Наиболее эффективной и экономичной конструкцией для добычи подземных вод является буровая скважина. Это отличная альтернатива централизованного водоснабжения для земледельческого, садового хозяйства или загородного дома.
Обстроить скважину на воду можно разными способами. Рассмотрим основные технологии бурения и остановимся на общих рекомендациях по созданию собственного автономного источника питьевой воды.
Содержание
Выбираем тип скважины на воду
Бурение скважины на воду – достаточно трудоемкий процесс, требующий от исполнителя определенных знаний и навыков. Зависимо от геологических особенностей грунта и предполагаемых потребностей воды надо подобрать оптимальный тип скважины и технологию ее обустройства.
Стволы для скважин бывают нескольких типов:
- безфильтровые (артезианские);
- фильтровые (песчаные скважины);
- колодцы.
Бурение артезианских скважин на воду осуществляется до пористого известняка, глубина залегания которого более 150 метров. Артезианская скважина способна обеспечить несколько загородных домов бесперебойной подачей воды круглый год (в таких забоях вода не замерзает). Период эксплуатации безфильтровой артезианской скважины достигает 50-ти лет.
Глубина бурения скважин на воду фильтрового типа (на песок) составляет – 15-30 метров. Устройство песчаной скважины представляет собой заглубленную трубу, на конце которой находиться фильтр, отсеивающий крупные фракции песка. Такой скважины достаточно для небольшого загородного дома или дачного участка.
К числу достоинств скважины на песок относятся:
- простота бурения;
- низкая стоимость обустройства скважины.
Недостатки фильтровых скважин на песок:
- невысокая производительность (около 1 м3 за час);
- срок эксплуатации – до 10 лет;
- высокая вероятность заиливания;
- попадание в забой поверхностных и грунтовых вод.
Трубчатый (абиссинский) колодец имеет глубину 8-12 метров, сооружается с применением бетонных заводских колец. При наличии на участке хорошего родника, колодец быстро наполняется и накапливает воду (средняя вместительность – 2 м3 воды).
Выбирая конструкцию ствола для скважины, надо учитывать предполагаемые потребности в воде и регулярность ее потребления. Для дачного участка с сезонным пребыванием подойдет фильтровой ствол, а для обеспечения водой большого частного дома надо обустраивать артезианскую скважину – наиболее надежный вариант автономного водоснабжения.
Бурение скважин на воду: отзывы и советы выбора типа скважины
Способы бурения скважин на воду: технология, достоинства и недостатки метода
Классифицировать способы бурения можно по двум главным критериям.
- По применяемым механизмам:
- ручное бурение;
- механическое бурение.
- По принципу работы бурового инструмента:
- ударный способ;
- вращательный способ;
- ударно-вращательный.
Рассмотрим наиболее востребованные способы бурения скважин на воду.
Ручной способ бурения скважин
Пробурить вручную можно скважину, глубина которой не будет превышать 25 метров. Бурение производиться до достижения водоупорного слоя.
Для ручного бурения скважин на воду используют такое оборудование:
- Буровые головки разных типов:
- бур-долото;
- бур спиральный (змеевик);
- бур-ложка;
- желонка.
- Штанги.
- Лебедка.
- Обсадные трубы.
- Бурильная вышка (необходима для бурения глубокой скважины). С ее помощью осуществляется подъем/погружение бура со штангами.
В случае если глубина скважины небольшая, то управлять бурильной колонной можно вручную. Штанги для бурения можно сделать из труб, соединив их при помощи резьбы или шпоном. Буровая головка крепится на конец нижней штанги.
Весь технологический процесс ручного бурения скважины можно разбить на несколько этапов:
- Над местом бурения разместить вышку. Высота установки должна быть немного выше длины бурильной штанги.
- Лопатой выкопать углубление для бура (глубина ямы – два штыка лопаты).
- Вначале вращать бур можно самостоятельно. Однако чем глубже будет продвигаться бур, тем сложнее будет его проворачивать – к работе надо привлечь еще хотя бы одного человека.
- Через каждые полметра продвижения, бур надо вынимать и очищать от земли.
- Если ход бура очень «тяжелый», то грунт можно размягчить водой. Бурение скважин на воду ручным способом продолжается до водоупорного слоя.
Для полной очистки воды обычно достаточно откачать 2-3 ведра грязной грунтовой воды. Для этого можно использовать насос погружного типа
- Ручное бурения имеет как преимущества, так и недостатки. К достоинствам способа относятся:
- низкая стоимость работ;
- неизменность структуры проходимого грунта.
