Какой метод выбрать для бурения скважины на воду? Как пробурить и обустроить скважину на воду своими руками? Технология и способы бурения, виды скважин Особенности обсадки скважины

Скважина, с помощью которой получают воду, - это достаточно непростое гидротехническое сооружение. Выбор конструкции скважины и правильное выполнение работ напрямую влияют на качество полученной воды, производительность конструкции и срок службы.

Выбор места для скважины

До того как начинать работы по бурению, в первую очередь необходимо выбрать правильно место, на котором будет находиться скважина, решить, где будет стоять установка для бурения и где удобно разместить вспомогательные машины. Также требуется рассчитать рабочую зону, участок, предназначенный для слива технической воды, и определить место, где лучше хранить необходимое оборудование.

Технология бурения скважин на воду требует наличия ровного участка размером около 4х12 м. Также должна быть возможность проезда установки для бурения и водовозки без затруднений. Желательно, чтобы ворота при въезде на участок были не менее 3 м шириной. Над местом, где будет производиться бурение, не должно быть электрических проводов на расстоянии 2 м.

Место для бурения скважины под воду выбирается с учетом экономических характеристик – чем ближе пробурена скважина к точке ввода, тем меньше будет необходимо рыть траншей и меньше придется использовать труб.

Технология бурения скважины требует устройство конструкции не ближе 3 м от здания, и нужно предусмотреть возможность свободного подъезда. К тому же над артезианской скважиной нельзя возводить никаких строений.

Бурение скважин

Есть немало всевозможных способов бурения скважин, но обязательно выполняются три главные операции:

измельчение породы;
удаление ее из скважины;
последующее закрепление стенок.

Измельчение породы

Обычно производится с помощью породоразрушающих механизмов. Кроме того, также используют другие технологии: взрывную, электрическую и термическую, но эти способы при устройстве скважин применяют нечасто.

Удаление породы

Способы извлечения измельченной породы:

Гидравлический- с помощью технической жидкости (глинистый раствор или простая вода) производится подъем породы на поверхность.
Механический - с помощью специального оборудования (особые буры, желонка или шнек).
Пневматический (порода удаляется сжатым воздухом).
Комбинированный.

Крепление стенок, как правило, осуществляют обсадными трубами из металла. Чаще применяют трубы из черного металла - цельнотянутые или электросварные на сварных или резьбовых соединениях.

Применять для питьевых нужд трубы из оцинкованного металла не желательно, а использование нержавеющей стали нерентабельно.

Сейчас при устройстве большинства скважин применяют способ двойной обсадки. Колонну скважины изолирует пластиковый вкладыш. При использовании такого способа срок службы значительно увеличивается, повышаются эксплуатационные и потребительские характеристики конструкции.

У нас в стране чаще всего используют «бурение с промывкой». Этот способ заключается в том, что глинистый раствор или вода подается в пробуриваемую скважину, по штангам поднимая давление жидкости с помощью насоса, а после этого она выходит на поверхность вместе с измельченной породой. Тут она поступает в специальный отстойник, после осаждения породы насосом используется снова. Контролируя состав извлеченной породы, буровики определяют геологический разрез участка.

При бурении нетвердых слоев в качестве промывочной жидкости применяют глинистый раствор. В случае, если в начале разреза обнаружены глинистые слои грунта, то можно получить такой раствор естественным способом, закачивая простую воду. Помимо извлечения измельченной породы, глинистый раствор одновременной упрочняет стенки и не позволяет им обваливаться.

При бурении скважины в твердых слоях, к примеру, в известняках, в качестве промывочной жидкости применяют техническую воду. Она обладает и еще одним назначением: в то время когда бурится водоносный слой, возникает поглощение воды; это значит, что вода начинает просто уходить в грунт. По степени потерь воды определяется глубина бурения: когда расход воды достигает максимальных значений, бурение оканчивают.

Технология бурения скважин на воду требует последовательной обсадки скважины трубами. Когда скважина пробурена на определенную глубину, в нее устанавливают металлические обсадные трубы. После этого грунт измельчают более тонким долотом, и если потребуется, обсаживают трубами из пластика. Это наиболее простой способ создания скважины под воду, в случае если нет геологических осложнений, нет необходимости бурить на большую глубину, есть хороший водоносный слой и т. д.

Завершающим этапом бурения скважины является прокачка до прозрачной воды. Кроме того, на этом этапе замеряются дебит, статический и динамический уровни для выбора и установки водоподъемного оборудования.

Видео

В этом ролике схематично показан процесс, описанный нам выше.

Самым доступным и простым источником водоснабжения для частного дома, дачи или бани является скважина на воду.

Чтобы обеспечить земельный участок чистой водой, потребуется предварительная подготовка: анализ основных параметров грунта, расчет глубины залегания водоносных горизонтов, выбор подходящего варианта обустройства водозаборной точки. На основании полученных данных определяется эффективный способ забоя и выполняется бурение скважин на воду.

При этом обустроить скважину самостоятельно доступно любому владельцу участка, главное – грамотно применить технологию бурения.

