Как происходит процесс бурения скважины на воду. Принципы и правила

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.

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:

безфильтровые (артезианские);
фильтровые (песчаные скважины);
колодцы.

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.

По применяемым механизмам:
- ручное бурение;
- механическое бурение.
По принципу работы бурового инструмента:
- 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:

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:

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

При ударно-канатном способе бурения скважины на воду разбивка грунта достигается за счет падения с вышки тяжелого инструмента (забивного стакана).

При самостоятельном бурении можно использовать самодельную буровую вышку и дополнительные инструменты (забойный стакан, канат, инвентарь для извлечения грунта).

Последовательность ударно-канатного бурения:

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)

Для осуществления данного способа используются малогабаритные легкоперевозимые буровые установки.

Достоинства шнекового способа бурения:

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.

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.

Бурение скважины на воду - сложный технологический процесс, грамотное выполнение которого станет залогом бесперебойной подачи качественной воды в течение всего срока эксплуатации скважины.

Скважина для добычи воды представляет собой довольно сложное сооружение. Многих сегодня интересует бурение скважин на воду: технология процесса, инструменты и оборудование для выполнения работ. Качество воды из скважины или колодца зависит от их конструкции. От качества выполненных работ зависит срок эксплуатации.

Как пробурить водяную скважину

Перед бурением скважины на воду необходимо выбрать для нее место. Это должен быть участок земли с примерными размерами 4х12 м. Если дом еще не построен, то лучше выбрать место в будущем подвале. Если дом уже поставлен, то бурить лучше поближе к фундаменту. К месту проведения работ нужно обеспечить проезд бурильной установки и автомобиля-водовоза. На расстоянии примерно 2 м от места расположения бура не должно быть никаких электрических проводов. Подобных мер требуют общие правила проведения бурения скважин под воду.

Способов бурения существует несколько. Но при любом из них должны выполняться следующие операции:

измельчение породы;
выемка измельченной земли наружу;
укрепление стенок скважины.

Как происходит измельчение породы? Делается это с помощью специальных породоразрушающих приспособлений. Это может быть взрывная энергия, электрическая или термическая. Но все эти виды применяются довольно редко. Гораздо чаще пользуются другими: шнеками, стаканами, ручными бурами.

Вынимают грунт наружу следующими способами:

гидравлическим;
механическим;
пневматическим;
комбинированным.

Гидравлический способ производится водой, раствором глины или другой технической жидкостью. Механический — с применением специальных буров, шнеков, желонок. При пневматическом методе измельченная порода удаляется сильной струей сжатого воздуха. При комбинированном способе пользуются несколькими из этих способов.

Крепление стенок скважины на воду технология рекомендует осуществлять металлическими обсадными трубами. Чаще всего это цельнотянутые трубы на резьбовом или сварном соединении. Применяются изредка и другие варианты. Но не рекомендуется использовать нержавеющую сталь (очень дорого!) и оцинкованный металл.

При выполнении бурения скважины на воду часто используют промывку. Это способ, при котором в скважину подается вода с помощью насосов. Она затем вместе с измельченной породой поднимается и отстаивается в специальном отстойнике. По осевшей породе бурильщики определяют разрез участка. Вода затем делает новый круг. Поднимающийся раствор глины упрочняет стенки и не дает им обвалиться.

Процесс бурения скважины подразумевает последовательную ее обсадку трубами. Завершается бурение скважин на воду их прокачкой, которая ведется до того момента, пока не пойдет совершенно прозрачная жидкость.

Способы бурения на воду

Технология бурения скважины под воду позволяет вести работу несколькими способами:

шнековым;
роторным;
ударно-канатным;
ручным.

Рассмотрим каждый из них подробнее.

Шнековое бурение скважин — самый распространенный и доступный способ. Шнек в виде винта входит в почву и разрыхляет ее. Бурить можно только сухой и мягкий грунт. Шнеки совершенно не годятся для плывунов. Этот инструмент разрушает породу и поднимает ее в скважинное устье. Шнеки бывают диаметром от 60 до 800 мм. Бурить ими можно до глубины 60 м, иногда и до 100 м. Шнековое бурение скважин невозможно на скальных грунтах.

