Технология бурения скважин на воду

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.

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.

Какая технология бурения скважин на воду лучше – способы бурения, различия, преимущества и недостатки

Главной сложностью при организации водоснабжения загородного дома является отсутствие централизованных магистралей. Чтобы решить эту задачу, применяют одну из технологий бурения скважин на воду.

Какой вариант бурения лучше

При выборе подходящей технологии в учет следует взять следующие факторы:

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

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

Типы бурения

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

Роторная технология бурения

Обычно эта технология используется при поиске залежей нефти. Из-за роста популярности буровых скважин на воду ее стали применять для бытовых нужд. Для ее реализации необходимы мощные энергозатратные механизмы, позволяющие успешно преодолевать тяжелые и особо тяжелые грунты со скальными включениями. Также это касается сплошных известняков.

Вращающийся ротор разрушает породу на мелкие фрагменты. Далее промывочная жидкость выносит их на поверхность. Учитывая наличие в этой жидкости цемента, есть реальная угроза засорения плодородных почв на участке. Кроме того, готовую скважину необходимо долго промывать чистой водой, чтобы очистить ее от цементных частиц. Перед тем, как прочистить скважину, определяют наиболее эффективный способ очистки. Как правило, на небольших загородных участках роторный способ бурения скважин не применяют.

Гидроразмыв

Это самая простая в реализации технология бурения скважин под воду. Она реализуется методом размывки почвы внутри обсадной трубы: ее погружение происходит самопроизвольно, под собственным весом. Усилия необходимо прикладывать в самом начале работы, когда обсадная колонна еще не набрала нужную массу. Для этого ее проворачивают специальным ключом.

В состав комплекса для реализации гидроразмыва входят следующие узлы:

  • Пара насосов. Один из них предназначен для подачи жидкости под давлением не менее 6 атм. С помощью второго устройства отработанную воду откачивают обратно в накопительный бак.
  • Бак. Его объем подбирается в зависимости от параметров скважины. Имеется в виду диаметр, вместительность и глубины скважины.
  • Гидромонитор. Речь идет о шланге, оснащенной металлической насадкой. Оптимальный диаметр выходного отверстия – 20 мм.

Для расчета объема бака используют формулу V = Rобс 2 (см) х 3,14 x H(см). Здесь V – объем бака, R – внутренний радиус обсадной трубы, 3,14 – число пи. К примеру, если скважина имеет диаметр 273 мм (максимальное значение для бурения скважин на воду по технологии процесса гидроразмыва), то оптимальный внутренний диаметр обсадки будет 260 мм (радиус 13 см). За глубину скважины можно взять 15000 см. Подставив эти значения в формулу, получают V= 132 х 3,14 х 1500 = 756000 см 3 (или 756 литров).

Реализация этой технологии предусматривает постоянное присутствие воды в баке. Для приводимого выше случая достаточно будет емкости объемом 2 м 3 . На среднем дачном участке использование такого бака не повлияет на уровень комфорта: как правило, подобные емкости входят в состав полива огорода.

  1. Забуривание. Для этого используют обычный садовый бур. Важно, чтобы его диаметр превосходил сечение обсадной трубы на 30 – 40 мм. Для забуривания достаточно пройти вглубь на 1,5 метра.
  2. Монтаж первого модуля секции обсадной трубы. Его вставляют в забуренное углубление.
  3. Подключение гидромонитора. Его вводят внутрь обсадной трубы, что обеспечит оптимальный напор подаваемой воды. На начальной стадии размывки требуется проворачивание обсадной трубы по часовой стрелке, для чего используют специальный ключ.
  4. По ходу реализации процесса необходимо делать паузы для монтажа следующего модуля обсадки.
  5. По мере накопления воды ее откачивают в бак, используя один из двух насосов.

Слабая сторона этой технологии – возможность использования исключительно на песчаных и супесных почвах. Кроме того, методом гидроразмыва можно пробурить скважину не глубже 15 м. Максимальный зафиксированный результат – 20 м. Читайте также: “Как самому пробурить скважину на воду своими руками – какая скважина лучше”.

Ударный метод

Этот способ относится к сухому бурению скважин на воду. Впервые его применили в Китае.

Ударный способ реализуется таким образом:

  1. Выкапывают в грунте ствол глубиной примерно 1,5 метров. Оптимальные размеры – 1,5х1,5 м.
  2. Посредине выборки забуривают место под первый модуль обсадной трубы глубиной 2 м.
  3. Монтируют буровую вышку. Она имеет вид треноги высотой от 3-х м. На ее точные параметры влияет длина обсадных модулей (максимальное значение – 6 м).
  4. Вводят ударный модуль в отверстие обсадной трубы и отпускают в свободное падение. Взаимодействуя с породой, она начинает активно разрушать породу. Измельченный грунт оказывается внутри полости ударной части. Для большей эффективности конец ударника оснащают специальными зубьями.
  5. Внутри ударной трубы имеется клапан. Он пропускает измельченную породу внутрь, и не дает ей высыпаться во время очередного подъема. При работе на глинистых влажных грунтах насадной стакан обычно снимают, т.к. влажная глина начинает налипать на его стенки. Согласно правилам бурения скважин на воду, чистку ударника нужно проводить после прохождения каждого метра породы.

Профессиональные буровые бригады комплектуются несколькими моделями ударников. Это дает возможность работать без остановки на грунтах различного типа. Ограничения распространяются только на скальные породы. Изготовленные ударным методом скважины отличаются высоким качеством, что объясняет его повсеместную распространенность.

Шнековый способ бурения скважин на воду

Популярность этого способа бурения скважин под воду объясняется его высокой эффективностью и простоте реализации. Шнековая технология основывается на сверлении породы вращающимся приспособлением. Роль режущей кромки сводится к разрушению грунта по направлению движения. После этого он в измельченном состоянии выносится на поверхность спиральным шнеком. Следует сказать, что наверху оказывается только 40-50 % породы: остальная часть материала уходит на уплотнение стенок. Как результат, дополнительная обсадка стенок в этом случае не требуется. Обсадную колонну вводят внутрь шахты по окончанию процесса.

