Обустройство скважины для воды: руководство и анализ четырёх распространенных методов бурения

Владелец участка первым делом обязан позаботиться о его снабжении водой. Чем масштабнее планы по благоустройству территории, тем сильнее будет ощущаться недостаток водоснабжения. Вода требуется для стройки, сада и личных нужд.

Самостоятельное бурение скважины для водоснабжения позволит не только осуществить мечту, но и заметно сэкономить. В статье мы рассмотрим способы проведения работ и необходимые снаряды для самостоятельной добычи воды.

Основные виды скважин на воду

Несколько реальных методов получения живительной влаги доступны для вашего сведения. На загородном участке можно применить различные технологии для самостоятельного добывания воды.

Выбор оптимального варианта осуществляете самостоятельно, руководствуясь особенностями местности, технической базой, имеющимися финансовыми возможностями и квалификацией. Предлагаем рассмотреть типовые скважины.

Нет лучшего варианта: у каждой конструкции есть плюсы и минусы. Выбор зависит от рельефа участка и финансовых возможностей собственника.

Трубчатый абиссинский колодец

На участке с родником строительство колодца эффективно для водоснабжения. Колонна такого сооружения служит резервуаром для воды. При достаточной активности источника объем воды в распоряжении может достигать двух кубометров.

Абиссинская скважина – это узкий и длинный колодец. Его длина обычно составляет около 8-12 метров, поэтому загрязнения с поверхности земли не попадают в воду.

Абиссинские колодцы прозвали скважинами-иглами из-за трубы, которую вбивают в землю при их строительстве.

Видеоролик расскажет о технологии бурения и обустройства скважины-иглы, также известной как абиссинский колодец.

Скважина на песок (фильтровая)

Конструкцию заглубляют на глубину 15-30 метров различными способами: шнековыми, ударно-канатными, колонковыми. Стенки скважины создают трубой диаметром 100—180 мм.

Фильтр устанавливается на конец заглубленного ствола скважины. Для фильтра служит сетка из нержавеющей стали, которую крепят к первому звену трубы сваркой или пайкой перед погружением в крупный песок с примесью гальки.

Конструкцию скважины «на песок» можно изобразить схематично: обсадная труба обозначена номером 1, статистический уровень воды — номером 2, а сетчатый фильтр — номером 3.

Эта конструкция обеспечит водой небольшой загородный дом с двумя местами для водозабора. В случае сезонной эксплуатации она прослужит около пяти лет. При постоянном использовании срок службы составит 15 лет.

Заиленная скважину можно попытаться промыть. При неудаче предпринятых мер потребуется пробурить новый ствол рядом с прежним.

Артезианская скважина без фильтра

Сооружение функционирует без фильтра. Скважина может иметь глубину 100 метров и более. Вода извлекается из трещин известняка. В них скапливается жидкость за счет конденсации, которая может быть как кристально чистой, так и минерализованной.

Для каждодневных нужд подходит слабоминерализованная вода. Вода с высоким содержанием минералов не подходит для бытовых целей.

Схема артезианской скважины: 1 — кондуктор, 2 — горизонт грунтовых вод, 3 — промежуточная колонна, 4 — эксплуатационная колонна с отверстиями.

Предсказать точную глубину скважины для добычи воды заранее затруднительно. Можно лишь сделать приблизительные выводы, поговорив с соседними домовладельцами о характеристиках имеющихся на их участках скважин.

Неровное залегание грунтовых слоев не позволяет получить точные данные о вашем участке. Из-за этого обсадные трубы подбирают с учётом внесения поправок в полученные сведения.

Как устроена типичная скважина?

Устройство скважины для загородного дома простое: это вертикальная шахта определенной длины, которая достигает водоносного слоя. Стена шахты укреплена обсадными трубами.

Скважину дополняют обсадной трубой и техникой для поднятия и распределения жидкости. Для правильного выбора насосного оборудования и накопительной емкости важно учитывать характеристики скважины, в числе которых глубина и дебит.

Дебит скважины показывает, сколько жидкости можно извлечь за определённое время.

Для скважин глубиной до 10-12 метров используют поверхностные насосы. При необходимости дополняют их гидробаками в соответствии с дебитом источника.
Абиссинские колодцы редко проходятся глубже десяти метров. Для поднятия воды применяют наземные насосные установки.
Скважины, глубина которых превышает 10 метров, нуждаются в использовании погружных насосных агрегатов. Характерной чертой таких агрегатов является удлиненный корпус, изготовленный из нержавеющей стали.
Подключают погружной насос к трубопроводу для подачи воды и опускают его в скважину, соблюдая расстояние от дна и уровня воды, рекомендованное изготовителем.