Роторный способ — это непрерывное действие инструмента, который называется ротором. Он постоянно вращается. Порода вымывается глинистым раствором. Этот способ сравнительно дешевый и достаточно быстрый. Но в холодную погоду он требует утепления системы, по которой циркулирует вода. Бурение осуществляется с помощью машин:

УРБ-2А2;
МБУ-2М;
УРБ-2,5;
УРБ-3АМ.

УРБ-2А2 способна пробурить почву до глубины 55 м, УРБ-2,5 — до 300 м, а УРБ-3АМ — до 500 м.

Ударно-канатный способ является самым трудоемким. Но его не стоит забывать, так как он самый качественный. Порода разрушается после удара тяжелого предмета. Это особой формы заостренный стакан из стальной трубы. Он падает с высоты, ударяется о почву, забирает разрушенный грунт и поднимается. Наверху стакан чистят и снова бросают вниз.

Сама бурильная установка может быть сделана своими руками из труб или из бревен в виде треугольного конуса. Этот конус оборудован лебедкой с тросом. Технология бурения скважин на воду не требует использования глинистого раствора. Но установка обсадных труб должна проводиться своевременно. Такой установкой можно пробурить диаметр 10-30 см. Но глубина не может превышать 10 м. Для бурения можно применять установки УКС-22М2, УГБ-50, УГБ-1ВС.

Ручной способ используется довольно часто. При нем пользуются забивными трубами или шнеком. Трубы разрезают на куски длиной примерно 2-3 м. На концах их нарезается наружная резьба. На нижний конец трубы наваривается наконечник. Он имеет вид конуса, диаметр которого на 1 см больше диаметра трубы. Над наконечником 60-100 см трубы просверливается через 5 см сверлом диаметром 6 мм. Это будет своеобразный фильтр. По мере заглубления трубы она удлиняется с помощью муфт. Но проще поступить другим способом. Нужно для работы приготовить:

различные буры;
штанги;
трубы для обсадки;
лебедку;
бурильную вышку.

Если скважина не будет очень глубокой, необходимость в вышке отпадает. Процесс выполнения работ довольно прост. Нужно выкопать ямку глубиной около 50 см, установить бур и начать его вращать. Работать лучше вдвоем. Через каждые 50 см бур вынимают из земли и чистят его. Метод этот стоит дешевле остальных, но имеет ограничения по глубине.

Заключение

Технология бурения скважин на воду подразумевает разрушение породы, очистку ствола, укрепление стенок и окончательное оборудование скважины трубами, фильтрами, насосами и кранами для забора питьевой воды. Процесс бурения скважины может быть разным. Глубокие шурфы выполняются с помощью вращательной технологии бурения скважин. Часто пользуются шнековым бурением: технология его довольно проста и применяется на личных участках. При скорости вращения шнеков 250 оборотов в минуту весь процесс происходит довольно быстро.

При любой технологии бурения скважин применяется обсадка специальными трубами для защиты стенок от обвала и от проникновения грязной воды из верхних водоносных слоев.

Неглубокие скважины можно получать ударно-канатным способом. Хорошо работает ручной метод. Любое бурение заканчивается закрытием верха водоносной скважины специальным оголовком. Через него пропускаются необходимые провода, шланги и трубы для доставки воды в дом.

Если вы собрались оборудовать свой загородный дом автономным водоснабжением и обзавестись скважиной, то необходимо ознакомиться с технологией бурения. Это позволит сберечь много времени при поиске бурильщиков и средств в процессе самого бурения.

Виды технологий бурения

При устройстве системы водоснабжения в частном доме, как правило, применяют одну из трех технологий бурения:

Роторное;
Шнековое;
Ударно-канатное.

Отличие этих технологий заключается в способах разрушения породы внутри скважины, а также в способах извлечении грунта на поверхность. Естественно, в зависимости от технологии, зависит и набор необходимого оборудования .

