Вы решили соорудить скважину на собственном участке, чтобы обеспечить дом и семью достаточным количеством чистой воды? Однако вас повергла в шок сумма, в которую обойдется ее бурение? Согласитесь, что это мероприятие хотя и довольно дорогостоящее, но крайне необходимое.
Дороговизна естественным образом заставляет искать альтернативу услугам буровиков. Мы расскажем вам, как пробурить скважину своими руками. Поможем вам разобраться с особенностями проходки и обустройства источника воды — это вполне посильная задача для тех, кто не боится тяжелой работы.
В статье рассмотрены разные способы сооружения скважины. Ознакомившись с ними вы поймете, сможете ли выполнить все необходимые операции. Для лучшего усвоения приведенной информации статья снабжена пошаговыми фото и видео, на которых зафиксирован процесс бурения и изготовления бурового инструмента в домашних условиях.
Типы водозаборных выработок и грунтов
Перед началом буровых работ следует изучить состав грунта на участке, чтобы хотя бы примерно представить свою будущую скважину.
В зависимости от особенностей пролегания водоносного слоя различают три вида скважин:
- абиссинский колодец;
- фильтровая скважина;
- артезианская скважина.
Абиссинский колодец (или скважина-игла) может быть устроен практически повсеместно. Пробивают его там, где водоносный слой залегает относительно близко к поверхности и приурочен к пескам.
Для ее бурения используют технологию забивки, которая не подходит для сооружения скважин других видов. Все работы обычно можно выполнить в течение одного рабочего дня.
Но дебит таких скважин невелик. Чтобы обеспечить дом и участок достаточным количеством воды, иногда имеет смысл сделать две такие скважины на участке. Компактные размеры оборудования позволяют без особых проблем устроить такую скважину прямо в подвале.
Фильтровые скважины, которые также называют скважинами “на песок”, создают на грунтах, где водоносный слой пролегает относительно неглубоко – до 35 метров.
Обычно это песчаные грунты, которые хорошо поддаются бурению. Глубина фильтровой скважины обычно варьируется в пределах 20-30 метров.
Работы при хорошем раскладе отнимут два-три дня. Фильтровая скважина нуждается в хорошем обслуживании, поскольку постоянное присутствие в воде частичек песка и ила может вызвать заиливание или запесочивание.
Обычный срок эксплуатации такой скважины может составлять 10-20 лет. Срок может быть больше или меньше в зависимости от качества бурения скважины и ее дальнейшего обслуживания.
Артезианские скважины, они же скважины “на известняк”, самые надежные, поскольку водонос приурочен к коренным отложениям. Воду вмещают многочисленные трещины скальной породы.
Заиливание такой скважине обычно не грозит, а дебит может достигать примерно 100 куб.м/ч. Но и глубина, на которую предстоит провести бурение, обычно оказывается более чем солидной – от 20 до 120 метров.
Бурение неглубокой скважины своими руками
Пластичные грунты бурятся вручную
Механизация ручного бурения
Использование буровых инструментов
Разумеется, бурить такие скважины сложнее, а времени и материалов на выполнение работ уйдет значительно больше. Профессиональная бригада может справиться с работами дней за 5-10. А вот если мы бурим скважину на участке своими руками, может понадобиться и несколько недель, и даже месяц или два.
Но усилия стоят того, ведь артезианские скважины могут без проблем прослужить полвека, а то и больше. Да и дебит такой скважины позволяет снабжать водой не только один дом, но и небольшой поселок. Только для устройства подобной выработки не подходят ручные методы бурения.
Физико-механические свойства грунтов также имеют большое значение при выборе метода бурения.
В ходе работ может понадобиться пройти самые различные пласты, например:
- влажный песок, который поддается бурению практически любым способом относительно легко;
- водонасыщенный песок, извлечь который из ствола можно только с помощью желонки;
- крупнообломочные породы (гравийные и галечниковые отложения с песчаными и глинистыми заполнителями), бурят которые желонкой или стаканом в зависимости от заполнителя;
- плывун, представляющий собой мелкодисперсный песок, перенасыщенный водой, вычерпать его можно только желонкой;
- суглинок, т.е. песок с обильными включениями глины, пластичный, хорошо поддающийся бурению шнеком или колонковым стаканом грунт;
- глина, пластичная порода, с бурением которого справится шнек или стакан.
