Бурение скважин под воду

Человек, проживший всю жизнь в городе, привык к элементарным удобствам. В этот список входит и подача воды, за которой не приходится ходить к колодцу или источнику. Загородные дома могут находиться на удалении от централизованного водоснабжения и канализации. Это может доставлять определенные неудобства. Вопрос решается изготовлением скважины для воды. Но перед тем как решиться на такой шаг, необходимо знать, какая технология бурения скважины под воду подойдет лучше всего. Этому, а также различиям между скважинами посвящена статья.

Разбираемся со скважинами

Выбор скважины, которая будет пробита на конкретном участке во многом зависит от глубины залегания водоносного пласта, а также от финансовых возможностей. Существуют такие основные виды скважин:

• абиссинская;
• песчаная;
• артезианская.

Каждая из них обеспечивает забор воды со своей глубины. Наипростейшей в изготовлении является абиссинская скважина или колодец. Она пробивается до первого водоносного пласта, который в некоторых местностях находится на уровни 5 метров. Вместо скважины-иглы, можно построить полноценный колодец. Процесс простой, поэтому его легко произвести самостоятельно. Для большой семьи такой скважины или колодца будет достаточно. При этом стоит понимать, что при сезонном использовании колодца или скважины потребуется их периодическая чистка, чтобы они могли давать воду в требуемом объеме. Скважина на песок имеет большую глубину, чем абиссинская. Буровая установка продвигается до пласта песка или гальки. Срок службы такой скважины больше, чем у предыдущей, но при непостоянном использовании также потребуется ее чистка.

Самыми глубокими являются артезианские скважины. При этом вода в них самая чистая. В некоторых случаях нет необходимости в насосах для ее подъема, т. к. подземное давление толкает ее вверх. Такой источник прослужит дольше других. Для таких скважин понадобится самое мощное оборудование, поэтом сооружение обойдется дорого. Если в радиусе четырех километров есть заводы химической промышленности, то вариант с колодцем и абиссинской скважиной отпадает, т. к. отходы производства загрязняют подземные реки, которые находятся на небольшой глубине.

Методы бурения

В зависимости от вида скважины будет зависеть и технология бурения скважин на воду. Всего в практике выделяют такие варианты:

• гидробурение;
• роторное;
• ударная методика;
• шнековое бурение;
• перфоративное.

Каждый из видов имеет свои отличительные черты, поэтому на них можно остановиться подробнее.

Гидробурение

Технология бурения скважин на воду с использованием силы самой воды является интересным вариантом. Она прекрасно подходит для рыхлых почв, в которых содержится большое количество песка. Выделяют два подвига гидробурения:

• с забурником;
• без забурника.

Второй вид пробивания скважины нет необходимости в специальном наконечнике, который осуществляет пробивание породы. Весь процесс основан на движении жидкости под давлением. Благодаря этому происходит вымывание породы, и ее подъем на поверхность. Такой вариант подходит только для тех случаев, когда точно известно, что преградой не встанут крупные камни или известняковая прослойка. Таким способом можно пробить скважину глубиной до 20 метров. При этом диаметр скважины может достигать 30 см, что упрощает последующую установку глубинного насоса.

При использовании забурника не возникает трудностей при прохождении камней и твердых пород. Забурник совмещается с полой штангой. При этом в скважину подается не чистая вода, а с содержанием бетонитовой глины. Она служит дополнительным абразивом и укрепляющим составом. При подъеме глина оседает на стенках скважины, поэтому они становятся несколько прочнее. Вымытая порода сливается в специальный отстойник. Глубина скважины может быть любой. Гидробурение развивается не так давно, поэтому в этой области есть много домыслов в отношении положительных и отрицательных сторон. Среди плюсов можно отметить:

• небольшие габариты установки;
• возможность работы в ограниченном пространстве;
• простота процесса;
• высокая скорость пробоя;
• безопасность работ для ландшафта;
• возможность самостоятельного бурения;
• сравнительно низкая стоимость.

С помощью оборудования для гидробурения можно пробивать скважины вплоть до артезианских источников. В некоторых случаях удавалось достичь глубины в 250 метров. Скорость продвижения достигает 10 метров в день. Благодаря такому темпу снижается общая стоимость работ.
мпактность оборудования для такого вида бурения дает возможность разместиться на небольшом участке. Это позволяет не разбирать дополнительные строения и прокладывать колею для больших транспортных средств. Во время процесса нет необходимости непрерывно доставать бур для его очистки, как при сухих методах. Порода автоматически поднимается на поверхность под давлением. При желании установку для гидробурения скважин можно собрать самостоятельно. Для этого понадобится насос высокого давления с хорошей производительностью. Во время использования такой технологии бурения скважины нет металлического скрежета и шума двигателей, который мог бы потревожить соседей.