Зачем заказчику нужно знать эти технологии? Это даст понимание, каким образом будет буриться скважина, какое для этого будет использовано оборудование и сколько на это уйдет времени. Кроме того, от типа технологии зависит цена работ, а также качество конечного результата.

На фото — бурение скважины шнековым способом

Шнековый метод

Наиболее дешевым и простым вариантом является шнековое бурение. Поэтому большая часть малогабаритных буровых установок основаны именно на этой технологии.В ее основе лежит обычный Архимедов винт (шнек), при помощи которого выполняется извлечение грунта на поверхность.

Чтобы легче было представить данный метод, следует вспомнить как рыбаки бурят отверстие во льду.Данным способом можно бурить скважины глубиной не превышающей 10 метров.

Особенностью данного метода является возможность выполнения отверстия только в относительно сухих и мягких грунтах. Если на глубине оказываются твердые породы или плывуны, то выполнять дальнейшую работу шнековым способом невозможно.

Надо сказать, что технология бурения скважин под воду шнеком обычно используется частными «бурильщиками», которые имеют малогабаритные установки. Как правило, найти организации, которые занимаются предоставлением таких услуг, не составляет труда.

Обратите внимание!
Для выполнения скважины, не достаточно просто пробурить отверстие в грунте.
Еще необходимо хорошо защитить водоносный слой от верховодки, как того требует инструкция.
Поэтому, несмотря на то, что сам процесс не представляет собой ничего сложного, квалификация исполнителей очень важна.

Роторный способ

Технология бурения скважины под воду роторным способом, на сегодняшний день, является наиболее распространенной. Для выполнения отверстия в грунте данным способом используется бурильная труба, внутри которой расположен вращающийся вал с долотом на конце.

Нагрузку на наконечник передает гидравлическая установка. Данный способ привлекателен тем, что позволяет выполнять бурение практически на любую глубину, вне зависимости от типа породы.

Грунт вымывается путем постоянной промывки скважины бурильным раствором.

Раствор может подаваться двумя способами:

Насосом внутрь бурильной трубы, в этом случае грунт с раствором выходит самотеком в затрубное пространство.
Самотеком в затрубное пространство, при этом раствор с породой выкачиваются из бурильной трубы принудительно.

Надо сказать, что второй способ, который называется обратной промывкой, качественнее вскрыть водоносный слой, благодаря чему скважина будет иметь больший дебет. Однако, данный метод более трудоемкий и требует более сложное оборудование, соответственно и стоит значительно дороже.

Поэтому выбор технологии зависит, в данном случае, от вашего бюджета и необходимого количества воды. Как правило, если необходимо обеспечить водой одно домовладение, то вполне достаточно и бурения с прямой промывкой.

Теперь рассмотрим данную технологию поэтапно:

В первую очередь заглубляется в грунт долото большого диаметра.
Затем долото вращается от воздействия ротора, который приводится в движение двигателем.
Между бурильными трубами и долотом устанавливают утяжеленные трубы, которые придают дополнительную нагрузку.
В процессе работы, грунт удаляется напором жидкости от бурового насоса.
Завершив бурение первого участка почвы, в ствол вставляется обсадная труба, чтобы внутрь скважины не обсыпались верхние слои грунта.
Для устойчивости, пространство между почвой и первой обсадной трубой заполняется раствором.
Затем продолжается бурение долотом меньшего размера, после чего погружается более узкая обсадная труба.

Статьи по теме:

Ударно-канатный способ

Данная технология бурения скважины для воды является самой старой, медленной и трудоемкой. Однако, качество такой работы- самое высокое. Суть ее заключается в том, что порода разрушается путем дробления мощным тяжелым снарядом, который вначале поднимается на определенную высоту, после чего резко опускается.

В результате снаряд разрушает грунт своим весом, который умножается на коэффициент свободного падения. Разрушенная порода вынимается из ствола при помощи желонки. Если грунт мягкий, то, как правило, желонка и долото объединены в один снаряд.

