Инструменты для бурения скважин: что нужно для самостоятельной и профессиональной работы

Артезианские скважины

Отличие такого устройства от «песчаной» скважины состоит в том, что бурение осуществляется до известковых пластов (глубина 40…200 м), а не песчаных. В такие слои грунтовые воды не просачиваются, как следствие, вода более чистая. Кроме того, в известняке давление жидкости выше, что обеспечивает быстрый ее подъем на нужную высоту (вплоть до создания естественного фонтана).

Обустройство скважины артезианского типа ведется ступенчато, поскольку обсадная труба требуется только на рыхлых слоях почвы и не может быть слишком длинной. Диаметр отверстия сокращается дважды: после окончания обсадной трубы и в середине (на некотором углублении) известкового слоя. Это связано с технологией бурения.

Внимание: использование артезианских вод нормируется и контролируется государством, поэтому устройство такого сооружения на частной территории – редкое явление. Стоимость оформления разрешительных документов, бурения, устройство «санитарной зоны» составляют 8…12 тыс

долларов.

Кроме того, для бурения необходима площадка 12х9 м без расположенных рядом линий электропередач, а также тяжелая крупногабаритная техника. Поэтому устройство таких скважин в частных владениях сильно ограничено.

Этапы работ по созданию скважины своими руками

Сначала необходимо вырыть яму. Её размеры должны составлять 150 на 150 см. Чтобы исключить осыпание углубления, выполняют облицовку её стенок фанерой, досками или используют куски ДСП. Есть и другой вариант. Необходимо пробурить ствол с диаметром 15х20 см и глубиной 1 метр, используя для этого обычный бур. Это делается для того, чтобы обеспечить устойчивость трубы в вертикальном положении.

Следующим действием над углублением устанавливают металлическую треногу, которую часто называют вышкой. Она должна располагаться в прямом положении. В месте соединения треноги закрепляют лебёдку. На треноге располагается бурильная колонка полутораметровыми штангами.

Последние скрепляют в одну трубу посредством резьбы, а потом выполняется их фиксация хомутом. Такая конструкция используется для спуска и подъёма оборудования при бурении скважины.

С насосом, который будет качать воду на поверхность, необходимо определиться заранее. Выбор насосного оборудования позволяет решить проблему с диаметром будущей скважины и колонковой трубы. В трубу насосное оборудование должно свободно проходить. Поэтому между диаметром насосного оборудования и внутренним диаметром трубы разница должна составлять минимум 5 мм.

Принцип бурения

Спуск и последующий подъем оборудования — в этом состоит процесс бурения скважины. Штанга проворачивается и одновременно с этим по ней ударяют сверху. Работая вдвоём, выполнить эту работу гораздо проще. Один человек крутит газовым ключом, второй наносит удары по штанге сверху, пробивая породу.

Использование лебёдки позволяет заметно упростить процесс бурения. Применяя её, опускание и подъем бурильного оборудования происходит заметно легче. При бурении штангу следует маркировать. Отметки необходимы для ориентации. По маркировке хорошо видно, когда пора вытягивать штангу и выполнять очистку бура. Специалисты рекомендуют выполнять эту процедуру каждые полметра.

Не все знают, как бурят скважины на воде. Для облегчения задачи по преодолению различных пластов грунта рекомендуется использовать различные типы буров:

1. Спиральный бур — он предназначен для глинистых почв.
2. Бур-долото — с его помощью выполняют разрыхление твёрдых пород.
3. Бур-ложка — его применяют для песчаного грунта.
4. Желонка — она помогает поднять грунт на поверхность.

Песчаный грунт легче всего преодолеть, если при бурении использовать бур-ложку. Во время бурения для облегчения этой задачи следует добавлять воду. Если грунт твёрдый, то в этом случае лучше всего использовать бур-долото. Такие буры бывают нескольких видов:

Вне зависимости от используемого вида главное его предназначение состоит в том, чтобы обеспечить помощь в разрыхлении твёрдых пород. Пески-плывуны преодолеваются с использованием ударного способа.

Если на участке преобладает глинистая почва, то в этом случае при бурении необходимо использовать змеевик, желонку и бур-ложку. Для глинистых почв хорошими инструментами для бурения являются змеевики и спиральные буры. Они имеют конструкцию, которая своим видом похожа на спираль.

У основания бура размер варьируется от 45 до 85 мм. Лезвие может иметь размеры от 250 до 290 мм. Для пробития галечных пластов, содержащих гравий, используют поочерёдно желонку и долото с обсадными трубами.

