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.
Виды скважин
Прежде чем приступать к созданию скважины своими руками, необходимо разобраться в том, какие существуют типы таких гидравлических сооружений. В зависимости от глубины залегания грунтовых вод различают 3 основных типа скважин.
“Абиссинский колодец”
“Абиссинский колодец” – скважина, глубина которой обычно не более 10 – 12 метров. Своим названием технология обязана абиссинскому району в Эфиопии, где в XIX веке английские военные научились добывать воду данным способом в условиях полупустыни. Средний суточный расход – не более 25 кубометров.
К преимуществам такого колодца относятся:
- простота конструкции и монтажа;
- низкая стоимость работ и материалов;
- отсутствие специальных разрешительных документов на бурение;
- невысокая жесткость выкачиваемой воды;
- возможность размещения скважины внутри дома.
Недостатки такого типа скважин:
- высокая вероятность попадания в воду различных загрязнителей из рядом расположенных свалок или туалета из-за малой глубины скважины;
- такое бурение подходит не для всех видов грунта.
Песчаная скважина
Песчаная скважина используется на участках с глубиной залегания грунтовых вод от 10 до 50 метров в зависимости от расположения слоя водоносного песчаника, из которого вода будет поступать в систему. В среднем за сутки из такой скважины можно выкачать около 20 кубометров воды.
Преимущества скважины на песок следующие:
- простота реализации проекта;
- небольшие затраты на бурение и составляющие части;
- отсутствие разрешений государственных органов;
- возможность выполнить все работы своими руками без применения дорогой спецтехники.
Недостатки скважины:
- необходимость в постоянной откачке воды;
- иногда требуется установка дополнительных фильтров при завышенной концентрации некоторых химических элементов;
- небольшой среднесуточный расход.
Артезианская скважина
Артезианская скважина дает воду с глубинных пород, залегающих гораздо глубже 50 метров. Из-за большой глубины и высокого давления лучше всего выполнять все работы по бурению и вводу в эксплуатацию скважины с помощью специально обученного персонала и предназначенной для этого техники, несмотря на рекомендации видео из сети.
Такая скважина обладает рядом преимуществ:
- обеспечение водой сразу нескольких домохозяйств за счет высокой среднесуточной производительности;
- возможность отказа от глубинных насосов благодаря высокому давлению в системе;
- высокое качество воды.
Недостатки:
- дороговизна установки;
- высокая жесткость добытой воды;
- необходимость получать в государственных учреждениях разрешительные документы на бурение и эксплуатацию скважины.
https://youtube.com/watch?v=ZKs1jmOJQ_A
После ознакомления с видами скважин, их преимуществами и недостатками, можно для себя выбрать оптимальный вариант и приступать к работе.
Выбор места под скважину
Самостоятельно добраться до первого водоносного слоя грунта можно даже при помощи обычной лопаты. Залегают воды обычно на расстоянии около 20 метров от поверхности земли. У такой простой скважины диаметр должен составлять примерно 1 метр. По виду такой источник воды будет напоминать обычный колодец.
В скважине с диаметром 1 метр и высотой уровня вод в 1 метр, объем будет равен 2 кубическим метрам. Когда источник полностью высохнет, на его заполнение будет уходить примерно 4 часа. Надо понимать, что часто осушать источник не стоит, ведь вода просто не успеет отстояться, также, если пользоваться скважиной редко, будут застои.
При выборе места для источника надо учесть такие факторы:
- Наличие подземных водоемов;
- Удобство применения скважины;
- Удобство выполнения ремонтных работ при поломке.
Важно правильно определить наличие воды под землей. На это могут указывать поверхностные воды и развитие на участке некоторых растений (береза, щавель, брусника и т.д.)
Также есть народные приметы, которые помогут разобраться в этом вопросе. Так, о наличие воды говорят мелкие насекомые, которые вьются в одном месте. В большинстве случаев, если вода есть на соседних дачных участках, то и у вас она будет. Если есть некоторые сомнения, то стоит провести разведывательное бурение.
Основная специфика
Перечень оборудования для водозаборной скважины, которое потребуется для установки, хорошо знаком специалистам по бурению. Но если вы решили проводить работы своими силами, то необходимо знать основы обустройства скважины. Если говорить вкратце основными работами будет бурение шахты и монтаж необходимого оборудования.