Основным достоинством такого бурения является то, что оно не требует применения бурильного раствора или воды. Благодаря этому имеется возможность вскрыть водоносный горизонт более точно и тем самым обеспечить максимально долгий срок службы скважины и максимально возможный дебет. Как правило, скважины выполненные таким способом служат более 50 лет.

Основным же недостатком данной технологии, для заказчика, является высокая стоимость услуг. Помимо того, что этот способ трудоемкий сам по себе, в процессе работы возникает необходимость изолировать все вышерасположенные водоносные слои. Другими словами, сколько в скважине водоносных горизонтов и плывунов, столько необходимо использовать и обсадных труб,а это дополнительные затраты на материал и работу специалистов.

Какой технологии отдать предпочтение

В действительности, выбора у заказчика не так уж и много, особенно если условия на участке не позволяют воспользоваться шнеком. Ударно-контактный метод практически полностью вытеснен с рынка роторным бурением, которое, скорее всего, и придется использовать.

Однако, поинтересоваться технологией необходимо хотя бы для того, чтобы определиться в адекватности стоимости услуг. Если же условия грунта подходящие и водоносный слой расположен не глубоко, то гораздо выгодней воспользоваться шнековым методом.

Можно ли выполнить скважину самостоятельно

Пробить скважину вполне возможно и своими руками, вопрос заключается лишь в том, сколько это отнимет у вас времени и сил, а также, насколько качественно получится изолировать ствол от верхних водоносных слоев.

Зачастую застройщики недооценивают сложность работ, в результате чего получается либо «вода из лужи», добытая с большой глубины, либо заканчивают работу специалисты. При этом, бурильщикам приходиться платить практически полную стоимость, как будто работу они выполняли «с нуля».

Поэтому, перед принятием решения о самостоятельном выполнении работы, необходимо:

Детально изучить технологию бурения;
Разобраться, какое понадобиться оборудование и расходные материалы;
Убедитесь в том, что на вашем участке можно выполнить скважину малогабаритной буровой установкой.

Малогабаритные установки бывают двух типов:

Шнекового типа – как правило,эти установки самодельные.
Ударно-канатного типа — установки могут иметь электрический двигатель или силовой агрегат внутреннего сгорания. Это важно, если на участке не проведено электричество.

Совет!
Менее требовательной к грунту и более простой считается установка для бурения ударно-канатным способом.
С ее помощью можно пробурить скважину практически в любом грунте.

Вывод

Все существующие технологии бурения скважин кардинально отличаются друг от друга, однако, если работой занимаются профессионалы, то каждая из них позволяет добиться желаемого результата. При этом отдавать предпочтение той или иной технологии следует в соответствии с собственными финансовыми возможностями, условиями грунта и глубиной расположения водоносного горизонта.

Дополнительную информацию по данной теме можно получить из видео в этой статье.

Скважина на воду своими руками – это реальный способ обеспечить водой участок в рамках частного дома, тем самым построив на перспективу надежное водоснабжение на загородном участке, где отсутствует централизованная подача воды.

Обустройство такого водного источника требует существенных финансовых и трудовых затрат . Для бурения потребуются специальные приспособления и оборудование, но при правильной организации работ все можно сделать самостоятельно и надежно.

Для того, чтобы обустроить собственную скважину на воду, необходимо отыскать нужный водный пласт , определить глубину его залегания и пробурить в земле канал (ствол скважины), входящий в этот продуктивный слой. Ниже рассмотрены основные способы бурения.

Шнековый метод

Для такого бурения используется бур (шнек) в виде стержня с резцом на торце и лопастями , расположенными по винтовой линии. Элементарными шнеками можно считать садовые или рыболовные буры.

Суть технологии состоит во вкручивании инструмента в грунт путем его вращения и извлечении земли при его подъеме. Процесс может осуществляться вручную или механическим способом. Вручную шнековым способом можно пробурить скважину до глубины 8-10 м .

Такая методика считается наиболее простой и доступной, но ее можно использовать только при наличии достаточно мягкого или сыпучего грунта. Нельзя ее использовать и при наличии плывунов и скальных выходов. При наличии более твердой почвы или при более глубоком бурении необходима механизация вращения инструмента . По мере углубления ствола шнек прикручивается к секции бурильной трубы (колонны).

