Как правильно сделать скважину

Принцип работы и плюсы колодца

Когда использование централизованного водопровода невозможно, то применяют одно их сооружений колодца — абиссинскую «иглу». Наименование получено благодаря форме водоскважины – трубе с наконечником.

Благодаря малогабаритному водному источнику можно добывать влагу из грунта. На глубине до 15 м часто расположены каменистые породы, способные пропускать либо накапливать воду. Этот грунт называется водоносным слоем.

Подобным образом можно снабдить дачу или собственный дом водой. При недостаточном её количестве вырывают дополнительный колодец.

Видео бурения абиссинской скважины своими руками:

Рассмотрим строение абиссинского колодца:

1. Наконечник в форме конуса, находящийся внизу. Иногда его изготавливают в виде пирамиды;
2. Фильтр, который является отрезком трубы. Его диаметр обычно не превышает диаметра наконечника, расположенного в самом широком месте. Он отличается наличием маленьких отверстий, сделанных в шахматном порядке;
3. К фильтру крепится устройство, предназначенное для соединения его с другим куском трубы;
4. Далее до земли находятся трубные отрезки разной длины, но не более 2 м. Между собой они соединены при помощи муфт. Самая верхняя из них выведена на поверхность.

Насос для скважины расположен вверху колодца. Он служит в качестве подъёма воды на землю из водонасосного слоя. Иногда применяется колонка.

Краткий итог достоинств, позволяющие использовать конструкцию для добычи воды:

1. Колодец легко устанавливается и переносится на новый участок при необходимости;
2. Не потребуется для монтажных работ сложная спецтехника и оборудование;
3. Рытьё скважины не нуждается в огромных тратах;
4. Если водоносный слой расположился недалеко от линии земли, то легко обеспечить водой дачный участок или подворье;
5. При интенсивном применении воды на дачной или приусадебной территории подобных водоскважин можно поставить несколько.

Роторное бурение

Буровое долото

Для бурения таким способом используется непрерывно вращающееся долото и глинистый промывочный раствор. Долото разбивает породы, в том числе и скальные, на мелкие фрагменты, а раствор выносит эти куски грунта на поверхность.

Чтобы бурение было эффективным, требуется грязевой насос. Он будет перекачивать глинистый раствор и обеспечит его непрерывное поступление.

При роторном бурении может применяться обратная промывка. Она позволяет ускорять процесс. Водоносный пласт достигается гораздо быстрее и качественнее. При обратной промывке раствор подается в затрубное пространство, а возвращается по трубе.

У метода роторного бурения имеется несколько преимуществ. Помимо того, что этим способом можно бурить скальные породы, следует отметить более высокую скорость прохождения. Несколько ниже стоимость работ.

Среди недостатков метода отмечают сложности работы в холодное время года. Требуется утепление системы циркуляции промывочной жидкости. Пробу с водоносного слоя можно снять только после обсадки и пуска скважины. Известковые пласты загрязняются глиной и водой раствора.

Площадка для бурения

Для размещения бурового оборудования нужно место. На «пустом» участке проблем с этим не будет, а вот если участок облагорожен, имеет специальные насаждения, деревья или строения, нужно подумать, как лучше разместить буровую машину.

Основные требования к технологической площадке таковы:

• Свободная площадка с границами 4 × 12 метров;
• Проезд шириной 3 м;
• Наличие ворот приветствуется, но иногда оказывается проще демонтировать 1 — 2 секции забора;
• Буровая мачта (высотой около 10 метров) не должна задевать провода ЛЭП и ветви деревьев;
• Уклон участка — не более 15 градусов;
• Расстояние до дома — не менее 3 м.

Место бурения определяется специалистом во время осмотра участка. А так как вы уже знаете требования к технологической площадке, то можете поделиться с ним своими соображениями. Удалось наладить «конструктивный диалог» — перед Вами адекватный подрядчик.

Изготовление бура

Основными инструментами для самостоятельного изготовления бура служат углошлифовальная машина и сварочный аппарат. Процесс начинается с выбора и подготовки основной оси инструмента. На эту роль подойдет кругла (диаметром 26,8-48 мм) или профильная (20×20-35×35) труба.

