Водяная скважина на даче

Как сделать буровой инструмент

Самый простой способ – купить, взять в аренду или одолжить у знакомых. Но если такой возможности нет, отчаиваться рано. Любое буровое приспособление можно изготовить самостоятельно. Перед тем как пробурить скважину на даче нужно заложить в смету материалы, которые потребуются для его изготовления.

Спиральный и ложковый бур

Несущим элементом конструкции является железный прут. К нему приваривают ряд ножей. Также потребуется диск, распиленный пополам. Его края заостряют. Ножи, скошенные на 20 градусов, привариваются к пруту вдоль продольной оси напротив друг друга. При этом нужно проследить, чтобы диаметр конструкции превышал размеры обсадной трубы.

Еще один способ – приварить по спирали листовой металл. Для этого берется полоса, которую нужно «обернуть» вокруг прута или трубы. Желательно края резца закалить и заточить. Конечно, в гараже, голыми руками этот инструмент изготовить вряд ли возможно. Но если в наличии весь необходимый инвентарь и навыки металлообработки, процедура не составит труда.

Желонка и стакан

Если планируется произвести бурение скважины своими руками с применением желонки, ее можно изготовить из трубы длиной 2-3 метра. Толщина стенки может достигать 1 см. в нижней части предусмотрен башмак с клапаном лепесткового типа. Это пластинка из листового металла, которую прижимает пружина средней упругости.

Нижние торцевые грани затачиваются внутрь. Верхний торец запечатывается железной сеткой. К желонке прикрепляется кронштейн для крепления троса. В такой комплектации в момент удара о грунт разрыхленная порода попадает в стакан, и клапан не дает ей возможности выпасть в процессе подъема. Через каждые 5-10 опусканий его нужно чистить.

Изготовление иглы для абиссинского прокола

Используется толстый металлический прут из твердых сортов стали. Диаметр должен быть таким, чтобы при ударных нагрузках металл не ломался, не сжимался и не гнулся. Наконечник закаляется и затачивается. Суть метода в том, чтобы проколоть ударами кувалды прут в почву. Выбирать ничего не придется. Достаточно после окончания работ вынуть его и вставить обсадную трубу с фильтром.

Песчаные скважины

Схема песчаной скважины.

Бурятся шнековым способом — проходка осуществляется в мягких горных породах: суглинках, песке и галечнике. Диаметр выработки ≥100 мм.

По глубине различают песчаные скважины 2 типов:

• до 40 м — на слой верхнего залегания с дебитом 1 м³;
• 40-90 м — глубокие стволы с расходом воды в 2 раза большим.

В пробуренную выработку опускается обсадная колонна из металлических или пластиковых труб с фильтром в призабойной части скважины. Подъем воды производится погружным насосом.

Достоинства и недостатки

Основное преимущество — шнековый способ бурения, позволяющий построить скважину за 1-2 дня без особых усилий. Механизация всех операций обеспечивается конструкцией бурового станка на самоходном или передвижном шасси.

Другие достоинства:

• чистота воды;
• разрешение на строительство водозабора не требуется;
• срок эксплуатации — до 30 лет.

Недостатки отмечаются на скважинах малой глубины: зависимость дебита от осадков, чувствительность состава воды к загрязнениям поверхности на участке расположения выработки. Другой минус уже обозначен — склонность к заиливанию водоприемника.

Какое оборудование нужно для обустройства конструкции ↑

Для обустройства артезианской скважины своими руками понадобятся:

• водоподъемное оборудование;
• оголовок;
• гидробак;
• дополнительное оборудование для контроля давления, уровня, расхода воды;
• защита от промерзания: приямок, кессон или адаптер.

При покупке погружного насоса важно правильно рассчитать необходимую мощность. Модель подбирают по производительности и диаметру. На этом оборудовании нельзя экономить, т.к

от него зависит работоспособность всей системы водоснабжения участка

На этом оборудовании нельзя экономить, т.к. от него зависит работоспособность всей системы водоснабжения участка.

Наилучший вариант – модель в высокопрочном герметичном корпусе, оснащенная датчиками, фильтрующими узлами, автоматикой. Что касается торговых марок, то особого внимания заслуживает водоподъемное оборудование Grundfos.

Обычно погружной насос устанавливают на высоте примерно 1-1.5 м от дна гидротехнического сооружения, однако в артезианской скважине он может быть расположен гораздо выше, т.к. напорные воды поднимаются над горизонтом.

