Технология водных скважин

Какой должна быть правильная конструкция скважины на воду

Общеизвестно, что основное назначение скважин – добыча полезных ископаемых, которыми являются нефть газ и вода, из недр земли, но мало кто знает, что существуют и другие их виды. Скважины используют для выполнения вспомогательных, нагнетательных, специальных и геологоразведочных работ. Хотя конструкция скважины для каждого добываемого ресурса или выполняемых работ существенно отличается от аналогов, между ними есть много общего.

Скважиной называют выработку круглого сечения в земной коре, диаметр которой существенно меньше ее длины, полученную буровым методом с поверхности или в земле под любым угловым направлением к горизонту без прямого доступа человека к каналу. При рассмотрении конструкции всех видов скважин используют терминологию, принятую для их описания в добывающей отрасли.

Рис. 1 Забор воды из скважины электронасосом

Понятие конструкции и основные элементы скважины

Конструкция для скважины – это набор элементов почвенной выработки с диаметром в поперечнике, значительно меньшим их длины, обеспечивающим долговечное и надежное создание канала между поверхностью земли и вскрытым глубинным пластовым флюидом. Основное назначение скважинного канала – геологоразведка и оценка подземных ресурсов, исследование структуры разреза, поддержание давления рабочего пласта, контроль эксплуатации месторождений, добыча природных ресурсов.

Скважины делят на следующие составные части:

  • Ствол скважины – почвенная выработка, в которой расположены обсадные и фильтрующие трубы.
  • Устье – начало скважинного ствола из отрезка трубы, закрепленного на поверхности земли.
  • Забой – нижняя часть скважинного канала, дно.
  • Цементирующее кольцо – цементно-песчаная смесь, накачанная в пространство между стенками ствола и обсадной трубы, выполняет функции герметизации и упрочнения скважинного канала.

Рис. 2 Схема скважины

  • Фильтр – нижний участок скважинных обсадных труб, погруженный в пласт с добываемым ресурсом. В качестве фильтра используют часть ствола без обсадных труб, на дно которого помещает мелкозернистый гравий или специальное фильтрующее устройство.
  • Обсадная колонна – соединенные вместе и погруженные в ствол обсадные трубы, нужна для изоляции скважинного канала от земляной породы ствола. Обеспечивает эффективную и надежную эксплуатацию скважины, предотвращая попадание в канал почвы и защищая его от внешнего давления.

В нефтегазодобывающей промышленности используют промежуточные обсадные колонны, служащие для разделения несовместимых геологических зон, требующих различных режимов бурения скважинного канала. В буровой отрасли применяют следующие промежуточные скважинные колонны:

  • Сплошные. Полностью перекрывают весь ствол независимо от расположения основного интервала.
  • Хвостовики. Колонны, предназначенные для крепления только необсаженного интервала скважины с частичным перекрытием основного.
  • Летучки. Специальные промежуточные обсадные колонны, служащие только для закрытия дефектных промежутков основной колонны без учета следующих обсадных колонн.

Рис. 3 Разрез скважины

Принцип работы скважины на воду

Скважину монтируют для забора воды из подземных водных источников, при этом проводят следующие операции:

  • Производят бурение почвы, используя различное оборудование и инструменты в зависимости от глубины, вида водозаборного источника и особенностей строительства скважин в данном районе.
  • В полученный канал до водоносного горизонта опускают обсадные трубы с фильтром на конце, соединенные между собой в монолитную колонну посредством резьбового соединения.
  • Производят подъем воды с использованием ручных или электрических насосов для скважины поверхностного и погружного типа, подключенных к водопроводной линии при помощи труб.
  • Поступающую в дом воду накапливают в водозаборной емкости большого объема, расположенной на верхних этажах или организуют автоматическую систему подачи воды при помощи приборов.

Конструкция скважины на воду – основные элементы

При бурении скважин принимают меры для защиты канала от осыпания, для этого в устройство добывающих воду скважин включают несколько основных элементов.

Рис. 4 Внешний вид обсадных труб

Обсадные трубы

Обсадные трубы используют для укрепления и герметизации скважинного ствола, основными материалами их изготовления является металл, пластик и асбестоцемент. Металлические трубы выпускают из обычной или нержавеющей стали, также бывают оцинкованные и эмалированные виды.

Помимо резьбы, трубы соединяют между собой посредством сварки или при помощи муфт.

В последнее время особой популярностью пользуются трубы из полиэтилена низкого давления ПНД, широко применяемые в распространенных скважинах на песок. Пластиковая эксплуатационная колонна может составляться из труб, имеющих длину 3 или 6 метров, а их наружный диаметр, рассчитанный на установку глубинных погружных электронасосов, обычно равен 90, 113, или 125 мм.

Донный фильтр

В устройство добывающих воду скважин на песке обязательно входит фильтр, который располагается в забое обсадной колонны и погружен в водоносный горизонт. Существует несколько разновидностей скважинных фильтров, отличающихся конструкцией и принципом работы.

Гравийный

Самый простой вид, создается путем подсыпки в забой скважины гравия с мелким зерном. Гравийная подушка препятствует забору грязевого раствора в скважине из песка и ила со дна, снижая таким образом нагрузку на фильтрующие поверхности обсадных труб и электронасоса.

Рис. 5 Скважинные фильтры – особенности конструкций

Щелевой

Простое устройство со стенкой обсадной трубы, имеющей поперечную или продольную перфорацию в виде тонких надрезов. Через узкие щели хорошо проходит вода, а мелкие частицы песка отсеиваются. Такая конструкция в основном используется в трубах из ПНД.

Сетчатый

Представляет собой мелкую сетку из коррозионно-устойчивых материалов (пищевая нержавейка или стеклоткань), обладающую высокой стойкостью к истиранию. Основной недостаток конструкции заключается в ее повышенном сопротивлении водному потоку (на 20 – 40 %), в некоторых случаях при малом дебите это может привести к недостатку воды в источнике.

Дырчатый

Конструкция используется в условиях, где требуется высокая прочность, представляет собой трубу с большим количеством просветленных круглых отверстий. Перфорированный фильтр применяют в источниках с малым объемом подачи и низким напором.

Проволочный

Выполнен из нержавеющей проволоки треугольного сечения, намотанной плотными рядами на перфорированную обсадную трубу. Отличается высокой прочностью и долговечностью, напрямую связанными с сечением используемой в нем проволоки.

Основные методы и оборудование для обустройства скважин

Для забора воды из скважин используют погружные и наружные электронасосы, насосные станции, поверхностное насосное оборудование может располагаться рядом со скважинным устьем или на некотором расстоянии от него. Для подключения электронасосов к скважинному источнику используются различные методы и оборудование, рассчитанные на разные типы электронасосов.

Оголовок

Если необходимо решить вопрос крепления погружного электронасоса и защиты скважинного канала от проникновения грязи и осадков, применяют оголовок, который устанавливают поверх обсадной трубы. Устройство рассчитано на стандартный диаметр, может быть выполнено из пластика, стали или чугуна, способно выдержать вес подвешиваемого насосного оборудования до 250 кг. в пластиковом исполнении и до 500 кг. при использовании металла. В типовой конструкции предусмотрено размещение карабина для подвешивания электронасоса и выходное отверстие, через которое пропускает напорную трубу при подключении к линии.

Конструктивно оголовок выполнен из двух частей, которые соединяют после погружения электронасоса в скважину. Для этого на обсадную трубу надевают фланец, прижимая его к поверхности земли, устанавливают резиновое кольцо и сверху ставят второй фланец с подвешенным электронасосом, неподвижно фиксируя его с помощью болтов.

Адаптер

Адаптер позволяет подключать поверхностный центробежный электронасос или насосную станцию к скважине через трубопровод, если они расположены на некотором удалении. Трубы при этом располагаются под землей, что исключает их промерзание в зимнее время, второе преимущество данного подключения – увеличение глубины погружения напорного трубопровода в скважину за счет опускания ниже уровня земли, которая в поверхностных насосах не превышает 9 метров.

Адаптер выполняется в виде двух частей, одна из которых с подключенным напорным трубопроводом располагается в скважинном канале, а вторая с подсоединенной к ней водопроводной магистралью находится снаружи. Обе части соединяются через стенки обсадной трубы с помощью резьбы и изолирующей резиновой прокладки.