Можно ли самому бурить скважину на воду

Бурение водяных скважин – трудоемкий и ответственный процесс, требующий правильного подхода к применению современных методов бурения. Основной комплекс работ можно выполнить самостоятельно с минимальным набором оборудования, не привлекая сторонних подрядчиков.

Это позволит сэкономить на профессиональном бурении и аренде специализированного оборудования. Важной статьей расходов на обустройство скважины станет проведение основных расчетов и сбор аналитических данных по состоянию грунта и расположению водоносного горизонта.

Самый популярный тип гидросооружения, которое можно обустроить самостоятельно, – скважина на воду с глубиной обсадки до 35 метров. Конструктивно она представлена трубой, которая устанавливается в шахту и оснащается фильтром для донной очистки воды.

Для самостоятельной разработки водозаборной точки специалисты рекомендуют выбирать метод шнекового бурения с применением электрической или бензиновой буровой установки. Это значительно упрощает сам процесс и сокращает временные затраты на обустройство скважины.

Правильный выбор места для разработки скважины

Как бурят скважину на воду? Все начинается с выбора подходящего места для обустройства водозаборной точки. Для определения водного источника на земельном участке рекомендуется учитывать такие признаки:

Скопление растительности, которая предпочитает высокую влажность почвы в определенных зонах.
Скопление мелких насекомых, а также отдых домашних животных – котов и собак – в местах пролегания водоносного слоя.
Возникновение влажного тумана и росы в вечернее и утреннее время. В зимний период появление проталин.

Вышеперечисленные признаки обнаружения водоносного горизонта считаются косвенными, поэтому для получения более точных результатов рекомендуется провести основные геологические изыскания.

Специалисты помогут определить глубину прохождения водоносных горизонтов и предоставят аналитические данные о состоянии грунта на земельном участке.

Разновидности скважин под воду

Существует несколько видов скважин для организации системы водоснабжения, которые зависят от уровня прохождения водоносных слоев.

Скважины на песок . Самый распространенный вариант гидросооружений, который отличается дешевизной и доступностью проведения работ. Конструктивно подобная скважина представлена обсадной колонной, оснащенной фильтром донной очистки. Водный дебет источника может составлять от 6 до 950 кубических метров в сутки. Скважина в песчанике обустраивается на глубину от 5 до 11 метров (при автоматическом бурении – до 25 метров). Срок службы гидросооружения – от 8 до 16 лет.
. Самый трудоемкий и дорогостоящий вариант обустройства сооружений для подачи воды, который предусматривает обязательное наличие проектной документации и . Конструкция скважины представлена двумя колоннами – обсадной и водяной. Труба для обсадки монтируется в обычный грунт, водная – в известняковые залежи, при этом подача воды осуществляется под высоким давлением. Водный дебет сооружения составляет от 8 до 42 кубических метров в час, в расчет берется диаметр трубы. Максимальная глубина прокладки обсадки достигает 300 метров. Срок службы сооружения – до 45 лет.
. Обустраиваются в подвижных грунтах с высоким содержанием песка и щебня, обладают невысоким водным дебетом – до 3 кубических метров в час. Максимальная глубина прокладки не превышает 12 метров. Скважина не подлежит ремонту и восстановлению, склонна к быстрому высыханию и заиливанию.

Поскольку предусматривается бурение скважины своими руками, далее будут рассмотрены самые доступные технологии для самостоятельного освоения.

Основные технологии обустройства водоносных скважин

Самостоятельно пробурить скважину под воду можно с применением следующих доступных технологий:

Шнековая технология бурения

Самый простой и доступный способ обустройства скважинного канала при помощи буровой установки. Применяется в подвижных сыпучих грунтах – глинистых, суглинистых и влажных супесях.

Бур, оснащенный вращающимися лопастями (шнек), вводится в мягкие пласты почвы. При прохождении метрового участка установка поднимает на поверхность часть изъятой грунтовой смеси (шлам). По мере углубления в землю буровая штанга удлиняется за счет дополнительных звеньев. Вращение шнека обеспечивается ручным способом или при помощи электропривода.

Технология является наиболее производительной и эффективной. Она позволяет выполнять весь комплекс работ вручную без оборудования или при помощи самодельных малогабаритных буровых установок – буровой треноги и подъемного механизма. Подобные конструкции обеспечивают легкое прохождение грунта и подъем массы на поверхность.

Колонковая технология бурения

Принцип работы бурового оборудования схож с предыдущим, отличие заключается в конструкции режущей части бура. Бур представляет собой цилиндрическое пустотелое устройство, оснащенное напайками для прохождения пород различной плотности. Шлам собирается внутри в цилиндре и удаляется из него каждый раз при подъеме на поверхность.

Подобная технология применяется на участках с различными типами грунта и позволяет обустроить скважину нужного диаметра.

Колонковое бурение редко используется для самостоятельной разработки скважинного канала, поскольку предусматривает привлечение дорогостоящего специализированного оборудования, которое обеспечивает равномерную нагрузку на буровую установку.

Роторная гидравлическая технология бурения

В процессе бурения осуществляется беспрерывная подача промывочной жидкости под давлением. Она предназначается для вымывания шлама и очищения установки для бурения.

