Технология бурения скважины под воду

Технологии бурения

Есть куча различных методик установки скважин, успешно используются для совершения данной работы. Каждый метод обладает уникальными свойствами, которые помогут обеспечить необходимые условия. Освоив различного рода методики, спокойно осуществите бурение своими силами. Рассмотрим каждую методику:

Шнековый метод

Способ применяется для бурения скважин на маленькой глубине. Берётся специальный инструмент, бур, которым прорубается земля и выносится наружу приваренными лопастями. Если лопасти приделаны под прямым углом, весь мусор придётся доставать. Если лопасти приделаны под углом менее 90-та градусов, то весь мусор не придётся доставать.

Технологией стоит пользоваться на гравийных и суглинистых грунтах. Другие местности невозможно бурить шнековым методом. В случае необходимости учитывайте все условия.

Колонковое бурение

Существует определённый инструмент – труба, на конце закреплена колонковая воронка, оснащенная острыми зубцами, сделанными из стойкого и качественного металла. Инструментом можно пробурить плотные, твёрдые породы. Колонковая труба напрочь разрушает весь прочный грунт долотом, после чего, коронка осуществляет разбуривание и выбрасывает наружу все накопившиеся отходы в трубке.

Разбуривание происходит из-за вращения колонки с трубкой, углубляется глубже в грунт и создаёт нужную нам скважину с определённой шириной, равной сечению используемой детали. Ненужный мусор выбрасывается наверх со снарядом под названием «Стакан». Тяжеленной кувалды убирают породу. В самостоятельном разбуриванье этим приёмом, предусматривается подача чистой воды, воды с небольшими кусочками глины. Решением этой задачи, является укрепление стенок.

Ударно-канатный метод бурения

Используется оборудование под названием тренога. Сооружение высотой в два метра, которое конструируется прямо на самом месте установки. Сверху треноги прикрепляется блок. Через блок кидается трос, в конце устанавливается желонка. Суть приспособления заключается в его опускании и поднимании наверх, используя трос. Желонку очищают от мусора через дырочку, находящуюся на расстояние 50 сантиметров от рамки снизу.

Бурение ударно-канатным приёмом скважин своими силами, предоставляет поднятие бурового приспособления на высоту, которую позволяет тренога, и затем его опускают обратно под силой притяжения. Позволяет разбить породу. Обломки собираются желонкой. Помните, нужно всегда возводить треногу.

Ручное роторное бурение на воду

В таком способе ствол создаётся благодаря буру, выглядящее как огромное сверло. Прорывает в земле поток, создавая вращения. Канал нужен для того, чтобы достать необходимого водо-несущего слоя. Прибор качествен при бурении скважин самостоятельно на воду в гравийных и суглинистых почвах. На неустойчивых, песчаных местностях, скважину можно закрыть с помощью бура-ложки.

На песок

Чтобы проделать бурение скважин на песок, достаточно взять вышеописанные методы, шнековый или ударно-канатный способы. Одна сложность в данном бурение – очистка канала от шлама. Нужно тщательно подходить к работе в этом приёме, первоначально, убрав рыхлый верхний слой почвы. Постоянно следив за наполнением лопастей или желонок шламом. Для облегчения работы, можно периодически подливать воду в канал, после чего, медленно опускать прибор внутрь, делая скважину.

Бурение скважины на воду своими руками

Подготовка

Выбор наиболее удачного времени года очень важен, если вы хотите провести все работы самостоятельно. Компании, предлагающие свои услуги, обычно используют спецтехнику, которая дает возможность бурить практически в любой сезон. Но если вы планируете обустроить скважину на воду собственными руками, стоит выбрать наиболее подходящее время:

• Весна. Обычно специалисты не бурят в этот период. Дело в том, что верховодка весной значительно поднимается, поэтому слишком велика вероятность ошибки при определении водоносного слоя.
• Лето и осень. Период с июня до сентября считается одним из самых удачных для создания скважины своими руками. Минимальный уровень верховодки и комфортная температура позволяют выполнить все работы наиболее быстро и успешно. На садовых участках землевладельцы обычно бурят после сбора урожая, чтобы не повредить посадкам.
• Зима. Для обустройства водозаборного сооружения своими руками этот период довольно проблематичен. Оборудование, которое используют специалисты, позволяет без особых сложностей справиться с задачей. Но вручную проводить работы не стоит. Если вода срочно потребовалась именно в зимний период, лучше доверить бурение профессионалам.