Недостатком можно считать необходимость наличия большого количества воды для всего процесса. Если работы проводятся в уголке, где совсем нет источников, тогда придется доставлять жидкость цистернами. В качестве питания для насоса можно использовать отдельный генератор. Можно приобрести мотопомпу высокого давления, которая обеспечит требуемый функционал. Кроме этого, понадобится металлическая рама, которая будет удерживать бур. Необходимо двигатель, который будет вращать бур. При этом его обороты должны регулироваться, но на минимальных момент вращения должен быть максимальным. Для этих целей можно обзавестись качественным редуктором или регулятором частоты тока. Видео о таком способе бурения скважины на воду можно посмотреть ниже.

Роторный способ

Из названия становится понятным, что роторный способ бурения подразумевает непрерывное вращение определенного элемента. Это действительно так. Технология была заимствована у буровых вышек, которые используются при добыче нефти. На конце бура находится долото, оно представляет собой несколько шарообразных форм с шипами, которые объединены в одну конструкцию. Благодаря непрерывному взаимодействию с породой происходит ее измельчение. Такой механизм прекрасно подходит, когда встает вопрос об изготовлении пробоины в скальных породах. Подъем грунта производится методом вымывания. Для этого в полость бура постоянно подается водный раствор, который выталкивает породу на поверхность.

В другом варианте применяется такой же метод, как и в предыдущем способе. В затрубную область подается глинистый раствор, который укрепляет стенки и вымывает остатки породы. Плюсами такого способа бурения является:

• высокая скорость работы;
• экономия обсадных труб.

Все же цена на такое бурение остается высокой, есть у него и свои недостатки:

• загрязнение известковых пластов;
• необходимость в утеплении подающей системы;
• проблема с пробами воды.

В процессе бурения в скважину попадает большое количество глины. Она забивается в поры известкового пласта. Это может снизить эффективность пробоины. Нет возможности взять предварительные пробы воды для осуществления анализа. Это связано с необходимостью монтажа обсадной трубы, а также частичного промывания. Зимой подающую систему необходимо утеплять, чтобы трубы не вышли из строя. Еще одним недостатком является необходимость в габаритном оборудовании. Особенно это касается тех случаев, когда будет использоваться обратная промывка. Такую скважину невозможно соорудить внутри помещения. Наглядно увидеть роторный способ бурения можно в видео ниже.

Ударное бурение

Бурение с использование ударного механизма является одним из самых сложных. Корнями оно уходит на восток. Осуществляется процесс бурения методом сбрасывания груза с большой высоты.
уз представляет собой заостренный наконечник, который помещается в специальную трубу. Для выемки грунта из скважины применяют стаканы и желонки. Для глинистых почв подходит стакан, т. к. пласт прекрасно налипает на его стенки. Желонка пригодится на сыпучих грунтах. В ней есть клапан, который препятствует просыпанию вынимаемого грунта. К плюсам такого метода бурения можно отнести простоту оборудования. В остальном это трудоемкий процесс, который требует много времени.

Для такого способа бурения нет необходимости в использовании воды или специального раствора, который бы укреплял стенки. При этом поры породы не забиваются и водоносный слой сразу показывает себя при его пробитии. Такая скважина прослужит своему владельцу 50 лет и больше без необходимости обслуживания. При цели добраться до артезианских источников придется производить изоляцию вышележащих водоносных слоев, а это означает, что важно вовремя монтировать обсадные трубы. Чтобы было легче представить ударное бурение, ниже есть видео.

Шнековое бурение

Чаще всего при пробоях можно увидеть установки, который обеспечивают шнековое бурение. Такой метод требуем минимум затрат. Но не везде можно использовать шнековое бурение. Для каменистых пород оно не подойдет. Процесс бурения протекает с большой скоростью. При этом требуется постоянная установка обсадных труб, чтобы предотвратить обсыпание стенок шахты. Подъем грунта производится самим шнеком, поэтому не требуется промывки. Для работы, как и в случае с гидробурением не требуется массивных установок. Основным требованием буде наличие двигателя с малыми оборами и высоким крутящим моментом, а также достаточной длины шнека. Видео о шнековом бурении скважины для воды есть ниже.