Предусмотрено два способа подачи жидкости:

Прямая промывка – когда вода подается в колонну и со шламом выводится в пространство между трубой и колонной.
Обратная промывка – жидкость поступает в скважинную колонну из затрубного пространства, после чего выводится на поверхность.

Для бурения скважины применяются МГБУ с гидравликой, обеспечивающие прямой способ промывки колонны.

Подобная технология эффективна для обустройства скважин, глубина которых превышает 10 метров.

Технология ударно-канатного бурения

Подобная технология бурения скважины отличается сложностью и трудоемкостью реализации, но при этом остается самой практичной и надежной.

Проходка выполняется за счет последовательных толчков бурильной цилиндрической установки при смене положения вверх-вниз. Грунтовая смесь попадает в цилиндрическую полость и поднимается на поверхность.

Преимуществом подобного способа бурения является возможность прохождения различных типов грунтов, при этом не требуется удлинение бура на глубине. К тому же подобное оборудование можно изготовить самостоятельно из подручных средств.

Для подъема бурового цилиндра может быть использован механический или электрический механизм.

Разновидности бурового инструмента

Основным рабочим инструментом для бурения скважины и подъема грунта является бур. Для различных способов бурения применяются:

Шнек, или змеевик, применяется для роторной бурильной установки при прохождении грунтов средней плотности – суглинков, супесей, глины и земли. Оснащается металлической насадкой с заточенными кромками, выполняющими сверление грунта.
Стакан, или снаряд Шитца, применяется для вязких и плотных грунтов в канатно-ударных буровых установках.
Ложка используется для сыпучих и подвижных грунтов – песчаных, щебеночных. Способ бурения – вращательный и ударно-вращательный.
применяется для очистки скважинного канала от полужидких и сыпучих грунтовых смесей, оставшихся после прохождения долота. Предназначается для канатно-бурильной установки.
Долото используется для прохождения твердых и каменистых пород. Представляет собой специальную пластину с округленными гранями калибром, равным внутреннему диаметру обсадной колонны минус 5 мм. Предназначается для канатно-ударного способа бурения.

Режущие элементы буров изготавливаются из закаленных стальных листов толщиной 3–5 мм.

Особенности обсадки скважины

Любая скважина для воды предусматривает обязательную установку обсадки. Для этого используются металлические, пластиковые или асбестоцементные трубы.

Монтаж трубы для обсадки осуществляется на этапе бурения или обустройства скважины.

После завершения проходки на скважинное дно выполняется установка обсадной трубы, на конце которой имеется донный фильтр, оснащенный мелкоячеистой сеткой для удаления сторонних примесей из воды. Чтобы предотвратить возможное проседание трубы, ее надежно фиксируют хомутами.

Далее выполняются монтаж следующей трубы аналогичным способом и соединение с предыдущим элементом. Излишки грунта удаляются желонкой. В верхней части конструкции над землей устанавливается оголовок для защиты скважины от возможных загрязнений.

После завершения монтажа обсадки выполняются и её обустройство, а также подсоединение к водопроводной системе.

Пошаговая инструкция по разработке скважины на воду

Теперь разберемся как сделать скважину в песчаном грунте с использованием .

Разработка нового гидросооружения начинается с подготовки рабочего проекта. Чтобы не допустить серьезных ошибок в проектировании, эту работу лучше поручить специалистам.

Технология самостоятельного бурения предусматривает следующие этапы:

Нанесение разметки на выделенную зону под бурение скважины.
Выкапывание по готовой разметке шурфа размером 150 × 150 см для погружения бурильного инструмента – желонки, шнека или бура. Шурф представляет собой специальное углубление в грунте, которое предназначено для разработки скважинного канала.
Установка рабочего инструмента.
Осуществление бурения с учетом выбранного способа.
После завершения проходки монтаж фильтровой установки – конструкции, которая состоит из донного фильтра, отстойника и подающей трубы.
Засыпка затрубного пространства песчано-щебеночной смесью. Это позволит закрепить обсадку в скважинном канале.
Герметизация верхней части трубы и заполнение полости водой при помощи насоса для прочистки фильтра.
Откачка жидкости из скважины желонкой или шнековым насосом.
После полной прочистки гидросооружения и водоносного слоя спуск насосного оборудования в обсадку при помощи металлического троса.
Подключение шланга и водопроводной трубы к насосному оборудованию.
Монтаж вентиля на трубе для регулировки напора воды.
Установка гидроизоляции надземной части обсадной трубы для защиты от повышенной влажности и перепадов температур.
Монтаж на скважинном устье кессона с фиксацией на оголовок.
Прокладка водопроводных труб от дома в земляных траншеях.
Выполнение наружной обсыпки кессона землей и обустройство бетонной отмостки.

Это общая схема того, как самому можно осуществить бурение водоносной скважины для организации автономного водоснабжения.

При самостоятельном проведении работ главное – не спешить и соблюдать все основные этапы технологического процесса разработки скважины. При этом не стоит забывать, что применение качественных и долговечных комплектующих (насосного оборудования, фильтра и труб) является гарантией надежной и безопасной эксплуатации скважины.