Необходимая длина рассчитывается путем прибавления 50-60 см к глубине будущей скважины. Если итоговое значение будет превышать полтора метра, понадобится сделать штангу разборной. Механизм соединения может быть любой (резьбовое, шплинтовое или иное), главное – чтобы выдерживала нагрузки при вращении с сопротивлением.

Пика, как правило, изготавливается отдельно. Из отрезка трубы, внутренний диаметр которой равен наружному можно изготовить просто острый наконечник или сплющить трубу, а затем свернуть в спираль из одного-двух витков или заточить на манер острия бура по дереву. Среди других вариантов – напайка узкого спирального шнека. Хорошие результаты показывает использование бура по дереву сорокового диаметра. В таком случае диаметр концевого бура должен превышать наружный диаметр штанги.

После того, как пика будет приварена к осевой штанге (или её нижнему сегменту), можно приступать к устройству основной режущей части. Для этого старый пильный диск от циркулярной пилы, диаметр которого соответствует параметрам необходимого отверстия, режется на две равные половины. Полученные лопасти привариваются к основной штанге выше пики. Предпочтительный угол к перпендикуляру оси составляет 30-40 градусов, к вертикали – строго 90. Режущие кромки затачиваются.

Еще один, более производительный вариант, заключается в изготовлении шнека. Для него из листового железа нарезаются круги, диаметр которых соответствует параметрам необходимого углубления. Количество дисков равняется количеству витков будущей спирали (не менее трех). Заготовки складываются в стопку, после чего в их центре высверливается отверстие, соразмерное наружному диаметру трубы.

После из дисков вырезается небольшой сегмент. Полученные детали необходимо сварить так, чтобы получилась пружина. Затем ее растягивают на лебедке, проваривают швы между витками с обратной стороны и крепят к оси.

Финальный штрих – рукоять. Она делается из отрезка той же трубы, которая была использована для осевой штанги или более подходящего под руку диаметра. Способ крепления зависит от личных предпочтений. Рукоять может быть приварена к оси, укреплена дополнительными перекладинами или выполнена в съемном виде.

Используемые материалы

В зависимости от типа изготавливаемого бура применяются различные материалы, но основу всегда составляют круглые или профильные трубы и листовой металл (отработанные пильные диски).

В качестве пики используются отрезки трубы, части сломанных буров по дереву, металлические пластины. Или изготавливаются модели без пик. Для устройства сочленений сегментов штанги служат шпильки и гайки.

В целом ассортимент необходимых и допустимых материалов зависит от выбранной конструкции. Его необходимо продумывать до начала работ.

Режущие элементы и их крепление

Режущая часть земляных буров может быть съемной или несъемной. Однако разъемное крепление допустимо только на вариантах с половинчатыми лопастями или пильных дисков или листового металла. Для этого к основной штанге крепятся полки, распложенные под таким же углом, что и лопасти. В полках высверливается 2-3 отверстия, к которым, при помощи болтов и гаек крепятся режущие части.

Сменные коронки можно делать и для буров с землеприемником. Для этого в арматурной дуге, которая крепит ковш к штанге, необходимо сделать уплощение, просверлить отверстие и нарезать в нём резьбу.

Шнековые режущие части крепятся к оси жестко. Для бурения отверстий различного диаметра имеет смысл сделать несколько насадок для одной рукояти.

Некоторые модификации

1. Прямые дробильные лопасти между пикой и режущей кромкой.
2. Многоярусное расположение лопастей с постепенно увеличивающимся диаметром.
3. Силовые ребра между углами лопастей и/или осевой штангой.
4. Короб-землеприемник, чтобы выбирать больше грунта за один заход.
5. Дополнительное лезвие с 2-3 зубцами для упрощения бурения плотных грунтов.
6. Съемные лезвия для быстрой замены в процессе выполнения работ.
7. И множество других, количество которых ограничивается только личной изобретательностью.