Гидробурение (гидродинамическое бурение)

Технология основывается на объединении традиционного бура и гидравлического воздействия .

При этом в зону бурения постоянно подается под давлением промывочная жидкость, которая:

помогает разрушать землю;
вымывает выбуренную почву, вынося ее на поверхность;
охлаждает буровой инструмент;
выравнивает стенки всего ствола по мере своего продвижения.

Она представляет собой воду, утяжеленную глиной, а подается в скважину при помощи помпы . При помощи гидробурения обычно делаются скважины глубиной 30-50 м , но с принципе, можно пробурить ствол и глубже 200 м. Для увеличения глубины бурения собирается бурильная колонна из штанг — труб длиной 1,3-2 м, диаметром 45-75 мм.

Пневмобурение (пневмоударное бурение)

Относится к ударно-вращательной технологии. При такой методике разрушение породы происходит путем ударного воздействия пневматическим инструментом (пневмоударником), при этом всей буровой колонне придается вращательное движение.

Для пневмобурения не страшны твердые породы , а проблемы возникают при глинистых, вязких грунтах, которые быстро забивают инструмент. Глубина бурящихся скважин невелика – до 50 м (обычно 15-25 м) . Важное преимущество – большая скорость проходки.

Алмазный инструмент

Самым эффективным, но очень дорогим способом бурения скважин считается колонковая проходка с использованием насадок с алмазными коронками . Такие буровые установки способны осуществлять бурения с очень большой скоростью в грунте любой твердости. Основные недостатки – малый диаметр ствола (до 15-17 см) и стоимость проходки до 500-700 руб на 1 м.

Турбинная технология

Способ основан на продольном продвижении бурового долота , вращательное движение которому обеспечивает турбобур. Все это располагается на погружаемой колонне, которая наращивается штангами по мере углубления ствола.

Основной элемент – турбобур представляет собой двигатель, который погружается в забойную зону, т.е. не вращает всю бурильную колонну. Бурение может обеспечиваться малоскоростными (120-300 об/мин) и высокоскоростными (450-600 об/мин) двигателями, при этом в движение их приводит гидродинамическая сила, создаваемая потоком жидкости, действующим на лопасти двигателя.

Электробур

Эта технология принципиально не отличается от турбинного бурения. В данном случае вместо турбобура с лопастями в зону забоя погружается электродвигатель асинхронного типа . Использование электрического привода позволяет отказаться от бурильной колонны в виде труб и опускать электробур на кабель-канате.

Основной недостаток – пониженная работоспособность кабеля в скважинных условиях при частых спуско-подъемных операциях.

Винтовые двигатели

Это современные, усовершенствованные привода, опускаемые в забойную зону. Они представляют собой объемные, гидравлические установки роторного типа . Их вращение обеспечивается буровым раствором, а эффективность повышается использованием камер низкого и высокого давления.

Важно . Выбор способа бурения зависит от глубины залегания продуктивного, водного пласта, характеристик грунта и наличия сложных участков в зоне проходки, а также планируемого дебита скважины и наличия оборудования и финансовых возможностей.

Как бурят скважины для водоснабжения?

Любая скважина предназначена для подъема воды из глубинного водного пласта на поверхность. Ее принцип действия основан на обустройстве ствола в виде трубопровода за счет монтажа обсадной колонны (трубы) так, чтобы забойная часть с фильтром грубой очистки оказалась внутри источника воды, при этом подъем жидкости обеспечивается насосом погружного или поверхностного типа.

Таким образом, вода проникает через отверстия в нижней части колонны и принудительно поднимается по скважинному стволу на поверхность.