Рис. 8 Адаптер – конструктивное устройство

Кессонная яма

Кессонную яму используют в тех случаях, когда электронасос и насосное оборудование для автоматизации его работы расположены рядом со скважинным устьем. Обычно яма выполняется в виде бетонного кольца, углубленного в землю, иногда используется пластик или сварные металлические конструкции, покрытые битумной гидроизоляцией. Во избежание проникновения в забой грунтовых вод вдоль скважинного ствола, дно ямы покрывают цементно-песчаной стяжкой.

Обычно в кессонных колодцах размещают насосную станцию или автоматику управления глубинным электронасосом: гидроаккумулятор, реле давления и холостого хода, манометр. Помимо изоляции от грунтовых вод, кессон обеспечивает защиту от промерзания не только устья скважины, но и всей водопроводной магистрали, которая при его использовании располагается под землей.

Рис. 10 Кессонный колодец

Скважинные насосные агрегаты и автоматика

Для забора воды из скважин в основном используются поверхностные и погружные электронасосы центробежного принципа действия. Преимуществом данной конструкции является возможность создания высокого напора в линии, благодаря применению агрегатов с большим количеством рабочих колес, позволяющих повышать давление в каждой последующей ступени.

Бытовые погружные электронасосы могут поднимать воду с очень больших глубин (около 200 метров), в то время как поверхностные виды используют в источниках с зеркалом воды на глубине до 9 метров от поверхности земли. Для увеличения глубины забора поверхностных моделей иногда используют встроенные или погружные эжекторы, правда при этом их КПД значительно падает.

Рис. 11 Центробежный электронасос

Гидроаккумулятор, реле и манометр

Для автоматизации работы водозаборного насосного оборудования используется автоматика для скважины или насосная станция, состоящая из следующих приборов:

  • Гидроаккумулятор. Представляет собой объемный металлический бак с резиновой грушей внутри, которая при включенном электронасосе заполняется водой. Устройство позволяет избежать гидроударов в системе и оптимизирует работу электронасоса, уменьшая количество его циклов включения и выключения.
  • Реле. Основным элементом автоматической системы управления является реле давления, которое подключается к линии при помощи штуцера. При появлении давления в системе выше его настроек, встроенная мембрана внутри корпуса реле через механическую систему прерывает подачу питающего напряжения на электронасос, и он отключается. После потребления воды, когда давление в системе падает, реле замыкает контакты и включает электронасос.
  • Манометр. Прибор является одним из основных элементов в любой водопроводной системе, позволяет контролировать давление и настраивать оборудование.

Рис. 12 Автоматика в системе управления электронасосами

Конструктивное устройство водных скважин не отличается большой сложностью, основными внутренними элементами, которые устанавливаются при бурении, являются обсадные трубы и фильтр в области забоя. Для забора воды после монтажа скважины используют дополнительное оборудование и инженерные системы (кессон, оголовок, адаптер), позволяющие эффективно подключить электронасос к источнику, учитывая его расположение и вид.

Скважина на воду своими руками: правила обустройства + разбор 4-х популярных способов бурения

Обеспечение участка водой – первая задача его владельца. Чем грандиознее планы по благоустройству вашей территории, тем острее будет чувствоваться отсутствие водоснабжения. Вода необходима для выполнения строительных работ, для сада, который вы собираетесь разбить, и для собственных ежедневных потребностей.

Если сделана скважина на воду своими руками, мечта о водоснабжении не только воплотится, но и позволит ощутимо сэкономить. Мы расскажем, каким способом лучше произвести бурение и какой снаряд понадобится самостоятельным мастерам. С учетом наших советов вы без особых проблем обустроите собственный источник воды на участке.

Основные виды скважин на воду

Существует несколько реальных способов добыть живительную влагу, о которых мы вам расскажем. Есть несколько технологий, которые можно использовать для самостоятельной добычи воды на загородном участке.

Выбирать подходящий вариант вам придется самостоятельно, поскольку он зависит от ландшафта местности, а также от технического оснащения, финансов и навыков, которыми вы обладаете. Рассмотрим основные скважинные конструкции.

Трубчатый абиссинский колодец

Если на вашем участке есть родник, то обустройство колодца – отличный вариант добычи воды. Шахта этого сооружения будет играть роль накопителя жидкости. Если источник достаточно активен, до 2-х кубометров воды всегда будет находиться в вашем распоряжении.

Абиссинская скважина – это по сути, тот же колодец, но узкий и длинный. Благодаря тому, что его протяженность может составлять примерно 8-12 метров, в воду, которая его заполняет, не попадают загрязнения с поверхности почвы.

С технологией пробивки и обустройства скважины-иглы, иначе именуемого абиссинским колодцем, познакомит следующий видео-ролик:

Скважина на песок (фильтровая)

Заглубление этой конструкции на 15-30 метров осуществляется любым способом: шнековым, ударно-канатным, колонковым. Стенки скважины формируют с помощью трубы диаметром в среднем 100 – 180 мм.

Заглубленный конец скважинного ствола оснащен фильтром. В качестве фильтра используют сетку из нержавеющей стали, которую приваривают или припаивают к первому звену колонны труб перед погружением его в крупный песок с примесью гальки.

Такая конструкция способна удовлетворить потребность в воде небольшого загородного дома с двумя водоразборными точками. Если эксплуатация сооружения носит сезонный характер, оно прослужит примерно лет пять. При постоянном использовании можно рассчитывать на 15 лет водоснабжения.

Когда же скважина все-таки заилится, её можно будет попытаться промыть. Если же реанимационные мероприятия не дадут желаемого эффекта, придется бурить новый ствол. Располагают его рядом с предыдущим.

Артезианская скважина без фильтра

Это сооружение не нуждается в фильтре. Такая скважина может достигать глубины 100 и более метров. Вода, добываемая с помощью такого сооружения, содержится в трещинах известняка. Скопившаяся в них за счет конденсации жидкость может быть не только кристально чистой, но и минерализованной.

Небольшая минерализация приемлема для повседневного использования. Если же добываемая вода по своему составу относится к числу минеральных вод, то использовать её в бытовых целях нельзя.

Сложно заранее определить глубину скважины, которую придется пробивать в поисках воды. Можно только приблизительно сориентироваться, пообщавшись с соседями по участку и узнав у них, какие параметры имеют аналогичные сооружения на их территориях.

Грунтовые слои залегают неравномерно, поэтому полученные сведения всё равно нельзя считать точными для своего участка. По этой причине обсадные трубы приобретают с учетом корректировки полученных данных.

Как устроена типичная скважина?

Если не заострять внимание на нюансах, суть устройства скважины на воду для загородного дома одна: это длинная узкая вертикальная шахта, достигающая глубины залегания воды. Стены выработки укреплены обсадными трубами. Скважины отличаются друг от друга шириной, глубиной и дополнительными устройствами, повышающими их производительность и надежность.

Кроме обсадной трубы скважины оборудуют техникой для принудительного подъёма жидкости и её распределения. Чтобы правильно выбрать насосное оборудование и накопительную емкость, нужно знать характеристики скважины, важнейшей из которых является её глубина и дебит.

Дебит скважины – это показатель её производительности: максимальный объём жидкости, получаемый за единицу времени. Исчисляется он в кубометрах или литрах за час или сутки.

Функции обсадных труб

Обсадные трубы являются основным элементом скважины. Обсадка выполняется с помощью отдельных отрезков, спаянных, сваренных или свинченных между собой. Особое внимание следует уделить их равному диаметру: вся конструкция должна создавать прямую ровную колонну.

Если у обсадных труб внешняя резьба, звенья соединяют муфтами, из-за которых диаметр проходки увеличивается.

Обсадные трубы нужны, чтобы:

  • при бурении скважины не произошло осыпание шахты;
  • ствол не засорился в процессе её эксплуатации;
  • верхние водоносные слои не проникали в сооружение.

Широко используются обсадные трубы, изготовленные из стальных сплавов и полимеров (ПВХ, НПВХ, ПНД). Реже применяют чугунные и морально устаревшие асбестоцементные изделия. Пространство между трубой и землей вокруг устья заливают бетоном, если выработка бурилась в рыхлых грунтах или водоносный пласт залегает на значительной глубине.

Только после выполнения этой работы устанавливают всё прочее оборудование. Иногда в процессе эксплуатации скважины может произойти незначительное «выдавливание» трубы на поверхность. Это естественный процесс, не требующий принятия каких-либо дополнительных мер.

Внутренняя труба с фильтром

В ствол скважины, выполненной по схеме двойной обсадки, опускается труба с фильтром. Через ее перфорированное первое звено отфильтрованная вода будет поступать внутрь обзадки, а затем извлекаться насосом на поверхность.

