Бурение скважины на воду: полезные советы от бурильщиков

Песочная скважина на даче своими руками

Принимаясь непосредственно за выполнение работ, нужно начать с составления планов и схем. В первую очередь подумайте о том, где будет располагаться скважина в вашем дворе. Учтите все постройки на участке, чтобы понять, насколько удобное местоположение вы выбрали. Не забывайте и о том, что вы планировали возвести на своей даче в будущем. Помните, что скважина строится однажды, и перенести её в другое место будет нелегко.

Порядок выполнения работ

Уладив все вопросы расположения, создав планы выполнения работ, необходимо приступать к их реализации:

1. Внимательно проведите разметку для выполнения будущих работ. Следите за тем, чтобы точность была максимальной.
2. Подготовьте шурф для вхождения инструмента бурения.
3. Инсталлируйте оборудование для бурения на требуемую позицию.
4. Начинайте бурение.
5. Соберите фильтровую колонку из трубы, отстойника, а также фильтра, и опустите её в шурф.
6. Присмотритесь и найдите пространство между грунтом и стенками обсадной трубы снаружи. Его необходимо засыпать щебнем или песком, на ваш выбор. Если выберите щебень, будьте предельно осторожны, чтобы не повредить обсадную трубу снаружи.
7. Промойте фильтр, закачав в трубу воду насосом. Так вы сможете загерметизировать её верхнюю часть.
8. Используя шнековый насос, а также желонку, откачайте воду из скважины.
9. Убедитесь в том, что вода из скважины стала чистой.
10. Аккуратно и медленно опустите погружной насос в скважину. Выполняется данная процедура с использованием троса страховочного типа.
11. Проведите подключения водопроводной трубы или шланга к насосу.
12. Для того чтобы подача воды могла быть регулируемой, инсталлируйте специальный вентиль на трубу.
13. Обсадная труба, которая выступает над поверхностью, не должна пропускать воду в нежелательных местах. С этой целью выполните гидроизоляцию.
14. Скважинное устье оборудуйте с помощью кессона, после чего тщательно закрепите его на оголовке с помощью сварочного аппарата.
15. Если вы предусматривали подвод труб к дому, на данном этапе пришло время уложить их в траншеи.
16. Обсыпьте кессон грунтом, а также выполните бетонную отмостку.

Вот так вот, менее чем в 20 шагов, может быть сделана скважина на даче. Безусловно, все не так просто, но выполняя работы предельно точно, у вас все получится.

Бурение неглубокой скважины своими руками

Вы также можете пробурить скважину ручным методом, но для этого, естественно,  пригодится особое оборудование. Перечисляем его ниже:

• бур;
• бурильная вышка;
• лебедка;
• обсадные трубы;
• штанги.

Бурильную вышку, к слову, брать необязательно, но только в том случае, если скважина не будет глубокой. Для неглубоких отверстий вам можно доставать вручную колонну для бурения.

Что касается бурильных штанг, то они делаются из обычных труб, а соединяются с помощью резьбы или шпонок. Нижнюю из штанг не следует забывать, ведь именно она должна быть оборудована специальным буром.

Для изготовления режущих насадок вам потребуется листовая сталь шириной в 3 миллиметра. И еще один очень важный момент касается заточки кромок насадок. Их нужно точить таким образом, чтобы в результате они входили в почву под землей по направлению часовой стрелки.

Теперь вам следует установить вышку на участке, на котором будет осуществляться бурение. Следите за тем, чтобы высота вышки превышала размеры штанги для бурения так, чтобы подъем и извлечение штанги происходили совершенно беспрепятственно.

Для создания скважины вам наверняка потребуется помощник. Начинать вращение вы сможете и сами, но уже через некоторое время, когда бур уйдет под землю, усилий одного человека будет недостаточно для продолжения бурильных работ.

Если и вдвоем с помощником вы наткнетесь на проблемы или попросту застрянете, попробуйте залить в грунт воды, так как она его несколько размягчит.

Когда бур доходит до уровня земли, к нему крепится дополнительная станина. Продолжайте бурение до того самого момента, когда вы заметите по земле, что наконец добрались до водоносного слоя. После этого вам нужно очистить скважину от земли и погрузить бур еще глубже, пытаясь достичь слоя, который называется водоупорным. Достигнув этого слоя, в скважину начнется обильный приток воды.