Недостатки способа:
- ограниченная глубина бурения;
- небольшой дебет скважины, обусловленный маленьким диаметром сооружения;
- срок службы «ручной» скважины от 2-х до 10-ти лет (зависимо от условий эксплуатации).
Роторный способ: обратная и прямая промывка
Вращательный (роторный) метод бурения наиболее распространенный способ обустройства глубоких скважин на воду.
Вращательный способ подразумевает использование специальных установок. Бурение скважин на воду осуществляется при помощи оборудования:
- УРБ-2А2 – самоходная буровая установка, способная пробурить скважину на граните;
- МБУ-2М – малая буровая установка; за счет компактных габаритов ее можно устанавливать на месте полной застройки, когда подъезд к месту бурения ограничен (глубина бурения – 50-55 метров);
- УРБ-2,5 – предназначен для бурения глубоких артезианских скважин (глубина бурения при диаметре 60 мм – 200 м, при диаметре 50 мм – 300 м);
- УРБ-3 АМ – максимальный диаметр бурения – 73 мм, глубина бурения – 500 м.
Установки для бурения оснащены специальной трубой, в полостях которой есть вращающийся вал с долотом. За счет гидравлической установки создается воздействие на долото. Грунт из скважины вымывается бурильным раствором.
Различают две технологии бурения скважин водой:
Прямая промывка. Жидкость подается по стволу скважины в направлении сверху вниз. Раствор, вымывая породу, выходит через затрубное пространство наружу.
К числу достоинств роторного способа прямой промывкой можно отнести:
- универсальность метода (можно создать скважину любой глубины);
- большой дебет скважины, за счет большого диаметра бурения.
Недостаток прямой промывки заключается в размывании водоносного горизонта.
Обратная промывка. Бурильный раствор самотеком поступает в затрубное пространство. В последующем, раствор выкачивается с помощью насоса.
Преимущество бурения скважины давлением воды с обратной промывкой — максимальное вскрытие водоносного горизонта обеспечивает максимальный дебит скважины.
Основной недостаток данного способа – его дороговизна. Для работы необходимо привлекать сложное оборудование и квалифицированных специалистов.
Бурение скважин водой:видео
Ударно-канатное бурение
- При ударно-канатном способе бурения скважины на воду разбивка грунта достигается за счет падения с вышки тяжелого инструмента (забивного стакана).
- При самостоятельном бурении можно использовать самодельную буровую вышку и дополнительные инструменты (забойный стакан, канат, инвентарь для извлечения грунта).
- Последовательность ударно-канатного бурения:
- Изготовить вышку из деревянных бревен или стальных труб. Форма сооружения – обыкновенная тренога. Высота вышки должна быть больше длины забойного стакана на 1,5 метра.
- В качестве забойного стакана подойдет стальная труба, оснащенная на конце режущим приспособлением.
- В стальной трубе надо предусмотреть отверстие для опустошения бурового стакана.
- Трос крепится к верхней части забойного стакана.
- Грунт из стальной трубы надо извлекать через каждые полметра бурения скважины.
- Для бурения глубоких скважин ударно-канатным способом необходимо привлекать специальные установки: УКС-22М2, УГБ-1ВС, УГБ-50.
Шнековый способ обустройства скважины
Основным рабочим инструментом при шнековом бурении выступает классический Архимедовый винт (шнек). К буровой штанге приварены лопасти, которые вращательными движениями выносят породу на поверхность.
Шнековый способ подходит для бурения неглубоких скважин (не более 10 метров)
- Для осуществления данного способа используются малогабаритные легкоперевозимые буровые установки.
- Достоинства шнекового способа бурения:
- экономичность и эффективность метода при бурении небольших скважин (до 50 метров) на песчано-глинистых грунтах;
- доступность способа;
- почвенные слои не размываются.
Недостатки шнекового метода обустройства скважин на воду:
- подходит только для песчаных пород грунта;
- если в ходе работ шнек упрется в камень, то процесс придется остановить, и начать бурение в другом месте.
Колонковый метод бурения
Колонковый метод редко применяется для бурения скважин на воду. Чаще он используется как способ инженерно-геологического и гидрогеологического исследования.
При бурении используется оборудование (ЗиФ 650, ЗиФ 1200) с кольцевой твердосплавной или алмазной коронкой. В процессе бурения, через полость коронки удается извлечь столб породы и определить наличие тех или иных природных ископаемых.