Перфоративное

Перфоративное бурение доступно каждому при небольшой глубине верхнего водоносного слоя. Его чаще всего используют для изготовления абиссинских скважин. Инструмент для бурения представляет собой небольшую трубу с заостренным наконечником. Последний изготавливается самостоятельно перед бурением скважины или приобретается в специализированном магазине.
конечник можно сделать на самой трубе, сузив ее. В нижней части трубы сверлятся отверстия, через которые впоследствии будет поступать вода. Они закрываются металлической решеткой. Игла останется в скважине. По ходу продвижения необходимо приваривать отрезки труб для создания единой системы. Бурение производится методом воздействия груза на бур. В качестве груза может применяться штанга или бабка. Такую скважину можно сделать своими руками без помощи специалистов. Видео ниже даст больше информации о перфоративном бурении скважины для воды.

На чем остановить выбор

Выбор технологии бурения будет зависеть от средств, которые планируется потратить на изготовление скважины. Кроме того, ограничения по выбору технологии могут быть вызваны копаниями подрядчиками. В большинстве местностей бригады выполняют шнековое бурение, для других видов нет требуемого оборудования. На выбор метода бурения также влияет тип грунта, который ест в конкретной местности. Если это каменистая почва или скальные породы, тогда необходимо использовать роторный способ. При копке колодца стоит хорошо все обдумать и исследовать местность, чтобы в шаговой досягаемости не было автострад и заводов, которые загрязняют верхние водоносные слои.

bouw.ru

Первые шаги по выбору технологии бурения

Выбор способа зависит от нескольких факторов:

1. Наличие воды на участке. В первом приближении это можно определить наблюдениями за окружающей средой, имеется ряд признаков, свидетельствующих о ее наличии или отсутствии. Можно также произвести несколько опытов с различными предметами, чтобы получить ответ на этот вопрос.
2. Характеристика состава грунтов, характерного для данной местности, от чего зависит выбор способа бурения. Такие данные можно получить в местной гидрогеологической организации, там же нужно уточнить собственные прогнозные оценки по наличию воды на участке.
3. Глубина залегания верховодных (песчаных) слоев и оценка глубины залегания артезианских (известняковых) водоносных горизонтов.

При наличии таких данных можно сделать вывод о предпочтительности использования той или иной технологии бурения.

Разновидности способов прохождения стволов скважин

Роторное бурение

Обычно применялось при нефтеразведочном бурении. В последнее время, с увеличение потребности в скважинах, используется и при строительстве водяных водозаборов.

Особенностью способа является высокая энергозатратность и применяемость его на тяжелых или особо тяжелых грунтах с включением скальных образований, а также по сплошным известнякам.

При вращении ротор разрушает породу, которая выносится на поверхность промывочным раствором. В состав его входит и цемент. В результате часть участка будет безнадежно испорчено. Кроме того, по окончании работ такая скважина нуждается в длительной промывке чистой водой для удаления из пор породы цемента, входящего в состав раствора.

Для небольшого загородного участка такая технология представляется нежелательной.

Бурение гидроразмывом

Это наиболее легкая технология бурения скважин на воду. В процессе выполнения работ производится размывка грунта внутри обсадной трубы, которая опускается под собственным весом. Только в начале процесса, когда обсадная колонна еще легкая, приходится прибегать к ее проворачиванию специальным ключом.

Для осуществления такого способа понадобятся:

• два насоса, один из них, способный подавать жидкость под давлением не менее 6 атм, второй – для откачки отработавшей воды обратно в бак, соответствующей производительности;
• бак; емкость зависит от планируемого размера и глубины скважины и рассчитывается из соотношения:

V = R_обс²(см) х 3,14 x H(см), где

V – объем бака,

R – внутренний радиус обсадной трубы,

3,14 – число ПИ.

Так, для скважины диаметром 273 мм (максимально возможный диаметр ствола скважины при таком методе проходки), внутренний диаметр обсадки составит 260 мм (радиус 13 см), предполагаемая глубина скважины – 15 метров (15000 см) необходимый объем бака составит:

13² х 3,14 х 1500 = 756000 (см³) = 756 (литров).