Откачайте грязную воду с помощью насоса и уже в скором времени вы обнаружите чистую воду. Если вдруг вы заметите, что вода не становится чище, нужно углубить бур еще на несколько метров.

Основные виды скважин на воду

Существует несколько реальных способов добыть живительную влагу, о которых мы вам расскажем. Есть несколько технологий, которые можно использовать для самостоятельной добычи воды на загородном участке.

Выбирать подходящий вариант вам придется самостоятельно, поскольку он зависит от ландшафта местности, а также от технического оснащения, финансов и навыков, которыми вы обладаете. Рассмотрим основные скважинные конструкции.

Сложно отдать предпочтение какой-то одной конструкции: каждая имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор зависит от ландшафта местности и от возможностей владельца участка

Трубчатый абиссинский колодец

Если на вашем участке есть родник, то обустройство колодца – отличный вариант добычи воды. Шахта этого сооружения будет играть роль накопителя жидкости. Если источник достаточно активен, до 2-х кубометров воды всегда будет находиться в вашем распоряжении.

Абиссинская скважина – это по сути, тот же колодец, но узкий и длинный. Благодаря тому, что его протяженность может составлять примерно 8-12 метров, в воду, которая его заполняет, не попадают загрязнения с поверхности почвы.

Абиссинский колодец часто называют скважиной-иглой, потому что труба, вбитая в землю при создании этого сооружения, действительно напоминает иглу

С технологией пробивки и обустройства скважины-иглы, иначе именуемого абиссинским колодцем, познакомит следующий видео-ролик:

Скважина на песок (фильтровая)

Заглубление этой конструкции на 15-30 метров осуществляется любым способом: шнековым, ударно-канатным, колонковым. Стенки скважины формируют с помощью трубы диаметром в среднем 100 – 180 мм.

Заглубленный конец скважинного ствола оснащен фильтром. В качестве фильтра используют сетку из нержавеющей стали, которую приваривают или припаивают к первому звену колонны труб перед погружением его в крупный песок с примесью гальки.

Так схематически можно представить конструкцию скважины “на песок”, где по номером 1 будет обсадная труба, под номером 2 – статистический уровень воды, а под номером 3 – сетчатый фильтр

Такая конструкция способна удовлетворить потребность в воде небольшого загородного дома с двумя водоразборными точками. Если эксплуатация сооружения носит сезонный характер, оно прослужит примерно лет пять. При постоянном использовании можно рассчитывать на 15 лет водоснабжения.

Когда же скважина все-таки заилится, её можно будет попытаться промыть. Если же реанимационные мероприятия не дадут желаемого эффекта, придется бурить новый ствол. Располагают его рядом с предыдущим.

Артезианская скважина без фильтра

Это сооружение не нуждается в фильтре. Такая скважина может достигать глубины 100 и более метров. Вода, добываемая с помощью такого сооружения, содержится в трещинах известняка. Скопившаяся в них за счет конденсации жидкость может быть не только кристально чистой, но и минерализованной.

Небольшая минерализация приемлема для повседневного использования. Если же добываемая вода по своему составу относится к числу минеральных вод, то использовать её в бытовых целях нельзя.

Схема артезианской скважины: 1 – кондуктор, 2- статистический уровень воды, 3- промежуточная колонна, 4- эксплуатационная колонна с перфорацией

Сложно заранее определить глубину скважины, которую придется пробивать в поисках воды. Можно только приблизительно сориентироваться, пообщавшись с соседями по участку и узнав у них, какие параметры имеют аналогичные сооружения на их территориях.

Грунтовые слои залегают неравномерно, поэтому полученные сведения всё равно нельзя считать точными для своего участка. По этой причине обсадные трубы приобретают с учетом корректировки полученных данных.

Нюансы установки обсадных труб

Это может быть металл, асбестоцемент или пластик. Каждый из материалов имеет свои преимущества и недостатки. Бетонные обсадные трубы применяются редко. Это, как правило, производства. Материал тяжелый, хрупкий, склонен к раскалыванию. Поэтому в процессе бурения скважин используют или сталь или ПНД.

Металл окисляется, если это не нержавейка, которая стоит дорого. Окисел вызывает ухудшение качества воды. Со временем она приобретает бурый оттенок и у нее появляется металлический привкус. Придется устанавливать фильтр и чистить скважину. Соединения сварные. Именно они являются слабым местом, и после разгерметизации грунтовые воды с грязью попадают внутрь обсадной трубы.

