Бурение скважины на воду – сложный и тяжелый, но интересный и увлекательный труд. И, на сегодняшний день, самый доступный способ наладить независимое водоснабжение: при нынешней стоимости питьевой воды затраты на самостоятельную проходку, оборудование и обустройство скважины окупаются менее чем за год. Если, разумеется, не возить к речке бочку на тачке, рискуя крепко слечь с чем-то таким, от чего у врачей глаза над масками округлятся.
Земля и вода в ней – сложная природная система. Поэтому пошаговых инструкций и поэтапных руководств по буровому делу нет смысла давать: все равно в глубине что-то да окажется нет так. Однако горняки давно уже научились преодолевать почти любые неожиданности подземного мира. И в данной статье на основе этого опыта даются сведения, необходимые начинающему буровику для того, чтобы если не первая, то вторая скважина своими руками дала воду в нужном количестве хорошего качества.
Куда бурить?
Общая схема формирования водоносных пластов в природе показана на рис. Верховодка питается преимущественно осадками, залегает в пределах примерно 0-10 м. Верховые воды могут быть пригодны для питья без глубокой обработки (кипячение, фильтрация через шунгит) лишь в отдельных случаях и при условии регулярной проверки проб в органах санитарного надзора. Тогда, и для технических целей, верховодку берут колодцем; дебет скважины в таких условиях будет мал и очень нестабилен.
Скважина для воды своими силами бурится в межпластовые воды; выделено красным на рис. Артезианскую скважину, дающую воду наилучшего качества очень долгое время, забурить самостоятельно невозможно, даже если есть в распоряжении подробная геологическая карта местности: глубина залегания, как правило, более 50 м и лишь в исключительных случаях пласт поднимается до 30 м. Кроме того, самостоятельная разработка и добыча артезианских вод категорически, до уголовной ответственности, запрещена – это ценный природный ресурс.
Чаще всего пробурить скважину своими силами удается в безнапорный пласт – пропитанный водой песок на глиняной подстилке. Такие скважины и называют скважинами на песок, хотя безнапорный водоносный слой может быть гравелистым, галечниковым и др. Безнапорные воды залегают примерно в 5-20 м от поверхности. Вода из них чаще всего питьевая, но только по результатам проверки и после раскачки скважины, см. далее. Дебет невелик, 2 куб. м/сутки считается великолепным, и несколько колеблется в пределах года. Обязательна отфильтровка песка, что усложняет конструкцию и эксплуатацию скважины, см. далее. Отсутствие напора ужесточает требования к насосу и всему водопроводу.
Напорные пласты лежат уже глубже, в диапазоне около 7-50 м. Водоносный пласт в таком случае представляет собой плотные водоупорные трещиноватые породы – суглинок, известняк – или рыхлые, гравийно-галечниковые отложения. Вода наилучшего качества получается из известняков, и скважины такие служат дольше. Поэтому скважины водоснабжения из напорных слоев называют скважинами на известняк. Собственный напор в пласте может поднимать воду почти до поверхности, что намного упрощает обустройство скважины и всю систему водоснабжения. Дебет большой, до 5 куб. м/сут, и стабильный. Песочный фильтр чаще всего не нужен. Как правило, первая же проба воды анализ проходит «на ура».
Примечание: а как узнать, какой пласт в данном месте есть и доступен? Методы поиска воды для бурения скважины в общем те же, что и при строительстве колодца. В Средней Полосе РФ безнапорную воду почти всегда можно найти в пределах первых 20 метров глубины.
Важные обстоятельства
Первое: массовый неконтролируемый забор безнапорных вод может привести к т. наз. суффозии грунта, вследствие которой внезапно и непредсказуемо возникают его провалы, см. рис.
Второе: критическая глубина самостоятельного бурения на равнинной местности в РФ составляет 20 м. Глубже – стоимость заказной скважины под ключ оказывается меньше прямых и косвенных затрат на «самобур». Вдобавок вероятность неудачи приближается к 100%
Третье: срок эксплуатации скважины сильно зависит от регулярности водозабора из нее. Если брать воды понемногу по мере расходования, то скважина на песок прослужит около 15 лет, а на известняк до 50 лет и более. Если же периодически выкачивать все сразу или, наоборот, брать эпизодически, то скважина иссякнет через 3-7 лет. Ремонт же и повторная раскачка скважины дело настолько сложное и дорогое, что проще забурить новую. Если вас это обстоятельство удивляет, учтите – ремонтируют-то не трубу в земле, а водоносный пласт.
Исходя из этого, уже можно посоветовать: обнаружив безнапорную воду не глубже 12-15 м, не торопитесь радоваться, лучше пробуриться еще насколько возможно, чтобы выйти на известняк. А лучше всего не полениться и произвести разведочное бурение скважиной-иглой, см. далее. Сделать скважину-иглу возможно буквально за выходные, сложного и дорогого оборудования не требуется. И она же может быть временным источником водоснабжения, пока вы не определитесь по времени, деньгам и пр. с постоянным.
Примечание: скважину-иглу на воду называют абиссинским колодцем (подробнее по ссылке). Пробить его можно буквально из подвала дома, как в ролике ниже:
Видео: абиссинский колодец в доме
Колодец или скважина?
То, что копка колодца неизмеримо более тяжкий, сложный и опасный труд, чем бурение скважины, известно, как и то, что правильно обустроенный колодец ремонтопригоден. Но есть между ними еще и принципиальная разница. Воду из колодца вычерпывают, сколько земля даст, т.е. сколько из пласта натечет. А действие скважины подобно отбору крови из вены донора. Именно поэтому срок службы скважин ограничен и они способны катастрофически изменить геологию местности. Колодец же способен давать воду десятилетия и столетия, а пробитый в скальном грунте – тысячелетия, никак не влияя на местную экологию и геологию. Поэтому частные скважины на воду бурят, имея в виду в дальнейшем либо построить коллективный артезианский водопровод (артезианские скважины долговечны и экологически безопасны), либо, собравшись с духом и средствами, выкопать колодец. Систему водоснабжения дома при этом строят капитально, т.к. ей в общем лишь бы напор был, кроме некоторых нюансов, см. далее. А брошенную скважину тампонируют бетонным раствором и землю вокруг нее возвращают на хозяйство.