- При бурении колонковым способом происходит кольцевое разрушение и последующее вымывание грунта
- Достоинства колонкового метода:
- высокая скорость обустройства скважины;
- возможность бурения очень твердых пород грунта;
- буровые установки компактны и могут использоваться в труднодоступных метах.
Недостатки колонкового метода:
- быстрое стачивание рабочей коронки;
- небольшое сечение (около 150 мм) не позволяет применять мощные погружные насосы.
Общие рекомендации по обустройству скважины под воду
Независимо от способа бурения, скважина на воду должна соответствовать определенным требованиям:
- водоносный горизонт должен быть раскрыт качественно с минимальным сопротивлением прифильтровых зон;
- содержание металлических элементов в конструкции – минимально;
- если разные водоносные горизонты не эксплуатируются совместно, то их надо изолировать друг от друга;
- возможность проведения ремонтных работ;
- надежность скважины.
Рекомендации по обустройству скважин на воду:
- приступать к бурению надо в том случае, если есть полная уверенность, что на данной территории находится вода (желательно провести специальную экспертизу);
- скважину нельзя размещать вблизи выгребных ям, септиков и свалок;
- для выкачки воды из песчаной скважины желательно применять насос вибрационного типа;
- работу по бурению скважины лучше доверить опытным и проверенным специалистам.
Бурение скважины на воду – сложный технологический процесс, грамотное выполнение которого станет залогом бесперебойной подачи качественной воды в течение всего срока эксплуатации скважины.
Какой метод выбрать для бурения скважины на воду?
Для обеспечения дачи или загородного дома водой можно оборудовать колодец или скважину. Для этого необходимо пробурить почву до достижения водного горизонта. Существует несколько вариантов выполнения работ, которые можно применить самостоятельно.
Устройство водозаборной скважины сопряжено с применением различных методов бурения.
Виды буровых способов
В зависимости от типа почвы, технологических возможностей, глубины залегания грунтовых вод выделяются такие способы бурения скважины:
- ручной;
- шнековый;
- роторный;
- колонковый;
- ударно-канатный.
Классификация условна, ведь в некоторых случаях эти методы можно комбинировать. Бурение скважины — трудоемкий процесс, требующий точных расчетов.
Особенности ручного бурения
Такой тип работ является самым дешевым и простым, но он подойдет для организации скважин небольшой глубины. Бурение проводится до тех пор, пока не будет достигнут водоупорный слой. Для работы применяются такие инструменты:
- Бур-долото, ложка и бур спиральный.
- Лебедка.
- Желонка.
- Штанги.
- Обсадные трубы.
- Бурильная вышка.
Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность.
Весь рабочий процесс предусматривает такие этапы:
- Сначала выбирается подходящее место для бурения, над которым размещается вышка.
- Лопатой выкапывается углубление для бура.
- Вращение оборудования на первых порах можно производить самостоятельно. Чем дальше будет вестись работа, тем труднее будет продвигаться бур, поэтому потребуется помощник.
- Через каждые 50 см устройство надо вынимать из ямы и очищать от земли.
- Если работа продвигается тяжело, то почву можно размягчить водой.
Как только будет достигнут водоупорный слой, его потребуется очистить. Для этого используется погружной насос. Преимуществом технологии является однородность ствола скважины, простота использования и небольшая стоимость. Но пригодна она только для колодцев небольшой глубины, а их дебет незначительный.
Ударно-канатное бурение
Тут обустройство скважины предусматривает разрыхление почвы при помощи забивного стакана, который оснащен острием и падает с высоты. Своими руками работы выполняются с учетом таких этапов:
- Построение вышки-треноги. Ее высота должна быть больше длины забивного стакана, который изготавливается из стальной трубы. В стенке представленного приспособления должно находиться отверстие, при помощи которого будет происходить очищение.
- Крепление стакана посредством троса к верхушке треноги.
- Во время выполнения работ грунт надо выбрасывать из стакана каждые 50 см.
Для обустройства глубинного колодца часто применяются такие виды оборудования: УКС-22М2, УГБ-50.
Преимущества
Достоинством указанной технологии бурения является:
- возможность применения на твердых каменистых почвах;
- отсутствие повреждения стенок скважины и водоносного слоя;
- легкое очищение стакана;
- возможность применения для изучения грунтовых характеристик на разных глубинах.