Не менее важно определить, где пробурить скважину вручную своими руками. Специалисты бурят, полагаясь на устройство электрического зондирования или другие специальные приборы

А человеку без спецоборудования необходимо:

• Запросить гидрогеологическую карту в одной из соответствующих организаций вашего района.
• Узнать у владельцев соседних участков, которые уже имеют водозаборные сооружения, какой глубины у них скважины.
• Осуществить разведочное бурение, если другие способы поиска воды для вас недоступны. Выкопать шахту своими руками обычно не составляет труда.

Обычно углубление бурят через весь водоносный слой и опускают примерно на 0,5 метра в последующий слой грунта. Оптимально расположить источник водоснабжения на расстоянии трех метров от дома. Убедитесь также, что поблизости нет животноводческих ферм, выгребных ям и септиков.

Способы бурения

Чтобы самостоятельно пробурить скважину под воду на участке, вам понадобятся приспособления, позволяющие не просто выкопать яму руками, а сделать работу быстрее и эффективнее:

• шнек и бур;
• долото;
• буровая установка для удержания инструментов в правильном положении;
• желонка;
• мотор для поднятия бура;
• роторная установка;
• тренога;
• лебедка.

В зависимости от того, как вы планируете бурить, вам понадобятся те или иные вышеперечисленные инструменты. Существует 4 способа, доступных для бурения скважины для воды в доме своими силами:

1. Шнековый. Для этого способа потребуется бур и шнек. Последний будет выполнять роль винта, с помощью которого буровой инструмент вкручивается в землю, а потом вынимается. Возможно, потребуется долото для разбивки валунов.
2. Роторный. Этот способ отличается от предыдущего тем, что вращение бура осуществляется не своими руками, а с помощь специального ротора. Таким методом обычно бурят профессионалы. При наличии оборудования вы можете быстрее справиться с задачей.
3. Ударно-канатный. Пробить скважину на воду без бурения можно самому в домашних условиях. Чтобы сделать шахту своими руками, используют желонку (длинный и узкий отрезок трубы) и треногу, в середину которой подвешивают инструмент. Суть метода в том, чтобы вбивать трубу в шахту, пока она не забьется грунтом. Затем ее прочищают и повторяют операцию до тех пор, пока не получится нужная глубина.
4. Скважина-игла. Если водоносный слой расположен близко к поверхности, в этом случае бурят абиссинский колодец. Это длинная труба с насосом, позволяющая быстро добраться до воды в верхних слоях грунта. Чтобы ее соорудить своими руками, для начала необходимо буром добраться до ближайшего плывуна. Затем взять обсадную трубу, соорудить на одном конце острый наконечник и фильтр и забивать до достижения нужного водоносного слоя, постепенно наращивая длину.

По ходу бурения не забывайте об обустройстве обсадных труб, иначе стенки могут разрушаться. После окончания работ необходимо прокачать углубление, опустить насос, соорудить кессон. Если водозаборную конструкцию бурят для дома, понадобится очистка воды из скважины от железа и других примесей.

Технология бурения

Изготовить скважину вручную можно простейшим инструментом, рабочая часть которого напоминает рыбацкий бур. Наконечник изготавливается из фрез, которые разрезаются УШМ, отгибаются в виде лопастей. На фрезы привариваются куски напильника, резцы с победитовыми наконечниками для увеличения разрушающей способности шнека.

Скорость бурения скважин увеличивается при использовании желонки, представляющей собой кусок толстостенной трубы с зазубренным краем, механическим (грейферным), пневматическим или поршневым захватом. Технология выемки почвы выглядит следующим образом:

Схема работы шнека: 1 – скважина, 2 – реборды, 3 – разбуренная порода, 4 – долото.

• колонна штанг с желонкой на конце поднимается лебедкой с помощью троса на лебедке;
• свободно падает на забой;
• вращается вручную до полного заполнения породой;
• после погружения на высоту желонки (обычно 0,6-0,8 м) колонна извлекается из скважины;
• из трубной части инструмента удаляется грунт;
• операция повторяется до достижения нужной глубины.