После того, как труба установлена на нужную глубину, устье её желательно закрепить. Для этой цели используют хомут, который не допустить самопроизвольного проседания трубы.

Устройство оголовка для скважины

Верхняя часть обсадной трубы оснащается оголовком. Базовая конструкция этого устройства одинакова для оголовков любого вида. В её состав входят фланец, крышка и резиновое кольцо.

Разные виды оголовков отличаются друг от друга видом материала, из которого они изготавливаются, и дополнительными опциями.

За счет низкого давления, создаваемого с помощью оголовка в трубах, увеличивается приток воды и, как результат, дебит скважины.

Кессон, адаптер, пакер

Чтобы повышенная влажность не повлияла на работу приборов, связанных со скважиной, для них предусматривают специальный резервуар – кессон. Его изготавливают либо из металла, либо из пластика.

Читайте также:  Мебель для кухни

Металлические кессоны, в отличие от пластиковых, можно ремонтировать, они лучше приспособлены к климату со значительными температурными перепадами. Кроме того, изделие из металла можно самостоятельно собрать из деталей, которые продаются отдельно. Но пластиковые модели дешевле, и они не ржавеют.

Желающие устроить кессон для скважины собственноручно на нашем сайте найдут подробную инструкцию по его сооружению.

Чтобы герметично соединить наземный водопровод и скважину, понадобится скважинный адаптер. Это устройство обычно размещают в том месте, где собрано всё оборудование, нуждающееся в защите от воды. Чаще всего это техническое помещение. Одну часть адаптера присоединяют к обсадной колонке, а к другой части прикручивают шланг от насоса.

Иногда возникает потребность в выделении локального участка глубокой артезианской скважины, на котором, например, будут выполняться ремонтные работы. Для этой цели и используют пакеры – уплотнители для скважин.

Перечисленные элементы входят в состав устройства скважины, оказывая на её функциональность большое влияние.

Четыре вида бурения

Пробурить скважину под воду своими руками можно разными способами, для реализации которых используются как исключительно мышечные усилия, так и технические средства.

Рассмотрим наиболее популярные виды бурения:

Между собой эти технологии отличаются способами разрушения породы при сооружении скважины и методами извлечения грунта из ствола сооружения на поверхность. Для проходки выработок с применением различных буровых методов применяется оборудование разных видов, что отражается на себестоимости и качестве готовой конструкции.

Способ #1 – бурение вручную

Для ручного бурения, выполняемого по шнековой, ударно-канатной или комбинированной технологии, понадобятся следующие механизмы и материалы:

Если скважина, которую предполагается соорудить, будет достаточно глубокой, понадобится бурильная вышка. С помощью этой конструкции происходит погружение бура со штангами и его последующий подъём.

Если же скважина неглубока, можно обойтись и без вышки. В этом случае работа с буром выполняется в ручном режиме.

Функцию бурильных штанг могут выполнить узкие трубы, которые соединяются между собой при помощи резьбы или специальных шпонок. Буровой инструмент в процессе сбора конструкции должен присоединяться к самой нижней штанге.

Целостность грунтов нарушают режущие насадки бура. Их выполняют из прочной трехмиллиметровой стали. Кромки насадок необходимо заточить с учетом того, что бур будет вращаться по часовой стрелке и разрушать грунты в результате вращательно-поступательного движения.

Сначала выбираем место для бурения. В почве делаем углубление примерно на два штыка лопаты. Так выкапывается направляющий ориентир для бура. Над обозначенным нами местом вхождения бура нужно установить вышку.

Высота вышки должна соответствовать длине бурильной штанги: она должна быть чуть выше этой длины. Только в этом случае штангу можно будет легко и просто вытащить после окончания работ.

Начало работы не покажется вам сложным. Первые витки бура довольно легко входят в почву. С этой задачей под силу справится и одному работнику. Но при дальнейшем погружении в землю с каждым витком бур идёт всё тяжелее и медленнее.

На этой стадии работ без помощника уже не обойтись. Если бур стало трудно поднять на поверхность, его следует повернуть против движения часовой стрелки, а затем повторить попытку.

Когда последующее заглубление бура встречает значительное сопротивление, может возникнуть опасность поломки оборудования. Поэтому нужно попытаться размягчить грунт, используя для этой цели воду.

Работа идёт, бур продвигается вниз, но не стоит забывать, что через каждые полметра его продвижения необходимо освобождать инструмент от грунта, а для этого следует поднимать его на поверхность. Когда инструмент полностью погружается в почву по рукоятку, его нужно нарастить следующей штангой.

Весь процесс бурения занимает много времени, большую часть которого приходится тратить на подъём бура на поверхность и очистку его от грунта. Поэтому стоит как можно эффективнее использовать каждый цикл, стараясь извлечь наружу как можно больше почвы.

Если слои, которые проходит инструмент, отличаются повышенной сыпучестью, то возникает опасность обрушения шахты скважины в самый неподходящий момент. Чтобы этого не произошло, следует использовать обсадные трубы, которые предотвратят осыпание стенок шахты.

Но вот состояние земли, которая выходит на поверхность, изменилось: бур достиг водоносного слоя. Осталось совсем немного. За водоносным слоем должен быть водоупорный. Бур нужно погрузить до водоупорного слоя, чтобы в скважину поступало максимальное количество воды. Максимальная глубина, которая достигается методом ручного бурения, составляет от 10 до 20 метров. Именно на этой глубине, чаще всего, и располагается первый водоносный слой.

Первой на поверхность поднимается грязная вода, которую откачивают ручным или погружным насосом. Для промывки скважины достаточно извлечь всего несколько ведер грязи. Если же чистая вода не торопиться сменить грязную, следует пробурить ещё метр или два.

Как и любую другую работу, ручное бурение можно модернизировать, применяя гидропомпу и электродрель. Выполнять такую работу можно даже без помощников. Весь процесс бурения можно увидеть в этом видеоролике.

Способ #2 – бюджетное шнековое бурение

Считается, что именно шнековое, а не роторное бурение является самым простым и финансово-доступным вариантом устройства скважины под воду. Именно применение шнекового метода заложено в большинстве современных малогабаритных буровых установок.

Шнек – это известный всем Архимедов винт. Те, кто хоть раз видели, как рыбаки бурят лунку для подледного лова, представляют, о чем идёт речь. Аналогичным способом создаётся и неглубокая, до 10 метров, скважина. В процессе работы не применяется ни буровой раствор, ни вода, с помощью которой в других случаях промывают инструмент.

Если вы обратитесь за помощью в специализированную организацию, то, скорее всего, они будут использовать в своей работе оборудование для шнекового бурения, которое легко транспортируется и широко применяется.

Особенностью этого вида работы является то, что выполнять её можно не на всех видах грунта. С помощью шнека нельзя пройти скальные породы или плывуны, зато на сухих и мягких осадочных грунтах этот способ отлично себя зарекомендовал. При выполнении этой работы следует уделить внимание защите шахты от загрязненной воды с поверхности почвы.

Способ #3 – роторное бурение (для скальных пород)

Если выработку предстоит устраивать в скальных грунтах, то для её создания используется роторный способ бурения. В его основе заложено применение специальной бурильной трубы, которая напоминает перевернутый вверх дном тонкий стакан с дробящим грунты шарошечным долотом по нижнему краю.

Через полость трубы проходят коммуникации, применяемые в бурении. Гидравлическая установка создаёт нагрузку на долото, пробивающее себе дорогу в породе. Дополняет нагрузку масса колонны труб.

Грунт из скважины вымывается с помощью бурильного раствора, подающегося в трубу одним из двух возможных методов:

  • Прямая промывка. Раствор закачивается в трубу с помощью насоса, после чего вытекает через затрубное пространство вместе с породой.
  • Обратная промывка. Раствор попадает в трубу самотеком, а из затрубного пространства его вместе с породой откачивают насосом.

Считается, что обратная промывка эффективнее прямой: с её помощью достигается больший дебит скважины за счет наиболее качественного вскрытия водоносного горизонта. Но для осуществления этого метода промывки необходимо применить дорогостоящее оборудование, что сказывается на росте стоимости работ. Прямая промывка обойдется дешевле обратной.

Способ #4 – ударно-канатное бурение

Если вы хотите получить скважину, которая прослужит вам до 50 лет, и располагаете для реализации задуманного достаточным запасом времени, сил и нервов, то выбирайте ударно-канатный метод бурения. Работать придется долго. Вы будете медленно, но верно пробиваться к заветной цели.