Виды скважин
Буровая скважина представляет собой длинную узкую полость в горной породе – ствол. При бурении в ствол опускают буровой инструмент (буровой снаряд или просто бур) на жесткой сборной штанге из труб (буровая колонна или буровая штанга) или тросе.
стволе помещается труба или несколько концентрических труб – обсадка (case pipe, case string) – предохраняющая стенки ствола от обрушения и держащая давление породы. Обсадка может сидеть в стволе плотно или с некоторым промежутком – затрубным пространством; его заполняют засыпкой либо глиной (глиняный замок) или заливают бетоном. Нижний конец ствола может быть открытым, заглушенным или оканчиваться ступенчатым сужением – забоем. Внизу или в забое добычной скважины для жидких ископаемых делают заборное устройство. Верхняя часть обсадки называется оголовком скважины. Вокруг оголовка или в нем помещают комплекс устройств, составляющих обустройство скважины. Из множества конструкций скважин самостоятельно проходят более всего виды, представленные на рис; более подробная схема скважины с обсадкой показана там же, поз. 5.
1 – скважина-игла. Буровая штанга, обсадка и буровой снаряд составляют одно целое; бур так и остается в земле. Проходят скважину-иглу ударным способом, см. далее. Копёр, набор буровых инструментов и пр. оборудование для бурения скважин с отдельной обсадкой для скважины-иглы не требуется, см. рис. справа. Скорость проходки доходит до 2-3 м/час, а предельная глубина, достигнутая таким способом, составляет около 45 м. Скважины-иглы применяют для устройства абиссинских колодцев, особенно на даче. Дебет скважины-иглы невелик, но в летнее время достаточно стабилен. Срок ее службы не зависит от интенсивности и регулярности водозабора, однако непредсказуем: есть абиссинские колодцы, дающие воду вот уже более 100 лет, но может иссякнуть за полгода. Ремонту скважина-игла не подлежит, пройти ее можно только в не очень плотных и однородных грунтах. Максимальный диаметр буровой штанги при бурении без копра – до 120 мм, что достаточно для погружного насоса калибром 86 мм.
Примечание: при бурении разведочной скважины-иглы лучше обойтись простым фильтром, слева на рис.
2 – несовершенная скважина. Она как бы висит в пласте. Не требует тонкого знания геологии и навыков буровых работ, но дебет меньше и качество воды хуже максимально возможного для данного пласта. Качество воды можно получить максимальное, если скважина внизу заглушена. Кроме того, возможно т. наз. затягивание бурового инструмента и обсадной трубы вглубь. «Самомобойные» скважины чаще всего несовершенные; большая часть дальнейшего материала касается их. Несовершенными бурят и скважины в мощных водоносных пластах, т.к. при заглублении в пласт уже на 1,5-2 м дебет стабилизируется и глубже почти не растет.
3 – совершенная скважина. Обсадка опирается на кровлю подстилающего водоупорного пласта. Дебет и качество воды максимальны, но для проходки совершенной скважины необходимы точные знания местной геологии и опыт буровика, иначе, во-первых, обсадку может затянуть в подстилающий пласт, если он пластичен. Во-вторых, можно при бурении проткнуть подстилку, и вода уйдет вниз; это особенно актуально в засушливых местах с тонкими пластами. В-третьих, всего 1 неправильно забуренная совершенная скважина способна причинить серьезный ущерб местной экологии.
4 – скважина с забоем. Может быть как совершенной, так и несовершенной. Забой облегчает обслуживание скважины и делает ее до некоторой степени ремонтопригодной, но бурить скважину с забоем должны опытные буровики по данным местной геологии.
Примечание: в некоторых источниках забой скважины называют зумпфом. Это неверно и по-немецки, забой скважины и зумпф колодца совершенно разные вещи.
Способы бурения
Самостоятельно бурить скважины можно следующими способами:
- Вращательным, или роторным – буровой снаряд вращается, вгрызаясь с породу;
- Ударным – по буровой штанге бьют, заглубляя буровой снаряд в породу, так бурят скважины-иглы;
- Ударно-вращательным – штангу с буровым снарядом несколько раз приподнимают и с силой опускают, разрыхляя породу, а затем вращают, забирая ее в полость снаряда, см. далее;
- Канатно-ударным – специальный буровой снаряд поднимают-опускают на канате, забирая им породу.
Все эти способы относятся к сухому бурению. При гидробурении рабочий процесс происходит в слое воды или специального бурового раствора, увеличивающего податливость породы. Гидробурение неэкологично, требует дорогого специального оборудования и большого расхода воды. В любительских условиях его применяют в исключительных случаях, в крайне упрощенном и ограниченном виде, см. далее.
Сухое бурение, кроме ударного без обсадки, бывает только прерывистым, т.е. бур приходится то опускать в ствол, то извлекать из него, чтобы выбрать породу из бура. В профессиональном гидробурении размельченная порода выносится отработанным буровым раствором, но любителю нужно твердо знать: пройти за 1 цикл бурения ствол на глубину, большую длины рабочей части инструмента, нельзя. Даже если бурить шнеком (см, далее), его нужно поднимать и вытряхивать породу из витков максимум через 1-1,5 м проходки, иначе дорогой инструмент придется отдать земле.