Бурение ударным способом

Ударный способ бурения самый простой по сравнению с двумя предыдущими. Собрать такую установку можно даже самому. Независимо от производителя, она состоит из:

• треноги, которая устанавливается прямо над местом бурения;
• ударного элемента – представляет собой заостренную трубу вестом до 80 кг;
• гибкого металлического троса, к которому крепится груз;
• лебедки для подъема и опускания груза.

Принцип действия установки понятен из названия. Лебедка резко опускает ударный элемент с высоты треноги, нанося удар о землю. Затем груз поднимается в исходное положение и снова опускается. Поскольку удар приходится каждый раз в одно и то же место, то грунт постепенно разрушается и образуется углубление.

Ударное бурение применяется не только для скважин, но и для формирования шпуров. Это цилиндрическое углубление в породе длинно до 5 м и диаметром до 75 мм.

Один из главных недостатков этого способа – риск преждевременного осыпания грунта. Поэтому после окончания работ в скважину обязательно спускаются обсадные трубы.

Еще один из минусов – это трудоемкость процесса. Поэтому в случае большой глубины залегания вод работы могут затянуться надолго.

К достоинствам ударного бурения относят:

• возможность работы при отрицательных температурах;
• большой объем разовой выемки почвы;
• возможность разработать скважину большого диаметра;
• небольшие затраты на проведение работ.

Виды буровых способов

Ранее бурение водоносных скважин для личного пользования осуществлялось в основном ручным способом. Это было трудоёмкий и длительный процесс, поэтому не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться наличием собственного источника водоснабжения. Постепенно механизированное бурение вытеснило ручные методы благодаря значительному облегчению и ускорению процесса.

Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда отработанный грунт убирается из скважины при помощи механизмов и гидравлическим, когда он вымывается водой, поданной под напором или самотёком.

Различают три основных способа механического бурения:

• Вращательный (грунт разрабатывается вращением).
• Ударный (бурснаряд разрушает грунт ударами).
• Вибрационный (грунт разрабатывается высокочастотными колебаниями).

Вращательный способ считается самым высокопроизводительным, в 3-5 раз превышающий по эффективности ударный и в 5-10 вибрационный. Кроме этого вращательный способ самый недорогой и доступный, его нередко применяют в качестве основного метода ручного бурения.

Механические вращательные способы бурения скважин на воду пришли на смену малоэффективным ручным методам

В свою очередь вращательный способ бурения, широко применяемый для сооружения скважин на воду, подразделяется на три основных вида бурения:

• колонковое;
• шнековое;
• роторное.

Каждый вид вращательного бурения имеет свои особенности и выполняется специально предназначенным для этого оборудованием. Рассмотрим эти виды бурения более подробно, определим, в чём их различия и какой метод необходимо применять в каждом конкретном случае.

О технологиях бурения

Прежде чем рассказать о способах ведения буровых работ, перечислим разновидности скважин:

• на воду;
• на песок;
• на известняк (артезианская).

Неглубокая скважина на воду проделывается с целью достичь верхних горизонтов и организовать подачу с помощью насоса. Сюда же относится абиссинский скважный колодец из трубы малого диаметра. Соответственно, бурение на песок и на известняк означает заглубление до нижних пластов, как показано выше на схеме.

Так выглядит шнековое бурение

Существует несколько технологий пробивки узких вертикальных каналов в толще земли:

1. С помощью бура, изготовленного в виде шнека. Чтобы достичь нужной глубины, бур по мере погружения наращивается новыми секциями.
2. Колонковое бурение. В этом случае основной инструмент представляет собой полую трубу с острым торцом, куда приварены твердосплавные зубья. В процессе заглубления стакан заполняется породой, которая периодически вычищается.
3. Гидравлический способ (прямая либо обратная промывка). Суть в том, что бур опускается в канал вместе с обсадной трубой, а грунт из рабочей зоны постоянно вымывается путем давления воды, подаваемой дренажным насосом.
4. Ударно-канатный способ предполагает забивку того же стакана и периодическую выемку грунта на поверхность. Здесь используется сила удара от свободного падения инструмента, помещенного внутрь обсадной трубы. Обычно оператор вручную поднимает стакан, привязанный тросом к катушке, а затем отпускает его в свободный полет на дно скважины.