Рассчитывать глубину погружения для артезианского источника следует исходя из показателей статического и динамического уровней воды.

Чтобы сохранить артезианскую воду кристально чистой, эксплуатационную трубу необходимо защитить от попадания мусора, поверхностных вод и других неблагоприятных факторов окружающей среды. Этот элемент конструкции используют для надежного крепления троса погружного насоса.

Оголовок состоит из крышки, фиксаторов, карабина, фланца и уплотнителя. Модели промышленного производства не нужно приваривать к обсадной трубе, их крепят с помощью болтов, которые прижимают крышку к уплотнителю, обеспечивая таким образом полную герметизацию устья скважины. Особенности монтажа самодельных оголовков зависят от конструкции устройств.

Гидроаккумулятор – важный узел автономной системы водоснабжения. Он необходим для обеспечения нормальной работы водопровода, защиты насоса от постоянного включения-выключения и предотвращения гидроударов. Аккумулятор представляет собой бак для воды, дополнительно оснащенный датчиками давления и автоматикой.

Когда включается насос, вода сначала поступает в бак, а из него подается на точки водоразбора. Уровни воды, при которых включается и выключается насос, можно регулировать с помощью датчиков давления. В продаже есть гидробаки вместительностью от 10 и до 1000 л. Каждый владелец скважины может выбрать модель, которая лучше всего подойдет для его системы.

Скважину нужно защитить от промерзания. Для этих целей можно сделать приямок, установить кессон, адаптер. Традиционный вариант – приямок. Он представляет собой небольшой котлован, стенки которого укреплены с помощью бетона или кирпичной кладки. Сверху конструкцию закрывают тяжелой крышкой с люком. В приямке нежелательно устанавливать какое-либо оборудование, т.к. даже при хорошей гидроизоляции стенки все равно пропускают влагу, конструкция не герметична.

Более современный и технологичный аналог приямка – кессон. Эту конструкцию лучше приобрести в специализированном магазине. Кессоны промышленного производства заранее рассчитаны на размещение в них всего необходимого оборудования. Пластиковые модели хорошо утеплены и герметичны. Металлические кессоны часто нуждаются в дополнительном утеплении.

Для однотрубной артезианской скважины подойдет вариант обустройства с помощью pitless-адаптера. В этом случае функцию защитного сооружения выполняет сама обсадная труба. Адаптер можно устанавливать только в том случае, если колонна выполнена из металла. С эксплуатацией пластиковой трубы бывают серьезные трудности, а срок службы конструкции может оказаться недолгим.

Абиссинский колодец

Колодец абиссинский для воды.

Трубчатый колодец получил свое название по территории в Африке, где впервые использовалась технология извлечения из недр подземной воды без применения специального оборудования.

Самостоятельное бурение скважин выполняется этим старинным способом. Водозабор осуществляется с глубины 8-13 м.

Последовательность работ:

1. Собирают бурильную колонну из 1-2 м отрезков труб Ø2″, она же будет выполнять функции обсадной. Бур-фильтр изготавливается сплющиванием забойного конца первой трубы или насадкой на штангу конуса для лучшего проникновения в грунт. В стенках бура сверлят отверстия 6-8 мм, чтобы в них поступала вода, оборачивают металлической фильтровальной сеткой.
2. Изготавливают ударную бабку из направляющей трубы Ø100 мм длиной 1 м, утяжеляют ее металлом весом 10 кг, с двух сторон приваривают рукояти.
3. Вколачивают бур-фильтр целиком в грунт, после чего прикрепляют к нему следующую секцию колонны сваркой или резьбовым соединением. Забив трубу вслед за буром, операцию повторяют до проникновения фильтра в водоносный горизонт.
4. Подключается насос ручной или электрический вакуумный.

Прокачка трубчатого колодца производится до появления чистой воды. Качество жидкости проверяется в лаборатории санэпидемстанции.

Преимущества и недостатки

Достоинством абиссинского водозабора является возможность построить его самостоятельно с минимальным вложением средств. Скважина-игла полностью изолирована от притока верховодки. Трубчатый колодец можно забить в грунт из подвала своего дома.

Недостатков немного:

• невозможность применения погружного насоса из-за малого диаметра колонны;
• необходимость прочистки колодца от песка и ила;
• ограничения по свойствам грунта: способ применяется на мягких породах и крупнозернистых песках.

