Наиболее эффективной и экономичной конструкцией для добычи подземных вод является буровая скважина. Это отличная альтернатива централизованного водоснабжения для земледельческого, садового хозяйства или загородного дома.
Обстроить скважину на воду можно разными способами. Рассмотрим основные технологии бурения и остановимся на общих рекомендациях по созданию собственного автономного источника питьевой воды.
Содержание
Выбираем тип скважины на воду
Бурение скважины на воду – достаточно трудоемкий процесс, требующий от исполнителя определенных знаний и навыков. Зависимо от геологических особенностей грунта и предполагаемых потребностей воды надо подобрать оптимальный тип скважины и технологию ее обустройства.
Стволы для скважин бывают нескольких типов:
Бурение артезианских скважин на воду осуществляется до пористого известняка, глубина залегания которого более 150 метров. Артезианская скважина способна обеспечить несколько загородных домов бесперебойной подачей воды круглый год (в таких забоях вода не замерзает). Период эксплуатации безфильтровой артезианской скважины достигает 50-ти лет.
Глубина бурения скважин на воду фильтрового типа (на песок) составляет – 15-30 метров. Устройство песчаной скважины представляет собой заглубленную трубу, на конце которой находиться фильтр, отсеивающий крупные фракции песка. Такой скважины достаточно для небольшого загородного дома или дачного участка.
К числу достоинств скважины на песок относятся:
- простота бурения;
- низкая стоимость обустройства скважины.
Недостатки фильтровых скважин на песок:
- невысокая производительность (около 1 м3 за час);
- срок эксплуатации – до 10 лет;
- высокая вероятность заиливания;
- попадание в забой поверхностных и грунтовых вод.
Трубчатый (абиссинский) колодец имеет глубину 8-12 метров, сооружается с применением бетонных заводских колец. При наличии на участке хорошего родника, колодец быстро наполняется и накапливает воду (средняя вместительность – 2 м3 воды).
Выбирая конструкцию ствола для скважины, надо учитывать предполагаемые потребности в воде и регулярность ее потребления. Для дачного участка с сезонным пребыванием подойдет фильтровой ствол, а для обеспечения водой большого частного дома надо обустраивать артезианскую скважину – наиболее надежный вариант автономного водоснабжения.
Бурение скважин на воду: отзывы и советы выбора типа скважины
Способы бурения скважин на воду: технология, достоинства и недостатки метода
Классифицировать способы бурения можно по двум главным критериям.
- ручное бурение;
- механическое бурение.
- ударный способ;
- вращательный способ;
- ударно-вращательный.
Рассмотрим наиболее востребованные способы бурения скважин на воду.
Ручной способ бурения скважин
Пробурить вручную можно скважину, глубина которой не будет превышать 25 метров. Бурение производиться до достижения водоупорного слоя.
Для ручного бурения скважин на воду используют такое оборудование:
- бур-долото;
- бур спиральный (змеевик);
- бур-ложка;
- желонка.
В случае если глубина скважины небольшая, то управлять бурильной колонной можно вручную. Штанги для бурения можно сделать из труб, соединив их при помощи резьбы или шпоном. Буровая головка крепится на конец нижней штанги.
Весь технологический процесс ручного бурения скважины можно разбить на несколько этапов:
Для полной очистки воды обычно достаточно откачать 2-3 ведра грязной грунтовой воды. Для этого можно использовать насос погружного типа
- Ручное бурения имеет как преимущества, так и недостатки. К достоинствам способа относятся:
- низкая стоимость работ;
- неизменность структуры проходимого грунта.
Недостатки способа:
- ограниченная глубина бурения;
- небольшой дебет скважины, обусловленный маленьким диаметром сооружения;
- срок службы «ручной» скважины от 2-х до 10-ти лет (зависимо от условий эксплуатации).
Роторный способ: обратная и прямая промывка
Вращательный (роторный) метод бурения наиболее распространенный способ обустройства глубоких скважин на воду.
Вращательный способ подразумевает использование специальных установок. Бурение скважин на воду осуществляется при помощи оборудования:
- УРБ-2А2 – самоходная буровая установка, способная пробурить скважину на граните;
- МБУ-2М – малая буровая установка; за счет компактных габаритов ее можно устанавливать на месте полной застройки, когда подъезд к месту бурения ограничен (глубина бурения – 50-55 метров);
- УРБ-2,5 – предназначен для бурения глубоких артезианских скважин (глубина бурения при диаметре 60 мм – 200 м, при диаметре 50 мм – 300 м);
- УРБ-3 АМ – максимальный диаметр бурения – 73 мм, глубина бурения – 500 м.