В основе процесса лежит применение специфического бурового снаряда – желонки. Это отрезок толстостенной трубы длиной от 1 до 2 м с клапаном шариковым или лепестковым клапаном внизу. В верхней части трубы вырезают “окошко” для извлечения грунта, вершину оснащают проушиной под торс.

Привязанную к тросу, перекинутому через блок, желонку свободно кидают на забой. Падая вниз она разрыхляет грунт и захватывает его клапаном. Процесс повторяют несколько раз перед извлечением из ствола желонки. Извлеченную из скважины желонку освобождают от грунта: переворачивают и вытряхивают его через отверстие.

Этот способ пробивания шахты считается очень трудозатратным, но эффективным. К тому же насыщенные водой пески и рыхлые осадочные породы извлечь из скважины можно только ударно-канатным способом. При желонировании не используется бурильный раствор, благодаря чему с ним нельзя перепутать появившуюся в скважине грунтовую воду.

Благодаря высокой трудоёмкости этот метод превосходит по цене роторный. Кроме того, если целью является прохождение дальше первого водоносного горизонта, придется понести затраты на изоляцию шахты от водоносов, которые расположены выше.

Для этого применяют дополнительные обсадные трубы. Кроме увеличения расхода материалов, растет и объём работ, которые выполняют специалисты. Поэтому такое сооружение обойдется недешево.

Еще информацию о том, как пробурить водозаборную скважину без оборудования, вы сможете получить, ознакомившись с представленной нами статьей.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик наглядно представит процесс бурения скважины вручную с установкой обсадки и фильтра в обсадную трубу:

Каждый вид скважины на воду имеет свои преимущества и собственные недостатки.

Теперь, когда вы получили представление о виде скважин, их устройстве и методах сооружения, вам будет проще сделать выбор в пользу той или иной конструкции, исходя из особенностей вашего участка и из собственных финансовых возможностей.

Если вам доводилось бурить скважину собственными руками, расскажите нам о том, насколько сложен или прост был процесс в исполнении. Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Задавайте вопросы, делитесь впечатлениями, размещайте снимки по теме статьи.

Особенности технологии бурения скважин на воду

Решение о строительстве собственного водозаборного устройства на участке обосновано несколькими причинами, среди которых:

  • отсутствие централизованного водоснабжения;
  • желание иметь источник воды с повышенным ее качеством без обработки хлорирующими составами;
  • большая потребность в воде для полива огорода – при нынешних ценах на живительную влагу из водопроводной сети, ведение приусадебного хозяйства становится дорогостоящим удовольствием, иногда просто нерентабельным.

Независимо от того, будут ли выполняться работы сторонней организацией или самостоятельно, технология бурения скважин на воду должна быть как можно лучше знакома. Это поможет избежать обмана исполнителями и лишних затрат на реализацию замысла.

Первые шаги по выбору технологии бурения

Выбор способа зависит от нескольких факторов:

  1. Наличие воды на участке. В первом приближении это можно определить наблюдениями за окружающей средой, имеется ряд признаков, свидетельствующих о ее наличии или отсутствии. Можно также произвести несколько опытов с различными предметами, чтобы получить ответ на этот вопрос.
  2. Характеристика состава грунтов, характерного для данной местности, от чего зависит выбор способа бурения. Такие данные можно получить в местной гидрогеологической организации, там же нужно уточнить собственные прогнозные оценки по наличию воды на участке.
  3. Глубина залегания верховодных (песчаных) слоев и оценка глубины залегания артезианских (известняковых) водоносных горизонтов.

При наличии таких данных можно сделать вывод о предпочтительности использования той или иной технологии бурения.

Разновидности способов прохождения стволов скважин

Роторное бурение

Обычно применялось при нефтеразведочном бурении. В последнее время, с увеличение потребности в скважинах, используется и при строительстве водяных водозаборов.

Особенностью способа является высокая энергозатратность и применяемость его на тяжелых или особо тяжелых грунтах с включением скальных образований, а также по сплошным известнякам.

При вращении ротор разрушает породу, которая выносится на поверхность промывочным раствором. В состав его входит и цемент. В результате часть участка будет безнадежно испорчено. Кроме того, по окончании работ такая скважина нуждается в длительной промывке чистой водой для удаления из пор породы цемента, входящего в состав раствора.

Для небольшого загородного участка такая технология представляется нежелательной.

Бурение гидроразмывом

Это наиболее легкая технология бурения скважин на воду. В процессе выполнения работ производится размывка грунта внутри обсадной трубы, которая опускается под собственным весом. Только в начале процесса, когда обсадная колонна еще легкая, приходится прибегать к ее проворачиванию специальным ключом.

Рис.4. Бурение с размывом грунта водой под давлением

Для осуществления такого способа понадобятся:

  • два насоса, один из них, способный подавать жидкость под давлением не менее 6 атм, второй – для откачки отработавшей воды обратно в бак, соответствующей производительности;
  • бак; емкость зависит от планируемого размера и глубины скважины и рассчитывается из соотношения:

V = Rобс 2 (см) х 3,14 x H(см), где

R – внутренний радиус обсадной трубы,

Так, для скважины диаметром 273 мм (максимально возможный диаметр ствола скважины при таком методе проходки), внутренний диаметр обсадки составит 260 мм (радиус 13 см), предполагаемая глубина скважины – 15 метров (15000 см) необходимый объем бака составит:

13 2 х 3,14 х 1500 = 756000 (см 3 ) = 756 (литров).

Учитывая, что при отсутствии воды в баке работать невозможно, принимаем потребную емкость бака 2 кубометра. Этот расход не станет обузой, поскольку правильное пользование участком предполагает применение промежуточной прогревочной емкости в системе полива огорода.

  • гидромонитор – шланг с металлической трубой на конце. Выходное отверстие которой должно быть порядка 20 мм.

Выполнение процесса происходит следующим образом:

  1. Забуривание – производится садовым буром, диаметр которого больше диаметра обсадной трубы на 30 – 40 мм. Глубина предварительного отверстия порядка 1,5 метра.
  2. Установка первой секции обсадной трубы в забуренное отверстие.
  3. Гидромонитор вводится отверстие обсадной трубы, подается вода под давлением. Обсадную трубу при этом нужно проворачивать вокруг ее оси, способствуя ее проседанию по мере размывки грунта.
  4. По мере углубления ствола промывку периодически приостанавливают, чтобы установить очередную секцию обсадки.
  5. Откачку воды производят по мере ее накопления, отводя жидкость обратно в бак.

Недостатком такого способа является его применимость только на песчаных и супесных грунтах, а также существует ограничение по глубине скважины. Как правило, они бывают не глубже 12 – 15 метров, в редких случая достигают 20.

Ударный способ

Технология бурения скважин на воду ударным методом – один из самых древних способов, применявшихся еще в древнем Китае. Он состоит в следующем:

  1. Отрывается приямок глубиной порядка 1,5 метров размерами 1,5 – 1,5 метра.
  2. Производится забуривание для установки первой секции обсадной трубы глубиной до 2-х метров.
  3. Устанавливается буровая вышка – тренога высотой не менее 3-х метров. Высота буровой зависит от длины секций обсадных труб, максимальный их размер составляет 6 метров.

Рис. 5. Самодельная буровая установка для ударного бурения

Ударная часть, подвешенная на тросе от лебедки, вводится в отверстие обсадной трубы и отпускается в свободное падение. При попадании на грунт, она активно разрушает его и он, в измельченном виде попадает внутрь ударной части (изготавливается из трубы). На конце ударника нарезаны зубья и разведены как на пиле.

Внутри ударника установлен клапан, пропускающий рыхлый грунт внутрь, но препятствующий его высыпанию при очередном подъеме. При прохождении глинистых влажных слоев применяется ударник без дополнительных приспособлений (стакан), влажная глина хорошо держится в нем за счет прилипания к стенкам. После прохождения расстояния около метра, ударник нужно извлечь из ствола и очистить его полость.

В арсенале профессиональных буровиков количество модификаций ударников доходит до 10 видов и более. Различные конструкции применяются для прохождения грунтов с отличающимися свойствами. Таким образом, широкий выбор инструмента позволяет проходить практически любые грунты, кроме скальных пород. Качество скважин при этом остается самым высоким. Поэтому, не являясь производительной, технология ударной пробивки остается самой популярной.

Шнековое бурение

Такая технология бурения скважины под воду становится все более популярной по причине высокой производительности и простоте исполнения.

По сути – это сверление вращающимся инструментом, при это режущая часть разрушает грунт в направлении движения, а спиральный шнек выносит его наружу. На поверхность выноситься порядка 40 – 50 % грунт, остальной уходит на уплотнение стенок. Таким образом, есть возможность производить бурение без одновременной обсадки стенок. Обсадная колонна опускается в ствол по окончании бурения.