Читайте также:  От 1,8 до 2,2 миллиона рублей

Недостатками шнекового метода является трудности с использованием его на песчаных и других сыпучих почвах. Кроме того, пробурить шахту глубже 50 м этим способом не получится. Для дальнейшего заглубления приходится время от времени поднимать инструмент на поверхность для очистки. Для бурения применяют целый ряд приспособлений.

Есть также интересный вариант с ручным изготовлением скважины на верховодку. Для этого в продаже имеется несколько моделей портативных буровых станков, позволяющих сооружать скважины глубиной до 50 м, при условии наличия на участке легких и средних грунтов (кроме песчаных). Данные приспособления очень популярны среди дачников и владельцев загородных домов. Для разового использования ручной станок можно арендовать. При этом важно понимать, что работы по бурению скважин на воду артезианского типа выполняются совсем другим оборудованием.

Перфоративный способ

Для изготовления скважины здесь используется специальное копье, которое забивается в землю посредством бабки или штанги. Чаще всего методом перфорации обустраиваются абиссинские колодцы, где откачка воды осуществляется ручным насосом. Благодаря небольшому диаметру шахты и высокой скорости достижения результата эту технологию часто выбирают для самостоятельной реализации.

Итоги


Способы бурения скважин: технологические принципы и особенности основных методов

Устройство водозаборной скважины сопряжено с применением различных методов бурения. Рыхлые и насыщенные водой грунты извлекают с помощью желонки. Для проходки по глинистым и скальным породам используют способы бурения скважин, основанные на вращательном и вибрационном принципе.

В работе задействованы механизмы, позволяющие производить разработку грунтов различных типов и на разную глубину. Мы расскажем, как подобрать оптимальную технологию бурения, позволяющую быстро и безупречно пройти выработку для устройства водозабора.

Для наглядного представления предложенной нами информации текст дополнен полезными схемами, фото-подборками, видео-руководствами.

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.

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

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.

Специфика колонкового бурения

Колонковое бурение – механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы. Буровой снаряд для колонкового бурения представляет собой толстостенную металлическую трубу.

Вверху колонкового бурового снаряда расположено приспособление для присоединения штанг, необходимых для наращивания буровой колонны. Внизу – коронка, вид которой подбирается в зависимости от категории подлежащего бурению грунта.

При проходке колонковым методом грунт разрушается кольцеобразной коронкой. Внутренняя часть керна при этом сохраняется в не разрушенном виде. Для облегчения процесса бурения по твердым и полутвердым суглинкам, глинам, скальным породам на забой подается промывочная жидкость.

Шлам с забоя иногда удаляют промывкой – нагнетанием в ствол выработки большого количества воды. Чаще всего промывку заменяют продувкой сжатым воздухом, поставляемым компрессором внутрь трубы. Данный тип бурения позволяет бурить скважины глубиной до 1000 метров и диаметром от 8 до 20 см.

Механическое колонковое бурение производится буровыми установками типа ЗИФ, УГБ, УКБ, монтированных на автомобили типа КАМАЗ, КРаЗ, трелевочные тракторы и т.д. В варианте для ручного бурения колонковую трубу укорачивают, называют колоколом или стаканом. С последним, перевернутым вверх дном предметом обихода, конструктивно схожа колонковая труба.

Бурение колонковым способом используется в следующих случаях:

  • геологоразведка полезных ископаемых;
  • бурение разведочных скважин;
  • устройство водоносных скважин любой глубины, в том числе безфильтровых скважин в скальных породах.

Для устройства частных скважин на воду в некоторых случаях колонковый способ используется перед тем, как начать шнековое или роторное бурение, выполняя одновременно разведывательную и подготовительную роль.

В устройстве частных скважин колонковое бурение используется в комплексе с ударно-канатным. Глинистые слои проходят колонковой трубой. Пески неплотного сложения, гравий и галечник с песчаным заполнителем, которые не задерживаются в колонковой трубе, извлекают из ствола желонированием.

По эффективности колонковый метод несколько уступает шнековому способу бурения водозаборных скважин. Шнеком бурят быстрее, но он не позволяет полностью освободить ствол от пробуренной породы. Их редко используют в паре. А уж если приведется, то шнеком проходят первые несколько метров.

Используемое оборудование и инструменты

Для колонкового бурения используются следующие инструменты:

  • буровые коронки из алмазного или другого твёрдосплавного материала (сталь, вольфрам, победит);
  • колонковая труба;
  • труба для отвода шлама;
  • штанги, требующиеся для наращивания буровой колонны;
  • муфтовые соединения, переходники между трубами, промывочный сальник.

При бурении в скальных породах буровая коронка быстро изнашивается и подлежит замене. Материал коронки – дорогостоящий, выдерживающий колоссальные нагрузки, наибольшее распространение получили алмазные буровые варианты.

Все используемые в процессе бурения инструменты должны соответствовать соосности, т.е. располагаться ровно относительно оси бурения.

Технология колонкового бурения

Главная особенность колонкового бурения – прохождение породы с полным её сохранением в колонковой трубе. Т.е. при работе бурильного оборудования коронка по кольцу разрушает грунт, который по мере заглубления проталкивается в колонковую трубу и удерживается в ней за счет собственной плотности.

При извлечении наполненной трубы из ствола выработки, ее освобождают от керна путем простукивания кувалдой.

Поэтапный процесс колонкового бурения выглядит следующим образом:

  • бурильную коронку соединяют с колонковой трубой;
  • колонковая труба соединяется со штангами, которые наращиваются по мере углубления;
  • верхняя штанга закрепляется в буровом станке;
  • бурильный станок вращает буровую колонну и постепенно “ввинчивает” ее в грунт;
  • колонковая труба постепенно наполняется керном – заклинившим в ее полости грунтом;
  • после проходки 50 – 70 см буровая колонна извлекается на поверхность, штанги по очереди отсоединяются до тех пор, пока не извлечется колонковая труба;
  • трубу освобождают от выбуренной породы;
  • опорожненный снаряд снова опускают на забой, наращивая буровую колонну штангами.

Действия производятся в описанном порядке до тех пор, пока скважина не вскроет водоносный горизонт и не заглубится на 50 см в нижележащую водонепроницаемую породу.