Скважина должна иметь дебит, удовлетворяющий потребности семьи, поэтому после достижения водоносного пласта (верховодка или песчаный пласт) необходимо заглубить отверстие на 3-5 м. Это позволит увеличить динамический уровень, обеспечить бесперебойную подачу воды в систему.

Изготовить скважину самому не удается в 95% случаев – при ручном способе разрушения породы помощник требуется в обязательном порядке. Профессиональные бригады используют технологию бурения с промывкой, когда разрушенная порода удаляется напором воды, закачиваемой в скважину. Домашний мастер обычно использует технологию сухого бурения, поэтому колонну вместе с рабочим инструментом приходится периодически поднимать на поверхность для очистки бура, желонки.

На начальном этапе вес штанг незначительный, при увеличении глубины скважин поднять колонну в одиночку нереально. Работы выполняют с напарником, обеспечивая безопасность процесса.

Абиссинская технология имеет отличия от традиционных скважин:

• диаметр ограничен 33 мм, глубина 10 м;
• колонну забивают в грунт (скважина-игла);
• для подъема воды применяются исключительно поверхностные насосы.

Схема бурения скважины своими руками.

Скважину изготавливают из металлических толстостенных труб при помощи специального приспособления по следующей технологии:

• ручным буром на глубину 0,7-1,2 м изготавливается кондуктор для задания направления с постоянным контролем вертикали;
• на место монтажа устанавливается заостренный наконечник с фильтром (перфорированная труба);
• на него накручивается первая труба обсадной колонны;
• на нее надевается бабка – массивная деталь с внутренним отверстием;
• с обеих сторон к бабке крепятся тросы;
• в верхней части фиксируется планка с роликами для троса;
• в средней части трубы жестко фиксируется стол;
• бабка поднимается тросами в верхний уровень;
• падает на стол, забивая трубу в грунт;
• периодически поднимается по достижении земли;
• после вбивания первой трубы на нее накручивается следующая;
• операция повторяется до нужной глубины.

Ресурс заканчивается после заиливания, засорения фильтра, обратная продувка обычно помогает восстановить производительность 3-5 раз. Преимуществом абиссинского колодца является возможность установки источника водоснабжения в подвале, цоколе, техподполье. Это обеспечивает отсутствие теплоизоляции, наружного водопровода.

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.

Подготовка площадки

Для организации процесса бурения нефтяной скважины потребуется провести также подготовительный этап. В случае, если разработка ведется в области лесного массива, требуется, помимо оформления основной документации, заручиться согласием на работы в лесхозе. Подготовка самого участка включает следующие действия:

1. Вырубка деревьев на участке.
2. Разбитие зоны на отдельные части земли.
3. Составление плана работ.
4. Создание поселка для размещения рабочей силы.
5. Подготовка основания для буровой станции.
6. Проведение разметки на месте работы.
7. Создание фундаментов для установки цистерн на складе с горючими материалами.
8. Обустройство складов, завоз и отладка оборудования.

После этого необходимо заняться подготовкой оборудования непосредственно для бурения нефтяных скважин. В этот этап входят следующие процессы:

• Установка и проверка техники.
• Проводка линий для энергоснабжения.
• Монтаж оснований и вспомогательных элементов для вышки.
• Установка вышки и подъем на нужную высоту.
• Отладка всего оборудования.

Когда оборудование для бурения нефтяных скважин будет готово к эксплуатации, необходимо получить заключение от специальной комиссии, что техника находится в исправном состоянии и готова к работе, а персонал обладает достаточными знаниями в области правил безопасности на производстве подобного рода. При проверке уточняется, правильную ли конструкцию имеют осветительные приборы (они должны иметь устойчивый к взрывам кожух), установлено ли по глубине шахты освещение с напряжением 12В

Замечания, касающиеся качества работы и безопасности, необходимо принять во внимание заранее.

До начала работ по бурению скважины необходимо установить шурф, завезти трубы для укрепления бурового ствола, долото, малую спецтехнику для вспомогательных работ, обсадные трубы, приборы для измерений в ходе бурения, обеспечить водоснабжение и решить другие вопросы.