Пластик низкого давления (ПНД) легкий, что упрощает монтаж. Внутренняя поверхность гладкая, и на ней не появляется отложение. Коррозия не страшна, соединения герметичны. Секции скручиваются посредством предусмотренной резьбы, и никаких специальных средств для этого не требуется. Единственный недостаток – ограничение по глубине скважины. Для артезианской скважины этот материал не подходит.

Выбор точки для бурения источника воды

При выборе места для бурения скважины решающее значение имеет наличие водоносных слоёв. Именно от глубины их залегания будет зависеть множество факторов: метраж выработки, метод бурения, необходимость цементирования и устройства фильтров и т.д.

Рассмотрим подробнее, какие виды подземных вод могут служить водоисточником для хозяйственных нужд и как определить их глубину залегания.

Рассмотрим четыре типа подземных вод, которые могут стать источником водоснабжения на вашем участке:

1. Верховодка — верхний водоносный слой, залегающий на глубине до 3-4 м. Наполняется за счёт талых и дождевых вод, поэтому отличается высокой степенью загрязнения. Использовать такие воды для питья и поения домашних животных запрещается, можно применять эту воду для полива растений. В период засухи и зимой верховодка может просто исчезнуть, поэтому бурение скважины до них никогда не проводят.
2. Грунтовые воды на глубине не более 10 м. Такой водоносный слой образуется за счёт того, что ниже него находятся гидроупорные грунты, которые не дают просачиваться водам вниз. Грунтовые воды не иссякают даже в период засухи. Качество таких вод достаточно высокое, при наличии систем фильтрации и соблюдении санитарных норм их в большинстве случаев можно использовать для питья.
3. Межпластовые безнапорные воды. Залегают на глубине от 10 до 110 м между двумя водоупорными пластами. Пласты могут иметь различное строение и водопроницаемость, например, сверху может быть супесь, а снизу – суглинок. Качество воды – обычно высокое, зависит от конкретных характеристик участка. Скважины, вскрывающие межпластовые воды, наиболее часто встречаются в личных хозяйствах.
4. Артезианские воды. Располагаются на глубине ниже 40-110 м. Несмотря на то, что вода из артезианской скважины чиста и пригодна для питья, на бурение такой скважины решается не каждый владелец участка. Чтобы вскрыть водоносный участок нужно пройти немалую толщу скальной породы, а это весьма трудоемкий процесс.

К тому же для устройства потребуется получение пакета разрешительных документов. Дело в том, что для устройства артезианской скважины необходимо согласование с администрацией населенного пункта и соблюдение действующего законодательства, в том числе ФЗ “О недрах”.

Скважины бурят “на песок” и на “известняк”, так это называется на геологическом сленге. Наиболее водообильным и стабильным считается горизонт, приуроченный к трещинам в известняке

Технологии бурения

Чтобы пробурить скважину, используются:

• — автомобиль с буровой установкой;
• — бортовая машина с емкостью для воды буровым инструментом и обсадными трубами;
• — КУНГ для проживания буровой бригады на время бурения.

Бурение скважин на воду начинается с выкапывания зумпфа – углубления в земле для сбора гидросмеси (вроде колодца-отстойника). Мы используем технологию, предусматривающую промывку скважины. В процессе бурения разрушается порода и образуется шлам. Его необходимо подымать на поверхность при помощи циркуляции бурового раствора, иначе бур не сможет продвигаться вниз.

Фрагменты пород удаляются с помощью воды, поднимаемой из скважины насосом. Используется вода, которая находится в зумпфе. Минимальные размеры последнего: длина и ширина – 0,7 м, глубина – 0,8 м. Расстояние от скважины до зумпфа – не более 1 м. Между ними – соединительная канава.

Бурение выполняется шарошечными долотами различного диаметра. После прохождения грунтовых пород, песка глины камней щебенки, забуриваясь на несколько метров в известняковый слой, в скважину опускают одинарную либо двойную обсадную колонну, изолирующую верхние горизонты. Это важный технологический момент, от которого зависит качество и долговечность источника. Поэтому компанию по бурению скважин на воду необходимо выбирать очень тщательно.

После бурения и фиксации скважины обсадными трубами скважину промывают и осваивают водоносный горизонт до визуально чистой воды, которая должна быть без примесей, песка и глины. Работы занимают от одного до нескольких дней. Срок зависит от вида и глубины скважины, от характера грунта и геологических особенностей конкретного участка. После освоения скважины на воду можно приступать ко второму этапу, связанному с обустройством скважины насосным оборудованием.