Если фиксация верхнего водоносного горизонта не является целью проходки, то верхние слои можно бурить с промывкой. В этом случае насос продаёт промывочный раствор через шланг внутрь труб. Затем раствор выносит выработанный грунт на поверхность.

Веские достоинства и недостатки

В сравнении с ударно-канатным и роторным способом механического бурения колонковое производится довольно быстро, значительно сокращая время проведения работ. Главный его недостаток – невозможность подъема рыхлых грунтов и насыщенных водой галечников. Медленно продвигается по скальным породам, для проходки валунов требуется долото.

К достоинствам колонкового бурения относят:

  • высокую производительность и возможность бурить скважины глубиной свыше 100 м;
  • сокращение нагрузок на бурильное оборудование за счёт разрушения глинистой породы, сравнимым с ее вырезанием;
  • возможность применения мобильной буровой установки компактных габаритов.

Колонковое бурение – один из самых скоростных методов разработки водозаборных выработок. Скважину на песок с его применением можно пройти за один рабочий день. Разрабатываемая вручную водозаборная выработка отнимет намного больше времени.

Особенности шнекового бурения

Этот тип бурения сегодня наиболее часто используется при устройстве водоносных скважин в частных хозяйствах. Особенностью шнекового бурения является то, что разрабатываемая порода полностью удаляется из створа скважины без привлечения дополнительного оборудования. Метод напоминает ввинчивание, позволяет бурить на глубину и одновременно удалять ненужный грунт.

Используемый для бурения инструмент называется шнек. Представляет собой металлический стержень с лопастями. Завинчиваясь в грунт, шнек разрушает породу, которая задерживается на его лопастях. Из-за специфики конструкции шнеком невозможно полностью освободить забой от отвала. Поэтому его в основном применяют для проходки верхних слоев.

Бурение с использованием шнека не требует больших усилий и финансовых затрат, поэтому сфера применения данного способа достаточна широка: геологоразведочные скважины, прокладка коммуникаций, устройство буронабивных скважин и частично бурение на воду.

Его сейчас активно применяют для устройства абиссинских колодцев, чтобы не забивать полностью скважину-иглу в плотный грунт, а слегка облегчить процесс погружения ствола в заранее разрушенную породу.

Метод подходит для разработки водоносных скважин глубиной до 30 м на мягких и рыхлых грунтах и до 20 м на средне-плотных. После проходки шнеком и установки обсадки, ствол скважины обязательно очищается желонкой от неизвлеченной породы.

Шнек категорически не подходит для работы в скальных породах! Его используют для частичной проходки скважин до 120 м, при этом данный метод комбинируется с другими: роторным, ударно-канатным, колонковым.

Все о современных технологиях бурения скважин на воду

Для того чтобы обеспечить полноценное автономное водоснабжение загородного дома, дачи или приусадебного участка производится бурение скважины.

В зависимости от особенностей технологического сопровождения и геологических особенностей грунта, производится выбор технологии бурения скважин водой.

Высокоскоростное роторное бурение скважины в процессе

Исходя из особенностей технологии бурения скважины водой, глубина ее может достигать 150 метров. Некоторые технологии бурений скважины водой позволяют создавать скважину глубиной в 10 метров.

1 Какие существуют виды скважин на воду?

Прежде чем начать бурение, следует учесть, что каждая отдельно взятая технология бурения скважин на воду определяется типом создаваемой скважины.

Современные технологии бурения ориентируются, в первую очередь, на то, какой вид скважины будет наиболее подходящим для той или иной местности.

Технология строительства скважин подразумевает, что большинство объектов пронизывают первый водоносный горизонт и доходят до первого толстого пласта, залегающего под землей песка.

Технология бурения скважин на воду при наличии качественного бура рунного типа и бензобура, позволяет без особых затруднений произвести бурение такого объекта своими силами.

Типичные скважины фильтровального типа представлены в виде аналога обычного колодца. Через всю ее глубину попадаются линзы с водонасыщенными слоями песка и пласты глины.

В таких слоях нет быстрого перемещения и течения подземных вод, вода в линзах собирается посредством капиллярного метода. Как уже упоминалось выше, новые технологии бурения ориентируются на разновидности скважин.

Трубчатый абиссинский колодец сооружается с ориентировкой на глубину в 8-12 метров. Его отличие от обычного колодца заключено в том, что в воду не проникают загрязняющие частицы пыли, грязи и других чужеродных элементов.

Начальный этап шнекового бурения скважины

Сама конструкция представлена в виде трубы, на конце которой находится перфорированный участок, который снабжен обмоткой из металлической сетки, выполненной с применением нержавеющей стали.

Перфорированные элементы монтируются на тех участках, где присутствуют крупнофракционные виды песков с примесями гальки. Из такого источника можно наладить водозабора с одновременным применением двух добывающих точек.

Скважина артезианского типа бурится с ориентировкой на большую глубину. В большинстве случаев она составляет 150-200 метров, и напрямую зависит от глубины залегания известняковых слоев. Такая скважина может обеспечивать питьевой водой сразу несколько загородных домов в течение более чем 50 лет.

2 Какие современные технологии и методы бурения?

На сегодняшний день активно применяются четыре основных способа бурения скважин на воду. Каждый из них имеет свои специфические особенности и технологию проведения работ. Эти способы представлены в виде:

  • Шнекового бурения;
  • Роторного бурения;
  • Ударно-канатного бурения;
  • Ручного бурения.

Ряд отличий заключен в способах реализации разрушения пород и методах извлечения грунта из скважинного ствола. Каждый из вариантов предусматривает применение особых видов оборудования. Это оказывает влияние как на качество, так и на общую стоимость проводимых работ.
к меню ↑

2.1 Метод#1-шнековое бурение

Осуществление ударно-канатного бурения скважины под воду

Такой способ повсеместно считается наиболее простым и экономически целесообразным. Смысл применяемой технологии заключается в том, что выемка грунта из лунки производится при содействии классического инструмента – Архимедова винта, который называется буровым шнеком.