Преимуществом также является то, что монтировать обсадную трубу можно сразу же после завершения бурильных работ.
Недостатки
Несмотря на доступность и сравнительную дешевизну, технологический процесс имеет недостатки. Среди них возможность строго вертикального бурения. Нельзя использовать данный метод на песчаных грунтах.
Специфика колонкового бурения
Колонковый метод является вращательным. Рабочий инструмент оснащен коронкой (твердосплавной или алмазной). Применяется этот способ редко. Он может быть задействован для подготовки к роторному или шнековому бурению. Иногда его применяют совместно с канатно-ударным методом.
Колонковое бурение — механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы.
Используемое оборудование и инструменты
Тут скважины бурятся при помощи специального оборудования: 3иФ 650, 3иФ 1200. Установку можно изготовить самостоятельно. Для этого необходимы такие инструменты:
- колонковая труба и штанги для ее наращивания;
- буровые коронки;
- труба для устранения шлама;
- муфты, переходники между фрагментами труб, промывочный сальник.
Если работы проводятся на скалистых грунтах, то коронки придется часто менять, т. к. они быстро стираются и перестают выполнять свою функцию. Для облегчения работы в забой поступает промывочная жидкость.
Технология колонкового бурения
Во время прохождения бура порода полностью сохраняется внутри трубы. Этот тип бурения предусматривает такие этапы работ:
- Соединение колонковой трубы со штангами для наращивания бурильной коронки.
- Закрепление рабочего инструмента в станке.
- Постепенное ввинчивание коронки в грунт.
- Очищение трубы от содержимого через каждые полметра.
Все действия проводятся до тех пор, пока не будет вскрыт водоносный слой. После этого следует углубиться еще на 50 см. Шлам удаляется промывкой с использованием большого объема воды или при помощи продувания.
Веские достоинства и недостатки
Если целью устройства скважины не является водоносный слой в песчаных отложениях, бурение до достижения скальных пород может проводиться с промывкой.
Данная технология изготовления скважины имеет такие преимущества:
- высокая скорость проведения работ;
- возможность применения на твердых породах;
- изготовление скважин глубиной до 100 м;
- компактность, что позволяет использовать установку в труднодоступных районах;
- мобильность.
Недостатки метода таковы: быстрый выход из строя рабочей поверхности, небольшой диаметр шахты (нельзя использовать погружные насосы высокой мощности). Такой способ изготовления глубинного колодца считается самым быстрым.
Особенности шнекового бурения
Из всех методов бурения этот считается самым простым и эффективным. Разрушение и устранение грунта из шахты производится путем вращения винтоподобного приспособления. Диаметр скважины при этом составляет 10-60 см, а максимальная глубина — 25 м. Для удаления почвы тут не требуется дополнительного оборудования.
Задействованное оборудование и инструменты
Основной инструмент, применяемый в работе, — шнек. Это металлический стержень с лопастями. Кроме того, применяются и промышленные типы оборудования на базе автомобиля.
Большинство таких установок оснащено пустыми внутри снарядами с замками обратного хода, предотвращающими движение рабочего инструмента в противоположную сторону. Охлаждение режущей поверхности происходит посредством разбиваемой почвы. Бурение с использованием таких установок производится практически без перерыва, поэтому затраты времени, а также электрической энергии уменьшаются.
Технология шнекового бурения
Сначала выполняется проходка до 2 м, после чего инструмент удаляется из шахты, в которую помещаются обсадные трубы. Они предупреждают обрушение стенок скважины. Это дает возможность применять метод на рыхлых грунтах. Работа продолжается до достижения водоносного слоя.
Плюсы и минусы применения шнека
Такая технология обладает следующими преимуществами:
- высоким уровнем производительности;
- простотой и доступностью технологии;
- сравнительно невысокой стоимостью;
- почва поднимается на поверхность во время бурения;
- возможностью применения на твердых и сухих участках;
- отсутствием риска размывания почвы.
Бурение при помощи шнека — быстрый и недорогой способ, не требующий организации резервуара для промывочной жидкости.
Единственным недостатком шнекового бурения является невозможность его использования при наличии скальных пород в грунте.
Характеристика роторного бурения
Этот способ изготовления глубоких скважин считается самым распространенным. Принцип действия установки заключается в разрушении слоя почвы при помощи долота. В действие оно приводится посредством ротора. Для его вращения требуется отдельный электродвигатель. Почва вымывается при помощи прямой или обратной промывки.