Учитывая, что при отсутствии воды в баке работать невозможно, принимаем потребную емкость бака 2 кубометра. Этот расход не станет обузой, поскольку правильное пользование участком предполагает применение промежуточной прогревочной емкости в системе полива огорода.

• гидромонитор – шланг с металлической трубой на конце. Выходное отверстие которой должно быть порядка 20 мм.

Выполнение процесса происходит следующим образом:

1. Забуривание – производится садовым буром, диаметр которого больше диаметра обсадной трубы на 30 – 40 мм. Глубина предварительного отверстия порядка 1,5 метра.
2. Установка первой секции обсадной трубы в забуренное отверстие.
3. Гидромонитор вводится отверстие обсадной трубы, подается вода под давлением. Обсадную трубу при этом нужно проворачивать вокруг ее оси, способствуя ее проседанию по мере размывки грунта.
4. По мере углубления ствола промывку периодически приостанавливают, чтобы установить очередную секцию обсадки.
5. Откачку воды производят по мере ее накопления, отводя жидкость обратно в бак.

Недостатком такого способа является его применимость только на песчаных и супесных грунтах, а также существует ограничение по глубине скважины. Как правило, они бывают не глубже 12 – 15 метров, в редких случая достигают 20.

Ударный способ

Технология бурения скважин на воду ударным методом – один из самых древних способов, применявшихся еще в древнем Китае. Он состоит в следующем:

1. Отрывается приямок глубиной порядка 1,5 метров размерами 1,5 – 1,5 метра.
2. Производится забуривание для установки первой секции обсадной трубы глубиной до 2-х метров.
3. Устанавливается буровая вышка – тренога высотой не менее 3-х метров. Высота буровой зависит от длины секций обсадных труб, максимальный их размер составляет 6 метров.

Ударная часть, подвешенная на тросе от лебедки, вводится в отверстие обсадной трубы и отпускается в свободное падение. При попадании на грунт, она активно разрушает его и он, в измельченном виде попадает внутрь ударной части (изготавливается из трубы). На конце ударника нарезаны зубья и разведены как на пиле.

Внутри ударника установлен клапан, пропускающий рыхлый грунт внутрь, но препятствующий его высыпанию при очередном подъеме. При прохождении глинистых влажных слоев применяется ударник без дополнительных приспособлений (стакан), влажная глина хорошо держится в нем за счет прилипания к стенкам. После прохождения расстояния около метра, ударник нужно извлечь из ствола и очистить его полость.

В арсенале профессиональных буровиков количество модификаций ударников доходит до 10 видов и более. Различные конструкции применяются для прохождения грунтов с отличающимися свойствами. Таким образом, широкий выбор инструмента позволяет проходить практически любые грунты, кроме скальных пород. Качество скважин при этом остается самым высоким. Поэтому, не являясь производительной, технология ударной пробивки остается самой популярной.

Шнековое бурение

Такая технология бурения скважины под воду становится все более популярной по причине высокой производительности и простоте исполнения.

По сути – это сверление вращающимся инструментом, при это режущая часть разрушает грунт в направлении движения, а спиральный шнек выносит его наружу. На поверхность выноситься порядка 40 – 50 % грунт, остальной уходит на уплотнение стенок. Таким образом, есть возможность производить бурение без одновременной обсадки стенок. Обсадная колонна опускается в ствол по окончании бурения.

У такого способа есть определенные недостатки, не позволяющие применять на песчаных и других сыпучих грунтах, а также ограничение по глубине столов до 50 метров. Дальнейшее заглубление производится с периодическим извлечением рабочего инструмента для очистки.

Бурение производится с применением очень разнообразного оборудования, а часто и вручную своими руками для скважин на верховодку. Так, промышленностью освоены и выпускаются различные миниатюрные буровые станки, при помощи которых выполняются скважины на глубину до 50 метров по легким и средней тяжести грунтам, исключая песчаные.

Такое оборудование активно применяются для обустройства водозаборов на загородных участках, зачастую нет необходимости его приобретать, а можно взять в аренду.

В то же время мощные артезианские скважины с большим дебетом выполняются с использованием настолько же мощных буровых установок.

Перфоративное бурение

Производится путем забивки «копья» бабкой или штангой. Применяется, как правило, для оборудования абиссинских колодцев с ручным насосом для откачки воды. Ограниченный диаметр скважины позволяет выполнение работ самостоятельно и в короткий промежуток времени.