Бурение скважин при помощи воды называется еще гидробурением. Этот метод напоминает обычное канатно-вращательное бурение. Во время работы грунт на участке размывается под напором воды. Используется этот метод далеко не для каждого случая, так бурить можно только рыхлый грунт, супеси, песчаные почвы. Для бурения твердых и скальных пород придется обращаться к традиционным сложным способам. Технология бурения скважин водой совершенно не подходит, когда требуется проходить слои глины. Поэтому перед тем, как начинать работы, необходимо провести гидрогеологическое исследование, которое и покажет, насколько указанный метод применим для данного участка.

Сам процесс бурения скважин водой несложный. Для работы заранее нужно приготовить оборудование и обсадную трубу, которая будет опускаться в скважину. Необходима и вода для бурения. В нее добавляют хлористоводородную кислоту, концентрация которой будет составлять 1:20000. Это позволяет избежать возможных загрязнений грунта во время бурения и водоносного пласта.

Времени для бурения скважин водой требуется немного, но важно все подготовить и рассчитать заранее . Максимальная глубина скважины, которая получается в итоге использования этого метода, составляет 15 м. Диаметр может быть от 50 мм и до 300 мм. После того как смонтированы все обсадные трубы, необходимо зацементировать наружную часть скважины на глубину до 3 м.

Особенности гидробурения скважины напором воды

Для бурения скважин водой используется простая технология. Сначала нужно оборудовать приямники, в которые и будет поступать вода для бурения. Они должны находиться примерно в 1-1,5 м от будущей скважины.

Ближе к устью монтируется бурильная установка, которая и будет обеспечивать подачу под напором воды. Дополнительно сооружается небольшой приямок-фильтр, который с остальными сообщается при помощи траншеи.

Помпа для подачи воды ставится около устья, один шланг опускается в приямок, а второй находится у буровой, он будет опускаться в ствол. Сообщение между наконечником и вертлюгом осуществляется штангой.

Чтобы не тратить лишнее время, следует предварительно заказать гидрогеологические исследование. Оно покажет, есть ли водоносный слой на участке, на какой глубине он залегает.

Необходимо убедиться, точно ли подходит данная технология для того типа грунта, который есть на участке.

Для работы используется довольно простая буровая установка. Она состоит из подающей помпы, шлангов для подачи и отвода буровой жидкости, вертлюг. Вокруг скважины придется сделать несколько приямков, которые выполняют роль фильтров и отвода отработанных растворов.

Чтобы не загрязнить почву, используется специальный раствор, не наносящий никакого вреда не только грунту, но и водоносному слою. Вода остается чистой и пригодной для питья. Необходимо помнить, что максимальная глубина источника будет составлять 15 м, т. е. скважина получается на песок. Все это требует постоянного ухода за источником.

Технология бурения

Для бурения скважин водой используется специфичная технология. Соблюдаются следующие этапы проведения работ:

Сначала требуется правильно собрать бурильное долото, приготовить смесь для промывки, глиняный раствор.
Вода используется, чтобы размывать почву. А раствор глины является веществом, которое поможет укрепить стенки после того, как скважина будет готова. Сам буровой раствор надо подбирать в зависимости от того, какой грунт на участке. Помочь могут специалисты, которые будут проводить предварительное исследование на наличие водоносного слоя на участке.
Если подготовительные работы закончены (приготовлена обсадная труба, раствор и глина), можно начинать сборку установки для бурения.
Через помпу начинают подачу раствора в шланги, далее берется вертлюг, который и обеспечивает подачу воды до наконечника. Под сильным напором вода разрушает грунт, начинает вымывать породу наверх.
Отработанный раствор отправляют в приямок, тут разрушенный грунт сразу оседает на дно, а сам раствор попадает в земляную чашу, уходит в грунт, после чего достигает наконечника буровой установки.
Бурение скважины напором продолжается, постепенно выносится все больше породы. Важно следить, чтобы на пути прохождения не попадались глина и валуны. В этом случае бурение надо проводить при помощи традиционного метода, т. е. бура.
По мере прохождения ствола необходимо опускать в него обсадную колонну. Она укрепляет стенки, предотвращает осыпание грунта.
Когда достигнута необходимая глубина и поступает вода из водоносного слоя, необходимо процесс бурения прекратить.

Когда скважина готова, наверху выполняется цементирование на 3 м вглубь.

Оно служит в качестве укрепления. Наверху следует установить кессон, при необходимости тут же монтируется автоматика, гидроаккумулятор.

Ремонт скважины

При использовании колодцев и скважин часто возникает ситуация, когда качество воды ухудшается либо производительность опускается на уровень, который делает использование источника затрудненным. В таком случае требуется ремонт, его можно выполнить своими руками.

Причин выхода из строя скважины много, среди них необходимо отметить:

Происходит засорение установленных фильтров. Ремонт требуется только в том случае, когда загрязнение стало слишком сильным, а вода перестает поступать наверх. Если не забывать о регулярных осмотрах оборудования и обслуживании, то засорение будет происходить намного реже. Фильтр может выйти из строя и по причине уплотнения песка, если скважина используется только летом.
Если не проводить регулярные чистки и уход за источников, то вода может стать грязной, не пригодной для питья. Причины – это загрязнение труб, водоносного слоя. Чтобы точно определить причину, необходимо вызвать специалистов, которые определят, какие именно меры требуются для очистки.
Если ствол оказался сильно загрязненным, то необходимо выполнить работы по его промывке. Для этого следует воду закачать под напором в скважину, чтобы всю грязь вымыть наверх. Важно сразу предусмотреть отвод грязной воды подальше от источника, чтобы не загрязнить его снова.
Прочистку можно делать и воздухом, который также подается под давлением. Чтобы такое давление обеспечить, потребуется использование специального оборудования, компрессора.
Самым простым и выгодным методом является закачка воды и ее последующая откачка при помощи небольшого и специально для этого предназначенного насоса. Метод несложный, вода под давлением закачивается, а затем выводится наружу.