Установка обсадки
У внимательного читателя, возможно, уже возник вопрос: а как ставят в ствол обсадку? Или, как поднимают/опускают бур, который, по идее, должен быть шире ее? В профессиональном бурении – разными способами. Самый старый иллюстрирует рис. справа: ось вращения инструмента смещают относительно его продольной оси (обведено красным), а режущую часть выполняют несимметричной. Шейку бура делают конической. Все это, разумеется тщательнейшим образом просчитывается. Тогда в работе бур описывает окружность, выходящую за обсадку, а при подъеме его шейка скользит по ее краю и бур проскальзывает в трубу. Это требует мощного точного привода буровой колонны и ее надежного центрирования в обсадной трубе. По мере заглубления обсадку наращивают сверху. Любителям сложная спецтехника недоступна, поэтому устанавливать обсадные трубы им возможно следующими способами:
- Бурят «голый», без обсадки, ствол на полную глубину буром большего, чем обсадная труба, диаметра, а затем опускают в него обсадные трубы. Чтобы вся колонна не ухнула вниз, пользуются 2-мя бурильными воротами: одним удерживают уже ушедшую в скважину трубу, см. рис. справа, а второй устанавливают на новую, прежде чем снять первый. Только тогда колонну осаживают в ствол, если сама уже не идет. Этот способ нередко используется любителями на достаточно плотных, адгезирующих (прилипчивых) и связных (не сыпучих) грунтах на глубину до 10 м, но сколько скважин при этом обрушилось, сколько буров и обсадки было потеряно – статистики нет.
- Бур берут меньшего диаметра, а нижнюю обсадную трубу делают с расходящимися заточенными зубьями (коронкой) или снабжают режущей юбкой. Забурившись на 1 цикл, бур полнимают, а трубу принудительно осаживают; коронка или юбка срезают излишки грунта. Этот способ замедляет бурение, т.к., прежде чем начать новый цикл, нужно желонкой (см. ниже) выбрать осыпавшийся грунт, но надежнее, облегчает гравийную засыпку затрубного пространства и позволяет применить наружный песочный фильтр, см. далее.
Буровой инструмент
Теперь посмотрим, каким буром какой грунт и каким способом нужно бурить, см. рис. справа:
- Шнековый бур, или просто шнек – для роторного бурения связных однородных грунтов обычной плотности; попросту – для земли, суглинков, слегка влажных супесей, мягких глин. В отличие от садового бура бур-шнек двухзаходный, иначе асимметрия усилия сопротивления грунта уведет бур в сторону и он застрянет;
- Бур-стакан, или буровой снаряд Шитца – для связных, но вязких, сильно облипающих грунтов, в которых шнек застревает. Бурение – канатно-ударное;
- Ложковый бур – для сыпучих и рыхлых грунтов, которые не держатся в витках шнека и в стакане. Бурение – ударно-вращательное или вращательное;
- Желонка – для чистки ствола от осыпавшегося грунта, ила, и т.п. очень сыпучей или плывущей мягкой полужидкой породы. Бурение – канатно-ударное;
-
Как говорится, тьфу-тьфу-тьфу через левое плечо, и упаси боже, чтобы вам не понадобилось – буровое долото для разбивания валунов. Поперечное сечение – пластина с закругленным гранями. Калибр – внутренний диаметр обсадки минус 3-5 мм. Бурение – ударное штангой.
Режушие кромки всех буров выполняются из закаленной стали. Чертежи самодельных бура-стакана, аналога ложкового бура (режущие лопасти устанавливаются пропеллером под углом 3-10 градусов) и схема желонки показаны на след. рис. справа. Внешние диаметры всех этих буров можно менять смотря по калибру скважины.
Как бурят?
Мобильные буровые установки, позволяющие забуриться прямо «с земли», вроде той, что на рис. слева,
в аренду, увы, не сдаются: управление ими требует профессиональной подготовки а самый факт владения, пусть и временного – лицензии на буровые работы. Поэтому начинать нам придется по старинке, по-горщицки – с самодельного копра, если только не бьется бабой скважина-игла.
Копёр
Простейший копёр – тренога из бревен или стальных труб в виде равностронней трехгранной пирамиды – тетраэдра, поз. 1 на рис. ниже. Такая конструкция очень прочна и жестка при минимальном расходе материала. Высота тетраэдра равна 0,8165 длины его ребра, т.е. из обычных 6-м бревен с учетом заглубления ног копра в грунт получится тренога высотой около 4,5 м, что позволит применять колена обсадной трубы до 3 м длиной. Вообще-то высоту копра берут на 1,2-1,5 м выше максимальной длины того, что будет опускаться в ствол.
Ноги копра можно от разъезжания скрепить рамой из тех же бревен/труб, но ради экономии материала можно и вкопать в грунт на 0,7-0,8 м, подложив горизонтально под пятку каждой отрезок бревна длиной около 1 м – лежень. Собирают шатер копра на земле, поз. 3, ноги одновременно (втроем-вшестером) вводят в котлованы с лежнями и засыпаютгрунт обратно, плотно его утрамбовывая.
Примечание: укрепление ног копра прямо на грунте вбитыми снаружи ломами или стальными прутьями крайне опасно!
Копер оборудуется подъемным и буровым воротами (поз. 1 и 2), блоком с крюком (поз. 1, 2, 4) и рычагом-качалкой для подъема бура, канатно-ударного бурения, осаживания обсадных труб и работы желонкой, поз. 2. Крюк блока и буры, имеющие рым (кольцо для крепления каната) привязываются якорным узлом (его еще называют рыбацкий штык, поз. 1 на рис. справа), а длинномерные грузы – грузовым узлом, поз. 2 там же.
Шурф
Установив копёр, крюк с компактной тяжестью (кувалда напр.) опускают до земли, именно здесь и начнется ствол. Вокруг этой точки копают (забивают) шурф размерами примерно 1,5х1,5х1,5 м. В шурфе так же отмечают точку старта и бурят первые 3-4 м шнеком, постоянно выверяя его вертикальность. Это крайне ответственная операция, от первых метров зависит судьба всей скважины! Далее, если бурение будет на глубину более 7 м, весьма желательно установить кондуктор – трубу диаметра большего, чем диаметр затрубного пространства ствола скважины. Кондуктор тщательно выверяют на вертикаль и бетонируют.