В отдельных случаях приходится бурить с обязательным заливом воды в отверстие. Такая процедура поможет сделать более простой задачу по бурению скважины. Иногда для создания скважин на участке используется вариант её бурения при помощи помпы.

Если доставляемая на поверхность земли порода стала влажной, то это говорит о близости водоносного слоя. Остаётся углубиться совсем на небольшое расстояние, чтобы перейти в водоносный горизонт. В этом случае бурение будет лёгким, но останавливаться нельзя, пока не будет обнаружен водоупорный слой.

Обустройство скважины своими руками

Когда нужная глубина достигнута, занимаемся обустройством источника воды. В отверстие запускается фильтровая колонка, которая состоит из следующих элементов:

Для того чтобы укрепить трубу, пространство обсыпается щебнем 5 мм фракции. Параллельно с засыпкой выполняется закачка воды в трубу с герметичным верхним концом. Это позволяет промыть затрубье и фильтр. Потом проводят желонирование. При выполнении этой работы используют насадку, желонку и центробежный насос.

Главным достоинством такого оборудования является его способность перекачивать жидкие среды повышенной плотности. Когда прокачка завершена, на тросе на глубину опускают насос. Потом выполняется подключение к нему водопроводной трубы.

Планирование строительства водоснабжения

Прежде чем строить дом или бурить скважину, спланируйте водоснабжение. Дом мало чего стоит без достаточного запаса питьевой  воды, которую можно найти там, где вы планируете  построить парадный вход!

Поиск воды на участке

Совершенно сухие источники встречаются редко, но низкая производительность скважины на воду – не редкость. Причины плохого напора в низком уровне естественного или сезонного уровня грунтовых вод, помехи от соседних водозаборов и геологические условия.

Планировать место бурения отталкиваясь от поиска запасов воды целесообразно на больших участках от 20 соток.

Чтобы найти воду на участке для скважины пробуйте несколько методов.  Ландшафт может дать ключ к разгадке того, где залегают поверхностные грунтовые воды.

Например, небольшая глубина залегания грунтовых вод присуща равнинам, под холмами вода глубже. В некоторых регионах наличие водолюбивых растений, таких как тополь или ива, помогают определить воду на участке для скважины на небольшой глубине.

Области, где вода на поверхности в виде родников, просачиваний, болот или озер, указывают на грунтовые воды.

О том, как искать воду на участке для скважины мы писали в обзоре поиск воды.

Как определить глубину скважины на воду

1. Тип грунта под поверхностью земли может сказать глубину бурения скважины на воду.
2. Местные бурильщики в состоянии сказать вам на какой глубине питьевая вода в скважине.
3. Соседи по району знают о количестве и качестве воды.
4. Кроме того существует карта глубин скважин на воду. Вводите в строку поиска территорию (например, московская область). Получите список, по которому поймёте на какую глубину бурить скважину для воды на своём участке.

Где на участке расположить скважину под воду:

1. Выгребная яма для слива неочищенных стоков — 60 метров.
2. Септик, канализация, слив с фундамента, 15 метров.
3. Внутренняя граница участка, 1,5 метра.
4. Внешняя граница с проезжей дорогой, 6 метров.
5. Мусорная свалка 60 метров.
6. Расстояние между скважинами на воду 20 метров.

Место определено, перейдём к шагу как происходит бурение скважин на воду и установка труб.

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.

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;
• обратная.

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.

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.

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.

Какие источники под землей

Геологические разрезы по земельным участкам неодинаковы, но закономерности по водоносным слоям существуют. С углублением от поверхности в недра подземная вода становится чище. Водозабор из верхних уровней обходится дешевле, им пользуются собственники частного жилья.

Верховодка

Водный ресурс, находящийся в земле недалеко от поверхности над водоупорным слоем горных пород, называется верховодкой. Водонепроницаемые грунты имеются не на всех территориях, не всегда удается найти подходящий участок для организации неглубокого водозабора. Над такими линзами фильтрационный слой отсутствует, вредные вещества, органические и механические примеси с дождем и снегом проникают в грунт и примешиваются к подземному водоему.