Срок эксплуатации водозабора ≥30 лет. Обязательное условие долговременности — периодическое извлечение ила и песка из обсадной колонны. Делается это с помощью желонки — цилиндрического сосуда с клапанным затвором.

Типы скважин по глубине

Для производства собственного водозабора важным фактором является достижение определенного водоносного пласта. В свою очередь, каждый из них находится на разной глубине:

• Первым находится «верховодка», в состав которого входят атмосферные осадки с грунтовыми водами. В зависимости от особенностей местности их глубина может достигать 25 метров. Для питья такая вода не годится, она может использоваться для ухода за приусадебным участком, поливки огорода. Для достижения глубины до 10 метров применяется забивная скважина, которая представляет собой толстостенную трубу с коническим наконечником, погруженную в грунт ударным способом.
• Вторая вода находится на глубине 40-90 метров между первым и вторым слоями суглинистого грунта. Этот водоносный слой является наиболее популярным в бытовой сфере. Среднестатистическая производительность такой шахты 0,8-1,2 куб. м/час, чего вполне хватает для удовлетворения нужд семьи при проживании в загородном доме. Такая вода может использоваться в качестве питьевой после дополнительной фильтрации. На бурение такой скважины не требуется разрешение, за потребляемую воду не придется платить поквартальный налог.
• Наиболее чистая артезианская вода находится на глубине до 200 метров, размещается в слое известняка. Природное давление на такой глубине самопроизвольно выталкивает воду на поверхность. Производительность такого водозабора может составлять 3-10 куб. м/час, чего будет достаточно для полноценной жизни нескольких семей. Вода является питьевой, может содержать растворенные минералы.

Несмотря на заявленное качество воды, перед ее употреблением необходимо сделать проверку в СЭС.

Типы подземных водных источников

Подземные воды располагаются в мелкодисперсионных грунтах, пустотах, порах и трещинах горных пород, которые носят название водоносных (водовмещающих).

Некоторые водоносные слои пропускают воду, а другие ее удерживают, являясь водоупорными. В первом случае речь идет о суглинках (почв с высоким содержанием песка и малым количеством глины) и твердых супесях, в которых водные объемы располагаются в линзах или трещинах.

К водоупорным относят глинистые отложения, скальные (полускальные) породы в целостном состоянии без трещин. Если порода иссечена разнообразными трещинами и наполнена водой, то ее называют водовмещающей.

Подземные воды могут перетекать в пределах своего пласта под действием гравитации по уклону к нижним слоям. Водные бассейны, у которых нет выхода в нижние слои или боковые ответвления, при увеличении в объеме начинает фонтанировать от высокого давления – в результате на поверхности появляются гейзеры и родники.

В зависимости от характера грунта, в котором размещаются подземные водные бассейны, различают следующие виды вод по физическим свойствам:

Осадочных отложений. Водные пласты размещаются в песке с различным размером фракций, в свободном пространстве между гравием, галечником, щебнем. Так как фракции названных грунтов находятся в подвижном состоянии и не связаны друг с другом, вода сквозь них может проходить в любом направлении с наименьшим сопротивлением. Также мелкодисперсные грунты обладают высокими фильтрационными качествами.

Подпитка водой бассейнов в осадочных породах происходит за счет атмосферных осадков и их инфильтрации через расположенные выше слои грунта. Также возможно их насыщение по горизонту из расположенных водоемов или вышележащих склонов.

Рис. 2 Виды подземных вод

Коренных пород. Водные бассейны могут размещаться в линзах и трещинах скальных, полускальных и осадочных грунтов, сцементированных под высоким давлением. Эти полости постоянно пополняются водными ресурсами при падении давления, которое происходит в результате водозабора. Наиболее известная горная порода, из которой производят водозабор – известняк.

Коренные породы имеют жесткую и прочную кристаллическую структуру, препятствующую вытеканию воды за ее пространство. Из-за большой глубины на водные бассейны оказывается высокое давление. В результате при вскрытии породы во время бурения уровень воды поднимается намного выше глубины ее залегания, а в некоторых случаях источник фонтанирует, когда водный бассейн находится между двумя холмами.

По гидравлическим свойствам подземные водные бассейны делят на следующие категории:

• Безнапорные. Это водные источники, находящиеся в осадочных породах на небольших глубинах. Они подпитываются атмосферными осадками и разгружаются в водоемы или нижерасположенные слои, поэтому давление водного пласта близко к нулю.
• Напорные. Это бассейны глубинного залегания, где на водные пласты оказывает давление массивный слой грунта большой толщины. К ним относят глубокие скважины на песке в осадочных породах и артезианские источники.