Представленный способ применяется для создания скважин, глубина которых не будет превышать более 10 метров. Это подойдет не только для водяных, но и для
скважин под свайный фундамент. Для промывки сооружения и шнека от налипшей почвы применяется вода или образовавшийся буровой раствор.

Для проведения представленных работ активно применяется так называемая установка для шнекового бурения. Осуществление такого типа бурения не может проводиться во всех видах грунтов.

Как правило, он применяется в сухих и обладающих относительной мягкостью разновидностях грунта. Такой способ не подходит для бурения плывунов и твердых скальных пород.

При осуществлении выбора исполнителей для проведения подобных работ, в первую очередь стоит учитывать их опыт и квалификацию. Достоинства метода шнекового бурения заключаются в:

  • Простоте организационных работ;
  • Мобильности;
  • Доступности используемой техники (Газ-66 или ЗиЛ-131).

К недостаткам относится невозможность осуществления бурения на большую глубину, работы в скальных породах, сыпучих песках и плывунах.

2.2 Метод#2-роторное бурение

Если производится роторное бурение скважин с большой глубиной (более 50 м), то при этом задействуется специальная бурильная труба. В ее полость помещается вал вращающегося типа, который снабжен наконечником-долотом.

Современная установка производящая роторное бурение скважины

Из-за работы гидравлической установки производится нагрузка на долото. Такой метод, на сегодняшний день, общепризнанно считается наиболее распространенным и востребованным.

Читайте также:  Поверх насыпи укладывается дерн

С его помощью может быть достигнута практически любая необходимая глубина бурения. Для того чтобы производить вымывание продуктов бурения из скважины применяется отработанный бурильный раствор.

Подача бурильного раствора в трубу осуществляется при помощи реализации двух способов. Закачка может производиться при помощи насоса, в результате чего раствор самотеком выходит из трубы в затрубное пространство. Этот метод получил название прямой промывки.

Второй заключен в том, что промывочная жидкость также посредством самотека проникает в затрубное пространство. Затем, во время работы насоса, она вместе породой высасывается из бурильной машины.

Этот метод называется обратной промывкой. Обратная промывка в разы увеличивает показатель дебета скважины. Это связанно с тем, что водоносный горизонт вскрывается наиболее качественно.

Стоит отметить, что при реализации представленной технологии к работам привлекаются сложнейшие виды оборудования, что напрямую влияет на стоимость выполняемых работ.

Исходя из этого, метод бурения, базирующийся на способе прямой промывки, наиболее экономически целесообразен, потому, большинство владельцев загородных домов предпочитают именно его.

Преимущества роторного типа бурения заключаются в высокой скорости проходки, составляющей 1000 п.м. на станок/месяц. Это позволяет значительно сэкономить на обсадных трубах и снизить цену на проводимые буровые работы. Недостатки такого метода выражены в:

  • Глинизации известнякового пласта (при использовании глинистого раствора);
  • Больших потребностях в воде и глине;
  • Необходимости утепления систем циркуляции в холодное время года;
  • Невозможности опробования водоносного горизонта без пробного спуска;
  • Сложностях с проведением обсадки скважины.

Ударно-канатное бурение скважины

2.3 Метод#3- ударно-канатный способ

Представленный способ является наиболее старым, трудоемким и довольно-таки медленным. Тем не менее, он все еще пользуется определенной долей популярности благодаря наименьшей (по сравнению с другими) степени затратности.

Скважина, полученная таким способом, получается очень качественной, и срок ее службы может составить более 50 лет. При реализации такого метода производится дробление породы с применением специального закрепленного над лункой тяжелого снаряда.

Ударное действие производится посредством поднимания снаряда на большую высоту и сбрасывания его вниз. Полученная в ходе работ разрушенная порода с помощью желонки удаляется из скважины.

Существенное преимущество представленного способа заключается в том, что при его реализации нет необходимости в применении бурильного раствора.

Эта особенность позволяет с высокой степенью точности произвести вскрытие водоносного горизонта, при этом обеспечив наиболее возможное максимальное значение величины дебита скважины.

Это напрямую влияет на увеличение ее эксплуатационного срока. Представленная технология по параметру трудоемкости проводимых работ значительно превосходит роторный метод.

При реализации ударно-канатного бурения, с выходом на последующие водоносные горизонты, требуется изоляция расположенных выше слоев. Для этого применяются дополнительные колонны обсадного типа.

Достоинства этого метода заключаются в полном отсутствии глиняного раствора в процессе бурения, что позволяет точно рассчитать время вскрытия водоносной линзы.

Установка для проведения шнекового бурения скважины

Недостатки заключены высокой стоимости работ, связанных с формирование проходки и необходимости обязательного перекрытия всех водоносных слоев с помощью обсадной трубы.
к меню ↑

2.4 Метод#4-ручной

Данная разновидность бурения является наиболее практичной и эффективной в тех случаях, когда возникают условия, связанные с ограничением площади проводимых работ.

Оно производится с применением обычного ручного бура, диаметр которого мажет варьироваться от 10 до 30 см. При этом, активно используются переходные штанги, рукоятки и всевозможные приспособлении для проведения очистки бура.

Глубина такой скважины, в большинстве случаев, составляет 10 метров. Это связанно с тем, что осуществление дальнейшей проходки требует применения значительных физических усилий.

Если в наличии имеется специальное подвесное устройство и блок лебедки, то глубина скважины может быть значительно увеличена. Среди достоинств представленного метода особенно стоит отметить:

  • Возможность применения малогабаритных устройств;
  • Отсутствие в необходимости использования тяжелой техники;
  • Быстроту и сравнительную легкость организации проводимых работ;
  • Возможность создания скважины в саде или подвале;
  • Короткие сроки строительства;
  • Быстрый и легкий ремонт;
  • Общую дешевизну, связанную с малой глубиной.

Однако представленный способ имеет и ряд недостатков. Основным считается отсутствие возможности получения точной информации о присутствии водоносного горизонта.