Как узнать, какие грунты залегают под поверхностью, и на какой глубине находится водоносный слой? Конечно, можно заказать геологические исследования грунта, но это процедура не безвозмездная.
Почти все выбирают более простой и дешевый вариант – опрос соседей, которые уже пробурили скважину или соорудили колодец. Уровень воды в вашем будущем водоисточнике будет примерно на той же глубине.
Бурение новой скважины на небольшом расстоянии от уже существующего сооружения может и не пойти по точно такому же сценарию, но скорее всего, будет очень похожим.
Простые методы бурения скважин
Профессиональные бурильщики располагают оборудованием и инструментарием, позволяющими пробурить довольно глубокую скважину буквально за пару дней. Но у самодеятельного мастера обычно нет ни таких средств, ни навыков работы с ними. Однако есть способы бурения, которые этого и не требуют. Чаще всего применяется бурение шнеком или ударно-канатный метод.
Способ #1 — бурение шнеком
Как понятно из названия, при этом способе бурения используется шнек или бур. Устройство представляет собой штангу, к концу которой приделан рабочий инструмент. При этом способе бурения также используют долото для разбивки валунов, если потребуется. Конструкция шнека напоминает винт, диаметр которого может быть разным.
Он в буквальном смысле ввинчивается в грунт, а лопасти винта помогают извлечь из ствола выбуренную породу.
Производится бурение следующим образом:
- Вращая штангу бура, в грунте проделывают вертикальное углубление.
- По мере углубления скважины бур с разрыхленным грунтом периодически поднимают на поверхность.
- По мере удлинения шахты штангу наращивают, присоединяя к ней новые и новые части.
- Для наращивания штанги используют надежное резьбовое соединение или хомуты.
- Стены скважины сразу же защищают обсадными трубами.
- Бур очищают и продолжают работы.
- Бурят до тех пор, пока не будет достигнут водоносный слой.
- Водоносный слой рекомендуется пройти полностью и углубиться в расположенный ниже слой грунта примерно на 0,5 м.
- Бур извлекают из скважины.
- С помощью буровой штанги внутрь обсадной колонны опускают фильтр.
- Обсадную трубу приподнимают таким образом, чтобы ее нижний край находился примерно по центру водоносного слоя, а не упирался в грунт.
После этого собственно бурение можно считать оконченным. Скважину следует прокачать, опустить в нее насос, обустроить оголовок и т.п.
Считается, что с помощью шнека можно пробурить только относительно неглубокую скважину – около 20-30 м глубиной. Однако многое зависит от состояния грунта. Для бурения рыхлых песков и крупнообломочных отложений рекомендуется использовать желонку.
При шнековом бурении можно использовать буровую установку, которая удерживает оборудование в правильном положении. Чтобы поднимать бур наверх, можно использовать мотор. Если выполняется так называемое “мокрое” бурение, следует предусмотреть место для удаленного из скважины мокрого грунта, отстаивания воды и т.п.
Выбирая бурение шнеком, следует помнить, что наличие воды в стволе скважины разрушительно действует на ее стенки.
Иногда можно встретить рекомендации сначала выполнить бурение, и лишь затем приступать к монтажу обсадных труб. При шнековом бурении, как впрочем, и при любом другом, надежнее ставить обсадную колонну сразу же по мере заглубления.
Способ #2 — роторное бурение
Говоря о вращательных методах бурения (а именно к ним относится шнековый метод), стоит упомянуть о бурении с помощью ротора. Именно этот метод чаще всего применяют буровики для проходки выработки в скальных породах. Для его реализации используют специальную буровую установку с ротором.
Бурение осуществляется с помощью все того же бура, но вращают его не вручную, а с помощью мотора. Ротор передает движущийся момент на буровую штангу, т.е. и на расположенный в глубине грунта снаряд.
Грунт разрушается, инструмент углубляется в породу. Чтобы ее удалить, в скважину под напором дают воду, которая вымывает мелкие обломки грунта, или вычерпывают все желонкой.
