Как правильно сделать скважину

Роторное бурение

Буровое долото

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.

Абиссинский скважинный колодец

В отличие от традиционных подземных каналов абиссинская скважина имеет малый диаметр (не более 50 мм) и вода из нее откачивается поверхностным насосом, а не погружным. Есть мнение, что из-за создаваемого разрежения такая скважина не заиливается, а со временем ее дебет только растет благодаря принудительной размывке грунтовых капилляров. В действительности подобные утверждения не имеют под собой серьезных оснований.

Прежде чем сделать абиссинскую скважину, заготовьте нужное количество обсадных труб длиной по 2—2,5 м. Поскольку заглубления ниже 15 м не предвидится, достаточно иметь под рукой 6—7 готовых отрезков Ø50 мм плюс первая секция со стальным конусом на конце – игла. Она и будет играть роль бурового инструмента.

Готовая игла с сеткой

Технология выглядит так:

1. Изготовьте первую секцию обсадной трубы – так называемую иглу. К ее торцу приварите металлический конус, а по бокам сделайте отверстия и поставьте сетку, как описывалось в предыдущем разделе.
2. Выройте небольшую лидерную лунку, вставьте в нее иглу и приступайте к забивке, придерживаясь вертикали. Для этого можно использовать ту же треногу с подвешенной гирей либо другое приспособление.
3. По мере погружения приваривайте новые секции и продолжайте забивать обсаду. Приблизившись к расчетной глубине, проверяйте появление воды с помощью грузика на нитке.
4. Пройдя водоносный горизонт, опустите в скважину полимерный трубопровод, подключенный к ручной колонке. Залейте ее водой и прокачайте источник в течение 30—60 минут, пока не пойдет чистая вода. После чего приступайте к монтажу автономного водопровода.

Устройство абиссинского колодца

У абиссинской скважины есть один существенный недостаток: перед ее бурением надо точно знать, что в данном месте есть грунтовые воды. Иначе вы рискуете похоронить в земле все трубы, поскольку извлечь их обратно не всегда возможно. Плюсы источника – простота в исполнении и минимальный расход материалов. При желании подобную скважину вы можете пробить прямо в доме, как это демонстрирует бригада рабочих на видео:

https://youtube.com/watch?v=LsyyVxKLfNY

Этапы монтажа

Бурение скважины в одиночку включает ряд обязательных этапов:

• Этап 1 – образовательный.
• Этап 2 — проектный
• Этап 3 – подготовительный.
• Этап 3 – строительный.
• Этап 4 – завершающий.

Первый этап — этап теоретической подготовки бурения, ведь надеяться придется только на себя. Поэтому, с головой уходим в Интернет, в нужную литературу – проблем с ней сегодня нет. Неоценима помощь специалистов-буровиков, любого кто такой опыт имеет. Пригодятся советы старожилов в установке скважины и сведения изыскательских архивов. Важна следующая информация:

• О правовых аспектах строительства и использования водоносной скважины.
• О видах водоносных скважин и особенностях их выбора.
• О технологии бурения водоносной скважины.
• О нужной технологической оснастке.
• Где она приобретается или как сделать ее.
• О технологических рисках процесса бурения и алгоритмах действий в случае их реализации.
• Об обустройстве построенной скважины.

Что входит в бурение под ключ?

Бурение скважин на воду под ключ – это:

• проектирование;
• бурение;
• монтаж насосного оборудования;
• ввод в эксплуатацию с отражением параметров в документации.

Это общая схема, справедливая для юридических лиц. Для физических лиц схема обычно упрощается до технических моментов.

Подготовительные работы

После заключения договора объект исследуют специалисты. Необходимо определить тип скважины, глубину залегания вод, технологию бурения. В самом широком случае требуется согласование проекта с контролирующими службами.

При разработке и реализации проекта мы пользуемся гидрологической картой региона. В области глубина залегания водоносных пластов отличается в несколько раз. Уже на этапе консультации наши специалисты подскажут ориентировочные параметры вашего участка.

Для бурения используется спецтехника – автомобиль с буровой установкой и водовоз. Работы занимают от одного до нескольких дней. При необходимости на объект выезжает авто с КУНГом для временного проживания специалистов – мы полностью мобильны.

Бурение

Бурение выполняется одним из двух методов – шнековым или роторным. Мы рекомендуем заказывать артезианскую скважину, при бурении которой применяется роторная технология. С ее помощью мы справляемся даже с неподатливым грунтом.