Оборудование позволяет работать на скальных или полускальных участках, обустраивать скважины до 150 м глубиной, но применяется технология при таких условиях:
- Рассчитаны гидрогеологические характеристики участка, глубина залегания водного горизонта.
- Подземный источник имеет напор, присущий артезианской скважине.
- Существует возможность постоянного снабжения рабочей области технической водой.
В теплых регионах такой способ бурения может применяться даже зимой.
Применяемое оборудование и инструменты
Для роторного бурения требуется вышка рамного или решетчатого типа. На ней располагается оборудование для работы. Вышка облегчает подъем колонны. В составе установки присутствуют:
- вышка;
- долото;
- двигатель и привод;
- рабочая колонна и ротор;
- насосы;
- система для очистки промывочной жидкости;
- механизм для подъема рабочего инструмента.
В автоматических установках присутствует возможность регулировки скорости оборотов бура. Долото производится из металлических сплавов высокой прочности. Его форма различна. Эти параметры подбираются индивидуально.
Роторное бурение — метод вращательно-вибрационного бурения, при котором разрушение грунта осуществляется при помощи долота, приводимого в движение в забое скважины от ротора буровой установки.
Своеобразие роторной технологии
Данный метод обустройства скважины предусматривает применение долота. Стенки шахты следует укреплять при помощи обсадных труб. Для выбора метода промывки учитывается тип почвы, количество необходимой жидкости. Обратная промывка предпочтительнее. Она сложнее технологически, но позволяет лучше вскрыть водоносный горизонт. Еще обеспечивается больший дебет скважины.
Достоинства и недостатки роторного бурения
Преимуществами указанного технологического процесса являются:
- большая глубина бурения;
- возможность достижения водоноса в скальных породах;
- большой диаметр скважины (до 20 см);
- незначительные энергозатраты.
Единственный недостаток метода — необходимость использования промывки.
Какой способ бурения выбрать
Выбор метода зависит от типа грунта, диаметр сечения шахты, глубины бурения. Кроме того, учитываются следующие критерии:
- объем воды, необходимый для обеспечения домовладения;
- частота использования скважины;
- качество жидкости;
- стоимость монтажа глубинного колодца.
Колонковый способ хорошо подойдет при работе с пластичными глинистыми породами. Роторное бурение применяется в том случае, если участок находится на скальном грунте. Если требуется неглубокая скважина с небольшим дебетом, разрешается применять шнек.
При обустройстве неглубоких скважин нужно учитывать внешние факторы: условия климата и погоды, сезонные изменения водного горизонта. Влияние оказывает близкое нахождение сельскохозяйственных полей, вредных производств. Если планируется обустройство артезианской скважины, то требуется разрешение санэпидстанции, оформление соответствующих документов.
Технология бурения скважины под воду
Если вы собрались оборудовать свой загородный дом автономным водоснабжением и обзавестись скважиной, то необходимо ознакомиться с технологией бурения. Это позволит сберечь много времени при поиске бурильщиков и средств в процессе самого бурения.
Поэтому далее мы рассмотрим существующие технологии бурения скважин на воду и ознакомимся с их особенностями.
Виды технологий бурения
При устройстве системы водоснабжения в частном доме, как правило, применяют одну из трех технологий бурения:
Отличие этих технологий заключается в способах разрушения породы внутри скважины, а также в способах извлечении грунта на поверхность. Естественно, в зависимости от технологии, зависит и набор необходимого оборудования .
Зачем заказчику нужно знать эти технологии? Это даст понимание, каким образом будет буриться скважина, какое для этого будет использовано оборудование и сколько на это уйдет времени. Кроме того, от типа технологии зависит цена работ, а также качество конечного результата.
На фото — бурение скважины шнековым способом
Шнековый метод
Наиболее дешевым и простым вариантом является шнековое бурение. Поэтому большая часть малогабаритных буровых установок основаны именно на этой технологии.В ее основе лежит обычный Архимедов винт (шнек), при помощи которого выполняется извлечение грунта на поверхность.
Чтобы легче было представить данный метод, следует вспомнить как рыбаки бурят отверстие во льду.Данным способом можно бурить скважины глубиной не превышающей 10 метров.
Особенностью данного метода является возможность выполнения отверстия только в относительно сухих и мягких грунтах. Если на глубине оказываются твердые породы или плывуны, то выполнять дальнейшую работу шнековым способом невозможно.