Роторный способ не слишком подходит для самостоятельного бурения, поскольку оборудование для него нельзя изготовить за пару часов “на коленке”. Необходимо купить, арендовать или одолжить специальную буровую установку с мотором. Кстати, работают такие устройства не только на электричестве, есть и газогенераторные модели.
Помимо установки нужно оборудование для интенсивной промывки скважины и/или мощный компрессор для ее продувки. Наконец, необходимы навыки работы с такими устройствами.
Бур должен вращаться практически непрерывно, а возникающие нюансы, вроде его застревания в породе, следует решать умело и оперативно. Начинающему мастеру обычно проще работать самодельным буром или желонкой.
У роторного бурения все же есть ряд неоспоримых достоинств – это самый быстрый способ бурения, и ему обычно поддаются практически любые грунты. Однако при этом способе бурения, когда в шахте практически постоянно присутствует вода, особенно важно сразу же начать монтаж обсадной колонны, чтобы не допустить обрушения стен.
Способ #3 — бурение желонкой (ударно-канатный метод)
Ударно-канатный метод или бурение желонкой существенно отличается от шнекового и роторного бурения, поскольку в этом случае ничего вращать не нужно.
Желонка представляет собой длинный и узкий отрезок трубы с клапаном и заостренным нижним краем. Бурение ударно-канатным способом выполняется по следующей схеме:
- В земле с помощью садового бура проделывают отверстие (так легче начать работу).
- Над этим отверстием устанавливают треногу с блоком.
- На блок заводят трос, к которому подвешена желонка.
- Желонку роняют в шахту с высоты около 1,5-2 метров над землей.
- Ударяясь о грунт, острый край желонки разрыхляет породу, которая затем захватывается клапаном устройства.
- Клапан препятствует высыпанию грунта обратно в шахту.
- Удары повторяют несколько раз, чтобы в желонку попало как можно больше грунта.
- Затем желонку вынимают из шахты и очищают от грунта.
- Операцию повторяют до появления водоносного слоя, после чего рекомендуется продолжать бурение и углубиться в следующий слой.
- По мере углубления ствола в него опускают обсадную колонну, постепенно наращивая ее.
Чтобы извлекать заполненную тяжелым грунтом желонку было легче, трос соединяют с лебедкой, снабженной электромотором. Промывка водой при ударно-канатном бурении скважины обычно не используется.
Она рекомендует только в отдельных случаях, например, чтобы ускорить прохождение плывунов. Это обеспечивает достаточно высокую прочность стен скважины, т.е более качественное бурение.
Отсутствие воды в забое также позволяет достаточно точно диагностировать попадание в водоносный слой. При “мокром” бурении неопытные мастера иногда проходили его и продолжали углублять скважину без всякой необходимости.
Ударно-канатное бурение позволяет создавать так называемые бесфильтровые скважины. Для этого под обсадной трубой в песке вымывается полость, служащая отстойником для воды. Затем обсадную колонну немного приподнимают.
При таком способе бурения используют не только желонку, но и так называемый забивной стакан. Это такая же узкая труба с острым нижним краем, предназначенная для рыхления и выемки грунта.
В отличие от желонки, забивной стакан не снабжают клапаном, поскольку этот инструмент эффективен при прохождении вязких пластичных пород, в основном суглинков.
Падающий в забой стакан забивается связной породой (суглинком, супесью), которая удерживается внутри естественным образом. В стенках стакана делают длинные узкие прорези, через которые его отчищают от грунта, например, с помощью куска арматуры и т.п.
При ударно-канатном бурении можно эффективно использовать и желонку, и стакан, работая ими при прохождении разных слоев грунта. Ударно-канатное бурение – способ простой, древний и вполне надежный. Однако он заслуженно считается довольно трудоемким и занимает много времени.
Самостоятельное бурение желонкой глубокой скважины может отнять несколько недель и даже пару месяцев. Но таким способом можно создать скважину солидной глубины – более 40 метров. Отдельные источники утверждают, что и 100-метровые сооружения желонке вполне по силам.
Если есть возможность, можно комбинировать разные методы бурения, чтобы ускорить работы и повысить их эффективность. Например, для прохождения слоя суглинка можно использовать шнековый бур, а плывун лучше пройти с помощью желонки.
Затем снова можно вернуться к применению бура. Правда комбинированное бурение требует большего количества инструмента, что не всегда возможно.