Установки для бурения оснащены специальной трубой, в полостях которой есть вращающийся вал с долотом. За счет гидравлической установки создается воздействие на долото. Грунт из скважины вымывается бурильным раствором.
Различают две технологии бурения скважин водой:
Прямая промывка. Жидкость подается по стволу скважины в направлении сверху вниз. Раствор, вымывая породу, выходит через затрубное пространство наружу.
К числу достоинств роторного способа прямой промывкой можно отнести:
- универсальность метода (можно создать скважину любой глубины);
- большой дебет скважины, за счет большого диаметра бурения.
Недостаток прямой промывки заключается в размывании водоносного горизонта.
Обратная промывка. Бурильный раствор самотеком поступает в затрубное пространство. В последующем, раствор выкачивается с помощью насоса.
Преимущество бурения скважины давлением воды с обратной промывкой — максимальное вскрытие водоносного горизонта обеспечивает максимальный дебит скважины.
Основной недостаток данного способа – его дороговизна. Для работы необходимо привлекать сложное оборудование и квалифицированных специалистов.
Бурение скважин водой:видео
Ударно-канатное бурение
- Для бурения глубоких скважин ударно-канатным способом необходимо привлекать специальные установки: УКС-22М2, УГБ-1ВС, УГБ-50.
Шнековый способ обустройства скважины
Основным рабочим инструментом при шнековом бурении выступает классический Архимедовый винт (шнек). К буровой штанге приварены лопасти, которые вращательными движениями выносят породу на поверхность.
Шнековый способ подходит для бурения неглубоких скважин (не более 10 метров)
- экономичность и эффективность метода при бурении небольших скважин (до 50 метров) на песчано-глинистых грунтах;
- доступность способа;
- почвенные слои не размываются.
Недостатки шнекового метода обустройства скважин на воду:
- подходит только для песчаных пород грунта;
- если в ходе работ шнек упрется в камень, то процесс придется остановить, и начать бурение в другом месте.
Колонковый метод бурения
Колонковый метод редко применяется для бурения скважин на воду. Чаще он используется как способ инженерно-геологического и гидрогеологического исследования.
При бурении используется оборудование (ЗиФ 650, ЗиФ 1200) с кольцевой твердосплавной или алмазной коронкой. В процессе бурения, через полость коронки удается извлечь столб породы и определить наличие тех или иных природных ископаемых.
- При бурении колонковым способом происходит кольцевое разрушение и последующее вымывание грунта
- Достоинства колонкового метода:
- высокая скорость обустройства скважины;
- возможность бурения очень твердых пород грунта;
- буровые установки компактны и могут использоваться в труднодоступных метах.
Недостатки колонкового метода:
- быстрое стачивание рабочей коронки;
- небольшое сечение (около 150 мм) не позволяет применять мощные погружные насосы.
Общие рекомендации по обустройству скважины под воду
Независимо от способа бурения, скважина на воду должна соответствовать определенным требованиям:
- водоносный горизонт должен быть раскрыт качественно с минимальным сопротивлением прифильтровых зон;
- содержание металлических элементов в конструкции – минимально;
- если разные водоносные горизонты не эксплуатируются совместно, то их надо изолировать друг от друга;
- возможность проведения ремонтных работ;
- надежность скважины.
Рекомендации по обустройству скважин на воду:
- приступать к бурению надо в том случае, если есть полная уверенность, что на данной территории находится вода (желательно провести специальную экспертизу);
- скважину нельзя размещать вблизи выгребных ям, септиков и свалок;
- для выкачки воды из песчаной скважины желательно применять насос вибрационного типа;
- работу по бурению скважины лучше доверить опытным и проверенным специалистам.
Бурение скважины на воду – сложный технологический процесс, грамотное выполнение которого станет залогом бесперебойной подачи качественной воды в течение всего срока эксплуатации скважины.
Обзор способов бурения скважин на воду
Способы бурения скважин на воду существуют такие: шнековое, роторное, ударно-канатное бурение, колонковое, гидробурение, ударный метод. Выбор способа зависит от глубины скважины.
Расположение водоносных слоев относительно поверхности почвы зависит не только от региона и гидрологических особенностей. Играет роль, вода какого качества является целью бурения. Специалисты различают три ключевых водоносных пласта различных по качеству воды, мощности запасов влаги, глубине залегания.