Как пробурить артезианскую скважину

• бур, составными частями которого есть колонковая труба, бурильная штанга, колонка для бурения, активная часть;
• металлический шнек;
• тренога;
• лебедка;
• несколько труб с разным диаметром;
• вентиля;
• кессон;
• фильтры;
• насос.

Необязательно покупать все эти инструменты, ведь они могут обойтись в целое состояние. Желательно взять их в аренду. Работа же проходит по такому алгоритму:

1. Выкопайте яму размером 1,5 м х 1,5 м. Облицуйте ее при помощи фанеры и досок, чтобы она не осыпалась.
2. Установите надежную буровую вышку, желательно из металлического или деревянного материалов, прямо над углублением. Затем закрепите лебедку в месте соединения опор. Это устройство применяется для подъема-спуска оборудования.
3. Выберете необходимый насос, который будет легко проходить в трубу.
4. Опустите фильтровую колонку, которая состоит из трубы, отстойника и фильтра. Но делать это стоит, когда необходимая глубина уже достигнута. Для того чтобы укрепить трубу, пространство возле нее засыпается песком. Параллельно с этим проведите закачивание воды в трубу, верхний конец которой герметичен.

Далее просто опустите насос, а затем для выведения воды из глубин необходимы шланг или водопроводная труба. Подключите еще и их. Для этого выведите трубу и приварите ее к оголовку кессона. Далее установите вентиль, который будет регулировать уровень поступления воды – и ваша скважина готова.

Виды буровых способов

Ранее бурение водоносных скважин для личного пользования осуществлялось в основном ручным способом. Это было трудоёмкий и длительный процесс, поэтому не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться наличием собственного источника водоснабжения.

Постепенно механизированное бурение вытеснило ручные методы благодаря значительному облегчению и ускорению процесса.

Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда отработанный грунт убирается из скважины при помощи механизмов и гидравлическим, когда он вымывается водой, поданной под напором или самотёком.

Различают три основных способа механического бурения:

• Вращательный (грунт разрабатывается вращением).
• Ударный (бурснаряд разрушает грунт ударами).
• Вибрационный (грунт разрабатывается высокочастотными колебаниями).

Вращательный способ считается самым высокопроизводительным, в 3-5 раз превышающий по эффективности ударный и в 5-10 вибрационный. Кроме этого вращательный способ самый недорогой и доступный, его нередко применяют в качестве основного метода ручного бурения.

Механические вращательные способы бурения скважин на воду пришли на смену малоэффективным ручным методам

В свою очередь вращательный способ бурения, широко применяемый для сооружения скважин на воду, подразделяется на четыре основных вида бурения:

• колонковое;
• шнековое;
• ударно-канатное;
• роторное.

Каждый вид вращательного бурения имеет свои особенности и выполняется специально предназначенным для этого оборудованием. Рассмотрим эти виды бурения более подробно, определим, в чём их различия и какой метод необходимо применять в каждом конкретном случае.

Как выполняется обсадка скважины

Этап обсадки наступает сразу же по окончании бурения и заключается в том, что в скважину устанавливают обсадную трубу. Этой техникой вода ограждается от верховодки, предотвращается загрязнение, оползание и укрепляется ствол скважины.

Если у вас глубокая скважина, рекомендуем сделать двойную обсадку. Например, внешнюю можно сделать трубой из металла, а для внутренней использовать пластик или тоже металлическую трубу.

Для обсадки лучше всего использовать металлические трубы, а не пластиковые (ПВХ/НПВХ). Трубы из пластика не слишком прочные и подходят для неглубоких скважин. Тогда как металл очень прочен и долговечен. Стоимость металлической обсадной трубы зависит от ее толщины, которая тоже подбирается индивидуально.

Поглощение промывочной жидкости и особенности ее применения

Схемы промывки, используемые при бурении геотехнологических скважин: а) обратно-всасывающая промывка; б) с частичной аэрацией столба промывочной жидкостью.

Поскольку процесс промывки скважин – это ответственная операция, выполняемая при бурении, то непрерывная циркуляция раствора оказывает основное влияние на обеспечение устойчивости проницаемой породе. Применение разведочного колонкового бурения связано с наличием водоносных пластов.