Гидробурение – это метод, который хорош для рыхлого либо песчаного грунта. Делать такую скважину может практически любой, времени и сил на это уходит не так много.

Скважина на воду – самый доступный и простой в исполнении способ наладить автономное водоснабжение. При нынешней высокой стоимости на питьевую воду затраты на самостоятельное бурение и обустройство скважины окупаются за 1,5-2 сезона. Ничего сложного в технологии бурения скважины своими руками нет, главное – строго соблюдать приведенное в статье руководство.

Коротко о водоносных слоях

Приступая к бурению скважины на воду своими руками, важно определиться, для каких целей она предназначена.

Верховодка

Самый верхний слой, который встретится при бурении скважины – верховодка. В зависимости от местности он может залегать на глубине 1-10 метров. Верховодные воды в принципе пригодны для питья. Но только при условии соответствия взятых проб санитарным нормам и после глубокой обработки, например: фильтрация посредством шунгита или банальное кипячение.

В большинстве случаев верховодку используют для технических целей. Но стоит учитывать, что дебет таких скважин мал и нестабилен.

Скважину на воду своими руками лучше всего бурить до уровня залегания межпластовых вод, расположенных на глубине в 5-20 метров. Безнапорный пласт обычно лежит на глиняной подстилке с песком. Поэтому обустраиваемые на его месте гидротехнические сооружения называют скважины на песок.

Вода, добываемая из межпластовых слоев питьевая. Ее дебет с лихвой покрывает суточные потребности в пределах 2 куб.м. Единственным ее минусом является отсутствие напора. Это ужесточает требования не только к выбору насосного оборудования, но и прокладке водопровода, а также необходимость отфильтровки песка, что несколько усложняет конструкцию гидротехнического сооружения.

Напорные пласты

Напорные пласты расположены чуть глубже – от 7 до 50 метров. Основу водоносных пластов составляют трещиноватые плотные породы, такие как известняк или суглинок, либо же рыхлые галечно-гравийные отложения.

Самого лучшего качества добывают воду из известняков. Уже первые пробы взятые из этих слоев проходят анализы на «ура». Да и среднесуточный дебет известняковых скважин составляет 5 куб.м.

Обустройство скважин на известняк упрощено тем, что лишено необходимости задействования дорогостоящего насосного оборудования. Собственный напор слоя сам поднимает живительную влагу практически до поверхности земли. К тому же песочный фильтр чаще всего не нужен.

Артезианские воды

Ниже всего на глубине в 30-50 метров залегают артезианские воды. Обустраиваемые на них скважины славятся тем, что дают живительную влагу наилучшего качества, а их запасов хватает на много десятков лет.

Но забурить своими силами их не удастся, даже имея геологическую карту местности. Самостоятельная разработка артезианских вод, являющихся ценным природным ресурсом, запрещена законом.

Варианты исполнения скважин

Буровая скважина являет собой узкую длинную полость в виде ствола. Внутри нее помещена обсадка из концентрических труб, которые предохраняют стенки ствола от разрушения. Нижний конец ствола может иметь глухое исполнение либо же завершаться забоем – ступенчатым сужением. В этой точке и размещают заборное устройство.

Верхняя точка скважины, именуемая оголовком, включает оборудование по обустройству и обслуживанию гидротехнического сооружения.

Среди многообразия видов скважин на воду для бурения своими руками наиболее подходят варианты, представленные на рисунке.

Каждый вариант исполнения гидротехнического устройства имеет свои особенности:

Скважина–игла

Конструкция, получившая широкое распространение при обустройстве абиссинских колодцев. В ней буронабивная штанга, снаряд и обсадка составляют единое целое.

Скважина, эффективная только на однородных неплотных грунтах, выгодна скоростью монтажа. При ударной технологии бурения скважины на воду скорость процесса достигает 2-3 м/ч проходки. Предельная глубина погружения – 45 м.

Для ее реализации применяют штанги D120 мм, а дальнейшего обслуживания – насосы погружного типа калибром в 86 мм.

Несовершенные и совершенные скважины

Несовершенная скважина представляет собой гидротехническое сооружение, которое словно висит в пласте, достигая нижним концом мощного водоносного пласта. Скважина характеризуется открытым забоем, при котором пласт вскрывается не на всю мощь, а лишь частично.

Любую несовершенную скважину можно модернизировать в совершенную. Для этого нужно подобрать такой радиус, чтобы их дебиты были равны. Поэтому для проходки таких скважин необходим опыт буровика и точные знания местной геологии.