Недалеко от поверхности (3-10 м) находится первый водяной пласт, называемый верховодкой. Это как раз та вода, до которой можно без особых сложностей пробиться, если бурить своими руками.
На пути бурения крайне редко попадаются твердые породы, поэтому, имея небольшой опыт и несложный инструмент, есть возможность устроить абиссинский колодец (так называется скважина для добычи влаги из верховодки).
Мощность поверхностных водяных пластов небольшая, поэтому на дебет выше 0,5 м3 в час не стоит рассчитывать. Качество воды в большинстве случаев невысокое, которого хватает только для обеспечения технических потребностей.
Залегание песчаных водоносных пластов находится на глубине 10-35 м. Здесь удовлетворительная по качеству вода, значительнее мощность притока (дебет до 1 м3).
Бурить своими руками до песчаного водоноса вряд ли целесообразно, хотя опыт показывает, что некоторым усердным водяным «старателям» это удавалось, если горизонт находился на небольшой глубине (до 15 м).
В большинстве же случаев для устройства колодца «на песок» применяют механизированные методы бурения.
Глубже всего расположены известняковые водоносы (30-250 м), до которых бурением своими руками точно не добраться при самом поверхностном их расположении относительно поверхности почвы.
Для того, чтобы достать рыхлый известняк, несущий самую качественную артезианскую воду, иногда не всякая бурильная техника подойдет. Приток воды здесь намного выше (3-5 м3) и зависит от мощности пласта и совершенства скважины.
Теперь рассмотрим применяемые сейчас способы бурения скважин на воду, в том числе выполнимые своими руками.
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.
Способ ручного бурения требует больших затрат физической силы, но позволяет сэкономить на оборудовании. Применяется при монтаже скважин глубиной не более 25 метров и проводится до тех пор, пока бур не дойдёт до водоупорного слоя.
В случае с ручным бурением используют:
- комплект буровых головок (бур-долото, бур-ложка, змеевики, желонки);
- штанги;
- лебёдка или электрическая таль;
- обсадные трубы;
- для работы на большой глубине – бурильная вышка.
Процесс проходки ствола состоит из следующих этапов:
В момент заполнения шахты водой изнутри, работа прекращается. Теперь остаётся только откачать грязную воду с примесями – примерно 5-7 литров. Для этого понадобится насос.
Главное преимущество ручного метода – низкая стоимость, однородная структура ствола на всей длине. Тем не менее, использовать его можно лишь на малой глубине. Дебит и срок эксплуатации такой скважины оставляют желать лучшего.
Данным способом устанавливается самая простая скважина-игла – абиссинский колодец. Этим методом активно пользуются домашние умельцы, пробивая скважину на воду на даче. Конструкция «буровой установки» представляет собой ствол, состоящий из отрезков трубы, и наконечник, который разрезает пласты грунта.
Молотом служит увесистая баба, которая поднимается и опускается с помощью веревок: при натяжении своеобразный молот поднимается на верх конструкции, при ослаблении падает на подбабок – устройство из хомутов, расположенных симметрично.
После вхождения ствола в грунт он наращивается новым отрезком, подбабок прикрепляется уже к новой части, и забивание продолжается до тех пор, пока наконечник не войдет в водоносный слой на 2/3 пласта.
Ствол-труба служит отверстием для выхода воды на поверхность.
Важно! Абиссинский колодец поднимает самый верхний водоносный слой, который содержит много примесей. Использовать воду из такой скважины можно только в технических целях. В качестве питьевой она годится только после глубокой очистки.
Достоинство данной скважины заключается в том, что пробурить ее можно в подвале или другом подходящем помещении. Это создает удобство при пользовании. Привлекает и цена, пробить скважину для воды таким способом стоит недорого.
Ударный способ бурения можно применять на любых типах почвы
Наиболее часто используемый способ. Данный метод предполагает разбивание грунта посредством опускания с двухметровой высоты тяжелого бурового инструмента. Конструкция, используемая при таком виде бурения, состоит из элементов:
- треноги, которую размещают над местом бурения;
- блока с лебедкой и тросом;
- забивного стакана, штанги;
- желонки (для прохождения по сыпучим слоям грунта).
Стакан представляет собой отрезок стальной трубы, скошенный вовнутрь, имеющий прочную нижнюю режущую кромку. Сверху забивного стакана идет наковальня. По ней производит удары штанга. Опускание и подъем забивного стакана осуществляют с помощью лебедки.
Порода, которая попадает в стакан, удерживается в нем за счет силы трения. Для того чтобы проникнуть в грунт максимально глубоко, используют ударную штангу: ее бросают на наковальню. После заполнения стакана грунтом его поднимают наверх, после чего очищают.