Буровая площадка содержит объекты для проживания рабочих, технические помещения, лабораторное строение для анализа проб почвы и получаемых результатов, склады для инвентаря и малого рабочего инструмента, а также средства для медицинской помощи и средства безопасности.

Инструменты и установки

Разные виды бурения скважин требуют использование различного оборудования. Выбор инструмента определяет характер почвы в вашем районе.

Используются следующие ручные буры:

• Шнековый. Необходим при роторном бурении в условиях мягкой глины и влажных супесей.
• Стакан. Нужен в канатно-ударном, в условиях облипающей и вязкой почве.
• Ложковый. Применяется в ударно-вращательном бурении, в условиях сыпучего и рыхлого грунта.
• Желонка. Используется в канатно-ударном, в условиях ила, осыпающейся почвы и тому подобное.
• Долото. Штанга для разбивания валунов.

Каждый бур имеет режущую коронку. Делается она из твердосплавной и закаленной стали.

Перед тем как пробить источник, происходит монтаж специальных установок:

• Ударно-канатная. Скорость бурения очень низкая. Принцип заключается в падающей желонке, которая под своим весом разбивает грунт. Она же и поднимает почву наверх. Представляет собой треногу с тросом. На веревку крепится желонка.
• Шнековая. Длина шнека достигает 2 метров. Процесс бурения происходит вручную и механизированно. Выполнив 3 оборота, почва извлекается наружу. Постепенно штанга наращивается. Мобильная установка позволяет обеспечить высокую производительность.
• С промывкой. Самая производительная установка. По сути, это бурение водой при использовании штанги с лопастным буром. За один час можно углубиться до 10 метров.

Обслуживание и эксплуатация

Один раз на протяжении года следует осуществлять проверку всей установки на предмет исправности. Вначале осматривается трубопровод. Если обнаружилась утечка, ее следует устранить. Рекомендуется проверять давление в системе, нужно отключить насос и открыть водозаборный вентиль. Необходимо убедиться в корректной работе насосного оборудования и гидробака. Автоматика должна функционировать исправно.

Особое внимание уделяется источнику в холодное время года. Необходимо побеспокоиться о том, чтобы зимой вода не замерзла

Обсадную трубу следует утеплить вплоть до уровня промерзания грунта в вашей местности.

Разновидности скважин под воду

Существует несколько видов скважин для организации системы водоснабжения, которые зависят от уровня прохождения водоносных слоев.

• Скважины на песок. Самый распространенный вариант гидросооружений, который отличается дешевизной и доступностью проведения работ. Конструктивно подобная скважина представлена обсадной колонной, оснащенной фильтром донной очистки. Водный дебет источника может составлять от 6 до 950 кубических метров в сутки. Скважина в песчанике обустраивается на глубину от 5 до 11 метров (при автоматическом бурении – до 25 метров). Срок службы гидросооружения – от 8 до 16 лет.
• Скважины на известняк (артезианские). Самый трудоемкий и дорогостоящий вариант обустройства сооружений для подачи воды, который предусматривает обязательное наличие проектной документации и разрешения на проведение бурения. Конструкция скважины представлена двумя колоннами – обсадной и водяной. Труба для обсадки монтируется в обычный грунт, водная – в известняковые залежи, при этом подача воды осуществляется под высоким давлением. Водный дебет сооружения составляет от 8 до 42 кубических метров в час, в расчет берется диаметр трубы. Максимальная глубина прокладки обсадки достигает 300 метров. Срок службы сооружения – до 45 лет.
• Скважины-иглы (абиссинские колодцы). Обустраиваются в подвижных грунтах с высоким содержанием песка и щебня, обладают невысоким водным дебетом – до 3 кубических метров в час. Максимальная глубина прокладки не превышает 12 метров. Скважина не подлежит ремонту и восстановлению, склонна к быстрому высыханию и заиливанию.

Поскольку предусматривается бурение скважины своими руками, далее будут рассмотрены самые доступные технологии для самостоятельного освоения.

