Самостоятельное устройство абиссинского колодца: создание скважины-иглы на земельном участке

Часто подключить загородный участок к центральному водоснабжению невозможно из-за удаленного расположения магистрали. Строительство колодца или бурение скважины могут быть дорогими, а установка автономной системы требует собственного источника воды.

В таких ситуациях возможно устройство абиссинского колодца самостоятельно — технология его обустройства достаточно проста. Прежде чем приступить к выполнению проекта, важно изучить конструкцию и принцип работы системы.

Вас научим планировать абиссинский колодец, выделим необходимое оборудование и расскажем о самостоятельном создании скважины-иглы. Важно учесть тип почвы на участке.

Принципы работы абиссинского колодца

Абиссинский колодец — упрощённый вариант скважины, позволяющий извлечь воду из верхних горизонтов водоносного слоя. Его конструкция проста: колонна стальных труб, соединенных между собой, оборудованная примитивным фильтром и металлическим наконечником внизу.

Внешне тонкий ствол выработки похож на старинный инструмент для шитья, отчего ему дано ещё одно наименование — скважина-игла.

Правильно построенный абиссинский колодец будет обеспечивать водой участок так же хорошо, как и скважина, и прослужит столько же.

Классический способ создания абиссинского колодца подразумевает забивание трубы до пробития водоносного слоя.

Иногда колонну частично закапывают с помощью шнекового бурения, однако аренда ручного или механического оборудования заметно повышает затраты на работы.

Абиссинская скважина появилась и была испытана на практике во время войны между колониальной Англией и Эфиопией в 1867-1868 годах. Конструкция американского инженера Нортона бесперебойно снабжала английских военных водой во время перемещений по пустыне.

Абиссинский колодец – самый эффективный способ получения подземных вод.

Поверхностный насос может использоваться для откачки воды из скважин-игл, глубина которых обычно составляет 10-12 метров.

Дебит скважины-иглы совпадает с дебитом обычного колодца.

Можно пробурить иглу в любых местах, которые обычно трудно доступны для обычного бурения, например, в подвале здания.

Устройство для получения воды из-под земли быстро ставилось, разбиралось и снова применялось в следующем месте остановки.

Военные высоко оценили такие преимущества, как мобильность, доступность и легкость возведения. Путешественники и исследователи тоже находили их привлекательными.

Сооружение скважины иглой собственными силами имеет преимущества: легкость выполнения, кратчайшие сроки строительства, простота разборки и доступная цена.

Спустя год после окончания англо-русского похода российским инженерам стало известно о замечательном изобретении. Приспособление для подъема воды с малой глубины было описано К. И. Маслянниковым в книге о буровых снарядах, применявшихся в то время.

Из пяти пробуренных в районе Царского Села скважин абиссинского типа две дали доступ к чистой воде. Остальные три не дошли до водоносных горизонтов из-за мешавшего пути известняка, залегающего близко к поверхности земли.

Эффективные абиссинские колодцы выдавали за минуту ведро воды. Сначала выходила мутная вода, которая после получасового откачивания становилась достаточно прозрачной и чистой.

Скважина-игла предназначена для добычи воды из верхних водоносных горизонтов. Для питья эта вода непригодна, но её можно использовать для полива, очистки территории и других бытовых нужд.

Если нужно и при большой мощности производства, для чистки воды можно поставить систему. грубых и тонких фильтровФильтр, предназначенный для предотвращения механических включений и химических примесей.

Главное неудобство абиссинского колодца – небольшая глубина водозабора из-за использования поверхностных насосов. Но для краткосрочного водоснабжения это самое подходящее решение.

Конструктивная специфика скважины-иглы

Абиссинская буровая установка, появившаяся полтора века назад, до настоящего времени не претерпела существенных конструктивных изменений. На какое-то время была забыта, хотя по темпам и простоте сооружения, а также цене обустройства превосходит широко распространенные. традиционные колодцы.

В конструкции абиссинского колодца различают два главных элемента.