Операция повторяется до того момента, пока не будет достигнута необходимая глубина.
Бурение скважины на сыпучих грунтах производится с использованием желонки. Последняя представляет собой стальную трубу, на нижнем конце которой установлен задерживающий капан.
После попадания желонки в почву клапан открывается, вследствие чего грунт попадает внутрь трубы. При подъеме конструкции происходит закрывание клапана.
После извлечения на поверхность желонка очищается, действия повторяются снова.
Канатно-ударное оборудование для бурения скважин
Полезный совет! При канатно-ударном бурении необходимо внимательно следить за вертикальностью скважины. При малейшем отклонении установка обсадных труб может стать невозможной. Для предупреждения проблемы не следует использовать стакан высотой менее 2 м.
Эффективно применяется при самостоятельном бурении и описанный выше шнековый способ. Как пробурить скважину своими руками с помощью шнека, объяснять дополнительно не имеет смысла – основной принцип сохраняется.
Преимущества ручного бурения:
- экономичный способ в финансовом отношении;
- ремонт и профилактику ручного бура производить несложно;
- оборудование негромоздкое, поэтому нет необходимости задействовать тяжелую технику;
- способ применим в труднодоступных местах;
- эффективен, не требует большого количества времени.
Основными недостатками ручного бурения можно считать опускание на небольшую глубину (до 10 м), где в основном проходят пласты, вода которых требует очистки, и невозможность дробить твердые породы.
Ударно-канатная схема с желонкой и пробойным долотом
На трубу навариваются лопасти по спирали, которая погружается в грунт вращательными движениями. Подходит не всем типам почв. Идеальное решение для мягких и средних грунтов.
Шнековый способ:
Совет: по мере погружения шнека контролируйте вертикальность; чтобы его выровнять, между стенкой источника и обсадной трубой вбиваются деревянные клинья.
Для бурения таким способом используется непрерывно вращающееся долото и глинистый промывочный раствор. Долото разбивает породы, в том числе и скальные, на мелкие фрагменты, а раствор выносит эти куски грунта на поверхность.
Чтобы бурение было эффективным, требуется грязевой насос. Он будет перекачивать глинистый раствор и обеспечит его непрерывное поступление.
При роторном бурении может применяться обратная промывка. Она позволяет ускорять процесс. Водоносный пласт достигается гораздо быстрее и качественнее. При обратной промывке раствор подается в затрубное пространство, а возвращается по трубе.
У метода роторного бурения имеется несколько преимуществ. Помимо того, что этим способом можно бурить скальные породы, следует отметить более высокую скорость прохождения. Несколько ниже стоимость работ.
Среди недостатков метода отмечают сложности работы в холодное время года. Требуется утепление системы циркуляции промывочной жидкости. Пробу с водоносного слоя можно снять только после обсадки и пуска скважины. Известковые пласты загрязняются глиной и водой раствора.
В основном, применяется при бурении промышленных скважин, а также для исследовательских работ. Порода разрушается при помощи специального долота – пустотелой трубы, оборудованной резцами. Проникая вглубь грунта, она отсекает его от основной структуры, после чего не составляет труда вымыть его наружу при помощи направленной струи воды под давлением.
Высокая функциональность колонкового способа бурения позволяет использовать его не только при бурении скважин, но и для строительных работ – например, если необходимо проделать отверстие в железобетонной плите. Долото приводится в движение при помощи буровых установок ЗИФ.
- Преимущества метода очевидны – высокая скорость работы, взаимодействие с любыми видами породы, мобильность и малые габариты буровой установки.
- Из недостатков можно выделить небольшой диаметр трубы долота (не больше 150 мм) и быстрое стачивание коронок, что приводит к дополнительным расходам.
Осуществляется мощной струей воды из специального бурового инструмента. Преимущество технологии в том, что возможно гидробурение скважин в каменистой почве.
Нагрузка струи обеспечивается весом штанги и бурильной оснастки. В установку заливают специальный раствор, который потом направляется в подготовленный приямок.
Основным требованием является использование специальной установки для ручного скважинного гидробурения.
Последовательность гидробурения своими руками:
- В первую очередь устанавливается малогабаритная конструкция или МБУ для гидробурения.
- Начинать работы лучше всего с утра.
- Если бурение происходит в песчаной почве, то необходим большой запас жидкости.
- Перед работой глина смешивается в раствор в подготовленном приямке. Замес выполняется посредством строительного миксера. Консистенция должна напоминать кефир.