Особенности разных видов

Начать стоит с абиссинского колодца. Так как глубина тут не сильно большая (3-12 м), то необходимо учесть место расположения. Нужно позаботиться, о том, чтобы разместить скважину как можно дальше от потенциальных мест скопления грязи. То есть рядом не должно быть мусорных ям, компоста, которые могут загрязнить воду и сделать ее непригодной. Бывают случаи, когда твердые породы или галечники отсутствуют на данном участке, тогда остается один выход – пробурить источник прямо в подвале дома. Но тут может возникнуть ряд проблем, так как придется заняться оборудованием скважины ручными колонками и насосом, дабы была возможность добывать жидкость без лишних затрат электроэнергии.

Как уже отмечалось выше, песочную скважину можно прорубить на глубину не более 50 метров. Прежде чем заняться бурением, нужно составить план-схему, то есть выбрать подходящее место. Скважина должна быть как можно дальше от различных источников загрязнения. Под это понятие попадают даже баня или птицефабрика. Нужно также учитывать будущие постройки, так как перенести источник будет практически невозможно.

Как глубоко может находиться вода?

Разберёмся, как глубоко располагается вода? Есть три основных типа скважин, имеющие разную глубину и определённые условия залегания водоносного слоя. Водные горизонты залегания:

• В верхнем горизонте, находится ближе, находится верховодка, являющаяся, почвенными водами. Она имеет несбалансированный характер, не имеющая подходящую чистоту как для питьевых, так и для бытовых условий. Не используется для личностных нужд и прочего. Верховодка расположена обычно не глубже четырех или пяти метров.
• Песчаные водяные горизонты, находящиеся на глубине от 7 до 10 метров. Располагаются на различных уровнях, отличаясь друг от друга водонепроницаемыми глиняными слоями. К счастью, вода здесь чистая, обладает качественной фильтрацией, что делает её полностью пригодной для использования. На эти слои, полагаются при выкапывании колодцев и бурении скважин своими руками. Найти пласты водоносного песчаника можно на глубине до 50-ти метров.
• Опускаемся ещё ниже, проходим через толстые слои водоупорной глины, находящейся в гуще, пористого известняка, мы доберёмся с вами до мощного водоносного горизонта, под названием «артезианский». В таких местах расположено давление, благодаря чему вода спокойно поднимается наверх. Самый подходящий вариант водоснабжения – артезианская скважина. Одна она, способна полноценно обеспечить водными ресурсами несколько домов. Длительность службы артезианской скважины 50 лет.

Прорубить артезианскую скважину своими руками не просто. Для этого вам уже предстоит обратиться к бригаде специалистов, у них есть необходимое оборудование прорубающее такие скважины. Давайте узнаем различные технологии бурения.

Способы и методы бурения скважин

Их несколько и разделяют их на ручные и механические.

Ручные способы

За неимением лишних средств, пробурить скважину можно и самостоятельно, не прибегая к помощи техники. Есть несколько вариантов бурения скважин своими силами:

• Ручное бурение. Данный метод применяется для бурения на глубину до 25 метров. Делается при помощи штанг, бура, обсадных труб и бурильной вышки, куда бур будет подниматься и опускаться;
• Ударно-канатный метод. В этом случае почва и прочие породы раздробляются тяжелым забивным стаканом, поднимающимся на вершину самодельной вышки и падающим вниз. Это очень длительный процесс, но самый дешевый и доступный.

Механические способы

Существует три главных способа бурения, основанные на принципе разрушения грунта и подаче его на верх в сухом виде с помощью механизмов, либо в мокром виде, когда отрытый грунт вымывается водой под искусственным напором или самотеком. Рассмотрим их более предметно:

• Вращательный способ. Это самый высокопроизводительный вариант. Он недорогой и вполне доступный для водоснабжения небольшой дачи. Самым популярным видом вращательного бурения считается подвид вращательного метода — колонковый, при котором грунт разрушается вращением кольцеобразной коронки и для повышения скорости разработки, под забой подается промывочная жидкость;
• Роторное бурение. Это так называемый вращательно-вибрационный метод, при котором разрушение грунта происходит долотом, работающим от роторного привода. Ротор приводится в движение от автомобильного привода или иного переносного двигателя. Выкопанный грунт удаляется при помощи воды, которая подается как самотеком, так и с помощью насосной станции;
• Вибрационное бурение. Суть данного метода заключается в том, что грунт разрушается с помощью высокочастотных колебаний, а удаление выкопанного грунта может быть как “мокрым”, так и “сухим”.