После бурения скважины она фиксируется обсадными трубами. Металлическая колонна защищает отверстие в грунте от разрушения и не допускает смешения вод из разных пластов. В процессе работ полностью контролируется соблюдение технологических норм. Результат – скважина с чистой водой и требуемым дебитом.

Обустройство скважины

Бурение и обустройство скважины под ключ – это комплекс работ, ориентированный на автономную добычу и подачу воды в дом. После окончания бурения мы получаем скважину с трубой, выступающей над поверхностью. Уже есть гидроисточник, но еще нет возможности пользоваться им. Дальнейшие работы входят в понятие обустройства – монтажа водоподъемного оборудования.

Необходимое оборудование:

• насос;
• кессон, либо скважинный адаптер
• гидроаккумулятор, поддерживающий давление в системе;
• реле давления или частотный регулятор, обеспечивающий автоматическую работу насоса;
• расходные материалы – кабель, трубы, трос, муфты и т. п.

Мы выполняем обустройство скважины на воду под ключ с кессоном и без. Качество отменное у обоих вариантов. Выбор зависит от возможности предоставить место под оборудование в доме, в котором вода не будет замерзать в гидроаккомуляторе. Если технического помещения нет, необходимо использовать кессон.

Кессон

Это металлическая или пластиковая емкость, которую устанавливают в приямке вокруг скважины. В емкости монтируют водоподъемное оборудование. Минимальные размеры кессона – 1х1Х1,5 м3.

Цилиндр или куб фиксируют вокруг обсадной колонны на глубине около двух метров. После монтажа стыки заваривают – емкость становится герметичной. Достоинства метода:

• круглогодичная работа – вода не замерзает;
• безопасность устройств – нет доступа грунтовым водам;
• экономия площади в постройке и возможность вообще обойтись без техпомещения;
• отсутствие шума в доме и дополнительная шумоизоляция на участке.

Скважинный адаптер

Используется при наличии в доме подвального или подсобного помещения. В этом случае на аналогичной глубине в обсадную колонну врезается адаптер, служащий началом водопроводной магистрали. От него вода подается в дом.

У адаптера есть недостатки. Но компания «АкваБур» решила ряд технических проблем – наши клиенты получают результат, не уступающий варианту с кессоном. Обе технологии многократно доказали свою надежность.

Обращайтесь за консультацией к нашим специалистам. Они подскажут оптимальное решение, исходя из особенностей вашего объекта.

Как установить обсадку

Установка обсадной трубы выполняется двумя способами.

Первый вариант. Бурят створ по диаметру больше, чем обсадная труба, затем опускают трубу в ствол, или несколько. Чтобы колона не рухнула, используют так называемые бурильные ворота – одним придерживают трубу, уже ушедшую в ствол, другой ставят на новую, прежде чем убрать первый. После этого колонну осаживают вглубь, если она не опускается сама.

Второй вариант. Обсадную нижнюю трубу снабжают режущими зубцами, а бур выбирают меньшего диаметра. Забурившись на несколько метров, бур вытягивают, а трубу осаживают принудительно, а режущие зубцы срезают лишний грунт. Такой способ несколько медленнее, так как перед новым циклом бурения необходимо выбирать осыпавшуюся породу.

Какой вариант бурения лучше

При выборе подходящей технологии в учет следует взять следующие факторы:

1. Присутствует ли на участке водоносный слой. Чтобы это определить, стоит внимательно понаблюдать за окружающей природой. Существует несколько признаков, которые указывают на близость к поверхности земли воды. Кроме того, есть специальные приспособления, позволяющие найти воду на участке.
2. Специфика состава грунта в данном районе. Подобную информацию могут предоставить местные гидрогеологические компании. Они также смогут подтвердить достоверность данных, полученных пользователем при исследовании участка на воду.
3. Необходимо вооружиться информацией о глубине залегания различных водоносных слоев. Дело в том, что на одном участке на разной глубине может находиться верховодка, грунтовые воды, межпластовые и артезианские горизонты.

Вооружившись этими данными, намного легче определиться со способом бурения скважин под воду на приусадебной территории.

Типы бурения

Есть несколько технологий, как бурить скважину на воду. Каждая из них имеет свою специфику реализации и область применения.

Какое оборудование используется для обустройства скважины?