Способ #4 — бурение скважины-иглы
На участке с водоносным слоем, расположенным близко к поверхности, воду можно получить чуть ли не через пару часов после начала работ.
Для бурения абиссинского колодца необходимо:
- Пробурить в грунте длинное отверстие диаметром 5-8 см таким образом, чтобы дойти до плывуна.
- Вставить в отверстие узкую обсадную трубу, к нижнему концу которой приделан острый наконечник и фильтр.
- Забивать трубу в грунт до достижения водоносного слоя.
- Наращивать трубу по мере необходимости.
Первичное бурение осуществляется специальным длинным и узким шнеком, длину которого постепенно наращивают. После того, как в трубе появится вода, бурение можно считать завершенным. Поскольку глубина у абиссинских колодцев небольшая, для них обычно используют не погружные, а поверхностные насосы.
Шланг в такую скважину не опускают, его роль выполняет сама узкая труба. Насос устанавливают прямо на верхнюю часть абиссинского колодца.
Обсадную трубу, которая одновременно с тем является стволом выработки, наращивают отрезками по 1-3 метра, а резьбовые соединения тщательно уплотняют с помощью подмотки и силиконового герметика. Компактные размеры позволяют устроить такой колодец даже в подвале частного дома, чтобы не занимать место на участке.
Чтобы сделать фильтр скважины иглы, на нижней части трубы делают ряд отверстий диаметром около 10 мм. Перфорированный участок снаружи закрывают слоем специальной металлической сетки галунного плетения. Такой фильтр надежно предотвратит попадание мелкого песка в скважину.
Выясняя, как самостоятельно пробурить абиссинский колодец или скважину-иглу, методу забивания колонны узких обсадных труб следует уделить пристальное внимание. Эту операцию можно выполнить с помощью штанги или бабки. В качестве штанги используют длинный металлический прут, который постепенно наращивают, поскольку он опускается вместе с обсадной трубой.
Удары прута во время работы приходятся на наконечник. При этом на соединения трубы также испытывают дополнительную нагрузку и могут деформироваться. Иногда, при сильных ударах, муфтовое соединение может просто разорвать в процессе забивания, а это недопустимо. Бабка – это груз с отверстием.
На верхний конец обсадной трубы надевают специальный оголовок, по которому и наносят удары, чтобы забить трубу на нужную глубину. При таком способе забивания нагрузка распределяется более равномерно, однако целостность соединений все же остается под угрозой. Поэтому для бурения абиссинского колодца следует использовать только высококачественные материалы.
В этом случае уместно только резьбовое соединение, которое соосно с центром трубы. Правильно выполнить такую резьбу можно только на токарном станке. Разорванная труба доставит мастеру множество неприятностей, поскольку застрявший в грунте кусок колонны вытащить практически невозможно.
Работы придется начать заново, а расходы заметно возрастут. А вот если пробурить абиссинский колодец по каким-то причинам не удалось, почти все материалы можно использовать повторно.
Изготовление бурового инструмента
Как уже упоминалось ранее, приспособления для бурения можно изготовить самостоятельно, одолжить у друзей, или приобрести изделия промышленного производства.
Иногда буровую установку можно арендовать. Однако цель самостоятельного бурения обычно состоит в том, чтобы максимально снизить затраты. Самый простой способ выполнить бурение дешево – сделать инструменты из подручных материалов.
Вариант #1 — спиральный и ложковый бур
Ручное бурение можно выполнять спиральным или ложковым буром. Для изготовления спиральной модели берут толстый заостренный прут, к которому приваривают ножи. Их можно изготовить из стального диска, разрезанного пополам. Край диска заостряют, и затем ножи приваривают к основанию на расстоянии около 200 мм от его края.
Ножи должны быть расположены под углом к горизонтали. Оптимальным считается угол около 20 градусов. Оба ножа располагают напротив друг друга. Разумеется, диаметр бура не должен превышать диаметр обсадной трубы. Обычно подходит диск диаметром около 100 мм. Ножи готового бура следует остро заточить, это облегчит и ускорит бурение.
Другой вариант спирального бура можно сделать из стержня и полоски инструментальной стали. Ширина полосы может варьироваться в пределах 100-150 мм.