Сооружение буровой установки

Возможность приобрести в аренду мобильную установку есть далеко не у всех. Поэтому самый простой способ добиться желаемой цели – соорудить самодельный копер.

Копер представляет собой конструкцию в виде треноги, имеющей форму тетраэдра.

Основой для изготовления равносторонней трехгранной пирамиды выступают стальные трубы или бревна длиной в 6 м. При заглублении опор копера на 1,5 м высота надземной части треноги составляет 4,5 м. Этой высоты достаточно для применения колена длиной в 3 м.

Чтобы предупредить «разъезжание» опор, ноги копра дополнительно скрепляют поперечинами. Центральная точка копра оборудуется:

подъемником в виде рычага-качалки,
блока с прочно зафиксированным крюком;
буром, оснащенным кольцом для крепления каната;
длинномерным грузом.

Для фиксации каната на крюке блока и кольце бура применяют якорный либо же грузовой узел. Схема его создания приведена ниже.

Забивание шурфа

После того, как установлен копер, крюк с грузом в виде той же кувалды опускают к уровню земли. Точка соприкосновения и будет выступать отправной при бурении ствола. Вокруг намеченной точки забивают шурф. Он представляет собой конструкцию размером 150х150х150 см. В заглубленной конструкции отмечают точку старта и приступают к бурению.

Первые 3-4 метра проходят с помощью шнека, не забывая вымерять каждые 50 см вертикальность. Последующие 5-7 метров производят посредством бурения с применением кондуктора. Он представляет собой конструкцию в виде трубы большего диаметра, нежели размер затрубного пространства скважинного ствола. Вмонтированный кондуктор тщательно выверяют относительно вертикальной плоскости и лишь после этого бетонируют.

Важный момент! Продумывая размеры обсадных труб важно ориентироваться на калибр задействуемого погружного насоса. В идеале зазор между корпусом и стенкой гидротехнического сооружения должен составлять не менее 10 мм.

Бурение проходки

Бурение скважин на воду своими руками выполняют, применяя одну из трех технологий:

Роторная (вращательная) – предполагает «вгрызание» в породу снаряда, совершающего вращательные движения.
Канатно-ударная – осуществляется с помощью тяжеловесного пустотелого снаряда, который последовательно опускают/поднимают, забирая породу по мере продвижения.
Ударно-вращательная – реализуется с использованием штанги и бурового снаряда. Его сначала приподнимают над землей и с силой опускают, а затем вращают, забирая разрыхленную породу по мере продвижения в полость стержня.

Выбор инструмента зависит от типа грунтов, с которыми приходится работать. Для однородных почв обычной плотности подойдет шнековый двухзаходный бур.

Некоторые умельцы стараются обойтись простым садовым буром. Но это далеко не лучший вариант, поскольку при использовании такого инструмента велика вероятность, что асимметрия усилия сопротивления почвы спровоцирует смещение бура в сторону.

Для вязких и сильно облипающих типов почв удобно использовать буровой снаряд Шпиц. Стержень, имеющий вид стакана, задействуют при канатно-ударном бурении.

Если приходится работать с рыхлыми и сыпучими грунтами, которые просто не держатся ни в стакане, ни на витках шнека, задействуют ложковый бур. Этот инструмент эффективен при выполнении ударно-вращательного бурения.

Независимо от типа используемого инструмента, режущие кромки должны быть выполнены из прочной стали.

Монтаж обсадки

Завершающим этапом технологии при бурении скважины на воду является сборка колонны. Саму буровую колонну монтируют из стальных труб с толщиной стенок в 4 мм при общем диаметре изделий от 80 мм. Они соединяются между собой штыковыми муфтами.

Установку обсадки можно выполнить, применив один из двух способов:

В первом случае задействуют конструкцию, в которой сам бур меньшего диаметра, расположенная ниже его обсадная труба – большего. Эта труба оснащена режущей коронкой с разветвленными заточенными зубьями. По мере прохождения 1 цикла бур извлекают на поверхность, а трубу осаживают, позволяя коронке срезать лишний грунт. Способ эффективен, поскольку облегчает гравийную засыпку, но трудоемок.
Второй вариант монтажа предполагает бурение «голого» стержня без обсадки. Для его реализации выбирают бур большего диаметра, нежели обсадные трубы с тем, чтобы они с легкостью поместились в проделанные отверстия. Способ эффективен на плотных как несыпучих, так и прилипчивых грунтах при бурении на глубину в пределах 10 метров.

В качестве обсадных труб удобнее всего использовать пластиковые изделия. Они долговечны, легко выдерживают нажим при осаживании и давление грунта в случае подвижек.

По мере заглубления обсадочных труб затрубное пространство заполняют отсыпкой из мелкого гравия. Такая прослойка ускорит раскачку скважины и продлит ее срок эксплуатации.

О моменте достижения водоносного слоя укажет состояние извлекаемого грунта. Чтобы определить, нужно ли заглубляться дальше, с помощью погружного центробежного насоса оттачивают 20-30 литров жидкости.

Если после откачки нескольких ведер вода продолжает оставаться мутной, нужно заглубиться еще хотя бы на 1-2 цикла бурения, что составляет порядка 50-100 см.