Схема устройства скважины
Надо сказать, что технология бурения скважин под воду шнеком обычно используется частными «бурильщиками», которые имеют малогабаритные установки. Как правило, найти организации, которые занимаются предоставлением таких услуг, не составляет труда.
Обратите внимание! Для выполнения скважины, не достаточно просто пробурить отверстие в грунте. Еще необходимо хорошо защитить водоносный слой от верховодки, как того требует инструкция.
- Поэтому, несмотря на то, что сам процесс не представляет собой ничего сложного, квалификация исполнителей очень важна.
- Установка для роторного бурения
Роторный способ
Технология бурения скважины под воду роторным способом, на сегодняшний день, является наиболее распространенной. Для выполнения отверстия в грунте данным способом используется бурильная труба, внутри которой расположен вращающийся вал с долотом на конце.
Нагрузку на наконечник передает гидравлическая установка. Данный способ привлекателен тем, что позволяет выполнять бурение практически на любую глубину, вне зависимости от типа породы.
Грунт вымывается путем постоянной промывки скважины бурильным раствором.
Раствор может подаваться двумя способами:
- Насосом внутрь бурильной трубы, в этом случае грунт с раствором выходит самотеком в затрубное пространство.
- Самотеком в затрубное пространство, при этом раствор с породой выкачиваются из бурильной трубы принудительно.
Долото для буровой установки
Надо сказать, что второй способ, который называется обратной промывкой, качественнее вскрыть водоносный слой, благодаря чему скважина будет иметь больший дебет. Однако, данный метод более трудоемкий и требует более сложное оборудование, соответственно и стоит значительно дороже.
Поэтому выбор технологии зависит, в данном случае, от вашего бюджета и необходимого количества воды. Как правило, если необходимо обеспечить водой одно домовладение, то вполне достаточно и бурения с прямой промывкой.
Теперь рассмотрим данную технологию поэтапно:
- В первую очередь заглубляется в грунт долото большого диаметра.
- Затем долото вращается от воздействия ротора, который приводится в движение двигателем.
- Между бурильными трубами и долотом устанавливают утяжеленные трубы, которые придают дополнительную нагрузку.
- В процессе работы, грунт удаляется напором жидкости от бурового насоса.
- Завершив бурение первого участка почвы, в ствол вставляется обсадная труба, чтобы внутрь скважины не обсыпались верхние слои грунта.
- Для устойчивости, пространство между почвой и первой обсадной трубой заполняется раствором.
- Затем продолжается бурение долотом меньшего размера, после чего погружается более узкая обсадная труба.
Выполнение скважины ударно-канатным методом
Ударно-канатный способ
Данная технология бурения скважины для воды является самой старой, медленной и трудоемкой. Однако, качество такой работы- самое высокое. Суть ее заключается в том, что порода разрушается путем дробления мощным тяжелым снарядом, который вначале поднимается на определенную высоту, после чего резко опускается.
В результате снаряд разрушает грунт своим весом, который умножается на коэффициент свободного падения. Разрушенная порода вынимается из ствола при помощи желонки. Если грунт мягкий, то, как правило, желонка и долото объединены в один снаряд.
Основным достоинством такого бурения является то, что оно не требует применения бурильного раствора или воды. Благодаря этому имеется возможность вскрыть водоносный горизонт более точно и тем самым обеспечить максимально долгий срок службы скважины и максимально возможный дебет. Как правило, скважины выполненные таким способом служат более 50 лет.
Основным же недостатком данной технологии, для заказчика, является высокая стоимость услуг.
Помимо того, что этот способ трудоемкий сам по себе, в процессе работы возникает необходимость изолировать все вышерасположенные водоносные слои.
Другими словами, сколько в скважине водоносных горизонтов и плывунов, столько необходимо использовать и обсадных труб,а это дополнительные затраты на материал и работу специалистов.
Схема расположения водоносных горизонтов
Какой технологии отдать предпочтение
В действительности, выбора у заказчика не так уж и много, особенно если условия на участке не позволяют воспользоваться шнеком. Ударно-контактный метод практически полностью вытеснен с рынка роторным бурением, которое, скорее всего, и придется использовать.
Однако, поинтересоваться технологией необходимо хотя бы для того, чтобы определиться в адекватности стоимости услуг. Если же условия грунта подходящие и водоносный слой расположен не глубоко, то гораздо выгодней воспользоваться шнековым методом.