Виды

С учетом конструктивных особенностей и глубины выделяются следующие виды скважин на воду:

Абиссинская скважина (трубчатый колодец). Она сооружается путем забивания трубы в грунт, а потому глубина составляет не более 6-10 м . Вода поднимается с самого верхнего пласта (грунтовые воды) и имеет значительное загрязнение. Ее можно использовать в технических целях или для питья, но только после кипячения.
Скважина на песок . Она бурится на глубину 14-25 м , что позволяет использовать любой способ бурения. Обычно она обсаживается трубой диаметром 12-20 см. Дебит такой скважины небольшой и она предназначается для небольших хозяйств. В работе используется центробежный насос, устанавливаемый на поверхности.
Артезианская скважина бурится до нижнего, продуктивного водного пласта на глубине более 50 м . Вода в ней абсолютно чистая и используется для питья. Подъем из нее может осуществляться только с помощью погружного насоса.

Функциональные узлы

Любая скважина, независимо от глубины и разновидности, имеет следующие функциональные зоны и узлы:

Забойная зона или водозаборник . Это нижняя часть скважины, которая располагается в водном пласте. Здесь через перфорацию вода поступает внутрь обсадной колонны. Обязательный элемент – фильтр .
Обсадная колонная (труба) или всасывающая магистраль. Ее задача обеспечить герметичный канал для воды от забойной зоны до входа в насос (водозаборник насоса), который обязательно снабжается обратным клапаном для предотвращения обратного водного потока.
Насос . Он обеспечивает подъем воды, для чего создает определенное давление.
Гидроаккумулятор или накопительный бак . Этот узел отвечает за защиту оборудования от гидравлических ударов , обеспечения водного резерва и создания нужного давления в водопроводном трубопроводе.
Реле давления и контролирующая аппаратура.
Оголовок скважины . Это верхняя, наземная часть скважины, обеспечивающая защиту ее от загрязнения сверху, промерзания и распределения поднятой воды.

Оборудование

Для обустройства скважины на воду необходим такой инвентарь и оборудование:

Насос . Он выбирается с учетом глубины и производительности скважины, размеров обсадной колонны, протяженности водопроводной магистрали. При глубине ствола до 10-12 м чаще всего используется поверхностный, центробежный насос нужной мощности. Для глубоких скважин применяется насос погружного типа. Для него необходим несущий, страховочный трос и погружной электрокабель.
Насосная станция с системой автоматического управления процессом. В ней обязательно наличие контролирующих приборов и устройств защиты от перегрузок.
Гидропневмобак . Он предназначен для поддержания стабильного давления в системе и оптимизации работы насоса. Постоянный уровень воды в нем поддерживается с помощью реле уровня. Размеры резервуара зависят от мощности оборудования и дебита скважины. Объем может колебаться в широких пределах от 20-30 до 1000 л. Оптимальным считаются емкости объемом порядка 100-150 л.
Кессон . Скважинный оголовок может обустраиваться разными способами, но наиболее популярен кессон, представляющий собой металлический короб (бак), герметизирующий устье скважины. Он монтируется с небольшим заглублением (до 1-1,2 м) и имеет размеры, достаточные для размещения соединительного оборудования и обслуживающего человека.
Коммуникации . Кабель, провод для обеспечения надежного электропитания и водопроводные трубы от кессона до точек потребления воды.

Обратите внимание

Верхняя часть скважины и водопровод находятся в зоне промерзания грунта, а потому их необходимо надежно утеплять.

Последовательность монтажа

Погружной насос монтируется в такой последовательности:

установка обратного клапана (если его нет в комплекте насоса);
закрепление на тросе и подключение кабеля;
погружение насоса на нужную глубину;
установка и подключение гидроаккумулятора (гидропневмобака);
подключение и регулировка системы управления и контроля;
установка и подсоединение фильтров тонкой очистки;
подсоединение к точкам потребления (нагревательное оборудование, смесители и т.д.).

Схема скважинного устройства

Стандартное устройство глубокой скважины с погружным насосом имеет такую базовую конструкцию :

перфорированный водозаборник обсадной трубы с отстойником;
фильтр грубой очистки воды;
погружной насос с обратным клапаном и водозаборником;
водовод или труба (шланг) для подъема воды, соединенная с насосом;
водонепроницаемый кабель для электропитания насоса;
скважинный колодец или расширенная верхняя часть скважинного ствола;
оголовок, кессон;
запорная аппаратура (кран шарового типа);
контролирующие приборы, манометр (до 8-10 Бар);
механизм прокачки с шаровым краном.