Буровой снарядШтанга состоит из наконечника, разрезающего грунт, и ствола, удлиняющегося при погружении в почву. Ствол одновременно функционирует как канал для подъема воды с глубины, поэтому собирается из трубных отрезков, а не из стального круга или прутка.
КоперМеханизм включает металлический треножник и массивный молот, подвешенный на веревках к его верхней части.

Тянув веревки, женщина поднимается наверх. Отпускание их вызывает быстрое падение на подбабок, закрепленный на забиваемом участке ствола. Подбабок служит наковальней, вследствие чего ствол постепенно погружается в землю.

Основная часть абиссинского колодца — наконечник из трубы с внутренним диаметром 11/4, 11/2 и 2 дюйма. Состоит он из продырявленной газовой трубки, подобной фильтру, и снабженного на конце копьевидным утолщением (+).

Подбабок – это приспособление, похожее на хомут, которое состоит из двух равных половинок. Поверхность подбабка, соприкасающаяся с бабой, немного шире основания падающего на него «молота».

Когда трубный участок почти целиком окажется в земле, подбабок удаляют. Затем к погруженному отрезку трубы крепят следующий, где снова зафиксирован хомут-наковальня.

В падении женщина сталкивается снизу с хомутом и утапливает трубу. При опускании колодца подбабки и хомут со шкивами перемещаются вверх по трубе.

Продолжают заглублять буровой снаряд до достижения водоносного слоя иглой, построенной самостоятельно.
Водоносный слой требуется не только обнаружить, но и пройти как минимум на метр.

Слой необходимо перекрестить на две трети его мощности, однако самостоятельный буровой мастер вряд ли знает точные размеры водоносного пласта. Без геологических исследований оценить их затруднительно.

Для извлечения воды в нужном месте устанавливают треногу, затем навинчивают наконечник на газовую трубу. Наконечник закрывают трубопроводом (бабой) и забивают трубу в землю (+).

Периодично необходимо контролировать наличие воды в выработке. Профессиональные бурильщики используют простое устройство для определения уровня воды, которое точно измеряет глубину водоносного горизонта при его залегании до 15 метров.

Это пустой металлический цилиндр, называемый хлопушкой. Приспособление напоминает перевернутый узкий стаканик, укреплённый петлёй к рулетке.

Хлопушка – это устройство с пустым цилиндрическим или коническим телом. При контакте с водой оно производит звуковой эффект в виде хлопков; его можно изготовить самостоятельно.

Появление желанного предмета в скважине отмечается хлопком, который возникает при касании край хлопушки водой. Создание подобной сигнализационной системы возможно своими руками: к верёвке прикрепляется большая гайка, способная плотно прикасаться к воде.

Лучше бы вместо гайки использовать конус из пластика или металла, не очень легкий, с одним или двумя открытыми концами.

Для контроля уровня грунтовых вод можно использовать простое устройство. В абиссинский колодец опускают полимерную трубу, и при достижении водой дна ее стенки соприкоснутся с зеркалом воды, издавая характерный хлопок.

Технология изготовления ствола

В промышленном производстве не применяются абиссинские колодец. Его изготавливают на заказ в мастерской или своими силами.

Чтобы упростить заглубление, нижнюю часть первой штанги снабжают коническим наконечником. Широкая часть наконечника имеет диаметр на 3-5 сантиметров больше диаметра основной трубы, а длина его составляет около 10-15 см.

Чтобы пробурить скважину-иглу, потребуется:

Толстостенные трубы ВГПТрубы марки «усиленные» подходят для бурения скважин, оптимальный наружный диаметр — от 25 до 40 мм. Учитывайте, что более толстые трубы сложнее забивать в землю, но на дебит скважины толщина не влияет.
Стальной наконечникДеталь изготовлена на токарном станке. Длина составляет 10-12 см, Ø на 1-2 см больше Ø трубы для уменьшения трения грунтов о ствол и ускорения процесса забивки. Наконечник может быть коническим или пирамидальным, но не сварным из клиновидных обрезков трубы.
Твердая сетка из стали, сплетенная густым узлом. Дополнительный фильтр требуется для очистки воды от мельчайших частиц, таких как песок и глина.

