такой установкой удобнее всего вдвоем – каждый работник сможет взяться за полутораметровую трубу.

Бурение выполняется в следующем порядке:

рабочий инструмент углубляется в грунт;
делается 3 поворота буром;
разрыхленный грунт извлекается и убирается.

Повторяйте цикл до достижения примерно метрового углубления. После штангу придется удлинить при помощи дополнительного куска металлической трубы. Для скрепления труб применяется муфта.

Если запланировано обустройство скважины глубже 800 см, зафиксируйте конструкцию на треноге. Вверху такой вышки должно присутствовать отверстие размерами, достаточными для беспрепятственного движения штанги.

В процессе бурения штангу надо будет периодически наращивать. С увеличением длины инструмента будет ощутимо повышаться и масса конструкции, управлять ею вручную станет очень тяжело. Для удобного подъема механизма используйте лебедку, сделанную из металла либо прочной древесины.

Теперь вы знаете, в каком порядке собираются простые буровые установки и как пользоваться такими агрегатами. Полученные знания помогут вам существенно сэкономить на услугах сторонних бурильщиков.

Удачной работы!

Методы бурения

Методы бурения классифицируют по двум параметрам.

В зависимости от применяемого механизма бурение может быть:

Механическое;
Ручное.

Варианты исполнения скважины

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

Ручное бурение скважины 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:

Шнек-бур и станок для бурения скважин своими руками

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:

Ударно-канатный способ — технология бурения

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

Бурение скважины шнеком

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 малогабаритной легкоперевозимой буровой установки, так как самостоятельно изготовленный шнек бурит не более чем на десять метров в глубину.

Стоит отметить, что шнековый способ 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

Колонковая технология 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.

Определение роторного бурения

Для начала разберем, что вообще из себя представляет роторное бурение скважин и каковы его альтернативы? Одним из самых привычных способов устройства водозаборной выработки пока признают шнековое бурение.

Однако шнековая технология не позволяет пройти скальные коренные породы. Применяемый в шнековом бурении винтовой бур не способен разрушить известняк. А ведь нередко бывает, что нужно забуриться именно в него, т.к. вышележащие слои не отличаются стабильным и достаточным для эксплуатации дебитом.

Колонковая и шнековая буровая технология не предоставляет возможность пройти скальные горные породы. В случае устройства скважины на известняк эффективней и экономичней использовать роторный метод бурения

Потому роторная технология, используемая ранее только в горнодобывающей отрасли, и стала внедряться в сферу устройства частных водозаборных сооружений. Ее рабочим элементом является находящееся в забойной части скважины долото. С помощью долота разрушаются связные и несвязные грунты, дробятся скальные коренные породы.

Выемка же разрушенной горной породы осуществляется с помощью жидкости, которая подается к забою через рабочую колонну или же затрубное пространство. Это 2 разных способа бурения, каждый из которых будет подробно рассмотрен далее.

Диаметр долота превышает диаметр рабочей колонны, что позволяет:

сократить энергозатраты на весь процесс бурения (мощность здесь расходуются непосредственно только на проворачивание с усилием долота в забое, а потери на трение рабочей колонны о стенки скважины сводятся к минимуму);
предохранить большую часть элементов рабочей колонны от повреждений, а также стенок пробуренной скважины от разрушения;
создавать внушительные по диаметру скважины (к примеру, до 70 см) при крайне внушительных глубинах.

Таким способом можно формировать водоносные скважины, глубиной в 300 и более метров, т.е. бурить водозаборные выработки для снабжения водой дачных массивов и поселков.

Итак, определение: бурение по роторному принципу – это такой способ разработки скважины, при котором усилие на долото в забое передается от роторного вращателя через рабочую колонну. Ее собирают из штанг – узких стальных труб, которые присоединяются последовательно друг к другу по мене углубления в землю.

А вот в расчистке ствола выработки и забоя от шлама применяется поданная под напором вода. Благодаря такому решению постоянно разбирать и собирать буровую колонну для извлечения керна как в колонковом бурении не нужно.

Нагнетаемая в выработку жидкость сразу решает две важные задачи: освобождает путь буровому снаряду для производства дальнейших работ и производит промывку скважины, необходимую для подготовки водозабора к эксплуатации.

Перфоративное бурение

Такой способ бурения используют для строительства абиссинского колодца.

Для этого используется труба из железа, которая собрана из отрезков разной длины, которые между собой скреплены с помощью муфт. По своей форме они похожи на своеобразное копье и поэтому её ещё называют скважин иглой. Герметичность соединений резьбы чрезвычайно важна и добиваются её использованием силикона, или же сантехнического льна.

Прежде всего, бурение проводят до начала обводненного слоя земли. Скважина должна быть в диаметре от пятидесяти до восьмидесяти миллиметров в сухой земле. После этого скважину ставят в фильтр, а обсадные колонны забиваются.

Внизу такой трубы располагается фильтр, представляющий из себя простую трубу с таким же диаметром. В ней имеется много отверстий в среднем диаметров от пяти до восьми миллиметров. Снаружи она защищена фильтровой сеткой, способной пропускать влагу и задерживать взвеси и песок. Сквозь подобную сетку с галунным плетением проходят частички только самого маленького диаметра и размеров.

Для установки такой трубы в грунт на глубину от восьми до двенадцати метро применяют всевозможное оборудование, от штанг до бабки.