Иногда давление в скважине, пробуренной в осадочных породах, выше обычного. Связано это с тем, что водно-песчаный бассейн сверху и снизу ограничивают слои глин, не пропускающие жидкость. Такие воды получили название межпластовых или слабонапорных.

Рис. 3 Принцип накопления подземных вод в осадочных породах

Подробности

Как найти воду на участке

Выбирая подходящее оборудование для источника, проводят работы по разведке, чтобы определиться с местом постройки. Участок должен обеспечивать бесперебойный забор жидкости.

Выделяют два основных способа, как выбрать место:

1.С помощью горшка. Данный способ известен давно, его применяли в деревнях. Метод определения не требует денежных вложений. Потребуется горшок из глины, имеющий объем один литр с сухими гранулами силикагеля. Наполненный камушками горшок взвешивают, вес надо запомнить. Горшок оборачивают тканью, заглубляют в грунт примерно на полметра. Спустя сутки горшок изымают, взвешивают. Разница в весе покажет количество жидкости, которую забрали в себя камушки. Так горшок размещают в разных местах на участке, по весу определяют место, в котором вода располагается ближе к верхнему краю земли.

2.С помощью наблюдения. Чтобы не прибегать к услугам компаний для узнавания гидрологический особенностей участка, применяют метод наблюдения. В местах, в которых влага лежит высоко к поверхности, по утрам собирается туман. В теплый день над этим местом клубятся мошки.

Особенности устройства водозаборных источников

Перед строительством скважины необходимо сделать ее схему. Внешне это шахта в виде круга, но на практике это сложная конструкция, потому что нужно укрепить стенки скважины от разрушения. В этих целях применяют обсадную трубу. Скважины имеют простой принцип действия. В шахту опускают насос, с помощью которого забирают жидкость из скважины. Сам насос подводят к трубопроводу водоснабжения.

Схема, по которой проводят обустройство скважины:

1.Выбирают место под скважину.

2.Роют приямок, который имеет размер окружности около двух метров, глубину примерно два метра. Когда будет достигнут водоносный слой, стенки шахты укрепляют: бетоном или обшивкой из дерева. Это служит защитой от обрушения во время холодов.

3.В центр приямка ставят бурильное оборудование, пробивают скважину. В частном доме скважину делают своими руками, применяя треногу, желонку, трос и обсадную трубу.

Внимание! Производительность конструкции, тип почвы, глубина горизонта скважины влияет на выбор типа источника

Особенности пробивки скважины

Процесс ведут до того, как не достигнут нужную глубину, постепенно наращивая обсаду.

Внимание! Для бурения скважины можно нанять специализированную бригаду, которая с помощью спецтехники быстро пробурит скважину, но стоить это будет дорого

Фильтр из гравия

Гравием усыпают дно источника для защиты от проникновения в воду известняковых частиц с песком. Слой фильтра содержит среднего и мелкого размера частицы. Как правило, требуется около двух ведер гравия.

Монтаж гидрозатвора

Гидрозатвор устанавливают для защиты скважины от дождевой, талой воды. Его сооружают с помощью глины, которую выкопали, когда рыли шахту. В качестве арматуры применяется фибровая стружка, которую добавляют в глину около пяти процентов от всей смеси.

Глину следует развести, как густую сметану, добавить стружку, смешать. Далее этот раствор заливают в зазор вокруг обсады, который имеет коническую форму. Глина будет сохнуть одну неделю.

Фильтр на обсадной трубе

Фильтр устраивают на обсадной трубе снизу, пока ее не погрузили в почву. Следует просверлить отверстия сечением 3 миллиметра в 2 метрах от низа трубы. Намотать в этом месте проволоку плотным слоем, без нахлеста. Концы нержавеющей проволоки приваривают к трубе.

Другим способом организовать фильтр считается установка специальной сетки на конец трубы с отверстиями. Данный метод обойдется дешевле. Сетка прослужит около десяти лет, а из проволоки фильтр простоит до пятидесяти лет.

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.

Устройство фильтров скважин на песок

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.

Самодельный песочный фильтр

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:

Современные скважинные фильтры

1. 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;
2. 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.
3. 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.