Функции обсадных труб

Трубы для обсадных скважин составляют ее основу. Соединение отрезков осуществляется сваркой, пайкой или при помощи муфт.
Важно обеспечить одинаковый диаметр всех труб, чтобы конструкция формировала прямую и гладкую колонну.

При наличии наружной резьбы на обсадных трубах с помощью муфт соединяются звенья, что приводит к увеличению диаметра проходки.

Обсадные трубы нужны, чтобы:

  • Во время бурения скважины шахта не обвалилась.
  • ствол не засорился в процессе её эксплуатации;
  • Верхние грунтовые воды не затекали в здание.

Обсадные трубы изготавливают из стальных сплавов и полимеров (ПВХ, НПВХ, ПНД). Иногда применяют чугунные и морально устаревшие асбестоцементные изделия. Между трубой и землей вокруг устья заливают бетон, если выработка проходит в рыхлых грунтах или водоносный пласт залегает на большой глубине.

Работы по установке остальных агрегатов начинаются после завершения этой задачи. В период функционирования скважины возможно незначительное выдвижение трубы наружу. Это обычное явление, не нуждающееся в каких-либо особенных действиях.

Металлические и пластиковые трубы с резьбой пользуются наибольшей популярностью. На снимке показана установка синей пластиковой обсадной трубы.

Внутренняя труба с фильтром

В стволе скважины, бурильной конструкции с двумя стенками, помещается… труба с фильтромФильтрованная вода через перфорированное первое звено поступит внутрь оборки и будет затем извлечена насосом на поверхность.

После установки трубы на нужное расстояние закрепляют ее устье с помощью хомута, предотвращающего случайное опускание.

Первый этап: снизу сгибём полимерную трубу, предварительно разровняв её. Отступив 10 — 12 сантиметров, сверлим отверстия диаметром 8 мм. Высота части трубы с отверстиями зависит от силы водоносного пласта.
На перфорированный участок наматывается проволока из нержавеющей стали. Расстояние между витками равно расстоянию между отверстиями.
На участке трубы с отверстиями наматывается сетка, её крепят временными скрутками из изолированной проволоки.
На четвёртом шаге проволокой из нержавеющей стали обматываем самодельный фильтр, удаляя скрутки. Важно следить, чтобы внешняя намотка не повторяла внутреннюю.

Устройство оголовка для скважины

Верхнее кольцо обсадной трубы снабжают оголовкомСтруктура этого прибора аналогична для всех видов оголовников. В неё входят фланец, крышка и уплотнительное кольцо из резины.

Оголовок может быть изготовлен из разных материалов и иметь дополнительные функции.

Изготавливают головки из чугуна и пластика. Это герметичный узел, применяемый для фиксации кабеля насоса и отведения водонапорной трубы.

Низкое давление, которое формируется с помощью оголовка внутри труб, повышает подачу воды, что ведет к увеличению дебита скважины.

Кессон, адаптер, пакер

Чтобы избыточная влажность не нарушила функционирование устройств, подключенных к скважине, для них предусмотрен отдельный вместилище. кессонПроизводят его из металла или пластика.

Металлические кессоны по сравнению с пластиковыми ремонтопригодны, лучше переносят значительные перепады температур. Из металлических деталей, реализуемых отдельно, можно собрать изделие самостоятельно. Пластиковые модели стоят дешевле и не подвержены коррозии.

Желающие устроить кессон для скважиныНа нашем сайте можно найти подробную инструкцию по сооружению.

Для герметичного соединения наземного водопровода со скважиной потребуется скважинный адаптерУстройство располагают в помещении, где находится все оборудование, требующее защиты от влаги, например, в техническом помещении. К одной части адаптера крепят обсадную колонку, а ко второй – шланг от насоса.

Металлический кессон стоит дорого — до сорока тысяч рублей. Можно приобретать его частями и собирать самостоятельно, чтобы сэкономить.

Порой нужно изолировать часть глубокой артезианской скважины, например, для ремонта. Для этого применяют пакеры – устройства, герметизирующие скважину.

Элементы влияют на работу устройства скважины.

Четыре вида бурения

Сооружение собственной скважины для водоснабжения доступно силами непрофессионалов. разными способамиДля их осуществления применяются как физическая сила, так и инструменты.

Проанализируем самые востребованные типы бурения.

  • шнековый;
  • роторный;
  • колонковый;
  • ударно-канатный.

Технологии различаются способами разрушения породы при бурении и методами подъёма грунта на поверхность. Для проходки выработок применяют оборудование разных типов, что влияет на стоимость и качество готовой конструкции.