Верховодка характеризуется такими показателями:

1. Глубина залегания. В среднем 3-9 м в зависимости от региона. Для средней полосы — до 25 м.
2. Площадь пластов — ограниченная. Проявления встречаются не в каждой местности.
3. Подпитка запасов осуществляется за счет осадков. С нижележащих горизонтов водопритока нет. В засушливые периоды уровень воды в колодцах и скважинах на верховодку падает.
4. Использование — для технических нужд. Если в составе отсутствуют вредные химические загрязнители, системой фильтрации вода улучшается до питьевой.

Верховодка хорошо подходит для полива огорода. При бурении неглубоких скважин можно сэкономить: проходка доступна для самостоятельного выполнения. Вариант — устройство колодца с укреплением его стенок бетонными кольцами. Не рекомендуется делать водозабор из верхних залежей, если недалеко от земельного участка используют удобрения, располагается промышленная зона.

Грунтовка

Верховодка — ресурс пропадающий, в отличие от грунтовки, являющейся первым постоянным подземным водохранилищем. Извлечение из недр верховодки осуществляется преимущественно посредством колодцев, для забора грунтовки бурятся скважины. Эти типы подземной воды имеют схожие характеристики по глубине залегания —

К особенностям грунтовой разновидности относятся:

1. Фильтрующий слой горных пород. Его толщина 7-20 м, он распространяется непосредственно до пласта, расположенного на водонепроницаемой платформе скального грунта.
2. Применение в качестве питьевой воды. В отличие от верховодки, для которой используется многоступенчатая система очистки, удаление механических примесей из грунтовки делают скважинным фильтром.

Подпитка грунтовой воды стабильна на территориях, покрытых лесами и регионах с умеренным климатом. В засушливых районах летом влага может исчезать.

Источники между пластами

Схема подземных вод.

Название второго постоянного источника воды — межпластовый водоносный горизонт. На этот уровень бурятся скважины на песок.

Признаки линз, перемежаемых горными породами:

• вода напорная, поскольку принимает на себя давление окружающих горных пород;
• продуктивных водоносов несколько, они рассредоточены по глубине в рыхлых грунтах от верхнего водонепроницаемого слоя до нижней подстилающей подушки;
• запасы отдельных линз ограниченные.

Качество воды в таких залежах лучше, чем на верхних уровнях. Глубина распространения — от 25 до 80 м. Из некоторых пластов на земную поверхность пробиваются родники. Вскрытая на большой глубине подземная вода за счет напряженного состояния жидкости поднимается по стволу скважины на привычную близость к поверхности. Это позволяет осуществлять водозабор центробежным насосом, установленным на устье выработки.

Межпластовая разновидность подземных вод популярна при обустройстве водозаборов для загородных домов. Дебит песчаной скважины — 0,8-1,2 м³/час.

Артезианская

Другими особенностями артезианских горизонтов являются:

1. Высокая водоотдача — 3-10 м³/час. Этого количества хватит, чтобы обеспечить несколько дачных домов.
2. Чистота воды: проникая в недра через многометровые слои грунта, она полностью освобождается от механических и вредных органических примесей. Вмещающие породы обусловили второе название водозаборных выработок — скважины на известняк. Утверждение относится к пористым разновидностям камня.

В промышленных масштабах добыча артезианской влаги осуществляется в коммерческих целях — для продажи питьевой воды. На территориях, расположенных в низинах, есть вероятность обнаружить напорную залежь на глубине 20 м.

Скважина внутри дома

Бурение внутри помещения

Немалый интерес представляет скважина, которая находится непосредственно в доме:

• Система снабжения водой внутри помещения предполагает установку для подъема воды с напорным баком и насосом периодического типа действия, она удовлетворит самые амбициозные запросы. К тому же, установка, находящаяся в центре дома (в подвале) экономична, не требует больших расходов материалов
• На чердаке может быть установлен водонапорный бак
• Установка в подвальном помещении или напорный бак на чердаке (в утепленной пристройке) обеспечит полную автоматизацию водоснабжения вашего дачного дома
• Скважина в подвальном помещении дома бурится во время закладки фундамента, на этапе строительства, когда ещё нет перекрытия
• Делать скважину в подвальном помещении можно и в том случае, если сделано перекрытие первого этажа, а над скважиной оставлен временный проём
• В наше время иногда ещё пользуются ручными поршневыми насосами. В таком случае на чердаке должен располагаться бак, из которого вода под напором будет поступать в умывальник или душ

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.

Как пробурить скважину для воды своими руками

Говоря о том, как пробурить скважину, обычно подразумевают абиссинскую или песчаную разновидность, поскольку артезианские варианты сооружений выполняются только профессионально.