Схема работы скважины достаточно стандартна:

Вода под напором пласта просачивается в отстойник и накапливается в нем.
При включении насоса вода поднимается вдоль обсадной колонны, поступает в насосный водозаборник и направляется вверх по водоводу.
В кессоне вода направляется в гидроаккумулятор, где создается определенный ее запас, после чего поступает в водопровод.

Как обустраивается скважина?

При достижении в процессе бурения продуктивного пласта – водоноса, начинается этап обустройства скважины для воды. Вначале в ствол опускается нижняя фильтрующая колонна, представляющая собой трубу с перфорированным наконечником, отстойной камерой и фильтром из нескольких сеток, которые предотвращают проникновение крупных фракций примесей.

Далее монтируется вся обсадная колонна, а зазор между ней и грунтом засыпается песком и щебнем мелкой фракции. Одновременно с засыпкой смеси осуществляется прокачка скважины путем подачи воды с герметизацией устья.

После очистки забоя на тросе опускается погружной насос с подключенным водоводом диаметром 25-50 мм в зависимости от дебита скважины. На оголовке производится закрепление обсадной колонны и устьевой защиты. В отводящей системе устанавливается запорный вентиль. В кессоне производится соединение водовода и водопроводного трубопровода.

Скважина является достаточно сложным гидротехническим сооружением , но при ее правильном обустройстве появляется надежное собственное водоснабжение. Все операции, начиная с бурения ствола, можно осуществить своими руками, но для этого необходимо соблюдать все рекомендации специалистов и пользоваться стандартным оборудованием.

Полезные видео

Самый дешевый и простой в изготовлении гидробур и его тест при бурении водоносной скважины:

Как пробурить своими руками из листового металла, смотрим:

Та же скважина, назначение и устройство:

Способы и варианты очистки бытовой скважины от заиливания своими руками:

Перед бурением важно убедиться в достаточной продуктивности водного пласта, для чего необходимы профессиональные геологические исследования .

Вода, как источник жизни человека и всего живого вокруг, является необходимым атрибутом любого загородного участка и дома. Когда нет возможности проложить водопровод, незаменимым решением для многих владельцев считается создание колодца или скважины.

Основным плюсом является постоянная подача воды, которая не зависит от профилактик коммунальных служб.

Рассмотрим технологию бурения скважин на воду. Существует несколько нюансов, которые необходимо учесть в процессе строительных работ. В результате ошибки вода в колодце окажется непригодной к употреблению.

Разновидности скважинных конструкций

Создать постоянное водоснабжение на участке можно с помощью одного из видов конструкций:

обустройство обычного колодца или абиссинского;
бурение скважины на песок или известняк;
создание артезианской скважины.

Среди преимуществ колодца выделяют легкость строительства и экономическую выгоду. В созданной емкости постоянно находится около 2 кубических метров мягкой воды. Недостатками конструкции считается возможное загрязнение, пересыхание воды и заиливание емкости без постоянной чистки. Во избежание этого роется абиссинский колодец глубинной до 12 метров, который способен долгое время обеспечивать загородный дом чистой водой.

Скважина на песок бывает глубинной от 15 до 30 метров и способна прослужить до 15 лет. Но она также как и колодец может заиливаться.

Артезианская скважина помогает добывать воду, которая находиться в пластах пористого известняка. Конструкция считается долговечной и способна обеспечивать большим количеством чистой воды до 60 лет. Чтобы получить жидкость необходимо использовать специальную буровую машину, но она не всегда может иметь доступ к участку. Кроме того, процедура считается весьма затратной.

Технология бурения скважины под воду

Технология бурения скважин на воду может осуществляться тремя способами, которые отличаются по стоимости и от вида требуемого оборудования:

шнековый;
ударно-канатный;
роторный.

При бурении скважин на воду, технология процесса крайне важна для определения стоимости работ, количества затраченного времени и вида оборудования.