Конструкция самодельной желонки

Помимо перечисленных способов, бурение скважин на воду выполняется по технологии абиссинского колодца. Если коротко, то труба диаметром 32 мм с конусом на конце погружается до уровня грунтовых вод, впоследствии выкачиваемых из скважины поверхностным насосом.

Чтобы своими руками бурить на участке скважины и не применять специализированное оборудование, можно реализовать только 2 технологии: ударно-канатную и абиссинский колодец. О них мы и расскажем далее.

Бурение скважины

Скважину на участке можно пробурить одним из методов бурения:

• Шнековым.
• Роторным.
• Ударно-канатным.

Отличаются технологии бурения между собой способами разрушения внутри скважины породы и вариантом извлечения из скважинного ствола грунта. Использование разного оборудования оказывает влияние на качество и стоимость сооружения устройств.

Что такое шнековое бурение

Самым дешевым и простым методом устройства скважины считается шнековое бурение. Технология проведения работ заключается в том, что классическим Архимедовым винтом, именуемым шнеком, производится выемка грунта.

Процесс напоминает бурение лунки для лова рыбы подо льдом любителями зимней рыбалки. Этот способ используется для бурения скважины глубиной не более 10 метров. Для промывки сооружения буровой раствор или вода не используются.

Шнековое бурение

Инструкция указывает, что такой метод без проблем можно использовать в сухих и мягких грунтах. Скальные, твердые породы, встречающиеся в процессе бурения, и плывуны бурению шнеком не поддаются.

Как изготовить из шнека от комбайна бур

Для бурения скважины под воду, со старых комбайнов шнеки можно использовать как буровой инструмент. После небольшой модернизации шнек от сельскохозяйственной машины превращается в достаточно пригодный бур.

Еще понадобятся трубы-штанги с нарезкой резьбы для увеличения высоты колонны для бурения.

Затем необходимо:

• Преобразовать нижний трубчатый конец в подобие винта. Для этого на расстоянии примерно 80 см от винтообразного конца привариваются два ножа с углом к горизонтальному направлению равным 25º.
• На верхнем конце бура устанавливается муфта с резьбой. Приваривают ее для того, чтобы можно было прикрутить штанги.
• На одну из них приваривается поперечная ручка. С помощью, которой будет завинчиваться шнек в землю. Все последующие штанги наращиваются между этой штангой и шнеком.

Что такое роторный способ бурения

Для бурения глубокой скважины роторным способом используется специальная бурильная труба. В ее полости погружается в скважину вращающийся вал, конец которого оборудован наконечником – долотом.

Долото

На долото создается нагрузка воздействием гидравлической установки. С помощью этого метода можно пробурить скважину на воду любой глубины. Большинство подобных сооружений выполняется роторным способом бурения.

Вымывание породы или грунта из скважины выполняется специальным бурильным раствором, подающимся в трубу одним из двух способов:

• Закачиванием насосом внутрь бурильной трубы, а затем выходящим самотеком раствором с породой наружу посредством затрубного пространства — прямая промывка.
• Попаданием в затрубное пространство самотеком, а затем выкачиванием из бурильной трубы насосом раствора с породой — обратная промывка.

Вымывание породы во втором случае позволяет получить выше дебит скважины. В этом случае более качественно удается вскрыть нужный водоносный слой.

Недостатком данной технологии является привлечение сложнейшего оборудования, что сильно увеличивает стоимость работ. При прямой промывке, сооружение скважины дешевле, поэтому владельцы частных домов чаще всего его заказывают для возведения конструкции на своем участке.

Что такое ударно-канатный способ бурения

Самый старый, трудоемкий и очень медленный способ бурения – ударно-канатный (см. Скважина ударно канатным способом своими руками: как устроить правильно). Но, с его помощью можно получить качественную скважину, готовую прослужить до полувека.

Технология заключается в следующем:

• Порода или грунт разбивается под действием тяжелого снаряда, который поднимается на определенную высоту, а затем с силой падает вниз.
• С помощью желонки разрушенная порода вынимается из скважинного ствола.