Примечание: Внимание! Выбирая размеры скважины, буров и труб, привязывайте их к калибру погружного насоса! Зазор между его корпусом и ближайшей стенкой должен быть не менее 7 мм или по ТУ на агрегат. Самый распространенный калибр бытовых погружных насосов – 86 мм.
Проходка
Способы бурения разными снарядами на разных грунтах описаны выше. Проблемы могут возникнуть, кроме валунов, с плотной сухой глиной, это очень вредная порода. Справиться с ней можно по-разному, напр., как показано здесь:
Видео: бурение скважины на воду в плотной глине
В общем, для проходки плотной глины используют вращательно-ударное или канатно-ударное гидробурение, см. рис.справа. Качать воду, которой пока еще нет, не обязательно. Можно просто вылить в обсадку несколько ведер, подождать с полчаса или меньше, и пробовать, что лучше возьмет – стакан или ложка. Шнеком можно не пробовать, его глина возьмет.
Обсадка и колонна
Буровую колонну собирают из стальных труб диаметром около 80 мм и со стенками толщиной от 4 мм. Будете вы брать готовые буровые колена или делать их самостоятельно, обратите внимание на способ соединения. Для ручного бурения пригодны только соединения штыковыми муфтами! Резьбовые и замковые любого вида не годятся: штангу неизбежно придется когда-то да поворачивать в обратную сторону и штанга развинтится, а замок разойдется при любом виде ударного бурения.
В процессе бурения, как уже сказано, монтируются и обсадные трубы. В наше время уже и в профессиональном бурении на небольшие глубины практически безальтернативным вариантом стали пластиковые, но нужно брать специальные обсадные:
- Легки, можно ворочать в одиночку.
- Выдерживают принудительное осаживание и давление грунта с усилием до 5 тс.
- Практически не тормозят внутренний фильтр, см. далее, при его установке.
- Не коррозируют и не портят воду весь свой срок службы, до 50 лет.
Единственно, чего боится пластиковая обсадка, так это повреждения изнутри буровой штангой. Поэтому желательно использовать центраторы буровых труб, см. рис. справа, по 1-му на каждые 3-5 м штанги. Самые дешевые – стальные пружинные, они вполне подойдут. Что до сложных с турбулизаторами и пр., то они для профессионального гидробурения.
Обсыпка
По мере заглубления обсадки в ствол в затрубное пространство необходимо подсыпать мелкий гравий. Гравийная обсыпка скважины на воду намного ускорит ее раскачку и продлит срок службы. А скважина на песок без подсыпки может оказаться вообще неработоспособной.
Есть вода!
О достижении водоносного слоя скважиной-иглой судят по увеличению скорости проходки, а проверяют наличие воды манеркой – отрезком заваренной с одного конца стальной трубы, опускаемой в скважину на шнуре. С остальными скважинами проще: как бур в очередной раз вынес влажный грунт, значит – есть вода. Остается определиться, нужно ли заглубляться еще. Для этого центробежным погружным насосом (вибрационный в такой жиже сразу забьется) выкачивают несколько ведер. Если в 5-м ведре вода заметно не посветлела, нужно заглубиться еще на 0,5 м (1 цикл бурения) и опять проверить. Если заглубились уже на 2 м, а проба все та же – все, большего дебета не будет, и придется смириться с долгой раскачкой. Также, если скорость проходки вдруг упала (а засечь ее неопытному бурильщику при любом способе бурения, кроме вращательного, очень трудно), то бурение немедленно прекращают – мы на дне пласта, скважина будет совершенной.
Примечание: по прекращении бурения или при его перерыве штангу с буром непременно извлекают, иначе затянет в землю.
Раскачка
Забуренная скважина еще не даст воду в нужном количестве и качестве. Для этого необходимо или вскрыть водоносный пласт, или раскачать скважину. Вскрытие пласта позволяет получить питьевую воду в течение суток. Оно требует большого количества чистой воды, сложного и дорогого оборудования. К сведению: вскрытие проводится прямым и обратным способами. При прямом воду закачивают под давлением в обсадную трубу и выкачивают буровой раствор из затрубного пространства. При обратном воду подают самотеком «за трубу» и выкачивают раствор из ствола. Прямое вскрытие происходит быстрее, но сильнее нарушает структуру пласта и скважина служит меньше. Обратное – наоборот. Имейте в виду при переговорах с буровиками, если будете заказывать скважину.
Раскачка скважины занимает несколько дней, но может производиться обычным бытовым погружным центробежным насосом; вибрационный не годится по причинам, указанным выше. Для раскачки сначала желонкой удаляют из скважины ил; как работать желонкой, можно посмотреть в видео ниже:
Видео: чистка (раскачка) скважины самодельной желонкой
Дальнейшее несложно: воду полностью откачивают каждый раз, как ее наберется достаточно, чтобы покрыть насос. Полезно перед включением несколько раз поднять-опустить его на кабель-тросе, чтобы взмутить остаточный ил. Раскачку можно делать и манеркой, но черпать замаешься, и уйдет на нее недели две.
Примечание: по мере раскачки гравийная засыпка будет оседать; ее надо восполнять, подсыпая.
Раскачка скважины считается законченной, когда прозрачность воды поднимется до 70 см. Проверяют ее белым эмалированным или фаянсовым диском диаметром 15 см (блюдце, крышка от кастрюльки) в непрозрачном сосуде, напр. чистой бочке. Когда края диска при погружении начинают расплываться – стоп, уже непрозрачность. Смотреть на диск нужно строго вертикально. По достижении прозрачности пробу воды сдают на анализ и, если все ОК, бетонируют или замыкают глиной затрубное пространство, и ставят фильтр.