Это напрямую связанно с малой глубиной проводимых бурильных работ. Кроме того, работы можно проводить только в тех грунтах, породы которых обладают мягкой или средней степенью твердости.
к меню ↑

Технология бурения скважин: ручная работа и ударно-канатное бурение

Обеспечение загородного дома водой является первостепенной задачей. Без воды даже невозможно выполнять строительство, не говоря уже о нормальном пребывании на даче круглый год или посезонно. Существует несколько вариантов: подключиться к централизованной системе, выкопать колодец или выполнить бурение скважины на воду. Самый простой первый вариант, но при его отсутствии проще выкопать неглубокий колодец. Но качество воды будет низкое, поэтому многие предпочитают изготовить собственную скважину на воду своими руками. Предлагаем ознакомиться с технологиями бурения, которые доступны для домашнего использования.

Способы бурения

Бурение скважин на воду осуществляется различными способами. В частности, существуют такие технологии:

  1. Ударно-канатное бурение.
  2. Роторное бурение.
  3. Шнековое бурение.
  4. Гидробурение.

Рассмотрим все особенности технологий бурения скважин своими руками.

Ударное канатное бурение

Канатная методика подразумевает использование специального механизма. Процесс бурения скважин на воду данным методом считается наиболее доступным для домашнего использования. При этом процесс довольно-таки продолжительный. Если отсутствует механизм, то процесс поднятия ударного элемента также будет требовать серьезных трудозатрат.

Бурение скважины на воду своими руками ударно-канатным способом можно выполнять в разных типах почвы. Тут важно подбирать соответствующие снаряды. Ниже опишем некоторые приспособления, которые используют дачники для самостоятельного бурения скважины на участке:

  • Толстостенная труба из металла. В нижней ее части имеется срез и режущая кромка. Такое сооружение также известно, как бур-стакан. Многие умельцы делают подобный бур для бурения скважины вручную самостоятельно. Оптимальный вариант для несыпучего слоя глинистого грунта.
  • Если почва преимущественно имеет твердые породы, такие как щебень или песок, то используется желонка. В нижней части бура приваривается клапан. В момент удара бура по грунту, клапан открывается, грунт попадает внутрь стакана. В момент поднятия, клапан закрывается. Благодаря этому порода не высыпается, а изымается наружу.
  • В подобном грунте при ручном бурении скважины на воду можно использовать бур-ложку. Такое название он получил благодаря своей специфической форме.
  • Если при бурении скважины вручную вам попалась скальная порода, то применяется буровое долото. Сперва породу необходимо раздробить, а потом изъять из источника.

В основе всех этих буров используется канат и специальная установка – тренога. Для автоматизации процесса по изъятию бура, на треногу может устанавливаться двигатель. В таком случае ударновращательный метод значительно ускорит весь процесс бурения.

Важно! Чем тяжелее у вас будет снаряд, тем быстрее будет готова скважина на воду. Поэтому рекомендуется приложить усилия для его изготовления.

Роторное бурение

В этом случае задействуется специальная передвижная техника МГБУ с малогабаритной установкой. Бурение скважины на воду будет происходить гораздо быстрее. Важное условие – обеспечить свободный доступ для подъезда техники. Роторный способ эффективен в тех случаях, когда скважина на даче необходима в короткие сроки.

Схема роторного бурения

Шнековое бурение

В этой ситуации бурение скважины на воду осуществляется посредством шнекового бура. Под этим подразумевается стальная труба, имеющая наваренные лопасти в спиральном направлении. В процессе вращения шнека, снаряд постепенно углубляется в грунт. В процессе его погружения, регулярно следует поднимать наружу, очищают лопасти и наращивают трубу для большего погружения. Важно, чтобы в нижней части трубы имелась резьба и стопорное кольцо. В таком случае получится осуществить ручное бурение скважины на воду качественно.

Но данная методика бурения скважин на воду эффективна только при условии мягкой почвы. При сыпучей почве, ствол скважины будет постоянно осыпаться. А при скалистой породе метод, вообще неэффективен.

Гидробурение

Бурение скважин на воду также осуществляется при помощи технологии гидробурения. Исходя из названия становится понятным, что в процессе работ используется вода. Ее выход самотеком происходит непосредственно через бур, где имеется специальное отверстие. Дополнительно используется помпа. Технология бурения скважин гидробурением не требует большого объема воды, так как наблюдается ее циркуляция.

Выбор места для бурения скважины

Перед тем как пробурить скважину, необходимо определить место для выполнения работ. Самый лучший способ использовать всевозможные схемы и карты местности вашего региона. На них можно с большей вероятностью узнать, будет ли скважина на воду с хорошим водоносным запасом или нет. Например, в некоторых регионах страны доступна только верховодка. Залегает она на глубине до 10 метров. Данную воду можно принимать в пищу только при регулярных сдачах на анализ в соответствующие органы. Во всех остальных случаях необходимо устанавливать систему глубокой очистки. Но как правило, на такую глубину пробурить скважину на воду не рентабельно, достаточно сделать небольшой колодец.

Скважина под воду преимущественно изготавливают в месте, где доступна артезианская вода. Этот источник будет давать воду прекрасного качества. Данный водоносный пласт располагается на глубине в районе 55 м и более. Однако без соответствующих разрешений поднимать эту воду запрещено. Для бытовых нужд и без каких-либо разрешений можно бурить отверстие в безнапорной скважине. Как правило, такие источники называют – игла на песок. Бурение скважин на песок выполняется очень часто самостоятельно без привлечения специальной техники. Данный водоносный слой располагается на глубине от 5 до 20 метров. Но перед тем как ее пить, следует тщательно прокачать скважину на участке.

Что касается конкретного места, то существует множество способов как определить на участке воду. Например, планируя выполнить бурение песчаных скважин, предварительно изготавливается разведочная скважина. Также есть и народные способы. Но лучше всего, найти карты и схемы залегания водоносного пласта в вашем регионе.

Виды скважин и их особенности

Тип или вид скважины на участке определяет особенность геологии участка в конкретной точке сверления. Так, на это влияет сразу несколько факторов:

  • Глубина.
  • Твердость породы.
  • Особенность геологического разреза.

Также на конкретный вид влияет и технология бурения скважин. Теперь предлагаем сравнить между собой 4 типа источников:

  1. Промышленная.
  2. Разведочная.
  3. На песок.
  4. Абиссинский колодец.