Установка для ударно-канатного бурения

Преимуществом метода бурения является то, что нет необходимости использовать во время работы воду или специальный бурильный раствор, что позволяет более точно вскрыть водоносный горизонт, и этим обеспечить максимальную величину дебита скважины и увеличить продолжительность срока ее службы.

К недостаткам метода относятся:

• Большая трудоемкость.
• Высокая стоимость бурения.
• Для выхода на второй и следующие водоносные горизонты нужна изоляция выше расположенных водоносов. Для этого используются дополнительные обсадные колонны, что увеличивает траты средств на приобретение труб другого большего диаметра.
• Увеличивается и объем работ, который должны выполнять специалисты.

Пробурили скважину, что дальше делать смотрим ниже.

Песчаная скважина

Первый вид скважин – фильтровая, или песчаная. Ближайшая водоносная граница располагается в 15-30 метрах под землей. Диаметр углубления составит от 127 до 133 мм, а срок эксплуатации – 6-8 лет. Хотя, судя по многим отзывам и практике, срок службы может доходить и до 15 лет. Времени на обустройство такой вариант не займет много, вполне будет достаточно 1-2 дней.

Но стоит ли бурить песчаную скважину на своем дачном участке? Чтобы ответить на этот вопрос, стоит уяснить некоторые детали. Прежде всего, подземные воды, получаемые таким способом, пригодны лишь для сезонного использования. При длительной эксплуатации скважины водяной слой постепенно стачивается. Вдобавок есть еще ряд недостатков – высокая вероятность заиливания.

К тому же не столь важно, как пробурить скважину на даче своими руками, сколь важно учитывать качество воды. А на такой глубине оно оставляет желать лучшего

Главным образом это обусловлено тем, что она пролегает близко к поверхности земли, а поэтому многочисленным вредным бактериям и солям ничто не препятствует проникнуть в этот водоносный слой. По этой причине следует дополнительно установить фильтры.

У песчаного слоя низкий уровень водоотдачи и пропускной способности фильтра. Даже при использовании вибрационного насоса малой мощности необходимой подачи воды вряд ли можно добиться. К тому же область применения такой воды ограничивается лишь бытовыми нуждами, для питья или же приготовления пищи она не годится.

Как оборудовать пробитую скважину

Пробить/пробурить скважину недостаточно. Надо еще воду поднять, а это — совсем другая история. Как провести воду из скважины к дому читайте тут.  Если хотите сделать водоснабжение постоянным, с нормальным давлением, чтобы можно было подключать бытовую технику, вам понадобится насосная станция.

Для сезонного водоснабжения на даче обойтись можно более скромным набором:

• вибрационный насос;
• обратный клапан, который устанавливается перед насосом;
• емкость для воды;
• поливочный шланг;
• краны и т.д.

Обратите внимание, что обратный клапан устанавливается перед насосом, а не на конце шланга, погруженного в скважину. Просто так этот самый шланг при заморозках не разорвет. Еще один плюс такого устройства — проще демонтировать на зиму

Еще один плюс такого устройства — проще демонтировать на зиму.

Еще один совет: скважину надо чем-то закрыть. В домах постоянного проживания делают кессон — бетонный или пластиковый  бункер, который находится ниже глубины промерзания. В нем ставят все оборудование. При использовании воды только периодически кессон — слишком дорогое удовольствие. Но закрыть скважину чем-то надо. Во-первых в нее может упасть какая-то живность, что никак не обрадует вас. Во-вторых, «добрые»соседи могут что-то уронить. Более бюджетный выход — построить домик по типу колодезного. Еще более дешевый вариант — выкопать приямок, оббить его доской, сделать дощатую крышку. Ключевой момент: все это должно запираться на замок.

Бурение скважины-иглы

Для вращательного способа понадобится бур с металлическими лопастями внизу, расположенными спирально. В месте бурения делают углубление лопатой.

Для размягчения грунта его поливают водой, но учтите, что при этом бур вытягивают чаще, через каждые полметра, и очищать от налипшей земли. Проходка плотной глины, впрочем, потребует применения ударно-вращательного способа.