Рис.6. Бур шнековый

У такого способа есть определенные недостатки, не позволяющие применять на песчаных и других сыпучих грунтах, а также ограничение по глубине столов до 50 метров. Дальнейшее заглубление производится с периодическим извлечением рабочего инструмента для очистки.

Бурение производится с применением очень разнообразного оборудования, а часто и вручную своими руками для скважин на верховодку. Так, промышленностью освоены и выпускаются различные миниатюрные буровые станки, при помощи которых выполняются скважины на глубину до 50 метров по легким и средней тяжести грунтам, исключая песчаные.

Читайте также:  Все о потолочных карнизах

Такое оборудование активно применяются для обустройства водозаборов на загородных участках, зачастую нет необходимости его приобретать, а можно взять в аренду.

В то же время мощные артезианские скважины с большим дебетом выполняются с использованием настолько же мощных буровых установок.

Рис.7. Буровая установка для промышленного бурения

Перфоративное бурение

Производится путем забивки «копья» бабкой или штангой. Применяется, как правило, для оборудования абиссинских колодцев с ручным насосом для откачки воды. Ограниченный диаметр скважины позволяет выполнение работ самостоятельно и в короткий промежуток времени.

Кроме описанных способов, наиболее популярных на практике, применяются многие приемы, комбинирующие особенности различных способов.

Все виды источников и способы бурения скважин на воду

Скважина – это необходимый питьевой источник, чтобы организовать жизнь в загородном доме, на строительной площадке и прочее. Как следствие, добыча воды является первостепенной задачей и при строительстве дачи. Способы и технологии добычи разнятся, исходя из глубины их расположения и типа источника.

  1. Артезианская.
  2. На песок.
  3. Абиссинская.
  4. Водозаборная.
  5. Нагнетательная.
  6. Пьезометрическая.
  7. Дренажная.

Артезианская

Изготавливается для больших домов. Глубина может достигать 100 метров и более. На даче обустраивается обсадной и эксплуатационной трубой. Первая имеет диаметр 159 или 133 мм. Вторая 133 или 117 мм. Диаметр скважины определяется из потребностей.

Принцип. Вначале забивается обсадная. В нее помещается эксплуатационная и глубинный насос.

  • Высокая производительность.
  • Продолжительный эксплуатационный срок.
  • Стабильный уровень.
  • Высокая стоимость.
  • Продолжительное изготовление, до 7 дней.
  • Использование дорогой очистной системы по причине высокой минерализации.
  • Применение крупногабаритной техники.
  • Необходим пакет разрешительных документов.

На песок

Глубина определяется уровнем залегания водоносного слоя. Водяная скважина на песок располагается во втором межпластовом слое. Жидкость скапливается в песчаных отложениях. Ее глубина может быть минимум 15 м и максимум 30 м. Изготавливается она преимущественно шнековым способом бурения.

Принцип действия. Диаметр источника составляет 100 мм. На дно кладется специальная фильтрующая трубка. Впоследствии она может засориться и придется бурить заново. Наверх жидкость подается при помощи насосного оборудования.

Полезно знать: при постоянном использовании прослужит до 20 лет — это в лучшем случае.

  • Минимальные вложения средств.
  • Простая конструкция позволяет выполнить ее своими руками.
  • Возможность использования небольших буровых установок.
  • Возможность пробурить в любом удобном месте.
  • Нет необходимости сооружать сложную фильтрационную систему.
  • Эксплуатационный срок.
  • На производительность влияет уровень залегания воды.

Абиссинская

Абиссинская скважина под воду представляет собой небольшой источник, который можно изготовить на территории частного дома, гаража и другого крытого помещения. Жидкость добывается из глубины около 15 метров. Преимущественно вода питьевая и чистая. Имеет благоприятный минеральный состав.

Принцип действия. В основе лежит дюймовая труба. На ее нижнем конце закреплен специальный фильтр, буровой элемент – игла. Труба забивается в грунт, а сверху устанавливается насос, создающий вакуум.

  • Изготавливается своими руками.
  • Не нарушает ландшафтный дизайн.
  • Отсутствует потребность в аренде спецтехники.
  • Насос выносной или находится в кессоне над самим источником.
  • Работа займет около 1 дня.
  • Исключается заиливание.
  • Производительность до 3 куб/ч.
  • При необходимости можно легко демонтировать и переместить в другое место.
  • Ограничение по глубине.
  • Необходимо постоянно эксплуатировать. В противном случае придется производить прокачку, что является трудоемким процессом.

Водозаборная

Изготавливается в известняковом или песчаном водоносном слое. В случае попадания на известняк источник будет глубоким, больше 40 метров. Это влечет дополнительные расходы по установке большего количества обсадной трубы. Несмотря на это, качество жидкости прекрасное. Она не подвергается никаким загрязнениям.

Принцип действия. Водозаборные скважины обязательно должны иметь проект, если речь идет о водоснабжении предприятий. Это касается и частного дома. Состоит система из одного или двух подъемов. На первый происходит монтаж гидротехнического оборудования, которое осуществляет подкачку воды.

  • Доставляется жидкость без загрязнений от поверхностных вод. В этот источник не проникает верховодка.
  • При правильном обустройстве прослужит до 50 лет и более.
  • Нет необходимости регулярно выполнять чистку.
  • Процесс бурения сравнительно дорогой.

Нагнетательная

Используется для добычи нефтепродуктов, способом закачки жидкости в нужный пласт. Отталкиваясь от технологии разработки, источник может использоваться уже существующий.

Принцип действия. Устанавливается колонна обсадных. Внутрь обязательно опускается лифтовая труба, посредством которой происходит закачивание жидкости в пласт. В качестве арматуры используются задвижки, чтобы перекрыть поток воды. Освоение и организация нагнетательных скважин возможны в промышленных условиях.

  • Поддерживать стабильное давление в пласте.
  • Самостоятельно задавать и регулировать темп отбора полезных ископаемых.
  • Способность качественно вытеснять нефтепродукты из пласта залегания.

Пьезометрическая

Необходима для проведения контроля по изменению давления в пласте. Происходит это методом регистрации и фиксации уровня жидкости в стволе. Пьезометрические скважины осуществляют измерения посредством глубинного манометра. Основное назначение и сфера использования при добыче нефтепродуктов.

Дренажная

Является важным элементом всей дренажной системы. Она изготавливается параллельно с прокладкой труб в траншеях на участке, который требуется защитить от излишней влаги.

Принцип действия. Бурение дренажных шахт осуществляется на глубину водоносного горизонта. Благодаря этому жидкость сверху будет быстро уходить. Устройство этого источника должно быть таким, чтобы не нарушилась система естественной фильтрации.

  • Возможность оперативно отводить скопившуюся влагу на дачном участке.
  • Исключить заболоченные места.
  • Если не соблюсти технологию по изготовлению фильтрации, то существует вероятность попадания в водоносный горизонт грязной воды.

Устройство и схема

На схеме показаны водяные пласты. Верховодка подпитывается осадками и залегает на глубине до 10 метров. Качество воды позволяет сразу ее использовать для питья. Источник с межпластовыми водами делается самостоятельно. Чтобы получить более качественную воду, изготавливается артезианская скважина.

Согласно СНиПам и установленным нормам источник защищается от любого рода загрязнений. От септика расстояние 15 метров. Выгребные ямы минимум за 50 м. От складских помещений, промышленных предприятий более 100 метров. Также учитывается расстояние от соседнего источника, жилых построек, курятников и хлевов.

Совет: пробурить скважину под воду возле деревьев с большой корневой системой затруднительно.

Когда это делать лучше?

Оптимальным временем года считается лето и теплая весна. Однако при использовании современного оборудования бурение осуществляется и в зимнее время. Если смотреть на этот вопрос в разрезе экономии, то именно зимой лучше всего бурить. Причина в том, что уровень грунтовых вод имеет минимальный показатель. Как следствие, намного проще пройти в водоносный слой.

Как своими руками пробурить на даче или в частном доме

Выполнить ряд подготовительных действий:

  1. Выбранное место не должно быть самой нижней точкой на участке.
  2. Уклон грунта не более 35 градусов.
  3. При использовании специальных буровых установок важно организовать место для подъезда.
  4. Площадка на дачном участке должна быть как минимум 4 на 9 м.

Совет: ручное бурение скважин на воду менее требовательно к подготовке, но, когда речь идет об использовании спецтехники, необходимо согласовывать все нюансы.