Промышленная

Это водозаборная скважина на известняк, имеющая в диаметре 600 мм. Как правило, глубина составляет более 500 м и имеет большой дебит до 100 кубов на один час. Пробурить скважину под воду такого плана эффективно на крупные сельскохозяйственные и технологические строения и производства. Ее эксплуатируют для коттеджных поселков и прочее. Используемый способ бурения скважин – роторный.

Разведочная

Если осуществляются гидрологические или геологоразведочные работы, то осуществляется сверление разведочного отверстия. В большинстве случаев применяется вращательная технология. Как правило, диаметр очень маленький, а устройство скважины очень простое. Плюс ко всему, это самая дешевая по инвестициям. Благодаря этому появляется реальная возможность узнать, где именно можно приступать к масштабным работам.

Скважина на песок

Такая водяная скважина изготавливается вручную с использованием технологии вращательного способа. Для этого используется шнек. Буквально за два дня можно справиться со всей работой. Ее относят в категорию малодебитной до 1 кубического метра в час. Для выкачки применяются вибрационные насосы. При соблюдении технологии бурения скважины на воду, она прослужит до 10 лет. Чтобы все работало исправно, рекомендуется постоянное ее использование.

Абиссинский колодец

Сооружение абиссинского типа представляет собой источник, который легко изготовить своими руками. Его даже нельзя полноценно назвать на бурение, ведь в основе используется специальная штанга, которая забивается в почву. На нижней ее части крепится специальная фильтрующая сетка, позволяющая поднимать наверх воду хорошего качества. В процессе используются штанги для наращивания. Соединение осуществляется посредством резьбы. В отличие от других технологий бурения скважин под воду сама труба и остается в грунте, так как по ней будет поступать вода. Диаметр трубы может достигать до 32 мм. Крайне важно чтобы все соединения были максимально герметичными, так как игла забивается в почву на долгий срок.

Инструменты для бурения скважин на воду

Если планируется ручное бурение скважин, то оптимальная технология ударно-канатная, она самая распространенная и доступная. Для этого потребуется такой инструмент и материал:

  • Лопата.
  • Бур, имеющий режущую часть. Чтобы увеличить вес бура, на него можно наварить стальные винты или другие металлические предметы.
  • Тачка для транспортировки грунта.
  • Насос.
  • Емкость с водой.

Также потребуется такой материал:

  • Проволока.
  • Труба.
  • Стальная проволока для фильтра.
  • Гравий или щебень.

Бурение скважин на воду своими руками

Скважина на даче при помощи ударно-канатной технологии изготавливается своими рукам. Суть технологии сводится к тому, чтобы пробурить в почве отверстия посредством забивного стакана. С высоты падает инструмент, который разбивает породу. После, его поднимают и со стакана изымается почва. Для этого необходимо создать определенные условия. Теперь предлагаем во всех подробностях рассмотреть, как сделать скважину своими руками.

Перед тем как пробурить скважину на даче необходимо сделать шурф. Под этим подразумевается копка неглубокой ямы, чтобы облегчить пробивку скважины на участке. Прежде всего, за счет этого сокращается глубина бурения и исключается вероятность обвала верхнего слоя грунта. Его размер может иметь такие габариты: 1,5 на 2,5 метра. По краям стенки шурфа укрепляются фанерой. Благодаря этому грунт точно не будет осыпаться.

Далее технология бурения скважины на воду включает установку треноги. Это специальный ударно-канатный механизм, позволяющий бурить скважину на воду. Тренога служит опорной установкой для удержания бурового стакана. Изготавливается она из дерева или металлического профиля. Длина бруса/трубы должна достигать до 5 метров. Обязательно осуществляется крепление лебедки с тросом. На тросик крепится буровой стакан.

Бурение на дачном участке

Получившаяся установка имеет компактные размеры, не требует использования для бурения скважин малогабаритной буровой установки и делается своими руками. Пробурить скважину таким способом можно за разное время. Скорость определяет характер почвы. За один удар бур может пройти и до одного метра. Если почва каменистая, то до 200 мм.

Совет! Чтобы ускорить процесс изготовления скважины на участке, в отверстие можно подливать водичку. Она будет смягчать породу. Более того, стакан необходимо постоянно очищать.

Что касается троса, то у него должен быть достаточный запас, чтобы бур не оторвался и не остался на самом дне отверстия. По мере продвижения, можно сразу монтировать обсадную трубу или после окончания бурения скважины на воду вручную.

Читайте также:  При помощи смесей и растворов

Если выбран первый способ, то бурение скважин на воду технология процесса будет включать обсадную трубу, имеющая больший диаметр чем сам бур. При этом способе важно контролировать глубину скважины для питьевой воды. В противном случае можно пропустить водоносный слой и закрыть его трубой. Поэтому следует четко контролировать уровень влажности поднимаемого наружу грунта.

Определить этот момент при изготовлении скважины на воду на даче можно по таким критериям:

  • Очень быстро стал садиться узел.
  • В промывке вы обнаружили водоносную породу.
  • В буре после глины, вы обнаружили песок.
  • Образуется статический напор.
  • С приямка начала уходить вода.
  • Бур начинает вибрировать.

Поэтому, когда бурим скважину таким способом важно быть крайне внимательным.

Как только вы дошли до водоносного слоя, скважина на даче своими руками требуется в прокачке и очистке от грязной воды. Благодаря этому, вы сможете узнать, будет ли эта скважина на дачном участке соответствовать всем потребностям вашей семьи по своему дебету.

Если в процессе откачки вода продолжительное время мутная, тогда следует углубить скважину на даче своими руками.

Обсадная труба

Конструкция водозаборной скважины в обязательном порядке включает в себя выполнение обсадки. Для этого можно использовать пластиковые или металлические трубы. Не советуется использовать оцинкованные трубы, так как они могут негативно сказаться на химическом составе воды.

Итак, устанавливая обсадную трубу, достигаются следующие цели:

  1. Стенки источника не осыпаются.
  2. Водозабор не заиливается.
  3. Исключается вероятность попадания верховодки, которая в категории скважин не самая лучшая.
  4. Источник будет оставаться чистым.