Для работ необходимо:

• подготовить место бурения. На участке выкорчевываются корни деревьев (при необходимости подрубаются, для работ на глубине лучше использовать топор с удлиненным топорищем), удаляется любая растительность;
• выкопать яму глубиной 1…1,5 м, сечением не менее 1х1 м. Она необходима для удаления верхних рыхлых слоев грунта, удобства выполнения дальнейших работ и обустройства приямка или кессона;
• установить бурильную установку.

Бур для скважины может быть самодельным. Для этого подготавливаются несколько труб с диаметром 120 мм (они в дальнейшем будут выполнять роль обсадных). Нижний конец нижней трубы оснащается зубъями или буром, противоположный и оба конца последующих труб – резьбой для соединения.

При использовании промышленного бура вначале выполняется «прокол» грунта, потом в него опускаются обсадные трубы.

Для небольших по глубине «проколов» достаточно согласованной работы двух исполнителей. Шнековый бур извлекается после прохода каждых 10…15 см грунта, в противном случае избыточный вес налипшей земли может привести к поломке бура. По мере заглубления можно навесить груз на ручки ворота, в этом случае рабочим придется прикладывать меньше усилий.

Данный метод работ считается ответом на вопрос: как пробурить одному, без оборудования, скважину небольшой глубины? Это действительно реально, но все же работать лучше с помощником.

Гидробурение

Если для бурения используются трубы, дополнительно потребуется емкость для воды (бочка) объемом не менее 200 литров и насос. После первичного заглубления трубы в землю к ней подключается насос и под давлением подается вода. Жидкость постепенно размывает грунт возле нижнего конца трубы, позволяя постепенно заглублять ее методом вращения.

При этом разрушенный грунт вымывается наружу струей воды, которая откачивается из приямка помпой (ручной или механизированной). Поэтому метод получил название гидробурения скважин на воду. Своими руками сделать пробой нужной глубины проще и быстрее, чем другими способами. При небольшой глубине колонны можно исключить сращивание труб резьбовым методом.

Приведенная схема относится к профессиональному буровому оборудованию. При самостоятельном проведении работ достаточно обеспечить подачу воды в будущую скважину и ее естественный отток наружу.

Важно: выясняя, можно ли зимой бурить скважину под воду, следует учитывать температуру воздуха. В морозы работа с влажным грунтом и водой невозможна

Даже подача горячей жидкости не всегда решает проблему. Работы допустимы при отсутствии промерзания грунта.

Бурение ударно-канатным методом

Для этого необходимо использовать специальную вышку.

Она может быть выполнена из металлического профиля или бревен (брусьев) подходящего сечения. Обязательно устройство лебедки или противовеса для извлечения обсадной трубы, располагается вышка так, чтобы ее вершина находилась точно над местом бурения.

Вначале в выкопанную яму устанавливается обсадная труба. Толщина ее стенки должна составлять не менее 5 мм, используется бесшовная труба. После чего в получившуюся направляющую конструкцию опускается желонка (стакан), который с помощью лебедки (ворота) поднимается и опускается (свободное падение) на высоту около метра. Таким образом грунт разбивается и заполняет внутреннее пространство обсадной трубы. После ее наполнения грунтом на 2/3 и более труба извлекается и освобождается на наполняющей ее земли. Процесс повторяется до достижения необходимой глубины – то есть водоносного песчаного слоя.

Важно: при бурении любой скважины верхняя ее часть существенно шире, чем диаметр обсадной трубы. Для укрепления и стабилизации конструкции зазор между обсадной трубой и стенками ямы засыпают щебнем.. Чтобы более детально разобраться в вопросе, мы предлагаем посмотреть несколько видео по теме:

Чтобы более детально разобраться в вопросе, мы предлагаем посмотреть несколько видео по теме:

Ударно-канатное бурение

Ручное гидробурение

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Подробный опыт самостоятельного гидробурения:

Видео #2. Промышленный вариант создания скважины:

Методы бурения скважин разнообразны, но они проверены временем. Сотрудничая с опытной бригадой, практически всегда можно получить надежное и долговечное сооружение. Но и самостоятельно созданный источник воды может прослужить несколько десятилетий.

Хотите рассказать о том, как вы или ваши соседи бурили на даче скважину? Поделитесь собственным опытом или полезными сведениями по теме статьи. Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, размещайте фото с пошаговой демонстрацией процесса, задавайте вопросы.