Для изготовления ствола лучше купить бесшовный трубопрокат, который при забивке не даст трещин. Трубу нужно нарезать на отрезки примерно длиной 1,2 – 1,5 метра. В буровом деле такие отрезки называют штангами.

Представленные размеры рассчитаны с учетом наибольшего удобства при работе. Точная длина отрезков в указанном диапазоне определяется предполагаемой глубиной разработки выработки. Рекомендуется, чтобы один из них был длиной 1 метр для окончательного заглубления в водоносный горизонт.

Шаровый или дисковый обратный клапан не пропускает воду обратно в скважину иглу при прекращении работы насоса.

При погружении снаряда увеличивают длину ствола, навинчивая секции трубы ВГП.

Для соединения отрезков по краям нарезают по семи витков сантехнической резьбы и применяют стальные муфты. Соединения производят герметичными, в резьбу закладывают сантехническую паклю.

Соорудить и смонтировать абиссинский колодец можно самостоятельно, однако для кратковременного использования целесообразнее арендовать его.

К началу будущей колонны приваривают наконечник и устанавливают простой фильтр – водоприемную часть. В стартовом участке трубы сверлят отверстия диаметром 8-10 мм по шахматной схеме.

Расстояние между горизонтальными рядами отверстий должно составлять около 5 см. Сближать ряды не рекомендуется для предотвращения ослабления трубы.

Начинают сверлить отверстия, отступив от нижней кромки примерно на 15 сантиметров для поддержания прочности конструкции. В точке соединения первого элемента колонны с последующей штангой … обратный клапан насосной системы.

Это чаще всего шар, пропускающий воду только к насосу.

Для начала бурения скважин-игл необходимо подготовить инструмент, длина колонны буровых труб должна превышать ожидаемую глубину залегания водоносных горизонтов на 2-3 метра.

Для упрощения бурения и создания котлована под вход в выработку следует выкопать шурф.

При наличии валунов и крупной гальки в геологическом разрезе буровой площадки рекомендуется иметь буры с долотовым режимом.

Перед началом бурения необходимо проверить, насколько хорошо муфты соединяются с буровыми трубами и сколько их имеется.

При наличии на участке супесей и суглинков перед установкой стартовой трубы с фильтром рекомендуется разрушать породу штангой с заостренным наконечником.

При залегании разреза песчано-гравийными отложениями бурение абиссинского колодца можно вести трубой с сетчатым фильтром и конусообразным наконечником.

Без установки насосов в приямок верхнюю часть буровой колонны рекомендуется укрепить обсадной трубой, внутренность которой следует засыпать песком или ПГС.

Установка ручного насоса на устье скважины иглой поможет максимально уменьшить затраты на создание источника.

Усовершенствование фильтрационного элемента

Этот фильтр защитит от гравия и мелкой гальки, но не от мелких включений. Для повышения степени защиты требуется модернизация. Трубу с отверстиями можно доработать для увеличения степени фильтрации.

Порядок действий:

На трубе наматывают витки нержавеющей проволоки для увеличения площади фильтра. Между витками оставляют расстояние 3–5 мм.
Заготовку тщательно обматывают нержавеющей сеткой и припаивают её к трубе оловянным припоем. Применение сплавов со свинцом снизит качество воды.

Мнение о необходимости обмотать модернизированный фильтр катанкой из нержавейки вызывает сомнения. Предположительно, при погружении в грунт наружные витки самодельного фильтра отвалятся, повысят трение и значительно усложнят забивку.

Для защиты скважин от заиливания в скважинных фильтрах применяют сетку галунного плетения П52, которая пропускает воду, а задерживает мелкие и пылеватые пески.

Улучшение фильтра – полезное мероприятие, которое положительно сказывается на качестве воды и защищает скважину от засорения иголками.

Несмотря на простоту конструкции, выполнение правил обязательно.