Важный момент! На время остановки бурения штангу с буром необходимо каждый раз извлекать на поверхность с тем, чтобы ее не затянуло в отверстие.

Процедуру с раскачкой вновь повторяют. Если действия не принесли желаемого результата, а вода все так же мутная, придется смириться с более долгой раскачкой, на которую может уйти до нескольких дней. Для облегчения раскачки первым делом удаляют желонкой ил и лишь после этого запускают погружной центробежный насос.

Важно! Гравийную отсыпку, постепенно оседающую по мере раскачки, необходимо обязательно восполнять.

Раскачка считается завершенной, когда прозрачность воды достигнет отметки в 70 см. Определяют это опытным путем. В непрозрачную емкость набирают откачанную воду и погружают в нее эмалированную крышку от кастрюли или керамическое блюдце D15 см. Отметка, ниже которой края диска начинают расплываться, считается отправной точной непрозрачности. Для получения более точных результатов, следить за диском следует строго под прямым углом.

Раскачав скважину до приобретения водой необходимого параметра прозрачности, образцы проб следует отправить для лабораторных исследований. Если они соответствуют нормам, затрубное пространство замыкают глиной или бетонируют.

На приусадебных участках, удаленных от центрального водопровода единственным выходом получить воду для питьевых и бытовых нужд является обустройство автономного источника. Вариантов такого водозабора существует немного. Это колодец и скважина. Для загородного дома второй вариант предпочтительнее, так как позволяет получить относительно чистую воду в достаточном объеме. Выбор способа бурения скважины зависит от глубины залегания водоносного пласта, его ресурса и геологических условий.

Как правило, скважины бурят на три основных водоносных горизонта, отличающихся качеством воды, глубиной залегания и мощностью источника.

Первый горизонт – верховодка. Располагается на небольших глубинах до 10 метров. По своему качеству вода годится только для технических нужд из-за недостаточной очистки. Степень загрязнения зависит от сезона, находящихся поблизости сельхозугодий и промышленных предприятий. Мощность пласта небольшая. Максимальный дебет не превышает 0,5 м 3 /ч. Годится для бурения абиссинской скважины или устройства колодца. Проходку ствола можно осуществить своими руками посредством несложных инструментов и оснастки.
Второй водоносный пласт – песчаный. Глубина залегания от 10 до 50 м. Качество воды приемлемое, на глубоких горизонтах пригодна для питьевых нужд. Водоотдача такого источника стабильна и составляет от 1 до 2 м 3 /ч. Вскрывают месторождение механизированным способом бурения. Диаметр скважин на песок составляет от 5 до 10 см.
Третий горизонт – артезианский. Располагается водоносный слой на известняках, залегающих на глубинах от 50 метров. Вода характеризуется высокой степенью очистки и представляет собой стратегический ресурс. Для вскрытия пласта и добычи воды требуется разрешение. Потенциал водоотдачи высокий – от 3 до 5 м 3 /ч. Объем воды стабильный. Бурение скважины осуществляется с применением специальной техники. Традиционно используют ударно канатный способ. Диаметр ствола такого водозабора в среднем составляет 12…14 см.

Классификация способов

Способы вскрытия водоносных горизонтов классифицируют по двум основным критериям.

По виду применяемых механизмов и приспособлений:

Ручной;
Механический.

По типу использования бурового механизма:

Роторный;
Ударно-канатный;
Шнековый;
Колонковый.

Особенности ручного бурения

Способ ручного бурения требует больших затрат физической силы, но позволяет сэкономить на оборудовании. Применяется при монтаже скважин глубиной не более 25 метров и проводится до тех пор, пока бур не дойдёт до водоупорного слоя.

В случае с ручным бурением используют:

комплект буровых головок (бур-долото, бур-ложка, змеевики, желонки);
штанги;
лебёдка или электрическая таль;
обсадные трубы;
для работы на большой глубине – бурильная вышка.

Процесс проходки ствола состоит из следующих этапов:

Выкапывается небольшая яма глубиной в 40-50 см, в которой разместится бур.
Затем один человек начинает вращение бура; когда он войдёт достаточно глубоко, вращать придётся вдвоём, потом – вчетвером.
Через каждые 50-70 см вхождения в землю, бур необходимо вытаскивать и прочищать, чтобы грязь не залепила всю головку.
Если грунт слишком жёсткий, получившееся отверстие нужно необходимо заливать водой.

В момент заполнения шахты водой изнутри, работа прекращается. Теперь остаётся только откачать грязную воду с примесями – примерно 5-7 литров. Для этого понадобится насос.

Главное преимущество ручного метода – низкая стоимость, однородная структура ствола на всей длине. Тем не менее, использовать его можно лишь на малой глубине. Дебит и срок эксплуатации такой скважины оставляют желать лучшего.

Специфика роторного бурения

Роторный способ применяют при бурении скважин различной глубины. Тут уже не обойтись без специального оборудования, а именно – самоходной буровой установки, габариты и оснащение которой зависят от условий работы.При походке ствола снаряд с долотом вращательным движением разрушает породу, постепенно углубляясь к пласту.

Для бурения в плотном каменистом грунте используется модель УРБ-2А2.
В условиях полной застройки – МБУ-2М.
Для проходки промышленных скважин глубиной до 500 метров – УРБ-3АМ.