Инструменты и установки

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

Используются следующие ручные буры:

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

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

Перед тем как пробить источник, происходит монтаж специальных установок:

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

Способы

Сделать это без оборудования практически невозможно. Рассмотрим наиболее распространенные методы:

  1. Шнековое.
  2. Вращательное (роторное).
  3. Ударно-вращательное.
  4. Ударное-канатное.
  5. Гидробурение.
  6. Колонковое.

Не каждым из перечисленных способов можно выполнять бурение скважин вручную.

Инструкция пошагового бурения

Вы узнаете, как бурят скважину на воду многие домашние умельцы.

Шнековое

На трубу навариваются лопасти по спирали, которая погружается в грунт вращательными движениями. Подходит не всем типам почв. Идеальное решение для мягких и средних грунтов.

  1. Выкапывается шурф 1,5 на 1,5 м, глубиной до 2 метров. Позднее в нем будет кессон.
  2. Если грунт сыпучий, то стенки усиливаются деревянными щитами.
  3. Шнековый бур проворачивается при помощи специального хомута или ключа.
  4. Если грунт неустойчив, то при бурении сразу выполняется обсадка ПВХ-трубой.
  5. Если на шнеке грунт будет извлекаться непосредственно через трубу, то ПВХ не подойдет — используется металлическая.
  6. По мере продвижения шнек и обсадная труба наращиваются с помощью соединительных муфт.
  7. За один проход рекомендуется делать не более 5 оборотов. В противном случае поднять почву наверх будет сложно.
  8. Чтобы облегчить ход бура в источник, можно подливать воду.
  9. Устанавливается тренога с блоком для подъема бура.
  10. Бурение проходит вплоть до водоупора. Если пошел песок крупной фракции и влажный, то водоупор отличный.

Совет: по мере погружения шнека контролируйте вертикальность; чтобы его выровнять, между стенкой источника и обсадной трубой вбиваются деревянные клинья.

Вращательное (роторное)

Инструментарий изготавливается самостоятельно. Обычно используется ручной бур, для которого применяется толстая сталь. Эта методика для неглубоких источников, не больше 15 метров. Ручной бур применяется в условиях мягкого грунта. Последовательность работы:

  • Вращая бур, нужно постепенно погружать его в намеченном месте.
  • Для удобств работы сверху крепится рукоятка на винтовых соединениях.
  • По мере заглубления бура штанга наращивается резьбовым соединением.
  • Предварительно снимается рукоятка, а после она надевается на очередную штангу также при помощи резьбы.

Ударно-вращательное

Специальный бур поднимают и с большой силой опускают. Таким образом разрыхляется почва, потом снаряд вращается и поднимается вверх.

Здесь могут использоваться разные буры. Все зависит от характера почвы. Суть технологии сводится к следующему:

  1. На низ к штанге закрепляется бур.
  2. Процесс бурения чередуется с его поднятием и сбрасыванием, а после прокручиванием.
  3. Например, при использовании ложки грунт прилипает и удерживается в ее полости, а потом поднимается вверх.
  4. Процесс разбивки породы осуществляется за счет режущей кромки при ее вращении.
  5. Взятая порода ложкой извлекается из отверстия.
  6. За один проход можно пройти до 400 мм.

Ударно-канатное

Это специальный снаряд, который опускается и поднимается на канате. По мере этого процесса почва извлекается наружу.

Порода разбивается специальным забивным стаканом, который падает с высоты. Нужно установить специальную вышку. Как правильно бурить:

  1. Вначале монтируете буровую вышку. Она имеет три ноги.
  2. Подготавливается забивной стакан для изъятия почвы.
  3. Стакан тросом поднимается и опускается.
  4. Летит вниз под своим весом и захватывает почву.
  5. После этого стакан поднимается наверх.
  6. Из него удаляется захвативший грунт.
  7. По мере погружения стакана продвижение идет все глубже.

Гидробурение

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.

Колонковое

Подразумевает использование пустого стакана и постепенного его закручивания. Если в вашей местности отсутствуют твердые скалы, то данный способ бурения источника для водопровода оптимальный.

Плюс ко всему, технология простая, что позволяет выполнять работу без привлечения квалифицированных специалистов и особых технологических установок.

Технология самостоятельного колонкового бурения выглядит следующим образом:

  • Пустотелый стакан вверх дном погружается в грунт.
  • В нижней его части обязательно имеются резцы или коронка.
  • По мере выхватывания породы она поднимается на поверхность по спиралевидному направлению.
  • При ударе по стакану кувалдой с него полностью удаляется имеющийся шлам.
  • По степени погружения стакана его можно нарастить.
  • Обычно наращивается за один раз штанга длиной 1200–1500 мм.

Все соединения по длине колонны штанг должны быть жесткими и не иметь никакого зазора.

Обслуживание и эксплуатация

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

Особое внимание уделяется источнику в холодное время года. Необходимо побеспокоиться о том, чтобы зимой вода не замерзла. Обсадную трубу следует утеплить вплоть до уровня промерзания грунта в вашей местности.

Совет! Если источник используется посезонно, то ранней весной воду следует прокачать.

Заключение

Вы узнали, как сделать скважину. Исходя из удаленности водяного пласта в вашей местности, глубина источника для питьевой воды будет на разном уровне. Надеемся, что этот материал помог вам разобраться с тем, как забить скважину самостоятельно. В дополнение к этому рекомендуем просмотр схем и видеоматериала в конце этой статьи.

Скважина на воду: схема и принцип работы

Многие владельцы загородных домов нуждаются в создании собственной системы водоснабжения, ведь не везде получится подключиться к центральной магистрали. Лучший выход из такой ситуации ― это бурение скважины. Причем ее можно обустроить не только на участке, но и даже в подвале.

Принцип работы скважины

Как и в колодце вода в ней находится в водоносном слое. С помощью установленного насоса она подается наверх. Для укрепления выработки монтируют обсадную трубу, в качестве которой используют пластиковые, стальные, перфорированные или асбестоцементные изделия. Если этого не сделать, тогда со стенок грунт начнет осыпаться, из-за чего скважина впоследствии перестанет функционировать.

Скважина имеет следующую схему работы:

  • Из водоносного слоя подается вода, которая сначала проходит через фильтр, а потом уже попадает в выработку круглого сечения;
  • Включенный насос нагнетает жидкость по водонапорной трубе;
  • После чего вода поступает в приемник и перемещается по водопроводу.

Хотя схема может меняться, все зависит от типа используемого насоса.

Разновидности буровых выработок

Абиссинский колодец ― это забивная скважина, которая является самым простым вариантом. Чтобы ее обустроить на участке водяной пласт должен иметь глубину до 12 метров. Качество воды в ней зависит в основном от строения почвы. Такую выработку при необходимости можно устроить в подвале.

Песчаная скважина, схема которой пользуется большим спросом, подходит лишь для личного пользования. Вода из нее по своим свойствам характеризуется как техническая, поэтому используется только для купания или полива огорода. В среднем водоносные слои в этой скважине залегают на глубине около 10—50 метров.

Кстати, буровые работы при таких пластах реально выполнить своими руками, главное, чтобы на участке через несколько метров не проходил сланец. Пройти его без помощи профессионалов навряд ли получится.

Разумеется, песчаные скважины имеют некоторые недостатки. Главный минус такой выработки ― перебой подачи воды. Связана проблема с сезонными перепадами уровня живительной влаги. Вдобавок ее нужно периодически обслуживать, особенно касается дачников, которым вода нужна лишь в летнее время. В этой ситуации фильтр, находящийся в скважине, со временем заиливается. Вот почему подъем воды должен быть регулярным. Кроме этого, срок службы такой скважины составляет не более 15 лет.

Артезианская выработка хоть и считается самой дорогой, но является наиболее эффективным методом централизованной подачи воды. Для ее бурения используется крупная техника, позволяющая углубиться примерно на 200―300 метров.

Из артезианской скважины вода лучше и качественнее, нежели из песчаной. Еще в ней фильтр почти не засоряется. Он монтируется в нижней части подающей трубы диаметром 219 мм. Эта выработка гарантирует на 99% постоянную подачу живительной влаги, а срок ее службы составляет 50 лет.

Читайте также:  Профильные трубы и их виды

Правда, такие скважины тоже обладают недостатками. Например, иногда требуется монтаж дополнительных систем фильтрации, поскольку в составе воды могут содержаться различные соединения железа. К тому же, как упоминалось ранее, ее обустройство стоит дорого. Еще обязательно придется получать разрешение на бурение такой выработки и согласовывать проект.