Скважина под воду обязательно должна быть оборудована:
- Кессоном;
- Насосной станцией;
- Источником питания (электродвигатель);
- Оголовком для скважины.
Схема размещения относительно дома и водяных слоёв
Установка необходимого оборудования
Мероприятия по обустройству обеспечивают:
- Подачу чистой воды;
- Защиту от негативных воздействий окружающей среды (морозы, дождевое размывание и др.);
- Возможность правильного обслуживания всех устройств.
Постройка дополнительного строения является более удобной с точки зрения удобного размещения всех элементов насосной установки, необходимой для работы скважины. Там же можно разместить выход воды и электрооборудование.
Вспомогательные устройства:
- Система фильтрации воды;
- Система контроля давления;
- Система управления давлением;
- Автоматическая система управления.
Если скважина будет располагаться недалеко от дома, то это позволит сэкономить на работах по бурению, а также при закупке труб. Также такое расположение снижает расходы мощности насоса для транспортировки воды.
Все работы по бурению также имеют свои нюансы. Используемое оборудование зависит от многих факторов, таких как состав грунта, расположение скважины на участке, а также схема водоснабдения.
Машинный бур
Метод с использованием вышки
Данный способ заключается в забивании тяжёлого стакана в землю с помощью вышки. Вся конструкция, с помощью которой бурится скважина, может быть сделана своими руками. Вышка сооружается в форме треноги: для этого можно использовать как бревна, так и стальные прутья или трубы. Главное, чтобы она была прочной. Высота такого оборудования должна быть выше забойного инструмента примерно на 0,5 метра.
Скважина бурится за счет того, что земля разбивается под силой падающего стакана. При этом разбитый грунт захватывается и поднимается на поверхность, высвобождая отверстие. Сам стакан делается своими руками из труб, на его конце закрепляется резак. Внешне он напоминает пол витка шнека. Стакан закрепляется на трос. Высвобождение стакана от земли проводится каждые полметра. Таким образом можно пробурить довольно глубокую яму, но данный метод не рекомендуется применять на сыпких грунтах.
Когда все работы своими руками завершены, устанавливается труба и глубинный насос для добычи воды и распределения жидкости по всем коммуникациям. Как видим, колодец своими руками на самом деле можно сделать и без использования специализированной, дорогостоящей техники.
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.
Отвод водопроводной трубы
После установки донного фильтра прокладывается отводная труба. Чтобы от скважины проложить водопровод, во втором кольце от поверхности земли пробивается отверстие. Труба должна залегать на глубине не менее метра, в противном случае вода в ней зимой замерзнет. Лучше всего использовать трубу из пластика, так как она способна принять нужную форму.
В скважине труба закрепляется на расстоянии 30 см от дна. После того как труба проложена, вокруг скважины насыпается глина для ее защиты от поверхностной воды.
На конце трубы в шахте скважины устанавливается фильтр и обратный клапан. Вода будет направляться по трубе к насосу, который качает ее в дом. Если глубина шахты большая, внутри скважины размещают специальный насос, который подает воду к насосной станции и далее в дом.
Где бурить
До начала каких-либо работ следует выяснить гидрогеологическую обстановку. Наилучший источник информации – владельцы окружающих участков, особенно если они уже имеют скважины или когда-то пытались их построить.
Второй путь, как правильно сделать скважину для воды, точнее, выбрать для нее место – поиск гидрогеологических карт вашего района, которые могут храниться в проектных организациях или соответствующих ведомствах.
Если четкого представления о наличии и характере водоносных пластов получить так и не удалось, придется пойти на самый затратный шаг – заказать разведочное бурение. Впрочем, до этого можно попробовать один из народных методов, например, биолокацию (лозоходство), которые, по некоторым свидетельствам, с приемлемой точностью могут указать наличие или отсутствие воды под землей.
Выбирая место для скважины, следует остерегаться соседства в виде септиков, выгребных ям, свалок или животноводческих комплексов. Если они все же есть поблизости, то должны быть на расстоянии не ближе 30-ти м. Разумеется, скважина должна располагаться поближе к дому. Оптимальное расстояние составляет 3 м.