1. Кессон

Здесь можно повторить почти все, что было сказано выше о трубах. Пластиковые кессоны нередко лопаются, в результате сдавливания грунтом, а в силу того что весят мало, иногда и «всплывают» (выталкиваются грунтовыми водами). При нарушении герметичности из крана уже может пойти не только грунтовая, но и дождевая вода. Металлический же кессон даже при сильной деформации остается целым.

При выборе обратите внимание на качество гидроизоляции металлоконструкции. Именно от нее зависит долговечность кессона

2. Скважинный насос

Стандартный диаметр насоса — 4 дюйма. Есть и 3-дюймовые модели, но они стоят дороже при тех же производительности и напоре. А многие известные производители их попросту не делают.

При покупке насоса можно сэкономить на бренде. На рынке есть масса качественного насосного оборудования «не раскрученных» торговых марок. Для понимания ситуации на рынке сравните цены на аналогичные по характеристикам насосы разных производителей. И не забудьте обговорить этот вопрос заранее с подрядчиком.

И наконец, самый важный момент!

Разновидности скважин на воду

В первую очередь конструкция скважины определяется типом водоносного пласта.

Нужно узнать, насколько глубоко залегает вода на вашем участке.

Бывают они такими:

1. Верховодка: самый верхний и самый загрязненный слой, чаще всего залегающий на глубинах до 2,5 м (иногда – до 10 м). За редкими исключениями качество этой воды не позволяет применять ее для питья и приготовления пищи – только для технических нужд. Добывается с помощью обычного колодца.
2. Артезианские воды: самый глубокий, чистый и производительный водоносный пласт. Но добыча такой воды, имеющей идеальное качество, допускается только при наличии специальной лицензии. Да и построить артезианскую скважину самостоятельно невозможно – обычно пласт залегает глубже 50-ти м и только в очень редких случаях выходит на 30-метровый горизонт.
3. Напорный пласт: обычная глубина залегания – от 30 до 50 м. Источники данной разновидности часто называют «скважиной на известняк», хотя водоносный пласт может быть образован не только известняком (это наиболее желаемый вариант), но и суглинками, а также гравийно-галечными отложениями.
4. Безнапорный пласт: именно сюда – на глубину до 20 м – чаще всего добираются буровики-самоучки. Как правило, пласт состоит из пропитанного водой песка, откуда и пошло название – скважина на песок. Также не исключена галечниковая, гравийная структура и некоторые другие варианты. В большинстве случаев вода имеет приемлемое качество, но ее обязательно нужно сдать в лабораторию для анализа. Естественный напор отсутствует, поэтому необходим погружной насос и прочный водопровод. Также потребуется установка песочного фильтра.

У скважин на известняк есть два существенных достоинства:

• Отсутствует необходимость устанавливать песочный фильтр в нижней части ствола.
• Вода за счет естественного напора может подниматься довольно высоко, что облегчает эксплуатацию скважины и снижает требования к насосу и трубам.

Расположение водоносного слоя

Однако, несмотря на все плюсы подобную скважину своими силами делают очень редко, так как она является слишком глубокой.

Согласно расчетам, при глубине залегания вод свыше 20 м делать скважину своими руками нецелесообразно – нанять профессионалов со специнвентарем будет дешевле.

Если вы добрались до безнапорной воды на отметке 12 – 15 м, лучше не останавливаться, а по возможности углубляться далее, чтобы добраться до известняка.
Известняковая скважина по сравнению с песчаной имеет целый ряд преимуществ, среди которых большая производительность (5 куб. м/сут против 2-х) и более длительный срок эксплуатации – 50 лет против 15-ти.

Особенности шнеков для бурения скважин на воду

Шнеки буровой установки охлаждаются за счёт разрушаемой почвы.

При этом грунт поднимается по спирали режущего инструмента:

1. Объём грунта при средней скорости движения должен быть не больше 0,2-0,4 от общего. При этом количество вращений бура должно быть 150-200 оборотов в минуту.
2. Для режущих элементов, которые имеют размер до 10 см, частота вращения не может быть больше 500 об./мин.
3. При бурении скважин шнеками более результативными являются режущие элементы, которые имеют центральный канал. Через него идет воздух или вода при помощи гидравлики, что понижает трение при бурении грунта.

Перед шнековым бурением следует выполнить анализ грунта

Традиционно бурение шнеками скважин осуществляют на глубину до 50 м. В качестве исключения бурить оборудованием можно до глубины 120 м.

Артезианская скважина

Впервые подобная скважина была пробурена во французской провинции Артуа, откуда и произошло ее название. При этом давление было настолько сильным, что вода изливалась самопроизвольно. Это можно считать настоящей удачей, так как фонтанирование бывает довольно редким. Благодаря тому, что артезианские воды находятся в пластах пористого известняка, установка фильтра на артезианскую скважину не производится.