Выбор необходимого оборудования

Самым важным этапом в обустройстве скважины является подбор оборудования, поскольку именно от него будет зависеть ее период эксплуатации и качество работы. В основном следует обратить внимание на выбор:

Кессон

Он необходим для защиты устья от внешних негативных воздействий. Подобное устройство служит своеобразной емкостью, предохраняющей верхние метры ствола выработки от воздействия низких температур в земле.

Герметичный контейнер кессона еще может использоваться как технологический объем для установки разного оборудования, которые обслуживают скважину. Монтаж в нем автоматики, очистительных фильтров и прочих устройств позволяет сэкономить пространство в доме.

Производят кессоны из разных материалов: пластика, металлических конструкций или бетонных отливок. Установка этого оборудования особенно подходит в наших климатических условиях, ведь при суровых зимах грунт на дачной территории промерзает на глубину до полутора метров. Поэтому горизонтально проходящие трубопроводы должны располагаться ниже уровня промерзания.

Кессонный люк, установленный на верхней части устройства, как правило, утепляется листовым пенопластом. Внутри оборудования можно разместить лестницу.

Насосные устройства

Насос выступает основным элементом всей системы. При этом он может быть следующих типов:

  • Погружной. Этот вибрационный насос является бюджетным вариантом. Его довольно редко применяют для обустройства системы водоснабжения, поскольку он имеет слишком низкую производительность. Более того, он способен даже разрушить стенки скважины.
  • Центробежный. Такой агрегат является профильным оборудованием для водоснабжения из выработки.
  • Поверхностный. Применяется лишь тогда, когда в скважине динамический уровень живительной влаги не опускается ниже семи метров.

Сегодня на рынке представлено много моделей скважинных насосов. Выбор их параметров происходит по характеристикам скважины и системы водоснабжения.

Кстати, в случае поломки насоса придется не только приобретать новый, но и платить за поднятие сломанного и монтаж купленного. Именно поэтому следует подходить более серьезно при выборе производителя.

Конструкция гидроаккумулятора

Данное оборудование для скважины используется для предотвращения гидроудара и регулировки давления содержимого трубопроводов. Еще гидроаккумулятор поддерживает минимальный уровень жидкости в системе.

Внутри этого устройства при нормальном функционировании находится запас живительной влаги, а также поддерживается минимальное давление. При использовании гидроаккумулятора насос включается реже, да и изнашивается меньше.

Конструкция такого устройства схожа с компенсационным баком, который применяется в отопительных системах. Но изготавливается гидроаккумулятор из других материалов, они не контактируют с водой и не меняют ее качество. Мембрана в нем создается из пищевой резины.

Оголовок для обсадной трубы

Предназначено это устройство для защиты от попадания мусора в ствол. Помимо этого, оно является опорой для подвески водоподъемной колонны и насоса. Оголовок создается из металла или пластика. В первом случае он способен выдерживать до 500 кг, а во втором ― до 200 кг. Соединение должно быть герметичным с применением резиновой прокладки.

Технология бурения скважины на воду

Прежде чем заняться бурением, необходимо сначала выкопать шурф, иначе говоря, углубление размером 1,5х1,5 метра. Стенки его нужно зашить досками. Потом над ним монтируется буровая вышка, представляющая собой треногу из металлических труб или бревен. На ее вершине фиксируется лебедка, к которой крепится колонка для бурения. Она может состоять из нескольких метровых штанг, скрепленных между собой в единое целое.

Бурение нужно выполнять с помощником. Один должен ключом поворачивать штангу вокруг своей оси, а другой ― молотком бить сверху, создавая тем самым дополнительную нагрузку. Вообще, желательно, чтобы эту работу выполняли 4 человека: двое исполнителей занимались прокруткой бура, а остальные осуществляли его подъем и опускание лебедкой.

Бур необходимо вытаскивать через каждые 50 см и хорошо очищать от грунта. Определить нужную глубину можно по уровню воды в выработке. Затем в скважину устанавливается обсадная труба с фильтрующей системой. Промежуток между трубой и землей следует залить бетонным раствором. Она будет возвышаться над грунтом.

После этого выполняется обустройство глиняного замка вокруг скважины. Если его не сделать, то все время в выработку будет проникать с поверхности дождевая и талая вода, что ухудшит ее качество.

На страховочный трос фиксируется насос с трубой для подачи жидкости и силовой кабель. Трубу подачи необходимо вывести наверх и приварить к кессону.

При глубоком залегании водоносного слоя бурение следует проводить с помощью спецтехники. Тем более что в некоторых ситуациях приходится выполнять несколько контрольных бурений для определения наилучшего источника.

Перед бурением требуется выполнить экспертизу. Запрещено обустраивать скважину на воду около септиков, выгребных ям и скоплений мусора.

Устройство скважины на воду

Сегодня многие домовладельцы приходят к выводу, что бурение персональной скважины для воды – оптимальное решение для создания автономного водоснабжения. При наличии средств можно заказать такую работу профессионалам. При желании самостоятельно пробурить скважину для воды придется познакомиться с технологией и особенностями процесса. Важно узнать и основные правила такой работы. Схема устройства скважины на воду должна быть тщательно разработана перед сооружением конструкции.

Виды скважин

Разобраться, как устроена скважина для воды, помогут простые описания ее отдельных элементов. Каждая деталь выбирается с учетом потребностей хозяев участка. Сначала стоит определиться с разнообразием таких конструкций. К примеру, самый простой прототип скважины на воду – обычный колодец. Только он имеет большой диаметр. Теперь стоит обратиться непосредственно к скважинам. Существует всего 2 вида таких сооружений:

  • артезианская скважина на воду;
  • песчаная.

Каждый из таких типов скважин имеет определенные особенности.

Песчаная

Такие скважины более популярны среди владельцев частных домов. Однако этот вариант не годится для общественного использования. Обычно такая вода годится лишь для полива огорода и купания.

Залегают песчаные водоносные слои примерно на уровне 10-50 м. Бурение скважины требует больших затрат времени и сил. Однако все работы можно выполнить своими руками. Если же на участке найден слой сланца, самостоятельно пройти его не удастся.

Преимущества установки песчаной скважины:

  • Стоимость оборудования и проводимых работ довольно низкая.
  • Бурение скважины выполняется довольно быстро. При работе втроем или вчетвером можно сделать все за пару дней.

Однако существует и несколько отрицательных сторон сооружения конструкции такого типа. Пласт может быть неравномерным, поэтому нельзя точно сказать, что вода будет там же, где и у соседей. Поскольку, вода залегает неглубоко, в нее могут попадать различные загрязнения. Пласт может оказаться нестабильным, в результате чего вода с течением времени уйдет из скважины. Бурение окажется напрасным.

Кроме того, место для бурения песчаной скважины найти довольно трудно. Оно должно располагаться на расстоянии минимум 20 м от различных источников загрязнений. Приобретение дополнительных систем очистки будет стоить довольно дорого. Служит скважина песчаного типа обычно не более 15 лет.

Артезианская скважина

Вода при устройстве таких скважин берется из глубоких пластов известняка. Поскольку такая порода является довольно крепкой, подземные воды, расположенные под ней, защищены очень надежно. Подобные озера существуют тысячелетиями. Именно поэтому качество воды из подобных скважин очень высокое.

Бурить артезианскую скважину своими руками не получится. Минимальное расстояние, на которое придется выполнять ствол скважины, составляет 50 м. При максимальном бурении придется углубляться на 200 м. Однако это не все ограничения. Без специальных приборов и инструментов бурение известняка окажется довольно сложным. Это объясняется высокой крепостью породы.

Артезианские скважины имеют множество преимуществ:

  • Все пласты, между которыми располагаются подземные источники воды, отличаются высокой стабильностью. Кроме того, в местной геологоразведке можно получить подробные данные о залегающих на определенной территории пластах.
  • Несмотря на высокую стоимость обустройства артезианской скважины, подобные стволы можно бурить даже под жилыми домами. Прослужить подобная скважина может более 50 лет.
  • При бурении артезианской скважины водяной столб будет довольно высоким. Это обусловлено тем, что вода находится под большим давлением. Сразу после завершения бурения пласта над подземным озером вода устремляется вверх.
  • На артезианские скважины не нужно монтировать дополнительные системы очистки.

Недостаток у таких скважин один – высокая стоимость бурения. Однако все затраты компенсируются высоким качеством воды.