Фильтр
Скважинный фильтр – основное устройство, обеспечивающее качество воды из нее. И вместе с тем – наиболее подверженный износу ее узел, поэтому к выбору скважинного фильтра нужно отнестись со всей ответственностью.
Артезианскую воду забирают без фильтрации. Для скважины на известняк чаще всего достаточно простого решетчатого фильтра в виде перфорации на нижнем колене обсадки; она же послужит основой фильтра скважины на песок. Требования к перфорации таковы:
- Диаметр отверстий – 15-20 мм, до 30 мм смотря по грунту.
- Скважность фильтра (отношение общей площади отверстий к площади занимаемой ими поверхности) – 0,25-0,30, для чего расстояние между центрами отверстий берут в 2-3 раза больше их диаметра.
- Расположение отверстий – поперечными рядами в шахматном порядке.
- Общая площадь всех отверстий – не менее площади поперечного сечения просвета обсадной трубы.
Для скважины на песок необходима еще, во-первых, гравийная засыпка; в данном случае именно она обеспечивает долговременное качество воды, как и в колодце. Ввиду этого в продаже имеются скважинные фильтры со слоем гравия, включенным в состав конструкции. Худа от них не бывает, но ствол скважины нужен большего диаметра, что затрудняет проходку, и без внешней засыпки скважина все равно быстро заиливается.
Далее, если следовать току воды, идет та же перфорированная труба, но теперь она будет несущим элементом, воспринимающим давление породы. Чтобы песок, который гравий плохо задерживает, не испортил весь водоводный тракт, нужен еще песочный фильтр. Он может быть внешним или наружным (слева на рис.) либо внутренним (справа там же). У внешних фильтров преимуществ три: минимальные диаметр и заиливание скважины и глубина установки насоса. Но они легко повреждаются при монтаже обсадки, неремонтопригодны и дороги, т.к. вследствие последнего обстоятельства должны выполняться из очень качественных материалов: сплавы на сетку и проволоку наружных скважинных фильтров стоят дороже серебра.
При установке насоса в скважину с внутренним фильтром ее дном считается его верхний обрез, поэтому объем однократного отбора воды серьезно снижается. Болезнь всех внутренних фильтров – усиленное заиливание скважины из-за просачивания воды в зазор между фильтром и обсадной трубой. Также вследствие этого срок службы фильтра сокращается, а износ насоса усиливается, т.к. в него попадает песок. Нередко поэтому насос помещают в отдельную трубу, насаженную на выход фильтра, что опять-таки требует увеличения диаметра скважины.
Оптимальный вариант – присоединение насоса непосредственно к выходному патрубку фильтра, тогда и заиливание, и запесочивание прекращаются. Но для этого нужен центробежный насос с заборным патрубком на днище, что намного его усложняет и удорожает, а напор вибрационных часто оказывается мал для скважин на песок.
Фильтрующие элементы песочных фильтров иногда делают самостоятельно из ПВХ труб, нержавеющих пружин и полимерной сетки, см. рис. слева, но фильтруют они плохо и служат недолго. Лучше взять хороший покупной фильтр, уж больно тяжелы условия его работы, а вынуть его, как говорится, целое дело. В таком случае возможны в основном 3 варианта, см. рис:
- Полимерный наборно-кольцевой фильтр. Дешевле прочих, но служит меньше и склонен к заиливанию, зато ремонтопригоден: можно поднять и перебрать, заменив плохие кольца. Требует увеличенного диаметра скважины;
- Трубчато-проволочный с обмоткой из профилированной проволоки. Немного дороже полимерного, но служит долго и не заиливается. Для ремонта не нужна переборка, достаточно промыть наверху. Был бы оптимальным, если бы не одно «но»: неоднократно отмечены случаи жульничества и производителей, и торговцев, и буровиков – как полностью нержавеющие подаются фильтры, в которых продольные стержни сделаны из обычной оцинкованной проволоки. Проверить, не разломав фильтр, невозможно, но в воде вскоре появляются вредные примеси, а затем стержни полностью ржавеют, обмотка сползает, и весь фильтр приходится менять.
- Безопорные сварные фильтры, проволочные и щелевые. Были бы идеальными (последние выдерживают и осадку в ствол снаружи на трубе), если бы не цена: делаются из той самой профилированной нержавеющей проволоки, что стоит примерно как серебро.
Обустройство и автоматика
Для подачи воды в дом скважину необходимо обустроить и взаимно согласовать с водопроводом. Обустройство скважины водоснабжения в последние годы претерпело радикальные изменения. Традиционная схема (см. рис. справа) – кессон, бетонный или стальной, или каменный приямок, требующий большого объема дополнительных земляных работ и полезной земельной площади под себя, уходит в прошлое. Сейчас скважины на воду все чаще оборудуются скважинными адаптерами, см. рис. ниже. Поставить адаптер дело довольно кропотливое, но с кессонно-приямочной маетой несравнимое:
- Как только пошла вода, по скорости ее осветления судят, насколько еще можно углубиться, и обрезают в размер сверху последнюю обсадную трубу.
- Перед ее установкой траншею к дому на глубину, большую нормативной глубины промерзания грунта.
- В трубе заранее сверлят отверстие под адаптер и ставят его, заглушив патрубки. Если ставить прямо в скважине, может туда булькнуть.
- Ставят трубу и добуриваются, ориентировав выход адаптера в траншею на глубине больше глубины промерзания.
- Раскачивают скважину, ставят фильтр, опускают насос, подключают подающую трубу насоса и транзитную в дом к штуцерам адаптера, прокладывают кабель насоса.
- Ставят крышку скважины, когда вода пошла в бак, засыпают траншею – все.
Водоснабжение частного дома из скважины имеет свои особенности, но они не помешают потом подключиться к коллективному водопроводу или запитаться водой из колодца. Переделывать ничего не придется, только надежнее будет.