Способ #1 — бурение вручную

Для ручного буренияДля производства, осуществляемого по шнековой, ударно-канатной или комбинированной технологии, потребуются следующие механизмы и материалы.

  • бур;
  • лебедка;
  • бурильная вышка;
  • штанги;
  • обсадные трубы.

Для глубоких скважин требуется бурильная вышка. С её помощью погружают бур со штангами и поднимают его вверх.

При небольшой глубине скважины можно работать без вышки. В таком случае бурение производится вручную.

Строительные работы иногда используют для скважин тонкие трубы, соединенные резьбой или шпонками. Буровой инструментВо время сборки конструкция крепится к самой нижней штанге.

Ручные буровые инструменты: ложковые буры (а, б), шнековый бур (в), буровые долота (г, д) и желонка (е).

Режущие насадки буров повреждают целостность грунтов. Изготавливают их из прочной стали толщиной три миллиметра. Важно заточить кромки насадок с учетом вращения бура по часовой стрелке и разрушения грунтов в результате вращательно-поступательного движения.

Вначале определяем место для бурения скважины. В земле создаем яму глубиной примерно два штыка лопаты, это служит ориентиром для бура. Над указанным точкой входа бура устанавливается вышка.

Высота вышки должна быть больше длины бурильной штанги, но ненамного. Это позволит без труда извлечь штангу по окончании работ.

Начало работы окажется простым. Вначале буровые винты легко входят в землю. Одна рабочая сила сможет выполнить эту задачу. Но при дальнейшем погружении в землю с каждым витком бур становится всё труднее и медленнее.

На данном этапе работы потребуется помощь. В случае затруднения поднятия бура на поверхность необходимо повернуть его против направления вращения часовой стрелки и снова попытаться его поднять.

Ручное бурение скважин для водоснабжения было применим промышленно совсем недавно. Сейчас его возможности сохраняются в труднодоступных местностях.

При встрече значительного сопротивления при заглублении бура существует риск поломки оборудования. Для смягчения грунта можно использовать воду.

Работа ведется, бур опускается вниз. Важно помнить, что каждые полметра продвижения требуется освобождать инструмент от земли, для чего его нужно поднять на поверхность. При полном погружении инструмента в почву по рукоятку, его удлиняют следующей штангой.

Процесс бурения длительный, большая его часть уходит на подъем бура и очистку его от земли. Потому важно максимально эффективно использовать каждый цикл, добывая как можно больше грунта.

При ручной добыче воды из скважины сначала возможно работать одному, но затем понадобится помощник.

При повышенной сыпучести проходных слоев инструмент может спровоцировать обрушение шахты скважины в неудачное время. Для предотвращения этого применяют обсадные трубы, исключающие осыпание стенок шахты.

Состояние земли, выходящей на поверхность, изменилось: бур достиг водоносного слоя. До водоупорного осталось немного. Для того чтобы в скважину поступало максимальное количество воды, бур нужно погрузить до водоупорного слоя. Максимальная глубина ручного бурения – от 10 до 20 метров. Чаще всего именно на этой глубине находится первый водоносный слой.

Вначале всплывает мутная вода, которую выкачивают вручную или… погружным насосомДля очистки скважины требуется вычерпать лишь несколько ведер ила. При отсутствии быстрой замены грязной водой на чистую нужно пробурить ещё один или два метра.

Как и любая другая работа, ручное бурение поддаётся модернизации с помощью гидропомпы и электродрели. Такую работу возможно выполнить даже без помощи других людей. Процесс бурения представлен в данном видеоролике.

Способ #2 — бюджетное шнековое бурение

Популярность шнекового бурения обусловлена его простотой и доступностью по цене в сравнении с роторным методом для создания скважин. Большинство небольших буровых установок используют именно этот метод.

Мобильная установка для шнекового бурения легко перемещается к рабочему месту.

Шнек – известный Архимедов винт. Кто хоть раз наблюдал за рыбаками при рытье лунки для зимней ловли, тот понимает о чем идет речь. Такой же способ используется для создания неглубоких скважин глубиной до 10 метров. В процессе работы не применяют буровой раствор или воду, которыми обычно промывают инструмент.

Обращение в специализированную организацию повышает вероятность использования оборудования для шнекового бурения: его легко транспортировать и применяют повсеместно.

Эта работа подходит не для всех видов грунта: шнек не проделывает путь через скальные породы и плывуны, но на сухих и мягких осадочных грунтах эффективен. Важно защищать шахту от загрязненной воды с поверхности почвы во время работы.