Решив установить песчаную скважину, можно получить примерно 0,5-1,5 куб. м воды в час. Если выполнить бурение артезианской, за это же время будет прибывать до 10 куб. м воды. В этом случае можно обеспечить чистой водой большой загородный дом с бассейном.

Технология бурения скважины

Порядок работ при сооружении скважины довольно простой. Сначала потребуется найти подходящее место для бурения. К нему должен быть хороший доступ, чтобы проводить своевременное обслуживание. Располагать точку бурения скважины необходимо в самой нижней точке загородной территории. Затем бурят ствол, монтируют обсадные трубы и оборудование.

Если задумано бурить глубокую скважину, следует обратиться к профессионалам. Они обладают специальной техникой, что позволяет проводить бурение быстро и без лишних затрат. Особое внимание стоит уделить самостоятельному обустройству скважины.

Бурение ствола скважины

Прежде чем начинать бурение скважины на воду, следует сначала обустроить приямок. Он должен иметь размеры 1,5х1,5 м. Глубина приямка должна быть около 2 м. Он может и не обустраиваться. Однако с приямком можно использовать более длинные штанги при бурении.

Дальнейшая последовательность работ по бурению скважины такова:

  • Необходимо обустроить буровую вышку. Она может представлять собой треногу, собранную из бревен и труб. Могут использоваться и полупрофессиональные вышки. Их часто берут напрокат для выполнения скважин на частной территории.
  • При бурении понадобится определенное количество насадок. Каждая из них необходима для прохождения определенных пород. К примеру, чтобы пробурить мягкий грунт, понадобится змеевик. Когда будут буриться плотные слои грунта, следует использовать буровые ложки. Для разбивания камней используют долото. Чтобы удалять спесь и пройти плывун, понадобится желонка.
  • Основным элементом, которым проводится бурение скважины, является буровая колонна. Она представляет собой металлическую трубу диаметром 25 мм. На нее надевают насадки. Колонна является составной. При погружении на определенную глубину трубу удлиняют дополнительными секциями. Элементы колонны соединяются как штифтами, так и при помощи резьбы.
  • Один ход при бурении позволяет погрузиться в грунт на 0,5 м. Затем колонну следует вытаскивать и очищать. После вскрытия кровли пласта необходимо перейти на желонку. Она имеет обратный клапан. Водоносный пласт является довольно мягким. Его можно пройти довольно легко. Дальше, чем на 0,5 м, заглубляться не следует. Если при бурении не учитывать этот момент, можно пробить подошву, и вода начнет уходить вниз.

Можно воспользоваться и более простой технологией бурения – ударной. Принцип работы при этом довольно прост. Такой метод бурения включает следующие этапы:

  • Мягкий слой грунта проходят шнеком.
  • Затем из трубы необходимо выполнить снаряд. Его длина должна быть около 0,5 м. С нижней стороны снаряд затачивают и закаляют. Можно воспользоваться готовой буровой коронкой.
  • С обратной стороны, чтобы утяжелить снаряд, понадобится приварить штангу, а к ней привязать шнур.

Бурение при помощи такой конструкции объясняется довольно просто. Снаряд бросают в ствол. Он заглубляется под своим весом. Затем его необходимо вытащить за шнур и очистить. Однако у такого способа имеется один недостаток. Стенки ствола не будут ровными. Его диаметр при этом окажется довольно маленьким. Такое бурение проводить довольно просто. Работа выполняется быстро и без особых усилий.

Обсадка колонны

Когда бурение ствола будет завершено, его укрепляют при помощи осадных труб. Существует 3 варианта, которые следует рассмотреть подробнее:

  • Трубы из стали. Их используют при бурении, если грунт на участке нестабильный, а также при большой глубине бурения. Такие изделия очень прочны и надежны. Их единственным недостатком является подверженность ржавлению.
  • Асбестоцементные трубы. Их используют для укрепления колонн довольно часто. Однако для таких задач подходят только напорные трубы, отличающиеся дороговизной. Соединяются они муфтой, что уменьшает диаметр колонны.
  • Трубы из пластика тоже широко распространены при бурении скважин. Их стоимость довольно невысокая, такой материал не ржавеет, отличается экологической нейтральностью и долговечностью. Если грунт стабильный, а бурение проводится на глубину до 50 м, использоваться пластиковые трубы можно без опасений.

Фильтровальная колонна

Скважина не может эксплуатироваться без фильтровального комплекса. В конструкции обязательно располагается колонна, в которой имеется сетка для грубой очистки воды и перфорация. Перфорированный сектор дополняется фильтрующим слоем. В конструкции фильтрующей системы присутствует отстойник, в котором оседает шлам. Фильтр в колонне может быть щелевым или с дырчатой перфорацией.

Дырчатые фильтры выполняются довольно просто. Их можно сделать, если просверлить некоторое количество отверстий необходимого диаметра. Выполнять дырки нужно в шахматном порядке.

Большей эффективностью обладают щелевые колонны. Щели в них нарезают определенными секторами. Сетка для фильтрации, расположенная вокруг колонны, выбирается в зависимости от глубины бурения скважины.

Фильтр можно установить своими руками. Для этого следует выполнить ряд простых действий. Сначала из колонны удаляют шлам и заглушают ее низ. Чтобы решить такую задачу, необходимо выполнить небольшой мешочек (по размеру колонны) и засыпать цементной смесью. Состав должен содержать 1 кг песка и столько же цементного порошка. Мешочек опускают на дно колонны. Спустя трое суток, пробка надежно схватится.

Адаптер или кессон

Кессон представляет собой колодец, устанавливаемый в верхней части конструкции. Он необходим для возможности круглогодично обслуживать скважину. Одна из его основных функций – утепление. Кроме того, он также выполняет защитную функцию. В кессон помещают специальные приборы, которые позволяют скважине нормально функционировать. Одним из преимуществ установки кессона является отсутствие шума от работающего оборудования.

Кессоны выполняют из различных материалов. Они могут быть пластиковыми или железобетонными. Самыми распространенными являются изделия из металла и пластика. Это объясняется их долговечностью и герметичностью. При стабильном грунте лучше использовать пластиковые трубы. Это позволит сэкономить на устройстве скважины. При наличии плывуна или грунтовых вод устанавливают металлическую колонну.

Адаптер является специальным переходником, позволяющим сделать выход колонны из обсадной трубы абсолютно герметичным. Уго устанавливают ниже уровня промерзания грунта. Его стоимость ниже, чем у кессона. Однако спустя каждые 2-3 года в нем необходимо менять прокладки. По этой причине многие выбирают установку кессона.

Сопутствующая аппаратура

Принцип работы скважины на воду довольно простой. Вода в ней поднимается из подземных озер наверх за счет высокого давления. В дом она подается за счет насоса. Насос при этом играет основную роль в работе системы автономного водоснабжения. Бытовые насосы при монтаже скважины на воду использовать не следует. Они не подходят для долговременной эксплуатации. В результате постоянной вибрации ил, поднимающийся со дна, забивает систему фильтрации.

Прежде чем выбирать конкретный насос, следует определить уровень зеркала воды. Если он располагается на глубине 8 м, следует использовать самовсасывающие агрегаты. При уровне зеркала на 15 м применяют такие же приборы, но верхним эжектором. Для погружения на глубину более 20 м выбирают глубинные насосы.

В список сопутствующего оборудования входят:

  • Оголовок для обсадной трубы. Благодаря этому элементу конструкции в ствол не попадает мусор. Его тоже изготавливают из пластика или металла. Пластиковый оголовок способен выдержать нагрузку до 200 кг. При использовании металлического изделия максимальная масса груза может составлять 500 кг. Соединение выполняют фланцевое. Оно является абсолютно герметичным. Для этого используется резиновая прокладка.
  • Гидроаккумулятор предназначается, чтобы компенсировать гидроудар. За счет его использования насос эксплуатируется менее интенсивно. Его нередко называют мембранным баком. Емкость гидроаккумулятора выбирают исходя из мощности установленной конструкции. Устанавливают гидроаккумулятор в кессоне.

Другая аппаратура для скважины представляет собой реле давления. Оно контролирует включение насоса. Кроме того, за счет него включается манометр давления и клапан удаления воздуха из системы.

Выводы

Как может показаться, устройство скважины, как и принцип ее работы, отличаются простотой. Однако нельзя однозначно утверждать о легкости выполнения такой работы. Процесс обустройства системы автономного водоснабжения требует знания определенных особенностей технологии. Если появились сомнения в своих силах и знаниях, следует доверить бурение профессионалам. В этом случае установка скважины окажется дешевле.

Ссылка на основную публикацию