- Далее по шлангам подается раствор к работающему буру.
- Постепенно жидкость шлифует стенки и углубляется в почву. Раствор используется по кругу.
Эта технология содействует дополнительному усилению стенок образующегося источника.
Весь процесс бурения можно разделить на три части: измельчение грунта, удаление его, укрепление стенок скважины.
Порода измельчается способами, которые описаны выше. В зависимости от особенностей грунта выбираются специальные механизмы.
От выбранного способа бурения зависит и процесс извлечения измельченной породы. Удаляется она механическим, гидравлическим или пневматическим способом.
Чтобы стенки скважины не осыпались, устанавливают обсадные трубы. Они могут быть металлическими или пластиковыми.
Когда обсадка завершена, устанавливают фильтры и насосы. После этого скважина готова к подаче воды.
Здесь всё зависит от проектной глубины скважины и состава почвы на участке. Исходя из данных геологоразведки, подбирают наиболее оптимальный способ. Также нужно понимать, как найти воду для скважины.
Для бурения артезианских скважин применяют роторный способ. Это метод наиболее обоснован экономически, экологически и дает скважины различной глубины и диаметра в рыхлых почвах со скальными вкраплениями.
Суть его заключается в следующем:
- На конце ротора, приводимого в движение двигателем внутреннего сгорания, располагается специальный бур. Он измельчает породу.
- В скважину подается вода под давлением. Она размывает почву.
- Далее вода выводится наверх по полому каналу ротора. Эту технологию еще называют «бурение с промывкой»
- После установки обсадной трубы большого диаметра, работа идет меньшим долотом-буром.
- По завершению буровых работ необходимо произвести т.н. «разглинизацию» скважины. Нужно это из-за того, что водно-глиняный раствор засоряет поры, по которым артезианская вода будет поступать в скважину.
Скважина дает вам возможность иметь на своем участке запас воды, для полива ваших растений в парниках из поликарбоната с открывающимся верхом, информацию о которых найдете тут.
Достоинства перед другими способами:
- Скорость бурения выше, чем у других способов;
- Не требуется большого количества заранее заготовленных обсадных труб;
- Стоимость работ существенно ниже, чем в случае ударно-канатного, шнекового и водного методов;
- Можно проходить через известняковые слои до нужного водоносного горизонта;
- Возможность создания песчаных фильтров путем засыпки песка в пространство между обсадными трубами и стенками скважины.
Способы бурения скважин на воду: виды и методы бурения своими руками
Самый надежный способ обеспечения загородного домовладения водой заключается в устройстве собственного источника. Но для этого нужно бурить грунтовые пласты до контакта с водоносным горизонтом.
Существуют разные способы бурения скважин на воду, некоторые из которых вполне реально воплотить своими руками при помощи специального инструмента. Бурильные технологии, применяемые для устройства скважин для добычи воды, станут темой статьи.
Отдельно рассмотрим эффективные способы самостоятельного углубления в грунт, которые не сложны, потому применяются многими домовладельцами, не имеющими опыта в бурильных работах.
Насколько углубляться?
Расположение водоносных слоев относительно поверхности почвы зависит не только от региона и гидрологических особенностей. Играет роль, вода какого качества является целью бурения. Специалисты различают три ключевых водоносных пласта различных по качеству воды, мощности запасов влаги, глубине залегания.
Недалеко от поверхности (3-10 м) находится первый водяной пласт, называемый верховодкой. Это как раз та вода, до которой можно без особых сложностей пробиться, если бурить своими руками.
На пути бурения крайне редко попадаются твердые породы, поэтому, имея небольшой опыт и несложный инструмент, есть возможность устроить абиссинский колодец (так называется скважина для добычи влаги из верховодки).
Мощность поверхностных водяных пластов небольшая, поэтому на дебет выше 0,5 м3 в час не стоит рассчитывать. Качество воды в большинстве случаев невысокое, которого хватает только для обеспечения технических потребностей.
Залегание песчаных водоносных пластов находится на глубине 10-35 м. Здесь удовлетворительная по качеству вода, значительнее мощность притока (дебет до 1 м3).
Бурить своими руками до песчаного водоноса вряд ли целесообразно, хотя опыт показывает, что некоторым усердным водяным «старателям» это удавалось, если горизонт находился на небольшой глубине (до 15 м).
В большинстве же случаев для устройства колодца «на песок» применяют механизированные методы бурения.
Глубже всего расположены известняковые водоносы (30-250 м), до которых бурением своими руками точно не добраться при самом поверхностном их расположении относительно поверхности почвы.