Кроме описанных способов, наиболее популярных на практике, применяются многие приемы, комбинирующие особенности различных способов.

Советуем почитать: Скважина на воду

oburenie.ru

Что нужно знать

Определяющими критериями выбора способа бурения водозаборной скважины являются глубина уровня подземных вод и породы геологического разреза, которые подлежат проходке. Правильно выбранная технология бурения скважин на воду позволит быстро пробурить скважину, избежать аварийных ситуаций при бурении. В итоге это даст возможность получить наиболее высокий в данных условиях дебит водозаборного сооружения.

Что подразумевает технология бурения скважин под воду? Это способ и режим разрушения различных горных пород, очищение ствола скважины и крепление ее стенок, оборудование водоприемной части.

Способы бурения

Для строительства глубоких водозаборных скважин обычно применяют вращательное и ударно-канатное бурение. Технология бурения скважин на воду этими способами различная. Особенности каждого не позволяют применять их без ограничений в любых условиях. Технология бурения скважин на воду буровой установкой с вращением породоразрушающего инструмента (долота) в данной статье приводится на примере шнекового и роторного способов.

Технология шнекового бурения

В песчаных и глинистых породах, не содержащих крупных включений, применяется бурение комплектом из долота и шнеков, транспортирующих разбуриваемую породу с забоя наверх. Из двух разновидностей шнекового бурения для устройства водозаборной скважины в районе с хорошо изученным геологическим строением чаще применяют сплошной забой непрерывным рейсом, рейсовыми заходками и завинчиванием. Там, где необходимо получение высококачественной информации о породах и глубинах их залегания, применяется способ кольцевого забоя.

Непрерывный рейс (поточное бурение) — разбуриваемая порода выносится шнековой колонной на дневную поверхность. По мере углубления буровой снаряд наращивается дополнительными шнеками. Применяют для проходки однородных песков без прослоек илов или других слабых пород. Частота вращения шнеков 250-300 об/мин. Недопустимо излишне быстрое погружение во избежание переполнения лопастей породой и заклинивания снаряда в скважине по этой причине. Достаточная нагрузка — собственный вес шнеков и вес вращателя.

В пластичных и тугопластичных глинистых породах применяют рейсовые заходки — долото и шнековая колонна вбуривается в породу с последующим извлечением для очистки реборды от разбуренной массы. Величина рейсового погружения в пределах 1 метра. Частота вращения от 100 и не более 300 об/мин. Нагрузка 500 Н.

В слабых породах применяют спиральное долото на шнековой колонне — их завинчивают на определенную глубину и затем извлекают без вращения лебедкой.

Кольцевой забой ведется специальными колонковыми шнеками, позволяющими извлекать керн (столбик пробуренной породы) без подъема бурильной колонны на поверхность. Режим бурения: 60-250 об/мин, величина рейса от 0,4 до 2,0 м. Применяется эта технология бурения скважин на воду редко, в основном геологическими организациями, занимающимися разведкой и попутно выполняющими бурение скважин на воду.

Технология вращательно-роторного бурения

Этим способом достигается большая скорость проходки и большие выходы колонн труб. К недостаткам относят кольматацию (глинизацию) водоносного горизонта, большие затраты на приготовление глинистого раствора, большие объемы воды на промывку скважины для восстановления водоотдачи горизонта, заглинизированного в ходе бурения.

Чаще применяется роторное с прямой промывкой: разрушенная порода с забоя выносится на поверхность глинистым раствором, закачивающимся в скважину насосом через бурильные штанги. Следует выдерживать скорости восходящего потока в интервале 0,5 — 0,75 м/сек. Циркулирование промывочного раствора нарушается в сильно трещиноватых зонах — он вместе со шламом уходит в трещины. Бурильщику нужно внимательно смотреть за режимом бурения, уменьшать при необходимости осевую нагрузку и бесперебойно подавать промывку, чтобы избежать прихвата снаряда.

Не нужно преследовать высокую механическую скорость, достигаемую увеличением числа оборотов: это чревато авариями. Нагрузка на долото и вращательная скорость регулируются в зависимости от проходимых пород, диаметра долота и бурильных труб, количества промывочной жидкости.

Обороты нужно уменьшать при:

• увеличениях параметра долота;
• уменьшении диаметра бурильной колонны;
• увеличения крепости пород;
• при чередовании слоев с небольшой мощностью (до 1,5 м).