Во-первых, необходим напорно-накопительный бак. Дебет не артезианской скважины может по непонятным причинам падать вплоть до полного прекращения, а потом вода вновь идет как ни в чем не бывало. Во-вторых, за баком по току воды нужен как минимум 2-х ступенчатый мембранный фильтр. В коммунальных водопроводах качество воды непрерывно контролируется, чего дома нет. А вдруг где-то в зоне питания пласта техногенная авария или несанкционированный сброс загрязнений? Все уже и забыли, когда это было, а плохая вода как раз подошла к скважине.
Наконец, домовый водопровод должен соответствовать принципу постепенного равномерного отбора воды, о котором говорилось в начале. Кооперироваться с соседями, как при постройке общего септика, в данном случае не лучший выход. Вдруг дебета на всех не хватит, вместо сообщества будет склока. Т.е. нужна автоматика, включающая насос на подкачку, едва кто-то где-то кран открыл.
Тут возможны 2 варианта. Первый – напорный бак с поплавковым краном на теплом чердаке. Всей автоматики – шток, проходящий во втулке сквозь крышку бака и опирающийся на рычаг поплавка, да микровыключатель (микрик) на 6-10 А с нормально замкнутыми контактами в цепи электропитания насоса. Пока бак полон – шток давит на рычажок микрика, насос обесточен. Чуть пошла вода в дом – шток опустился, микрик сработал, насос пошел качать.
Однако, во-первых, нужно утеплять чердак, что стоит немалого труда и средств. Второе – насос, от него потребуется лишних метров 4-5 напора, а для 2-этажного дома и все 8-9, так что и насос оказывается дорогим. В-третьих, протечка бака или неисправность поплавка приведут как минимум к замоканию потолка. Поэтому более дешевой и надежной выходит все-таки современная автоматика для скважин водоснабжения, управляемая микроконтроллером, отслеживающим расход, давление воды и периодичность включения насоса. Домовый водопровод тогда выполняется с герметичным мембранным накопительным баком в подвале.
Послесловие
Еще живы буровые мастера, когда-то осваивавшие Тюмень с Уренгоем. Геофизической аппаратуры, строящей на дисплее компьютера 3D картинку того, что в земле, и полностью роботизированных буровых тогда не было, но они и так видели сквозь землю своей интуицией, опытом и были на «ты» со всеми духами недр. А тогдашние министры и члены политбюро, спеси у которых было поболее, чем у старозаветных бояр и удельных князей, к этим асам обращались на «вы» по имени-отчеству и почтительно здоровались с ними за руку.
Так вот, у любого из старых буровиков-зубров есть на счету неудачные скважины, чего они не стесняются – работа такая. Что ж тогда говорить начинающим, действующим самостоятельно? Не обескураживайтесь неудачей, вдруг первая скважина окажется пустой, или обрушится, или бур застрянет. Не без того в буровом деле. Но досада и разочарование моментально схлынут под мощным напором, как сейчас говорят, позитива, едва только ваша скважина даст воду.
vopros-remont.ru
Как пробурить скважину своими руками (личный опыт, принципы, видео)
Прочитав кучу полезной информации по бурению скважин и рытью колодцев, я решил поделиться с вами своим методом добычи воды, более простым и доступным. Первое — это я расскажу как сделать скважину, ну очень простым способом.
На практике я лично не пробовал данный способ, но привел статью моего друга, который занимается этим за деньги.
Думаю Вам это будет интересно, да и я лично летом попробую данный метод. Может пригодится в будующем. Принцип давольно простой. Я сделал анимированую картинку, показывающую как это должно происходить. Теперь смотрим: для начала вам надо купить 2 насоса, две бочки, шланги и трубы. Несколько 6-ти метровых брусков и конечно муфты для трубы. Лопатой роем яму примерно 1метр х на 1 метр и глубиной 60 см. Трубы должны быть длиной примерно 2 метра(можно и длиннее).С обоих концов труб надо нарезать резьбу. В дальнейшем, когда труба будет входить в землю, к ней с помощю втулки прикручивается вторая труба, и так далее пока вы не углубитесь на нужную глубину.
Первая труба имеет с одной стороны зубцы, которые можно сделать болгаркой, а вторая сторона трубы имеет резьбу. Вначале вы на нее накручиваете переходник с концевой частью под ваш шланг. Мне рекомендовали срезу сделать трубы длиной по 4-6 метров. Так меньше гимороя с выкручиваниями переходника , да и вес конструкции становится больше, что позволяет трубе более быстро врезаться в грунт. Итак попорядку. Вначеле из бруса делаем треногу и ставим над выкопаной ямой. Сверху к треноге приделываем ролик, через который пропускаем веревку. Треногу лучше закрепить, соединив снизу и в середине три ноги между собой тем же брусом. Немного дальше от триноги вколачеваем в землю деревянный или металлический штырь. Лучше даже сделать барабан как для поднятия воды из колодца. К нему крепим один конец веревки. Другой привязываем к трубе.
Трубу с подключенным штуцером вставляем в яму. Далее переходим к бочкам. Рядом с ямой ставится одна бочка на грунт, вторая на площадку, сделанную из подручных материаллов на высоту верхнего уровня первой бочки.Внизу верхней бочки высверливаем отверстие и вставляем туда трубу с краном. Набиваем верхнюю бочку сухой травой, которая служит неким фильтром, сверху наклонно кладем сетку.Сетка будет очищать крупные фракции грунта, попавшего с водой, далее этот грунт просто будет ссыпаться вниз. Трава фильтрует мелкие части грунта и из верхней бочки стекает в нижнюю.
В нижней бочке стоит насос, который забирает воду, под давлением подает её в вашу трубу.Вода выходит снизу трубы и вымывает грунт. Эта мутная взвесь попадает в Вашу яму. Второй грунтовой насос откачивает мутную воду в верхнюю бочку. При этом с водой в бочку попадает малая часть грунта. Оснавная его часть начинает рости из ямы на глазах. Через какое то время, вы его убираете лопатой.