Самостоятельное бурение скважины
Можно ли выполнить скважину самостоятельно
Пробить скважину вполне возможно и своими руками, вопрос заключается лишь в том, сколько это отнимет у вас времени и сил, а также, насколько качественно получится изолировать ствол от верхних водоносных слоев.
Зачастую застройщики недооценивают сложность работ, в результате чего получается либо «вода из лужи», добытая с большой глубины, либо заканчивают работу специалисты. При этом, бурильщикам приходиться платить практически полную стоимость, как будто работу они выполняли «с нуля».
Поэтому, перед принятием решения о самостоятельном выполнении работы, необходимо:
- Детально изучить технологию бурения;
- Разобраться, какое понадобиться оборудование и расходные материалы;
- Убедитесь в том, что на вашем участке можно выполнить скважину малогабаритной буровой установкой.
Малогабаритные установки бывают двух типов:
- Шнекового типа – как правило,эти установки самодельные.
- Ударно-канатного типа — установки могут иметь электрический двигатель или силовой агрегат внутреннего сгорания. Это важно, если на участке не проведено электричество.
Совет! Менее требовательной к грунту и более простой считается установка для бурения ударно-канатным способом.
С ее помощью можно пробурить скважину практически в любом грунте.
Все существующие технологии бурения скважин кардинально отличаются друг от друга, однако, если работой занимаются профессионалы, то каждая из них позволяет добиться желаемого результата. При этом отдавать предпочтение той или иной технологии следует в соответствии с собственными финансовыми возможностями, условиями грунта и глубиной расположения водоносного горизонта.
Дополнительную информацию по данной теме можно получить из видео в этой статье.
More from my site
- Технология бурения скважин: описание основных способов
- Способы бурения скважин на воду: обзор существующих вариантов инженерной гидрогеологии
- Инструмент для бурения скважин – разновидности и особенности использования
- Малогабаритная установка для бурения скважин – особенности конструкции
- Оборудование для бурения скважин – от ручных приспособлений до гусеничных механизмов
- Как сделать самодельный бур для бурения скважин для мягкого грунта
Как производится бурение скважин на воду: технология процесса
Скважина для добычи воды представляет собой довольно сложное сооружение. Многих сегодня интересует бурение скважин на воду: технология процесса, инструменты и оборудование для выполнения работ. Качество воды из скважины или колодца зависит от их конструкции. От качества выполненных работ зависит срок эксплуатации.
Как пробурить водяную скважину
Перед бурением скважины на воду необходимо выбрать для нее место. Это должен быть участок земли с примерными размерами 4х12 м. Если дом еще не построен, то лучше выбрать место в будущем подвале. Если дом уже поставлен, то бурить лучше поближе к фундаменту.
К месту проведения работ нужно обеспечить проезд бурильной установки и автомобиля-водовоза. На расстоянии примерно 2 м от места расположения бура не должно быть никаких электрических проводов. Подобных мер требуют общие правила проведения бурения скважин под воду.
Способов бурения существует несколько. Но при любом из них должны выполняться следующие операции:
- измельчение породы;
- выемка измельченной земли наружу;
- укрепление стенок скважины.
Как происходит измельчение породы? Делается это с помощью специальных породоразрушающих приспособлений. Это может быть взрывная энергия, электрическая или термическая. Но все эти виды применяются довольно редко. Гораздо чаще пользуются другими: шнеками, стаканами, ручными бурами.
Вынимают грунт наружу следующими способами:
- гидравлическим;
- механическим;
- пневматическим;
- комбинированным.
Гидравлический способ производится водой, раствором глины или другой технической жидкостью. Механический — с применением специальных буров, шнеков, желонок. При пневматическом методе измельченная порода удаляется сильной струей сжатого воздуха. При комбинированном способе пользуются несколькими из этих способов.
Крепление стенок скважины на воду технология рекомендует осуществлять металлическими обсадными трубами. Чаще всего это цельнотянутые трубы на резьбовом или сварном соединении. Применяются изредка и другие варианты. Но не рекомендуется использовать нержавеющую сталь (очень дорого!) и оцинкованный металл.
При выполнении бурения скважины на воду часто используют промывку. Это способ, при котором в скважину подается вода с помощью насосов. Она затем вместе с измельченной породой поднимается и отстаивается в специальном отстойнике. По осевшей породе бурильщики определяют разрез участка. Вода затем делает новый круг. Поднимающийся раствор глины упрочняет стенки и не дает им обвалиться.