Для того, чтобы достать рыхлый известняк, несущий самую качественную артезианскую воду, иногда не всякая бурильная техника подойдет. Приток воды здесь намного выше (3-5 м3) и зависит от мощности пласта и совершенства скважины.
Теперь рассмотрим применяемые сейчас способы бурения скважин на воду, в том числе выполнимые своими руками.
Способы бурения скважины?
Выбор способа, который бы помог добраться до нужного водоноса, зависит, в первую очередь, от глубины залегания и особенностей грунтов. Выбирать же придется среди таких методов бурения:
- шнековый;
- роторный;
- ударно-канатный;
- ручной.
Каждый из перечисленных способов имеет преимущества, однако не всякий поможет добраться до глубоких пластов водных запасов. На какую глубину бурения можно рассчитывать, используя обозначенные виды бурения скважин, поговорим далее.
Бурение шнеком
Шнековая проходка скважины самая простая из применяемых механизированных технологий. Бурение происходит с помощью вращения винтоподобного приспособления, которое сначала разрыхляет грунт, врезаясь в него, а затем поднимает его к устью скважины. Бурить таким способом можно на глубину до 80 м при ширине колодца от 10 до 60 см.
Преимущество шнекового бурения в простоте технологии и ее сравнительно невысокой стоимости. В регионах с сухими и не твердыми грунтами такой способ бурения скважин предпочтительнее других, если бурить до верховодки или «на песок». Есть возможность достать шнеком до известняка, если он залегает не глубоко.
Недостаток метода в том, что он не подойдет при насыщенности грунтов скальными породами или наличии плывунов. Часто шнековый метод дополняется другими, что помогают пройти попадающиеся на пути бурения фрагменты скальных отложений.
Роторные бурильные установки
Роботу роторного бура можно сравнить с действием строительного перфоратора. Порода разбивается за счет вращения рабочей части и удара, который обеспечивает гидравлический механизм. Разрушенный грунт выводится на поверхность благодаря непрерывной промывке ствола глинистым раствором. Различают такие виды промывки:
Прямая промывка легче осуществима технически. При этом раствор подается в ствол и выходит к устью по затрубному пространству (между обсадными трубами и краем пробуренного ствола).
Обратная промывка сложнее технологически, однако дает лучшее вскрытие водоносного пласта и больший дебет скважины при последующей эксплуатации. Промывная жидкость заливается в затрубное пространство, после чего откачивается насосным оборудованием вместе с разрушенной в процессе бурения породой.
Роторное бурение самое технически сложное и дорогостоящее из применяемых методов, но незаменимо при желании достичь глубоких артезианских водоносов, особенно на сложных для проходки грунтах. Глубина бурения ротором достигает 300м, что позволяет вскрыть любые глубокорасположенные артезианские пласты. Еще одним преимуществом метода является высокая скорость проходки ствола.
Недостаток роторной технологии в применении больших объемов глинистого раствора, применяемого для промывки, вследствие чего глина загрязняет водоносный пласт вокруг скважины. Для того, чтобы оценить качество воды и ее приток, следует долго промывать пробуренный ствол, пока не станет подходить чистая вода.
Ударно-канатное бурение
К новым способам проходки ствола ударно-канатный метод не отнесешь, так как он является одним из первых, что применялся механизировано еще в начале прошлого века. Несмотря на то, что технология во многом не совершенна, она применима до сих пор ввиду своей простоты и хорошего качества изготовленной скважины.
Бурить грунт таким методом приходится долго. Суть проходки ствола в том, что с высоты падает тяжелый, зауженный снизу цилиндрический предмет (стакан) и за счет этого разбивает грунт.
Выборка разрушенной породы происходит тем же стаканом, устроенным так, что грунт заходит в его полости и поднимается наверх вместе со снарядом.
Подъем стакана происходит с помощью троса и лебедки, что установлена на треноге, или другом надежном каркасе, возвышающимся над уровнем почвы.
Для разрушения твердых пород, встречающихся на пути проходки ствола, используется ударная штанга, что бьет по стакану сверху, многократно умножая усилие. Часто для этих же целей дополнительно используется наконечник, выполняющий функцию долота.
Несмотря на трудоемкость ударно-канатного способа бурения, технология имеет и ряд преимуществ, главное из которых, — качественное вскрытие водоносного пласта с минимальным его загрязнением.
