Все о современных технологиях бурения скважин на воду. Скважина на воду своими руками: технологии, нюансы и способы бурения на даче

Добраться к водоносным слоям и найти источники воды – задача непростая и в технологическом отношении, весьма трудоемкая и затратная. И все же, как говорят, «овчинка стоит выделки», поскольку, не столь активно подвергаются человеческим атакам и их неуемной любознательности. Природа умеет хранить свои тайны, время от времени уступая человеку частичку своих сокровищ, чтобы продолжалась жизнь на Земле. Человек, в свою очередь, изобретает все новые технологии, чтобы получить земные дары.

Поскольку грунтовые воды залегают на различной глубине, имеют свои водные границы и очертания, в технологии бурения скважин на воду есть свои технологические алгоритмы. Наличие технических средств, аппаратуры, механической оснастки, согласно разработанному проекту и согласованным исследованиям пород, почвенного состава, на предполагаемом участке бурения, предполагает начало производство работ с соблюдением технологии бурения скважин на воду.

В процессе бурения, скважина обсаживается специальными трубами, которые не дают земле обваливаться и затягиваться самой скважине от давления грунта. По завершению бурения начального участка, опускают первую обсадную колонну – кондуктор, чтобы перекрыть слабые, неустойчивые породы и верхние водоносные горизонты. В затрубное пространство закачивают цементный раствор. Бурение скважины продолжается внутри обсадных труб, но уже долотом меньшего диаметра до проектной отметки, после чего, в скважину опускают следующую обсадную колонну. При бурении скважины, нижняя часть обсадной колонны перфорируется и служит для улучшения дебита скважины. Дебит скважины – это технический показатель количества выдаваемого объема воды. После вскрытия водоносного слоя, вода поднимается по скважине и устанавливается на, так называемом, статическом уровне.

Затем, согласно технологии бурения скважин на воду, происходит монтаж насоса, водоподъемной трубы и, если есть необходимость, установка кессона. Кессон представляет собой металлическую емкость глубиной 2 метра и диаметром 1 метр и служит для предотвращения замерзания воды в водоподъемной трубе и соединениях. Из кессона труба выводится в землю на глубину, примерно 1.80 метра (средняя глубина промерзания почвы по Москве и Московской области) и подводится к дому или к объекту.

Специалистами компании «АкваАльянс», технология бурения скважин на воду проверена на практике и подтверждена надежностью и качеством исполнения. Воспользоваться услугами компании можно в любое время года и в удобный для вас, час. на нашем сайте, получить разъяснения и ответы на вопросы можно в разделе либо на посвященному этому вопросу .

Потребность человека в питьевой воде существует ровно столько, сколько существует сама цивилизация. Другого способа добывать воду, кроме как из земли, мы еще не научились, да и то технологии добычи питьевой воды далеки от совершенства. Тем не менее, другого выхода нет, если нужно обеспечить бесперебойное водоснабжение дома. Не везде есть возможность подключения к централизованному водопроводу, поэтому приходится бурить скважины.

Какие бывают скважины на воду

Геологические условия каждого участка диктуют определенные условия, в соответствии с которыми происходит выбор типа скважины. На выбор типа скважины влияют:

• ресурс и глубина источника;
• стоимость разработки источника;
• качество воды.

Современные технологии бурения скважин на воду могут дать отличные результаты, показывая хорошее качество воды и высокую продуктивность месторождения. Рассмотрим основные, базовые принципы разработки скважин и их виды.

По сути, это два способа, которые позволяют добыть воду малыми средствами. Сейчас мы рассмотрим методы бурения третьего типа , артезианских. Тем не менее, любой из описанных ниже способов может подойти и для устройства скважины меньшей глубины.

Исходя из названия, бурение скважины производится специальным инструментом, который называют шнеком. Инструмент вращательными движениями разрушает грунт, а наверх измельченная порода подается шнеком, на конце которого находится бур. При податливом грунте бурение таким способом производится довольно быстро. Скорость бурения составляет примерно 40-45 метров за рабочую смену. Бурение шнеком - самый экономичный вид бурения скважин на воду, но такая технология имеет и свои недостатки.

Во-первых, бурение возможно только на мягких или средних грунтах в силу того, что бур не может справиться с твердой и каменистой почвой. Во-вторых, бурение на песчаных грунтах шнековым методом не имеет смысла, поскольку почва успевает осыпаться до того момента, пока будет установлена труба. Поэтому в таких случаях применяют другие методы бурения.

Суть метода заключается в применении полой штанги, на конце которой укреплен забурник. Разрушенная почва поднимается не механическим методом, а вымыванием, причем для этого используется специальный раствор. Раствор представляет собой смесь глины и воды, а после использования вся масса направляется в шламоотстойник.

Глина в составе раствора нужна для того, чтобы укреплять стены скважины, поэтому применение такого метода вполне возможно на песчаных грунтах. Сам механизм имеет довольно компактные размеры. Этим можно воспользоваться в том случае, если необходимо пробурить скважину непосредственно в подвале жилого дома. Глубина выработки таким методом может достигать 300 метров, что вполне подходит для бурения артезианских скважин.

Ударно-канатный способ бурения скважин на воду

Для вязких грунтов наиболее применим ударно канатный метод бурения. Несмотря на хитрое название, он предполагает резкое опускание в шахту металлического стакана, который по мере заглубления наполняется грунтом, после чего стакан поднимают на поверхность при помощи системы канатов, вычищают, затем бросают опять. Процесс бурения таким способом не требует вообще никакого оборудования, но физически изнурителен и занимает довольно длительное время.