Таким образом труба сама заглубляется, грунт как гейзером выбрасывает вверх. Вам надо только откидывать грунт и смотреть за уровнем вымываемого грунта.
СДЕДУЮЩИЙ МЕТОД МНОЙ ИСПЫТАН ЛИЧНО.
Я не использую для этого обсадной трубы, бура, бабки, желонки и прочего… Труба для такой скважины нужна на мой взгляд 5-10 см., и не более: она вполне обеспечивает бесперебойную подачу воды с помощью бытового высокопроизводительного насоса. Метод прост как дважды два. При этом вы не платите бурильщикам, а это на начало 2007 года стоит примерно 30-45 тысяч рубликов. Рытье колодца тоже стоит не мало. Без стоимости колец вы заплатите примерно тысячу американских тугриков. И если Вы не богатый человек и сэкономленная штука баксов – для Вас значительная сумма семейного бюджета, то эта тема точно Ваша.
Для начала Вам надо запастись трубами. Я рекомендую трубы диаметром примерно 5 см. Длина труб должна быть примерно по 1,5 – 2 метра. Возьмите на всякий случай кусков 8. На концах труб нарежьте резьбу и купите втулки, чтобы можно было втулками соединять трубы. Купите также стальной прут. Его длина должна быть по 2-2,5 метра. Прут также имеет резьбу на концах и соединительные втулки своего диаметра. Также надо будет изготовить стальной конус, диаметр которого больше диаметра трубы. К нему привариваем кусок трубы с прорезанными продольными щелями. Эти щели должны быть в последствии обмотаны сеткой. Они являются фильтром. Можно к конусу приварить полоски из твердой стали (например куски заточенного плоского напильника), но только чтоб при ударе, эти полосы создавали маленькое вращение в сторону закручивания труб. Далее делаем следующее:
Забивается труба (и тем самым образуется скважина) при помощи вашей составной штанги, состоящей из двух отрезков стального прута диам. 20-30 мм. и длиной по 2,5 м, с резьбой на концах. Эта штанга опускается внутрь трубы (фильтра) и упирается в приваренный к фильтру конус. Вдвоем с напарником, установив вертикально по отвесу фильтр, беремся руками за штангу, поднимаем ее вверх и резко опускаем — короче, бьем. Удар штанги при этом приходится на конус. Когда, фильтр заглубится, на его резьбовую часть наматывается пропитанная краской пакля, затем наворачивается муфта, а в нее следующий кусок трубы длиной 2 … 2,5 м. Если же штанга короткая, нарастите ее и опять бейте. Забив на глубину 3-6 метров, проверяем, есть ли вода в скважине. Берем ведро воды и льем в трубу (штангу при этом не вытаскиваем). Если вода стоит в трубе; не уходит, значит, мы не дошли до водоносного слоя. Бьем еще метр, опять проверяем, заливая воду. Водоносные слои идут пластами, поэтому, на мой взгляд, рациональней пробивать скважину на второй водоносный слой или хотя бы на низ первого слоя. А слой бывает толщиной и до 10-ти метров.
Не всегда бывает оправдано проверять водоносный слой, вливая воду в трубу. В некоторых случаях вода уходит в слой песка. Ведь я не могу проверить, до какого слоя я дошел. Если вода потихоньку уходит, значит, мы теоретически в начале водоносного слоя; пробиваем еще 0,5-1 м, заливаем воду. Вот теперь вода должна быстро уходить в трубу — дошли до водоносного слоя. Начинаем вытаскивать штангу, а она не идет, заклинила. Не огорчайтесь, возьмите молоток и бейте по штанге, но не сверху, а сбоку с верху. Этими ударами вы создаете вибрацию, и грунт, который попал сквозь фильтрующую сетку в трубу, «разжижается», штанга освобождается. Вытащив штангу, наворачиваем на скважину штуцер с насосом. Можно ручным или электрическим. После откачки двух-трех ведер мутной воды обычно идет чистая.
Желательно выкачать пару двести литровых бочек. Вы и убедитесь в количестве воды и в ее качестве. Затем наливаем в кастрюлю чистую воду и кипятим, а затем пробуем на вкус — какого она качества. Если плохая, то после кипячения она становится красноватой или мутной, а на дно выпадет осадок. Тогда придётся углубить скважину еще на один метр. Не путайте с осадком от известковой воды, если она идет через породу известняка.
Бывает и такое: через несколько лет вода в скважине пропадает (не «берет» электронасос, а ручной качает очень туго). Это признак засорения фильтра. Многие промывают скважины различными растворами. Я же утверждаю, что это дает на практике малый эффект, такой промывкой только отравляется водоносный слой. Проще и надежней вытянуть фильтр из земли, но не всегда это удается. Это бывает достаточно редко при грамотном подходе к делу, и в этом случае приходится пользоваться автокраном, домкратом. В этом случае нужно опустить в скважину штангу и ударить но конусу десяток раз, после этого применить перечисленные механизмы. Через 10-20 см подъем снова стопорится; нужно опять ударять, и через 2 часа вы вытащите фильтр. Как правило, он оказывается покрытым черным маслянистым налетом. Наберите воды, поливайте сверху фильтр и металлической щеткой трите по сетке. Для лучшей очистки полейте «силитом», который от ржавчины всё осилит. Постепенно налет смывается.
Проверьте и трубы: иногда ржавчина пробивает в них маленькие свищи. Из-за этого нарушается целостность и скважина может не работать (из-за подсоса воздуха или попадания в свищи грунта). Лучше, конечно, трубы заменить новыми. И снова можно забивать их в этом же месте, где и раньше была скважина.