Буровая установка снабжается полой мачтой, внутри которой размещается подвижный вал с долотом. При включении вал начинает вращаться, приводя в движение долото, острые края которого пробивают в породе ствол необходимого диаметра.

В процессе проходки производится промывка, в ходе которой скважина освобождается от слоя выработанного грунта. Промывка может осуществляться двумя способами:

прямым;
обратным.

В первом случае струя воды подаётся в скважину сверху; смешиваясь с грунтом, она заполняет её целиком, после чего выходит наружу в верхней части. Метод универсален, поскольку может использоваться на любой скважине и дополнительно расширяет её диаметр, что впоследствии обеспечит больший дебит.

Недостаток прямой промывки – повреждение структуры водоносного горизонта.

При обратной промывке вода поступает в скважину самотёком, после чего вместе с грунтом выкачивается при помощи насоса. Такой метод обеспечит ещё большее значение дебита, но потребует больших капиталовложений.

Ударно-канатное бурение

При таком способе, разрушение породы производится за счёт резкого механического воздействия, а именно – падения тяжёлого предмета с высоты. В качестве такого предмета выступает забойный стакан – кусок стальной трубы с буром на конце. В корпусе трубы делают несколько отверстий для быстрой очистки от грунта при вытаскивании. Освобождение стакана от породы производится через каждые 50 см проходки.

К задней части стакана крепится трос или канат, другой конец которого расположен в верхней части буровой вышки. Вышкой называют сборную конструкцию из брёвен, металлических балок или труб высотой от 2 м. Для бурения скважин глубиной от 20 м используются канатно-ударные бурильные установки.

Преимущества

Ударный метод обладает рядом преимуществ.

Его можно использовать для работы с прочными каменистыми грунтами
Стакан не портит водоносный слой и стенки скважины и легко очищается.
Способ можно использовать для изучения характеристик грунта на определённых слоях.
Монтаж скважины можно проводить сразу после окончания бурильных работ.

Недостатки

Из недостатков метода можно выделить следующие моменты:

Низкая скорость бурения.
Невозможность использования на песчаном грунте.
Метод годится только для вертикального бурения.

Шнековый метод

Основным инструментом, использующимся при данном методе, является шнек. Чтобы понять его устройство, представьте себе ледовый бур для зимней рыбалки, только больших размеров. Шнек работает аналогичным способом – его вставляют в подготовленную яму и вращают при помощи мобильной буровой установки.

Шнековый способ отличается высокой производительностью – при его использовании можно провести бурение в самые короткие сроки. Обуславливается такая скорость за счёт быстрой выемки породы из скважины – она выходит сама, перемещаясь вдоль сплошной винтовой поверхности шнека. Диаметр винта может доходить до 1500 мм.

Кроме того, шнековое бурение идеально подходит для работы на песчаном и болотистом грунте и не предполагает никаких физических усилий либо серьёзных затрат на оборудование.

Из недостатков можно выделить невозможность его использования на каменистой почве, а также ограниченную глубину – не более 50 метров.

Колонковый метод

В основном, применяется при бурении промышленных скважин, а также для исследовательских работ. Порода разрушается при помощи специального долота – пустотелой трубы, оборудованной резцами. Проникая вглубь грунта, она отсекает его от основной структуры, после чего не составляет труда вымыть его наружу при помощи направленной струи воды под давлением.

Высокая функциональность колонкового способа бурения позволяет использовать его не только при бурении скважин, но и для строительных работ – например, если необходимо проделать отверстие в железобетонной плите. Долото приводится в движение при помощи буровых установок ЗИФ.

Преимущества метода очевидны – высокая скорость работы, взаимодействие с любыми видами породы, мобильность и малые габариты буровой установки.
Из недостатков можно выделить небольшой диаметр трубы долота (не больше 150 мм) и быстрое стачивание коронок, что приводит к дополнительным расходам.

Выбор метода зависит от трёх основных параметров:

типа грунта;
диаметра сечения ствола;
глубины проходки.

Для скважин малой глубины в мягком грунте рекомендуется использовать шнековый или ручной метод, в твёрдом – ударно-канатный.

Помимо этого выбирая способ бурения, обратите внимание на дополнительные критерии:

необходимый объем воды;
частота использования;
качество воды;
стоимость, которую придётся затратить на сооружение автономного источника, а именно – рациональность подобных расходов.

Перед проведением бурения скважины на малую глубину следует учитывать внешние факторы – климатические условия, сезонные изменения грунтовых вод, близкое расположение сельскохозяйственных угодий и объектов с вредным производством.

При монтаже артезианских скважин потребуется их регистрация в надзорных органах и оформление соответствующих документов, а значит – новые траты времени и денег.

Помните, что водозабор, изготовленный качественно, с учётом всех оказывающих влияние факторов, прослужит Вам на протяжении многих лет. Перед составлением заказа на бурение, необходимо получить профессиональную консультацию, провести экспертизу на наличие воды, подобрать наилучшее место для размещения скважины в отдалении от септиков и выгребных ям. При обнаружении каких-либо неисправностей в её работе лучше не рисковать и обратиться за помощью к специалистам, проводившим монтаж.