Сетчатый фильтр нельзя делать с использованием сетки из латуни или других цветных металлов. При крепком соединении со сталью это создаст гальваническую пару, подверженную быстрой и непрепятствованной коррозии.
Диаметр перфорированной трубы с фильтром не должен совпадать с максимальным диаметром наконечника и не должен быть больше его. В противном случае важные фильтрующие части отделиться от трубы во время забивания в почву.
Для создания буровой колонны и начального звена, которое будет принимать воду в ствол, неприменимы ломкие чугунные трубы.

Не экономьте на муфтах, выбирайте качественные изделия с правильной нарезкой. В противном случае соединение может разъединиться во время забивки, потребуется демонтировать иглу и проходную скважину вновь.

Условия для сооружения абиссинской скважины

Для обустройства абиссинского колодца нужно больше, чем желание и знание устройства системы забора воды.

Грунты, залегающие под землей, отличаются физико-механическими характеристиками: плотностью, структурой, показателями твердости и другими параметрами. У буровиков существует классификация грунтов по такому признаку, как «буримость».

Для проходки песчаника и песка используют разный инструмент и способ бурения. Скальный песчаник бурят колонковой трубой с твердосплавной коронкой, а водовмещающие пески поднимают ударно-канатным методом с помощью желонки.

Установка абиссинского колодца затруднена при близком расположении к поверхности известняка, песчаника. Для эффективной работы предпочтительны глинистые отложения и пески.

По сочетанию физико-механических характеристик и проходной способности пород условно разделяют на:

Твердые или скальныеМатериал может разламываться, измельчаться, разрушаться при бурении под высоким давлением и скоростью. В верхней части отложений встречаются твердые породы — известняки, песчаники, мергели, доломиты и подобные им.
ПластичныеКамни этого типа легко или относительно легко поддаются резке ножом и буровым инструментам, включая наконечник абиссинской скважины. К пластичным представителям относятся глины, суглинки, супеси с высоким числом пластичности.
СыпучиеНе держат форму из-за состоящих из несоединенных частиц. При затоплении водой некоторые пылеватые виды могут плавать. К сыпучим относятся пески всех размеров, гравийно-галечниковые, дресвяно-щебнистые и подобные отложения.

Домашние мастера, стремящиеся соорудить абиссинский колодец, не имеют бурового оборудования для проходки всех видов почв. Самостоятельные бурильщики смогут преодолеть только пластичные и рыхлые грунты. Разрушить твердые породы наконечником абиссинского колодца невозможно.

Для обустройства и функционирования абиссинской скважины наиболее пригодны осадочные породы: гравий, щебень, галька с наполнителем, пески, супеси, суглинки.

Лучше отступить от большого камня и начать добычу в другом месте. Разборка водозаборной системы происходит намного быстрее, чем установка.

Воздушное пространство над скважиной-иглой ограничено высотой уровня грунтовых вод. поверхностному насосному оборудованиюБольшинство моделей поверхностных насосов способны поднимать воду с глубины до 8 метров.

Для удаления воды из скважины-иглы используют насосы, установленные на поверхности.

Даже при глубине всасывания 10 метров, указанной в техпаспорте, необходимо учитывать потери давления в стволе и горизонтальный участок водопровода, который насос преодолевает.

Каждое 10 метров горизонтального перемещения уменьшает глубину всасывания на 1 метр. Поверхностные насосы рекомендуется устанавливать в закрытых помещениях, которые часто находятся далеко от точки водозабора.

В случае отсутствия альтернатив абиссинской скважине и при фиксировании глубины появления воды в соседних колодцах на отметке 12 – 15 метров от поверхности земли для подъема воды необходим эрлифт или ручной насос, предназначенный для качки воды с такой глубины.

Для откачки воды с глубиной более 15–20 метров применяют эрлифт. Помимо транспортировки воды он обогащает её кислородом.

Полезные сведения о поиске воды для колодца и определении местоположения водоносных горизонтов содержатся в… этой статье.

В случае несоответствия уровня грунтовой воды нормальному можно применить устройство приямка для адаптации водозаборной иглы. Перед забивкой колонны в землю выкапывается шлюз глубиной около метра и удобной ширины для работы лопатой. Забивка штанг начинается со дна шурфа, а насос устанавливается в приямок.