На роторных установках типа УРБ и БА работают в основном на II- III скоростях. Проходка глинистых и глинисто-песчаных пород ведется при 300-400 об/мин (III-IV скорости). Для пород умеренной крепости (песчаники, известняки, мергели) пределы вращения ротора от 200 до 300 об/мин. Крепкие породы разбуриваются долотом со скоростью вращения 100-200 об/мин.

Бурильщик внимательно следит за режимом бурения, уменьшая осевую нагрузку и бесперебойно подавая промывку, чтобы избежать прихвата снаряда. Момент вскрытия водоносного пласта определяет внезапное понижение глинистого раствора и увеличение нагрузки на двигатель. Циркуляция раствора нарушается в сильно трещиноватых зонах — выбуренная порода и раствор уходят в трещины.

Если водоносные породы представлены коренными с мелкими трещинами, вскрытие горизонта проводится с качественным глинистым раствором с обязательным выходом его на поверхность.

Технология бурения скважин на воду малой буровой установкой аналогична технологии бурения мощными станками.

Сопутствующие работы

Крепление стенок скважины трубами проводится после бурения. Применяют металлические, асбестоцементные и пластмассовые трубы. Тип фильтра (дырчатый или сетчатый) выбирают в зависимости от водовмещающих пород.

Перед установкой фильтра раствор заменяют на более легкий, желателен удельный вес не более 1,15. После установки фильтра сразу же промывают скважину водой. Затем выполняют желонирование скважины — откачка столба жидкости из скважины желонкой. При осветлении промывки и появлении в ней песка начинают откачку эрлифтом. С прекращением выноса песка и полным осветлением воды устанавливают погружной насос.

Энергия свободнопадающего удара

Ударно-канатным способом вскрываются без проблем маломощные водоносные горизонты (менее 1 м). Возможно получение максимального дебита — водовмещающие породы незаглинизированы. Не нужна длительная откачка.

Способ применяют:

• в малоизученной местности;
• в безводных районах, где невозможна доставка воды для приготовления раствора;
• при необходимости раздельного опробования нескольких горизонтов;
• для скважин с большим начальным диаметром.

Недостатки ударно-канатного бурения:

• небольшая скорость проходки;
• большой расход труб на обсадку;
• ограниченность глубины бурения (до 150 м).

Нормальную частоту ударов свободнопадающего снаряда рассчитывают. Она обратно пропорциональна квадратному корню из высоты падения: с увеличением высоты подъема долота над забоем частоту ударов уменьшают и, наоборот, с уменьшением высоты количество ударов увеличивают.

Нужна сила и смекалка

При неглубоком залегании зеркала подземных вод (как правило, это грунтовые воды) и геологическом разрезе, сложенном рыхлыми породами, в стесненных условиях застроенного участка скважину можно пробурить, применяя мускульную силу людей — достаточно 2 человека.

Технология бурения скважин на воду ручным методом проста. Можно применить забивной способ или шнековый.

Для забивки стальной трубы диаметром в 1 дюйм ее предварительно разрезают на отрезки по 2 или 3 метра. На концах делают наружную резьбу. По мере углубления отрезки трубы будут соединяться муфтами с внутренней резьбой. Изготавливается специальный стальной наконечник (хвостовик) в виде конуса, диаметр основания которого на 1 см больше диаметра трубы. Он приваривается на трубу. Около метра длины трубы над наконечником (достаточно 60 см) отведено под примитивный фильтр — водопринимающее устройство для проникновения в скважину воды из водоносного горизонта. Сверлом 6 мм делают отверстия через 5 см друг от друга.

На трубу надевают забивное устройство из двух отдельных частей. Первым — упор с конусной дырой под трубу. Его выходное отверстие больше внешнего диаметра забиваемой трубы на 5 мм, что достаточно для вставки в зазор снизу двух клиньев — разрезанного повдоль металлического усеченного конуса. Диаметр вершины конуса чуть больше диаметра трубы, но меньше выходного отверстия упора. Вторая часть — ударная «баба», груз со сквозным отверстием под трубу и две ручки для подъема над упором.

При опускании бабы в момент удара ее об упор клинья входят в отверстие и держат забиваемую трубу в своих «объятьях». После забивки отрезка трубы конус выбивают, трубу наращивают, свинчивая со следующим отрезком. Переставляют упор с клиньями, надевают «бабу» и продолжают забивание трубы до водоносного слоя. Периодически нужно поворачивать трубу вокруг оси.