Сталь следует разогреть и свернуть в спираль, закалить, а затем приварить к основанию. При этом расстояние между витками спирали должно равняться ширине полосы, из которой ее изготавливают. Край спирали тщательно затачивают. Стоит отметить, что в домашних условиях сделать такой бур непросто.
Для изготовления ложкового бура понадобится металлический цилиндр. В условиях самостоятельного изготовления проще всего использовать трубу подходящего диаметра, например стальную трубу на 108 мм.
Длина изделия должна быть около 70 см, с более длинным устройством будет тяжело работать. На этом корпусе следует проделать длинную и узкую прорезь, вертикальную или спиралевидную.
В нижней части корпуса монтируются два ложкообразных ножа, режущая кромка которых затачивается. В результате грунт разрушается и горизонтальными, и вертикальными кромками бура.
Разрыхленная порода поступает в полость бура. Затем его вынимают и очищают через прорезь. Помимо ножей в нижней части бура по оси устройство приваривают сверло. Диаметр отверстия, сделанного таким буром, будет немного больше, чем само устройство.
Вариант #2 — желонка и стакан
Чтобы сделать желонку, проще всего также взять металлическую трубу подходящего диаметра. Толщина стенок трубы может достигать 10 мм, а длина обычно составляет 2-3 метра. Это делает инструмент достаточно тяжелым, чтобы при ударах о грунт производилось его эффективное рыхление.
Клапан для самодельной желонки
Изготовление корпуса клапана
Сварка отрезка трубы с окружностью
Формирование отверстия в корпусе клапана
Сверление отверстий в заготовке клапана
Формирование отверстия в клапане
Сооружение рамки для захлопывающего устройства
Изготовление захлопывающегося устройства
К нижней части желонки приделывают башмак с лепестковым клапаном. Клапан выглядит как круглая пластина, плотно закрывающая нижний срез трубы и прижатая достаточно мощной пружиной.
Впрочем, слишком тугая пружина здесь не нужна, иначе грунт просто не попадет в желонку. При вытаскивании желонки клапан будет прижат не только пружиной, но и грунтом, собранным внутри.
Нижний край желонки затачивают вовнутрь. Иногда у краю приваривают острые куски арматуры или заточенные куски металла треугольной формы.
Сверху из толстой проволоки делают защитную сетку и приваривают ручку, к которой крепят металлический трос. Подобным образом изготавливают и стакан, только клапан здесь не нужен, а в корпусе следует проделать щель для очистки устройства.
Сборка клапана для желонки
Соединение клапана с башмаком трубы
Отверстия для присоединения клапана желонки
Фиксация клапана шурупами
Сверление отверстий в верхней части
Установка стержня вверху желонки
Соединение серьги с желонкой
Изготовленная собственноручно желонка
Несколько полезных советов
После того, как скважина готова, следует обратить внимание на ряд важных нюансов. Например, чтобы вода в скважине оставалась свежей, нужно обеспечить приток в обсадную колонну свежего воздуха.
Для этого делают несколько вентиляционных отверстий. Верхнюю часть скважины не стоит замуровывать, ее закрывают откидной крышкой, чтобы при необходимости можно было достать насос, осмотреть колонну и т.п.
По окончании работ следует обязательно отдать на анализ воду из скважины, чтобы проверить на содержание различных примесей. Любые проблемы с состоянием воды обычно решаются путем подбора подходящих фильтров.
Воду на анализ отбирают не сразу же после бурения, а спустя некоторое время, чтобы из нее ушли загрязнения, вызванные бурением.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Обзор различных самодельных инструментов для бурения – буров, желонки и прочих снарядов:
Видео #2. Демонстрация ударно-канатного способа бурения:
Видео #3. Процесс создания абиссинского колодца:
Бурение скважины нельзя назвать простой задачей, которая под силу любому желающему. И все же множество мастеров справились с этим делом и обеспечили свое жилище автономным водоснабжением. Целеустремленность и правильные действия обычно приводят к желаемому результату.
Обнаружились неясные моменты в ходе ознакомления со статьей? Есть желание задать вопросы по теме? Пишите, пожалуйста комментарии в блоке, находящемся под текстом статьи.