Шнековое бурение

Шнековый вариант является простым и малозатратным. Часто его используют для бурения небольших по глубине емкостей.

Показано бурение шнековым способом

Оборудованием выступает Архимедов винт. С его помощью во время бурения грунт извлекается на поверхность. Так образовываются конструкции около 10 метров глубинной.

В этом способе главной проблемой может встать появление большого валуна, которого нет возможности обойти. Тогда потребуется начать обустройство конструкции в другом месте. Поэтому этот способ подходит только для мягких грунтов. Несмотря на простоту процесса, важно соблюдать все этапы и защитить скважину от попадания сточных вод. Такая технология бурения скважин вручную очень распространена среди частных специалистов, у которых есть винт, оснащенный электродвигателем.

Ударно-канатное бурение

Ударно-канатное бурение является многочасовым, но достаточно качественным процессом создания скважины.

Оборудованием выступает специальный тяжелый снаряд, который монтируется на вышку. Деталь быстро опускается на грунт и разрушает его. Вышка напоминает треногу, которую можно соорудить самостоятельно. , полученная разбитая порода убирается.

Оборудование можно сконструировать своими руками с помощью куска трубы. Применяя этот вариант бурения можно получить конструкцию, которая прослужит долго.

Кроме того, в этом способе не используется вода и раствор, что позволяет точно найти залежи воды. Этому способу бурения подвластен любой грунт, только занимает процесс много времени.

Из-за трудоемкости процесса увеличивается стоимость услуги. На сегодняшний момент данный способ не пользуется большой популярностью среди владельцев приусадебных участков.

Суть роторного метода

Процесс роторного бурения

Эффективным, но затратным считается роторный метод. Скважина создается с помощью бурильной колонны, которая способна пройти через любые скальные породы. Этот вариант является одним из самых популярных сегодня.

С помощью бурильного раствора, который заливают в скважину, вымывается грунт. Полученная жидкость забирается насосом наружу. Во время бурения необходимо изолировать поверхностные водоносные горизонты от попадания в чистые воды.

С помощью роторного способа создаются скважины практически любой глубины.

Рассмотрим пошагово процесс бурения скважин

Для полного понимания процесса, лучше разобрать несколько видов бурения скважин.

Во время ручного метода следует использовать лебедку, бур и обсадные трубы. Лебедку необходимо смонтировать над местом будущей скважины. Ее высота должна быть больше, чем длина бура на 1,5 метра.

На месте скважины лопатой выкапывается небольшое углубление. Бур ставится в углубление, делаются первые витки по часовой стрелке.

Совет: применение воды способствует облегчению бурения.

В процессе забуривания одному человеку, возможно, будет трудно. Лучше работать в паре. Через каждые 0,5 м бур поднимается и чистится от земли. При полном погружении оборудования в почву, его высоту увеличивают с помощью дополнительного колена.

Во время бурения желательно стараться поднимать большое количество грунта, чтобы сократить время работы. Для мягкого грунта необходимо установить обсадные трубы, чтобы песок не обсыпался, а грунтовые воды не засорялись. Детали устанавливаются друг на друга и закрепляются скобами.

Место крепления прячется с помощью нержавеющих полосок. Бурение осуществляется до водоупорного слоя, который следует после водоносного. Вначале вода будет грязная и для ее откачки понадобится насос. После откачивания нескольких литров появляется чистая жидкость.

Самая первая труба, которая опускается в скважину, должна обладать мелкой сеткой. Она будет служить фильтром. На поверхности труба закрывается кессоном, который защищает конструкцию от загрязнений. Если вода находиться на большой глубине, тут не обойтись без роторного бурения.

Технология бурения скважин на воду подробно показана в видео ниже.

Каждый вид бурения отличается стоимостью и видом оборудования. Поэтому перед началом работ следует выявить глубину залегания воды, определить размер бюджета и можно приступать к строительным работам. Если глубина залегания воды не превышает 10 метров, сделать скважину можно самостоятельно.

Надеемся, что статья была вам полезна. Будем благодарны, если поделитесь ею в социальных сетях.