Появление воды в скважине определяют опусканием внутрь ее грузика, привязанного к бечевке. Если его поднимут наверх мокрым, значит скважина углубилась в водоносный слой. Важно не «проскочить» этот слой, дающий воду. Нужно оставить перфорированный конец трубы в этой водонасыщенной породе. И приступать к прокачиванию минискважины вначале ручным насосом. По мере осветления воды переходят на откачку поверхностным водяным электронасосом.

Шнековое ручное бурение скважин на воду — технология подобна описанному с помощью буровой установки, которую здесь заменяют два человека. Разумеется, за параметрами механического режима бурения им не угнаться. Некоторые умельцы заменяют физическую силу на механизмы.

Бурение скважин водой

Технология простая при минимальных затратах материалов, силы и времени. Условия — глубина скважины до 10 м, разрез сложен рыхлыми грунтами.

Оборудование — насос «Малыш», емкость под воду (чем больше объем, тем лучше, но можно и бочку литров на 200). Ворот для поворачивания трубы делают из двух трубок и стяжного хомута.

Материалы: труба диаметром 120 мм, длиной на глубину скважины. На нижнем торце нарезают зубцы, верхний торец оборудован фланцем со штуцером, через который по шлангу будет поступать вода из бочки под давлением, создаваемым насосом «Малыш». Для крепления фланца к краю трубы приварены 4 ушка с отверстиями под болты М10.

Рабочая сила: легче работать вдвоем. Затраты времени — на 6 метров проходки по суглинкам 1-2 часа.

Процесс бурения: выкопать приямок глубиной около метра, установить вертикально в нем трубу и нагнетать в нее воду насосом. Вода, выходя через нижний конец с резцами, станет размывать грунт, освобождая пространство под трубу, которая станет оседать под собственным весом. Нужно только, покачивая, поворачивать трубу для того, чтобы зубцы крошили породу. Разбуренные частицы породы под давлением выходят вместе с водой в приямок. Из него можно вычерпывать воду и, процеживая, вновь использовать для промывки. Достигнув водоносного горизонта, снимают фланец, и в скважину под уровень воды, но не доходя до забоя, погружается насос для откачки.

Виды водозаборных скважин

Они подразделены на бесфильтровые и фильтровые. Бесфильтровые скважины устраивают в водоносных горизонтах, сложенных мелкозернистыми песками или в устойчивых трещиноватых скальных породах. Для других водоносных горизонтов подбирается фильтр в зависимости от фракций водовмещающих пород.

fb.ru

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

1. Выбираем тип скважины на воду
2. Способы бурения скважин на воду: технология, достоинства и недостатки метода
   • ручной способ бурения скважин
   • роторный способ: обратная и прямая промывка
   • ударно-канатное бурение
   • шнековый способ обустройства скважины
   • колонковый метод бурения
3. Общие рекомендации по обустройству скважины под воду

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:

1. безфильтровые (артезианские);
2. фильтровые (песчаные скважины);
3. 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.

1. По применяемым механизмам:
   • ручное бурение;
   • механическое бурение.
2. 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:

1. Буровые головки разных типов:
   • бур-долото;
   • бур спиральный (змеевик);                                                                                               
   • бур-ложка;                                                                                                              
   • желонка.
2. Штанги.
3. Лебедка.
4. Обсадные трубы.
5. 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:

1. Над местом бурения разместить вышку. Высота установки должна быть немного выше длины бурильной штанги.
2. Лопатой выкопать углубление для бура (глубина ямы – два штыка лопаты).
3. 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.                                      
4. Через каждые полметра продвижения, бур надо вынимать и очищать от земли.
5. 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:

1. Изготовить вышку из деревянных бревен или стальных труб. Форма сооружения – обыкновенная тренога. Высота вышки должна быть больше длины забойного стакана на 1,5 метра.            
2. В качестве забойного стакана подойдет стальная труба, оснащенная на конце режущим приспособлением.  
3. В стальной трубе надо предусмотреть отверстие для опустошения бурового стакана.  
4. Трос крепится к верхней части забойного стакана.
5. 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.

strport.ru

Другие статьи по теме:

Пахнет вода из скважины Скважина на воду вручную Схема системы водоснабжения частного дома из скважины Скважина на воду принцип работы схема Домик для скважины своими руками Глубинное бурение