Процесс бурения скважины подразумевает последовательную ее обсадку трубами. Завершается бурение скважин на воду их прокачкой, которая ведется до того момента, пока не пойдет совершенно прозрачная жидкость.
Способы бурения на воду
Технология бурения скважины под воду позволяет вести работу несколькими способами:
Рассмотрим каждый из них подробнее.
Шнековое бурение скважин — самый распространенный и доступный способ. Шнек в виде винта входит в почву и разрыхляет ее. Бурить можно только сухой и мягкий грунт. Шнеки совершенно не годятся для плывунов.
Этот инструмент разрушает породу и поднимает ее в скважинное устье. Шнеки бывают диаметром от 60 до 800 мм. Бурить ими можно до глубины 60 м, иногда и до 100 м.
Шнековое бурение скважин невозможно на скальных грунтах.
Роторный способ — это непрерывное действие инструмента, который называется ротором. Он постоянно вращается. Порода вымывается глинистым раствором. Этот способ сравнительно дешевый и достаточно быстрый. Но в холодную погоду он требует утепления системы, по которой циркулирует вода. Бурение осуществляется с помощью машин:
УРБ-2А2 способна пробурить почву до глубины 55 м, УРБ-2,5 — до 300 м, а УРБ-3АМ — до 500 м.
Ударно-канатный способ является самым трудоемким. Но его не стоит забывать, так как он самый качественный. Порода разрушается после удара тяжелого предмета. Это особой формы заостренный стакан из стальной трубы. Он падает с высоты, ударяется о почву, забирает разрушенный грунт и поднимается. Наверху стакан чистят и снова бросают вниз.
Сама бурильная установка может быть сделана своими руками из труб или из бревен в виде треугольного конуса. Этот конус оборудован лебедкой с тросом.
Технология бурения скважин на воду не требует использования глинистого раствора. Но установка обсадных труб должна проводиться своевременно. Такой установкой можно пробурить диаметр 10-30 см.
Но глубина не может превышать 10 м. Для бурения можно применять установки УКС-22М2, УГБ-50, УГБ-1ВС.
Ручной способ используется довольно часто. При нем пользуются забивными трубами или шнеком. Трубы разрезают на куски длиной примерно 2-3 м. На концах их нарезается наружная резьба. На нижний конец трубы наваривается наконечник.
Он имеет вид конуса, диаметр которого на 1 см больше диаметра трубы. Над наконечником 60-100 см трубы просверливается через 5 см сверлом диаметром 6 мм. Это будет своеобразный фильтр. По мере заглубления трубы она удлиняется с помощью муфт.
Но проще поступить другим способом. Нужно для работы приготовить:
- различные буры;
- штанги;
- трубы для обсадки;
- лебедку;
- бурильную вышку.
Если скважина не будет очень глубокой, необходимость в вышке отпадает. Процесс выполнения работ довольно прост. Нужно выкопать ямку глубиной около 50 см, установить бур и начать его вращать. Работать лучше вдвоем. Через каждые 50 см бур вынимают из земли и чистят его. Метод этот стоит дешевле остальных, но имеет ограничения по глубине.
Заключение
Технология бурения скважин на воду подразумевает разрушение породы, очистку ствола, укрепление стенок и окончательное оборудование скважины трубами, фильтрами, насосами и кранами для забора питьевой воды. Процесс бурения скважины может быть разным.
Глубокие шурфы выполняются с помощью вращательной технологии бурения скважин. Часто пользуются шнековым бурением: технология его довольно проста и применяется на личных участках.
При скорости вращения шнеков 250 оборотов в минуту весь процесс происходит довольно быстро.
При любой технологии бурения скважин применяется обсадка специальными трубами для защиты стенок от обвала и от проникновения грязной воды из верхних водоносных слоев.
Неглубокие скважины можно получать ударно-канатным способом. Хорошо работает ручной метод. Любое бурение заканчивается закрытием верха водоносной скважины специальным оголовком. Через него пропускаются необходимые провода, шланги и трубы для доставки воды в дом.
Смотрите также
- 22.06.2016 Домашнему мастеру: бурение скважин на воду своими руками
Какой метод выбрать для бурения скважины на воду?
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.
Какой вид источника выбрать?
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 м3/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 м3/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 м3/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:
- 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:
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.
Общие рекомендации по выбору способа
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.
Загрузка...