Ручное бурение скважин

Этим и отличаются профессиональные бурильщики от обычных застройщиков. Существует и техника для ручного бурения ударно-канатным или шнековым методом, которую можно взять в аренду. Но при самостоятельной разработке скважины застройщик не всегда отдает себе отчет в объемах работ и ее сложности, поэтому все же заплатить некоторую сумму бурильщикам.

Бурение скважин на воду цена

Цены на бурение скважины, естественно, зависят от многих факторов, главным из которых является состав грунта. Так, на известняковых грунтах бурение может обойтись от 1,5 до 2 тысяч рублей за метр проходки, а на песчаных грунтах будет стоить уже от 2,5 тысячи за метр. Артезианские скважины всегда стоят несколько дороже, и цена бурения составит около 2,8 тысяч рублей за метр.

На бурении можно и сэкономить, для этого есть несколько способов. Как правило, все бурильные работы проводятся в теплое время года, когда к бурильных бригад расписан каждый день. Если спланировать бурение в зимнее время, то можно сэкономить до 20% средств. Также необходимо исходить из принципа разумной достаточности - если нет необходимости в высокопроизводительной скважине, то технология бурения скважин на воду меньшего диаметра или глубины может обойтись значительно дешевле.

Все же, если нет уверенности в своих силах, лучше доверить бурение профессионалам. Это гарантированно даст возможность пользоваться чистой водой круглый год без всяких ограничений.

Бурение артезианских скважин на воду , как правило, производится вращательным способом, когда породоразрушающий инструмент (шарошечное долото) вращается за счет крутящего момента, передаваемого буровыми штангами от вращателя, который в свою очередь имеет привод от двигателя буровой установки. В последнее время для этих целей наибольшее распространение получили буровые станки УРБ 2А-2 на базе ЗИЛ 131 и УРАЛа. В качестве двигателя буровой установки может использоваться как маршевый двигатель, так и отдельный палубный двигатель.

Бурение с промывкой

При с промывкой разрушаемая порода вымывается на поверхность с помощью жидкости. Жидкость с помощью насоса подается через буровые трубы непосредственно на забой. Пройдя по трубам вниз до долота, эта жидкость вымывает разрушаемую породу и поднимает ее по скважине на поверхность, где эта жидкость самотеком переливается в отстойник. Из отстойника по шлангу эта жидкость вновь насосом подается внутрь труб и по трубам на забой, тем самым, осуществляя круговорот этой жидкости.

Когда бурение касается неустойчивых пород, в качестве промывочной жидкости применяют глинистый раствор, Если разрез скважины начинается с глинистых слоев, глинистый раствор получается естественным образом. При невозможности образования глинистого раствора естественным путем глинистый раствор замешивают из специальной глины (бентонитовой), возможно добавление небольшого количества цемента. Глинистый раствор выполняет и другую важную функцию – за счет гидростатического давления удерживает стенки скважины от обрушения. Глинистый раствор хорошо удерживает стенки скважины при прохождении глинистых и песчаных слоев. При прохождении твердых пород, таких как известняк, в качестве промывочного раствора используется вода.

По виду вымываемого глинистого раствора буровой мастер видит, какие породы в настоящий момент разрушают долото и фиксирует это в буровом журнале.

Когда инструмент доходит до известняка, скважина обсаживается трубами и промывается. Известняк является естественным хранилищем воды, которая заполняет поры, каверны и трещины, образуя, таким образом, огромную систему трещин. Далее происходит бурение известняка долотом меньшего диаметра с использованием в качестве промывочной жидкости чистой воды. Если встречаются прослойки глины или песчаные линзы, буровой мастер принимает решение о перекрытии данных участков ствола скважины обсадной трубой меньшего диаметра.

Встречаются и сплошные известняки, иногда окремненные, в которых по понятным причинам отсутствуют трещины и, как следствие, вода. Но рано или поздно инструмент доходит до нужных пластов известняка.

Когда начинается поглощение промывочной жидкости, ее количество пополняется с помощью привозной воды, которую привозит водовозки. По степени поглощения промывочной жидкости буровой мастер определяет ожидаемый дебит скважины, то есть ее производительность. Когда это поглощение достигает необходимых значений, буровой мастер отбивает уровень воды в скважине и при необходимости обсаживает ствол известняка обсадной трубой меньшего диаметра.

При прокачке скважины определяется динамический уровень воды в скважине и рассчитывается дебет скважины.

После всего этого вы имеете у себя на участке готовое к эксплуатации гидротехническое сооружение.

Теперь остается обустроить скважину кессоном, смонтировать водоподающее оборудование и насладиться собственным водозаборным узлом в полной мере.

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

Как пробурить водяную скважину

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

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

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

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

Вынимают грунт наружу следующими способами:

• гидравлическим;
• механическим;
• пневматическим;
• комбинированным.

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

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

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

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

Способы бурения на воду

Технология бурения скважины под воду позволяет вести работу несколькими способами:

• шнековым;
• роторным;
• ударно-канатным;
• ручным.

Рассмотрим каждый из них подробнее.

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

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

• УРБ-2А2;
• МБУ-2М;
• УРБ-2,5;
• УРБ-3АМ.

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

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

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

Виды технологий бурения

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

• Роторное;
• Шнековое;
• Ударно-канатное.

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

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

На фото — бурение скважины шнековым способом

Шнековый метод

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

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

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

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

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

Роторный способ

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

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

Грунт вымывается путем постоянной промывки скважины бурильным раствором.

Раствор может подаваться двумя способами:

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

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

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

Теперь рассмотрим данную технологию поэтапно:

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

Статьи по теме:

Ударно-канатный способ

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

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

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

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

Какой технологии отдать предпочтение

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

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

Можно ли выполнить скважину самостоятельно

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

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

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

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

Малогабаритные установки бывают двух типов:

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

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

Вывод

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

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