Во время бурения происходят поглощения промывки, что является отрицательным моментом, который препятствует нормальному процессу бурения. Причины такого явления могут крыться в наличии определенного пластового давления, большое влияние оказывают и типы используемых промывочных растворов. Этот негативный процесс может быть связан и с неустойчивой циркуляцией, водопроявлением.

Если происходит процесс поглощения промывочного агента, то бурение скважин становится более дорогим, а зачастую и невозможным. При водопроявлении ухудшается качество промывки во время ее циркуляции. Это приводит к загрязнению окружающей местности, ухудшению экологической обстановки. В результате неустойчивой циркуляции возникают проблемы при бурении, происходит понижение уровня качества промывки.

Поглощения бывают:

• частичные;
• полные.

Это зависит от проницаемости зон, которые можно классифицировать с учетом величины определенных коэффициентов. Если породы проницаемых зон отличаются пористостью, неустойчивостью, то промывка позволяет при бурении изолировать перечисленные недостатки за счет частичек твердой фазы. Отфильтрованная корка по объему равна жидкости для промывки. Добыча полезных ископаемых усложняет вопрос, связанный с сохранением проницаемости подземного или горного пласта, что определяется особыми технологиями промывки.

С какими функциями связана промывка?

Спецификации установок промывки скважины и удаления парафина.

Поскольку буровое дело постоянно совершенствуется, то промывка используется уже не только для очищения забоя от частичек пород, характеристика раствора включает расширенный перечень основных функций:

1. Частицы выбуриваемых горных пород подвергаются выносу.
2. Получение турбобуром энергии, которая подается и в конструкцию винтового двигателя.
3. Перекрытие процесса, определяющегося поступлением нефти в скважины, а также газа либо воды.
4. После прекращения циркуляции по окончании бурения, частицы должны находиться во взвешенном состоянии.
5. Возможность смазки или охлаждения элементов долота, которые являются трущимися.
6. Сокращение процесса трения стен скважины с бурильными трубами.
7. Возможность исключения обвалов разбуриваемых пород со стен скважины.
8. Снижение проницаемости стен скважин за счет коркообразования.

Среди основных требований, которые предъявляются к растворам для бурения, выделяют следующий перечень:

1. Выполнение возложенных функций.
2. Отсутствие вредного воздействия, связанного с коррозией, абразивным износом и др. на бурильные инструменты и забойный двигатель.
3. Легкое прокачивание и очищение от газов и шлама.
4. Безопасность для человека и окружающей среды.
5. Удобство в процессе приготовления и промывки при бурении.
6. Доступность, приемлемая цена, многократное использование.

Как делается промывка скважин после бурения?

Схема водоснабжения из скважины.

Когда обсадная труба является опущенной, то можно приступать к процессу разглинизации или промывки. Бурильщиками принимается решение, связанное с промывкой до обсадки скважины. Это связано с риском, так как в результате порода обрушится, а скважина забьется.

Крепление напорного рукава мотопомпы должно быть герметичным, а обсадная труба сверху закрепляется с помощью переходной головки. Ее прикручивают за счет 4-х саморезов. Это более удачный способ крепления, чем придерживание вручную, поскольку труба способна вылетать из скважины под влиянием водяного давления. Чтобы этого избежать, следует трубу привязать к самой установке.

Случайные нарушения работы фильтра и спецэффекты могут быть исключены при включении мотопомпы, учитывая минимальный напор. Для очищения от шлама приямка впрыскивают промывочную воду. Если этого не сделать, то происходит затопление скважин. С целью промывки в скважины подают чистую воду, которая поступает из специальной емкости в трубу. Вода и мусор выходят при очистке скважин наверх через пространство за трубой.

По специальной канаве вода должна стекать в приямок. Продолжать промывку следует, пока не произойдет наполнение приямка водой. Количество воды определяется размером глубины скважины, оно может достигать 2-х кубов.

Основные технологии обустройства водоносных скважин

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

Шнековая технология бурения

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

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

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

Шнековый способ бурения рекомендуется использовать для обустройства небольших малопроизводительных скважин. Несмотря на массу преимуществ, имеются у него и серьезные недостатки:

• невозможность прохождения твердых пород;
• необходимость частой очистки бура от грунта;
• сложность прохождения плывуна и разжиженных участков;
• длительность проведения работ.

Колонковая технология бурения

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

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

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

Роторная гидравлическая технология бурения

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

Предусмотрено два способа подачи жидкости:

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

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

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

Технология ударно-канатного бурения

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

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

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

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