Артезианская скважина от скважины на песке отличается тем, что может давать значительно большее количество воды – до 10 кубометров за час. При этом вода в такой скважине никогда не заканчивается, а срок ее эксплуатации редко бывает менее 50 лет.

Для бурения артезианской скважины используется машина УРБ-2А, единственным недостатком которой являются слишком большие габариты. Отсутствие на участке площадки минимальным размером 6х4 может сделать бурение скважины невозможным.

Хотя устройство и технология бурения артезианской скважины на воду и обходится довольно дорого, все же затраты оправдываются долговечностью эксплуатации и обилием воды.

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.

Особенности технологии

Для начала определимся, что такое способ роторного бурения. Это особая технология бурения скважин, которая применяется в том случае, если необходимо, чтобы гидротехническое сооружение давало большие объёмы экологически чистой питьевой воды. При этом скважина будет отличаться стабильной и долговечной работой. В этом случае данный способ подходит лучше, чем какая-либо другая технология бурения.

Роторная буровая установка и сама технология имеют следующие преимущества перед другими бурильными конструкциями и методиками:

• Скважина, пробуренная таким способом, будет обладать высокой производительностью, то есть давать воду в большом объёме.
• Долговечность гидротехнического сооружения.
• Подача воды из скважины осуществляется стабильно (без снижения уровня и перебоев).
• Качество добываемой жидкости будет на высоте. Её смело можно использовать в питьевых целях.

Такой способ бурения скважин позволяет получить гидротехническое сооружение, которое будет обладать настолько высоким дебетом, что воды из источника хватить не только для водоснабжения жилого дома, но и для полива огорода, наполнения бассейнов и других резервуаров, а также для удовлетворения различных технических нужд.

Роторная буровая установка используется в том случае, если необходимо бурить глубокую скважину на воду. Суть метода заключается в следующем: в бурильную трубу опускается вал с наконечником в виде долота. Во время вращения вала долото разрушает породу. Вращение осуществляется за счёт функционирования гидравлической установки.

Чтобы очищать скважину от находящейся в ней породы, используют специальный промывочный раствор. Он подаётся в проходку по трубам. При этом может использоваться два способа подачи:

1. Бурильный раствор закачивается в бурильную трубу при помощи специального насосного оборудования. После этого он выдавливается наружу через затрубное пространство. Такой метод называется прямая промывка. Именно он показан на видео в конце статьи.
2. Второй способ делается иначе. Раствор подаётся в затрубное пространство, а затем при помощи насосного оборудования выкачивается из бурильной трубы вместе с измельчённой породой. Этот метод называется обратная промывка.

Способ обратной промывки имеет одно неоспоримое преимущество – с использованием такой методики можно получить гидротехническое сооружение с большим дебетом, поскольку вскрытие водоносного слоя происходит наиболее качественно. Среди недостатков стоит назвать необходимость привлечения сложной высокотехнологичной техники, поэтому данная методика более дорогостоящая.

Преимуществом роторного бурения с прямой промывкой можно назвать его относительную дешевизну в сравнении со вторым методом. Именно поэтому данный способ чаще всего используется при бурении скважин на воду на территории частных владений.

Технология бурения

Для бурения скважин шнековым способом происходит постоянное вращение рабочего инструмента с лопастями. Это обеспечивает бесперебойную подачу отработанной породы на поверхность, что очень удобно. Шнеки, осуществляющие все предвиденные технологией операции, состоят из центральной трубы, которую также называют буровой штангой. По ее поверхности по всей длине под определенным углом размещается стальная полоса. Именно она транспортирует разрушению почву на поверхность.

В конструкции шнека присутствует острый наконечник, который осуществляет врезку в грунт. Чаще всего его делают съемным. Это позволяет менять наконечник, зависимо от типа обрабатываемого грунта. При шнековом бурения чаще всего применяются следующие типы наконечников:

• долото, оснащено трема лопастями;
• лопастный бур;
• долото с двумя лопастями.

Во время бурения скважин на воду одновременно происходит формирование и укрепление ее стенок. Для этого может использоваться бетон или металл. Также следует не забывать, что данный метод редко применяется для производства глубоких скважин. Но при необходимости длина проходки может достигать 50 м. Поэтому шнек для бурения оснащается дополнительными секциями.