Второй несомненный плюс, — технологическая простота, благодаря чему этот способ бурения скважин многие домовладельцы, как показывает опыт, с успехом применяют при устройстве неглубоких колодцев своими руками.
Если же цель бурения таким методом лежит глубже верхних водоносных слоев, следует позаботиться об обсаживании ствола трубами, чтобы отсечь плавуны и лежащие выше водные пласты.
Как чаще всего бурят своими руками?
С учетом того, что ручное бурение является очень трудоемким, на изготовление глубокой скважины рассчитывать не приходится. Опыт свидетельствует о том, что бурить глубже 10 м своими руками даже с несколькими помощниками тяжело физически, и на это уходит слишком много время.
Для самостоятельной проходки ствола обычно применяется ручной бур, что, по сути, является укороченным шнеком (принцип воздействия на грунт тот же). Вращение бура происходит за счет ворота, находящегося над поверхностью. При заглублении для соединения шнека и ворота используются соединительные штанги.
После проходки 15-30 см вся конструкция вынимается на поверхность и очищается от налипшего грунта. Чем больше глубина, тем процесс выемки и обратного помещения ручного бура в колодец становится сложнее, что сильно тормозит скорость бурения и ограничивает рациональную глубину проходки ствола.
Заключение
Современные способы бурения скважин позволяют добыть качественную воду с больших глубин. Однако этот процесс не каждому по карману, поэтому бурить своими руками с применением доступных для этого методов, домовладельцы будут еще долго, особенно в регионах, где близко от поверхности находятся водоносные пласты достаточной мощности при неплохом качестве воды.
Какой метод выбрать для бурения скважины на воду?
На приусадебных участках, удаленных от центрального водопровода единственным выходом получить воду для питьевых и бытовых нужд является обустройство автономного источника. Вариантов такого водозабора существует немного.
Это колодец и скважина. Для загородного дома второй вариант предпочтительнее, так как позволяет получить относительно чистую воду в достаточном объеме.
Выбор способа бурения скважины зависит от глубины залегания водоносного пласта, его ресурса и геологических условий.
Какой вид источника выбрать?
Как правило, скважины бурят на три основных водоносных горизонта, отличающихся качеством воды, глубиной залегания и мощностью источника.
Классификация способов
Способы вскрытия водоносных горизонтов классифицируют по двум основным критериям.
- Роторный;
- Ударно-канатный;
- Шнековый;
- Колонковый.
Особенности ручного бурения
Способ ручного бурения требует больших затрат физической силы, но позволяет сэкономить на оборудовании. Применяется при монтаже скважин глубиной не более 25 метров и проводится до тех пор, пока бур не дойдёт до водоупорного слоя.
В случае с ручным бурением используют:
- комплект буровых головок (бур-долото, бур-ложка, змеевики, желонки);
- штанги;
- лебёдка или электрическая таль;
- обсадные трубы;
- для работы на большой глубине – бурильная вышка.
Процесс проходки ствола состоит из следующих этапов:
В момент заполнения шахты водой изнутри, работа прекращается. Теперь остаётся только откачать грязную воду с примесями – примерно 5-7 литров. Для этого понадобится насос.
Главное преимущество ручного метода – низкая стоимость, однородная структура ствола на всей длине. Тем не менее, использовать его можно лишь на малой глубине. Дебит и срок эксплуатации такой скважины оставляют желать лучшего.
Специфика роторного бурения
Роторный способ применяют при бурении скважин различной глубины. Тут уже не обойтись без специального оборудования, а именно – самоходной буровой установки, габариты и оснащение которой зависят от условий работы.При походке ствола снаряд с долотом вращательным движением разрушает породу, постепенно углубляясь к пласту.
- Для бурения в плотном каменистом грунте используется модель УРБ-2А2.
- В условиях полной застройки – МБУ-2М.
- Для проходки промышленных скважин глубиной до 500 метров – УРБ-3АМ.
Буровая установка снабжается полой мачтой, внутри которой размещается подвижный вал с долотом. При включении вал начинает вращаться, приводя в движение долото, острые края которого пробивают в породе ствол необходимого диаметра.
В процессе проходки производится промывка, в ходе которой скважина освобождается от слоя выработанного грунта. Промывка может осуществляться двумя способами:
В первом случае струя воды подаётся в скважину сверху; смешиваясь с грунтом, она заполняет её целиком, после чего выходит наружу в верхней части. Метод универсален, поскольку может использоваться на любой скважине и дополнительно расширяет её диаметр, что впоследствии обеспечит больший дебит.
Недостаток прямой промывки – повреждение структуры водоносного горизонта.