Шнек – это буровой инструмент, большой винт, вращающийся и погружающийся в землю. Отрезанная порода поднимается на поверхности за счет лопастей шнека.
Размер лопастей шнека задаёт ширину будущей скважины. Диаметр обсадной трубы для бурения должен превышать диаметр шнека на 1-3 сантиметра, чтобы буровая колонна могла перемещаться без затруднений.
Самый простейший буровой станок со шнековым буром работает от мускульной силы. При опускании инструмента добавляют свинчивающиеся штанги.
Шнековое бурение – самое быстрое по проходке, однако плохо очищает стволы выработок от горной массы.
Хорошо извлекаются супеси с суглинками, но рыхлые породы поднять практически невозможно.
Самая простая машинная версия буровой установки с винтовым бурением – это рама с двигателем, приводящим в действие вращение.
Шнек может приводятся и бензиновым, и дизельным двигателем, а также электрическим устройством.
В заводских устройствах подъём и опускание шнекового снаряда осуществляет гидросистема. Запустить пробурение скважины на воду таким способом возможно за несколько часов, но прежде чем установить фильтр в скважину, его нужно очистить желонкой и промыть.
При проведении буровых работ необходимо немедленно установить обсадную трубу в шурф. Это обеспечит предотвращение обрушения грунта в выработку и задаст форму ствола.

Способ номер три — роторное бурение (для скальных пород).

Для выработки в скальных грунтах применяют роторный способ бурения. В его основе – специальная бурильная труба, похожая на перевёрнутый вверх дном тонкий стакан с дробящим грунты шарошечным долотом по нижнему краю.

Труба пропускает коммуникации для бурения. Гидравлическая установка давит на долото, которое врезается в породу. Колонна труб усиливает давление.

При бурении с помощью ротора породу разрушает такое долото, способное преодолеть и серьёзные преграды.

Из скважины грунт удаляется при помощи бурильного раствора, который закачивается в трубу двумя способами.

  • Насос подаёт раствор в трубу, который затем выходит через затрубное пространство вместе с горной массой.
  • При обратной промывке раствор поступает в трубу под действием силы тяжести, а из пространства затрубного его удаляют совместно с горной массой с помощью насоса.

Мнения о том, что обратная промывка эффективнее прямой, основываются на достижении большего дебита скважины благодаря более качественному вскрытию водоносного горизонта. Однако применение дорогостоящего оборудования для обратной промывки повышает общую стоимость работ. Прямая промывка, в свою очередь, менее затратна.

Способ #4 — ударно-канатное бурение

Для скважины, служащей до 50 лет, при наличии времени, сил и терпения выберите ударно-канатный способ бурения. Процесс длительный, но результат гарантирован.

Эта конструкция с ударом по канатам включает станину, желонку и ударный патрон. Последний изготовлен из толстостенной трубы и обеспечивает процесс бурения.

Процесс строится на использовании особенного. бурового снаряда — желонкиТрубный отрезок толстостенный длиной метр-два с шариковым или лепестковым клапаном снизу. Вверху трубу проделывают «окошко» для удаления земли, а верх докомплектовывают проушиной под грудь.

К тросу, протянутому через блок, прикрепляют желонку и бросают её на забой. Падая вниз, она рыхлит почву и удерживает её клапаном. Повторяют этот процесс несколько раз до извлечения желонки из ствола. Извлеченную из скважины желонку освобождают от грунта: переворачивают и вытряхивают его через отверстие.

Данный метод бурения считается трудоемким, но результативным. Кроме того, насыщенные водой пески и рыхлые осадочные породы извлекаются из ствола только ударно-канатным способом. При желонировании не применяется буровой раствор, поэтому с грунтовой водой в стволе можно его не перепутать.

Высокая трудоемкость делает этот метод дороже роторного. Для достижения горизонтов глубже первого потребуется также изоляция шахты от вышерасположенных водоносных горизонтов, что добавит к расходам.

Для этого используют дополнительные обсадные трубы. Из-за этого увеличивается расход материалов и объем выполняемых работ специалистами. В результате сооружение получается дорогим.

Еще информацию о том, как пробурить водозаборную скважину без оборудованияПолучите доступ к информации, прочитав нашу статью.

Выводы и полезное видео по теме

Видео демонстрирует ручной способ бурения скважины, включая установку обсадной трубы и фильтра.

Разные типы скважин для водозабора обладают своими плюсами и минусами.

Получив представление о видах скважин, способах их обустройства и сооружения, вы сможете выбрать конструкцию, подходящую вашему участку и возможностям.

Поделитесь своим опытом бурения скважины. Напишите, насколько вам это было сложно или легко. Прокомментируйте статью, задавайте вопросы и делитесь фото.