Метод этот проверен на практике. По данному методу продолблено сотни скважин. Все работают по сей день. Некоторые забивались на глубину более 20 метров, в артезианские слои воды.
Пробурить скважину для воды на своем участке, не смотря на кажущуюся грандиозность этого процесса, можно собственными силами, т.е. вручную. Для этого потребуется металлический шнек, так называемый змеевик, на роль которого вполне сгодится рыбацкий ледоруб. Такой способ бурения скважины на воду самый дешевый из числа возможных.
Необходимые инструменты и материалы для бурения скважины на воду:
Основной инструмент, который будет использоваться — это шнек с удлиняющими коленьями, за неимением специального, можно смело воспользоваться рыбацким буром. Для лучшей эффективности процесса на заводные кромки бура рекомендуется наварить усиленные резцы. С этой целью можно использовать пару напильников, заточить которые можно обычной болгаркой. Ну и конечно трубы для коленьев, диаметр которых 25 мм.
Понадобятся также лопата, тележка для вывоза выбранного грунта, насос и шланг для «раскачки» скважины, бочка или высокий стол, на который нужно будет вставать и отсев гравия.
Подготовка трубы для спуска в скважину
Прежде чем опускать трубы в скважину, они должны быть должным образом подготовлены. Это важный момент, т.к. пробуренный участок очень быстро затягивается и трубы надо опускать сразу же после извлечения бура. Трубы можно приобрести в специализированных стройхоз магазинах, лучше всего подойдут толстостенные полиэтиленовые.
Подготовка трубы заключается в сверлении перфорирующих отверстий, примерно на расстоянии 0,5–1,0 метра от нижнего торца и на протяжении 1,5–2 метров. Отверстия достаточно сделать 6- миллиметровым сверлом, если делать шире, то уже понадобиться фильтрующая сетка.
Затем подготавливаются направляющие бруски, которые крепятся к поверхности трубы. Бруски необходимы для центрирования трубы в скважине и обеспечения одинакового зазора с целью равномерного распределения фильтрующей отсева гравия.
Технология бурения скважины вручную при помощи шнека
Место, где будет оборудована скважина, следует предварительно выровнять. Для начала выкапывается направляющее углубление для бура на глубину в 2 штыка лопаты. Собрав инструмент, можно приступать непосредственно к самому процессу бурения.
На начальном этапе вращать бур вполне по силам одному человеку, но по мере углубления необходима будет дополнительная помощь. Чем глубже будет проходить бур, тем вращать его будет тяжелее, поэтому можно воспользоваться водой для размягчения грунта. Делая два-три полных оборота, бур вытаскивают и освобождают от грунта, сбрасывая его в тележку. Шлам высыпают в стороне от места проведения работ, чтобы он не создавал дополнительных помех.
Таким образом, пробуривают до момента пока рукоятка инструмента не опуститься к земле. После этого наращивают бур дополнительным коленом.
После того как произвели удлинение рукояти, естественно размер инструмента уже не позволяет работать с ним стоя на земле. Как раз для этого случая и нужна металлическая бочка или другой постамент, стоя на котором можно будет вращать бур за рукоятку. Или же для рукоятки используют газовые трубные ключи.
Наращивая коленья, бурение продолжают до вхождения в водоносный слой. Этот момент будет очень хорошо заметен по состоянию вынимаемого грунта. На этой фазе возможно затягивания инструмента, поэтому следует выбирать шлам небольшими порциями, иначе вытащить бур вручную не удастся. Если все же бур «засосало», так что руками его уже не вытащить, придется прибегнуть к архимедову рычагу, используя для этого два бревна и бочку или же прикупить рычажную цепную лебедку.
Для предотвращения попадания в скважину верховых вод, ее глубина должна быть больше первого глиняного слоя. Перед опусканием трубы необходимо несколько раз, словно поршнем, поднять и опустить бурильный инструмент. Это устранит возможные препятствия на пути у трубы и значительно облегчит ее спуск. После того как труба полностью опущена, следует засыпать зазор отсевом гравия-это обыкновенна отсеянная от песка песчано-гравийная смесь. Без песка, так как песок может проникнуть вовнутрь скважины.
Как раскачать скважину
Для того чтобы побыстрее раскачать скважину лучше воспользоваться мощным центробежным насосом. Такой насос способен справиться с очень плотной средой. Хотя можно обойтись и обычным бытовым насосом. Для того чтобы вибрационный насос работал эффективнее, следует периодически его поднимать и собранными коленьями взболтать воду, чтобы поднять от дна тяжелые частицы, после чего снова продолжать откачку воды насосом с нижним забором воды, иначе с верхним забором воды насос будет способствовать заиливанию скважины.
При раскачивании скважины фильтрующий отсев гравия будет давать усадку, поэтому ее следует периодически подсыпать.
Процесс раскачивания скважины достаточно затратный по времени, поэтому следует побеспокоиться о дренажных каналах или постараться дотянуться шлангом до дренажной канавы.
После того как скважина полностью раскачена, ее следует оборудовать насосом для повседневной эксплуатации.
Преимущества и недостатки ручного бурения скважины на воду
Преимуществом ручного бурения скважин, помимо уже названной выше дешевизны, служит и то обстоятельство, что нет необходимости заезда на участок громоздкой спецтехники, следовательно, ваши зеленые насаждения или ландшафтный дизайн не пострадают.
Имея относительно небольшую глубину, такие скважины гораздо быстрее прокачиваются и менее подвержены затягиванию.
В случае отсутствия электричества, воду можно будет достать с помощью ручного всасывающего насоса.
Основной недостаток ручного бурения — ограниченная глубина. К недостаткам можно отнести критичность к плотности грунта и дефицит специалистов, готовых взяться за ремонт в случае необходимости, хотя она имеет меньшую вероятность возникновения, чем у глубоких машинных скважин.
Видео как пробурить скважину вручную своими руками:
eurosamodelki.ru