Как уже говорилось, водозаборная скважина может обустраиваться обсадной трубой в процессе бурения или после. Если труба заходит в грунт тяжело, то необходимо приложить физические усилия и поработать кувалдой.

Промывка скважины на воду после бурения

После бурения скважины своими руками и установки обсадной трубы осуществляется промывка – обязательный этап. Суть этого процесса сводится к тому, что в источник опускается труба, через которую под давлением закачивается вода. За счет напора из отверстия полностью удалится песок и глина. Все это будет откачено наружу. Как только пошла чистая вода обязательно сдайте ее на анализ в соответствующей организации.

Плюсы и минусы

Данный способ бурения скважины на воду имеет свои плюсы и минусы.

  • Конструкция скважины на воду позволяет сделать источник с высоким дебетом и продолжительным эксплуатационным сроком.
  • Оборудование для бурения скважин можно сделать своими руками, что является экономией, как если бы пришлось арендовать для бурения скважины малогабаритную установку.
  • Возможность контроля уровня воды и видеть водоносный слой.
  • Проектирование водозаборных скважин позволяет создать входное отверстие с большим диаметром.
  • Данные способы бурения позволяют проводить работы даже в зимнее время года.
  • Существуют другие виды бурения скважин, позволяющие проводить работы намного быстрей.
  • Потребуется большой объем оборудования для бурения скважин на воду, особенно что касается обсадной трубы.
  • Данные виды скважин на воду требуют серьезных физических и трудовых ресурсов.
  • Перед тем как бурить скважину на воду необходимо определить характер грунта, не всегда ударно-канатная технология актуальна.
  • Нанесение вреда ландшафтному дизайну придомовой территории. По этой причине перед тем как пробурить скважину своими руками не следует проводить озеленительные работы.

Заключение

Итак, вот мы и рассмотрели все особенности того, как сделать скважину на воду своими руками. Кроме всего прочего, мы узнали о разновидностях этого источника, который при разных обстоятельствах получает разные наименования, например, поглощающие скважины, термометрические скважины, скважина на песок и другие. Чтобы закрепить всю теорию и знать, как самому справится с работой, предлагаем просмотр подготовленного видеоматериала в конце статьи.

Технологии бурения скважин на воду – советы профессионала

Организация автономного водоснабжения становится актуальным вопросом при удаленности участка от центральной магистрали. Существует несколько способов обеспечения водой: от сооружения колодца до применения специализированной буровой техники. Среди них имеются такие, которые позволяют построить скважину своими силами, и она будет давать воду высокого качества в необходимом количестве.

Виды скважин на воду

Скважина на песок

Бурение в этом случае производится на глубину 15-30 метров до момента достижения горизонта, содержащего воду. Чаще всего, для этого применяется шнековый способ. Труба, имеющая диаметр более 100 мм, оснащенная фильтром, является скважиной. В качестве фильтра используют перфорированную трубу. Его устанавливают в песках крупной фракции, имеющих примесь гальки. Дебет таких скважин находится в пределах 0,6-1,2 куб. м. в час, что дает возможность обеспечить водой дом с двумя точками забора.

Срок эксплуатации скважин на песок находится в пределах 5-10 лет при постоянном использовании. В случае нерегулярной эксплуатации скважины этот срок существенно снижается и составляет 2-3 года. После чего заилившуюся скважину очищают под напором воды, имеющим сильное давление. При отсутствии требуемого эффекта от промывки требуется бурение новой скважины.

Артезианская скважина

Французская провинция Артуа дала имя этому виду бурения. Это связано с тем, что именно там было осуществлено первое бурение на известняк, где имело место явление саморазлива воды из скважины. Практика показывает, что не все скважины такого типа способны фонтанировать. В процессе бурения необходимость в установке сетчатого фильтра отпадает. Воды в этом случае залегают в известняке, однако не в каждом из них может присутствовать вода. Дебит скважины на известняк находится в пределах 3-10 куб. м. в час. Количества воды достаточно на минимум 60 лет, а ее качество находится на высоком уровне. Для производства буровых работ требуется применение специальной техники, что подразумевает потребность в пространстве для ее заезда и развертывания.

Стоимость работ по бурению артезианской скважины достаточно высока, но качество и больше, чем достаточное количество воды, а также долговечность ее компенсируют затраты.

Бурение скважины на воду

Способы бурения

Шнековое бурение

Шнековое бурение скважин характеризуется простотой и относительно небольшими затратами. Многие малогабаритные установки для бурения работают с применением этого способа. Для выемки грунта используется архимедово колесо, в технике оно именуется шнеком. Глубина скважин, получаемых таким образом, менее 10 метров. В этом случае нет необходимости в воде или буровом растворе, используемых при промывке.

Применение шнекового бурения ограничено характеристиками грунта. Способ широко используется при сухом или мягком грунте. Работать шнеком в плавунах или скальных породах не представляется возможным. Для проведения буровых работ требуется соответствующая квалификация, так как помимо умения пробивки отверстия необходимо уметь проводить мероприятия по защите водоноса от проникновения верховодки и сточных вод.

Роторный способ бурения

Таким способом получают скважины большой глубины. В качестве инструмента для бурения скважин используют специальную бурильную трубу. В ее полости располагается вал, оснащенный на конце долотом, работающем от гидравлической установки. Таким образом можно достичь любой глубины скважины. С целью промывки скважины от грунта используется бурильный раствор. Подача его может происходить следующим образом:

  • прямой промывкой, при которой происходит подача насосом раствора, и он выводится на поверхность самотеком;
  • обратной промывкой, когда раствор попадает самотеком, а откачивается вместе с породой насосом.

Промывка обратным способом дает возможность иметь значительный дебит скважины. Это связано с существенным повышением качества вскрытия горизонта, содержащего воду. При этом стоимость работ значительно возрастает вследствие применения дорогостоящего сложного оборудования. В этом отношении прямая промывка предпочтительнее.

Образец трехгранной конструкции из стали

Бурение ударно-канатным способом

Бурение на воду таким способом производится уже длительный период времени. Характеризуют его высокая трудоемкость и малая скорость производства работ. При этом качество скважины находится на высоком уровне, она может эксплуатироваться до пятидесяти лет.