При обратной промывке вода поступает в скважину самотёком, после чего вместе с грунтом выкачивается при помощи насоса. Такой метод обеспечит ещё большее значение дебита, но потребует больших капиталовложений.
Ударно-канатное бурение
При таком способе, разрушение породы производится за счёт резкого механического воздействия, а именно – падения тяжёлого предмета с высоты.
В качестве такого предмета выступает забойный стакан – кусок стальной трубы с буром на конце. В корпусе трубы делают несколько отверстий для быстрой очистки от грунта при вытаскивании.
Освобождение стакана от породы производится через каждые 50 см проходки.
К задней части стакана крепится трос или канат, другой конец которого расположен в верхней части буровой вышки. Вышкой называют сборную конструкцию из брёвен, металлических балок или труб высотой от 2 м. Для бурения скважин глубиной от 20 м используются канатно-ударные бурильные установки.
Преимущества
Ударный метод обладает рядом преимуществ.
- Его можно использовать для работы с прочными каменистыми грунтами
- Стакан не портит водоносный слой и стенки скважины и легко очищается.
- Способ можно использовать для изучения характеристик грунта на определённых слоях.
- Монтаж скважины можно проводить сразу после окончания бурильных работ.
Недостатки
Из недостатков метода можно выделить следующие моменты:
- Низкая скорость бурения.
- Невозможность использования на песчаном грунте.
- Метод годится только для вертикального бурения.
Шнековый метод
Основным инструментом, использующимся при данном методе, является шнек. Чтобы понять его устройство, представьте себе ледовый бур для зимней рыбалки, только больших размеров. Шнек работает аналогичным способом – его вставляют в подготовленную яму и вращают при помощи мобильной буровой установки.
Шнековый способ отличается высокой производительностью – при его использовании можно провести бурение в самые короткие сроки. Обуславливается такая скорость за счёт быстрой выемки породы из скважины – она выходит сама, перемещаясь вдоль сплошной винтовой поверхности шнека.
Диаметр винта может доходить до 1500 мм.
Кроме того, шнековое бурение идеально подходит для работы на песчаном и болотистом грунте и не предполагает никаких физических усилий либо серьёзных затрат на оборудование.
Из недостатков можно выделить невозможность его использования на каменистой почве, а также ограниченную глубину – не более 50 метров.
Колонковый метод
В основном, применяется при бурении промышленных скважин, а также для исследовательских работ. Порода разрушается при помощи специального долота – пустотелой трубы, оборудованной резцами. Проникая вглубь грунта, она отсекает его от основной структуры, после чего не составляет труда вымыть его наружу при помощи направленной струи воды под давлением.
Высокая функциональность колонкового способа бурения позволяет использовать его не только при бурении скважин, но и для строительных работ – например, если необходимо проделать отверстие в железобетонной плите. Долото приводится в движение при помощи буровых установок ЗИФ.
- Преимущества метода очевидны – высокая скорость работы, взаимодействие с любыми видами породы, мобильность и малые габариты буровой установки.
- Из недостатков можно выделить небольшой диаметр трубы долота (не больше 150 мм) и быстрое стачивание коронок, что приводит к дополнительным расходам.
Общие рекомендации по выбору способа
Выбор метода зависит от трёх основных параметров:
- типа грунта;
- диаметра сечения ствола;
- глубины проходки.
Для скважин малой глубины в мягком грунте рекомендуется использовать шнековый или ручной метод, в твёрдом – ударно-канатный.
Помимо этого выбирая способ бурения, обратите внимание на дополнительные критерии:
- необходимый объем воды;
- частота использования;
- качество воды;
- стоимость, которую придётся затратить на сооружение автономного источника, а именно – рациональность подобных расходов.
Перед проведением бурения скважины на малую глубину следует учитывать внешние факторы – климатические условия, сезонные изменения грунтовых вод, близкое расположение сельскохозяйственных угодий и объектов с вредным производством.
При монтаже артезианских скважин потребуется их регистрация в надзорных органах и оформление соответствующих документов, а значит – новые траты времени и денег.
Помните, что водозабор, изготовленный качественно, с учётом всех оказывающих влияние факторов, прослужит Вам на протяжении многих лет.
Перед составлением заказа на бурение, необходимо получить профессиональную консультацию, провести экспертизу на наличие воды, подобрать наилучшее место для размещения скважины в отдалении от септиков и выгребных ям.
При обнаружении каких-либо неисправностей в её работе лучше не рисковать и обратиться за помощью к специалистам, проводившим монтаж.