Бурение скважины-иглы

Также понадобится металлическая труба с диаметром, позволяющим поместить в нее бур с лопастями. Получаем трубу и бур внутри нее. При прокручивании бура внутри трубы, земля собирается в трубе и может быть легко извлечена.

Инструмент, используемый для бурения, называется шнеком. По мере углубления в грунт, управлять им становится труднее, потому может понадобиться помощь. Скважину или колодец обкладывают заводскими бетонными кольцами над землей, укрепляя осадку.

Какая технология используется чаще всего

Здесь всё зависит от проектной глубины скважины и состава почвы на участке. Исходя из данных геологоразведки, подбирают наиболее оптимальный способ.  Также нужно понимать, как найти воду для скважины.

Для бурения артезианских скважин применяют роторный способ. Это метод наиболее обоснован экономически, экологически и дает скважины различной глубины и диаметра в рыхлых почвах со скальными вкраплениями.

Суть его заключается в следующем:

• На конце ротора, приводимого в движение двигателем внутреннего сгорания, располагается специальный бур. Он измельчает породу.
• В скважину подается вода под давлением. Она размывает почву.
• Далее вода выводится наверх по полому каналу ротора. Эту технологию еще называют «бурение с промывкой»
• После установки обсадной трубы большого диаметра, работа идет меньшим долотом-буром.
• По завершению буровых работ необходимо произвести т.н. «разглинизацию» скважины. Нужно это из-за того, что водно-глиняный раствор засоряет поры, по которым артезианская вода будет поступать в скважину.

Скважина дает вам возможность иметь на своем участке запас воды, для полива ваших растений в парниках из поликарбоната с открывающимся верхом, информацию о которых найдете тут.

Роторное бурение используется чаще всего.

Достоинства перед другими способами:

Плюсы самостоятельного ручного бурения

Ручное бурение самостоятельно сделанными приспособлениями имеет следующие преимущества перед автоматическими способами проходки с использованием специальной буровой техники частными лицами и организациями:

Дешевизна. Изготовление своими руками бура из подручных материалов и проходка скважины без привлечения сторонних помощников, специалистов, организаций — самый выгодный вариант с финансовой точки зрения, если другие способы занятости в свободное время не приносят денежный доход.

Универсальность. Самостоятельное проведение буровых работ вручную универсально благодаря следующим особенностям:

• Ручное бурение во многих ситуациях является единственно возможным вариантом проведения работ, если въезд на участок специальной техники невозможен или скважина размещена в построенном помещении.
• Ручным способом прокладывают узкие скважинные каналы без использования обсадных колонн стандартного диаметра, что существенно удешевляет организацию и обустройство водоснабжения на индивидуальном участке.
• Вручную проводят бурение на глубину от 5 до 35 м, что соответствует характеристикам абиссинской и скважины на песке.
• Сделанный бур можно использовать для иных хозяйственных целей, если необходимо проделать отверстия в земле — при сооружении ограждений, посадке садовых растений, монтаже свайных фундаментов и других работ хозяйственно-бытового назначения. За ненадобностью конструкцию всегда можно разобрать и использовать в хозяйстве по своему усмотрению.

Комплектация ручного спирального бура заводского изготовления

Гибкость применения. В зависимости от глубины залегания водяного пласта, качества грунта и размерных параметров скважинного канала, используют различные бурильные технологии, конструкции буровых приспособлений или их сочетания. При индивидуальном изготовлении всегда есть возможность путем экспериментов самостоятельно сделать бур для скважины, наиболее удобный и эффективный для конкретных условий.

Проводить работы можно в любое удобное для хозяина время без привязки к сезону, времени суток, погоде, наемным специалистам или организациям. Если к обустраиваемому участку не подведена электроэнергия, ручным механическим способом можно бурить скважины без ее присутствия.

Конечно, за дешевизну ручного способа придется платить скоростью проведения работ и интенсивными физическими трудозатратами, последние в некоторой степени полезны с точки зрения улучшения здоровья.

Трубы и муфты для резьбового соединения