Когда уровень грунтовых вод находится ниже предельной глубины, до которой может засасывать насос, возводят приямок для установки погружного оборудования.

Сам себе гидрогеолог: оценка грунта

Процесс забивки скважины иглой может показаться простым, но подготовка к работам всё же важна.
Достаточно запастись штангами и стартовым звеном с фильтром, взять в аренду или изготовить собственный копер недостаточно. Требуются сведения о геологической и гидрогеологической обстановке района устройства абиссинского колодца.

Где и как добыть информацию об уровне грунтовых вод? Прямо от соседей можно узнать уровень грунтовой воды в колодце или скважине.

Определим глубину вручную при помощи мерной линейки или уточним у хозяина источника, с какой глубины вода добывается.

Производство копера и ствола для скважин игловидных не налажено. Готовую установку со всем необходимым можно приобрести либо заказать изготовление.

На равнинах слои горных пород лежат почти ровно с небольшими изгибами или уклонами. Уровень грунтовых вод примерно на одном уровне. Разница глубины существующего и запланированного колодца может быть только из-за перепадов местности.

Абиссинская скважина вскрывает верховодку или следующий за ней водоносный пласт, отделенный глиной или суглинком, но не скальным водоупором. Уровень воды в выработке будет нестабильным и зависеть от количества атмосферных осадков.

Во время снеготаяния и дождливой погоды уровень грунтовой воды будет выше, чем в сухую пору года. Владельцу действующей водозаборной точки необходимо узнать максимальные и минимальные колебания уровня воды, чтобы летом абиссинская скважина не осталась без запасов.

В случае если выработка возведена из прочных и не осыпающихся грунтов, часть скважины возможно пробурить вручную с помощью шнекового снаряда.

Вопрос о выводимых породах важен. Например, в Ленинградской области воду черпают из больших песков с большим количеством крупных валунов.

Часто из-за нехватки возможности разрушить и вытащить большой камень бурильщики перемещают место для добычи воды. В том же случае нужно действовать, если на месте строительства скважины аналогичные грунты.

Скважину-иглу нецелесообразно сооружать при глубоком залегании скальных и полускальных пород. Если на близлежащей территории добывают подземную воду из трещиноватых доломитов, песчаников, известняков, то от замысла устройства скважины-иглы придется отказаться.

Детальное описание проведения геологических исследований представлено в статье — Скважина на участке: оптимальное место и время для бурения по советам специалистов.

Тем, кто строит абиссинский колодец с приямком, нужно знать структуру и состояние грунтовых слоев на глубине шурфа. При разнице в супесями, суглинками или их чередованием стенки приямка укреплять не требуется.

Чтобы устье скважины иглами и насосное оборудование не засыпало рыхлыми грунтами, необходимо укрепить стенки приямка.

При рытье шурфа в песке необходимо укреплять стенки дощатыми щитами или бетоном.

Информацию о верхних слоях грунта запрашивают и те, кто планирует пройти верхнюю часть выработки шнеком. Шнековое бурение значительно ускорит процесс, но может не дать желаемого результата. Для работы используют простое устройство — купленное или… самодельный бур.

При разрушающихся стенах из песка необходима установка обсадной трубыИз-за чего сократятся экономические приоритеты абиссинского колодца.

Выводы и полезное видео по теме

Сравнение достоинствах и недостатков абиссинского колодца по сравнению со стандартной скважиной.

Видео о протаптывании шнеком и дальнейшем забивке колодца на воду по технологии «Абиссинская».

О неэффективности народного метода поиска воды рамками.

Установка и эксплуатация абиссинского колодца — наиболее простой и экономичный способ добычи воды из верхних водоносных горизонтов. Возведение скважины не требует специальной техники; каждый этап работ доступен для самостоятельного выполнения.

Инвестиции в абиссинский колодец быстро окупится, его срок службы составит не менее, чем у обычных источников воды. Важно с энтузиазмом реализовать эту идею, руководствуясь предоставленными данными.

Обладает ли кто-нибудь опытом обустройства скважин-игл на участке? Прошу поделиться знаниями или задавать вопросы по этой теме в комментариях.