Технология бурения состоит в дроблении грунта путем воздействия снаряда, обладающего значительной массой. Снаряд поднимают на определенную высоту, и при его падении происходит разрушение грунта. Для удаления породы, подвергшейся разрушению, применяется желонка.

Бурение, происходящее таким образом, не требует промывки водой или бурильным раствором. Такая специфика технологии позволяет произвести точное вскрытие водоносного слоя, что обеспечивает максимальный дебит и эксплуатационный срок скважины.

Приспособление для данного метода

Стоимость буровых работ ударно-канатным способом значительна. Трудоемкость в этом случае существенно выше, чем при роторном методе. Помимо этого при выходе на последующие слои водоносного грунта необходимо использование обсадных колонн для изоляции более высоких горизонтов.

Технология ручного бурения скважин на воду

Шнековый способ бурения

Процесс производства буровых работ этим способом происходит с достаточно высокой скоростью. В его ходе одновременно ведутся работы по продавливанию и укладке стен скважины, что не допускает обрушения почвы. Скважина оборудуется бетонными или металлическими стенками.

Инструменты для работы

Основным инструментом является шнек для бурения, в качестве которого используется труба с навивкой из металлической ленты. Для осуществления технологических операций используется механизмы, оборудованные подвижным вращателем. Соединение его со шнеком происходит при помощи резьбы или за счет сопряжения элементов фигурного сечения. Максимальный шаг подачи составляет 15 м.

Конструктивно шнек выполняется полым и снабжается реверсивным замком и разными долотами.

Высококачественная сталь замков износоустойчива, что дает возможность уменьшить производственный цикл.

В случае ведения работ на грунте, имеющем повышенную мягкость и рыхлость, лопасти располагают под углом к забою 30-60 градусов. Буровые работы в плотных породах или на гальке и гравии производятся с расположением долота под прямым углом. Показатель твердости почвы определяет соответствующий угол.

В ходе бурения за счет трения рабочих частей долота и почвы происходит их значительный разогрев. Спиральная поверхность шнека способствуют перемещению отработанного грунта на поверхность.
Шнек для бурения скважин, имеющий центральный канал является наиболее эффективным. С его помощью происходит подача при помощи насоса воды или воздуха, что существенно снижает коэффициент трения. Применение этой технологии дает возможность заглубляться на уровень 50 м. При необходимости обустройства скважин большей глубины, шнековое бурение комбинируется с другими способами выполнения буровых работ.

Станки, служащие для выполнения этого вида работ, оборудуются литыми головками, элементами, производящими резание и хвостовиком. Нередко на лопастях производится наплавка специальными сплавами, обладающими высокой твердостью, или оснащаются техническими алмазами.

Шнековое бурение производится с глубиной, соответствующей габаритам штанги. Достигнув ее, происходит отключение станка и отсоединение штанги для ее извлечения и наращения еще одной штангой. После этого работы возобновляются.

Роторное бурение

Для осуществления буровых работ требуется применения фрезерных двух- или трехлопостных долот. Долото срезает породу, находясь под воздействием колонн. Этот инструмент применим при сооружении колодцев трубчатого типа с мягким грунтом. Для твердых пород следует использовать долота с алмазной рабочей поверхностью. Универсальным инструментом является шарошечное долото, которое может работать с различными по твердости видами пород.

Установка

В основу процесса бурения положена передача от двигателя вращения ротору. Начальный этап требует применения долота с большими размерами. Нагрузка, направленная вертикально, передается от бурового снаряда инструменту, который производит работу по срезанию и раскрашиванию грунта. При окончании работ, достигнув определенного участка, производят монтаж обсадной трубы. При проходке очередного участка применяется инструмент и труба с меньшим диаметром по сравнению с предшествующим участком.

В процессе

Бурение с обратной промывкой

Для удаления отработанной породы происходит подача воды самотеком. В процессе стекания по трубе и поверхности стенок ствола осуществляется вымывание измельченного грунта. Образующийся раствор из выработанной почвы и воды откачивают сквозь отверстие бурильного инструмента при помощи насоса или эрлифта. Жидкость, поднятая на поверхность, по трубе или лотку перемещается для очистки в специальную емкость. При подаче воды также происходит охлаждение инструмента. Глубина скважин при использовании этого способа достигает одного километра.

Бурение с прямой промывкой

В этом случае применяется глинистый раствор, который закачивают в шахту по буровым колоннам. В процессе данного мероприятия происходит вымывание выработанного грунта, его подъем на поверхность вместе с водой. После чего раствор передается на отстой в емкость.

Ударно-канатное бурение

Для разрушения породы используется забивной стакан, который обладает существенной массой. С целью создания необходимого усилия для бурения, инструмент понимается на некоторую высоту, после чего опускается. При соприкосновении с грунтом происходит его забор полостью стакана, а при подъеме осуществляется удаление породы. Трудоемкость таких работ значительна, но при этом обслуживание такой установки возможно одним человеком. Подобная технология широко применяется в мягком грунте.
Конструкции буровых вышек для роторного и ударно-канатного бурения аналогичны. Она представляет собой треногу, которая имеет высоту больше длины стакана на 1,5 м. На вершине устройства зафиксирован блок лебедки. К тросу прикрепляется забивной стакан или ударная штанга. При применении стакана выемка грунта происходит за счет собственной массы. Использование штанги подразумевает дополнительное усилие при осуществлении забивания.

Стакан изготавливается из трубы с длиной 0,7-3 м, для выполнения режущей кромки которой применяется сталь высокой прочности. Кромку подвергают заточке внутрь стакана на конус. Если применяется ударная штанга, то ее конструкция выполняется из трубы, вверху которой приварена наковальня. В процессе погружения происходит заполнение стакана породой, а при подъеме через отверстие сбоку его очищают.

Орудие

В случае буровых работ в грунте, который обладает повышенной сыпучестью или влажностью, обычный забивной стакан заменяют желонкой. В ее конструкции предусмотрен клапан, который открывается в момент врезания в грунт и закрывается при его подъеме.

Ссылка на основную публикацию