Как бурят скважину на воду на даче?

как бурят скважину на воду на дачеПервое, чем следует заняться владельцу загородного участка, будь это сельское подворье или просто огород, — обеспечить водоснабжение. Хорошо, если был построен централизованный водопровод, но присутствует он, увы, далеко не в каждой местности. В такой ситуации остается одно – добывать воду из-под земли. Вопреки расхожему мнению мероприятие это не всегда бывает чрезвычайно затратным, ведь технология бурения скважины под воду вполне может быть освоена самоучкой, привыкшим все делать своими силами.

О способах устройства скважин

Скважину для добычи воды можно соорудить по-разному. Как сделать скважину на даче своими руками и конкретный ее вид зависит от того, насколько глубоко залегает водоносный слой.

Гидрогеологи выделяют три диапазона:

  • до 12 м;
  • от 12 до 50 м;
  • от 50 до 200м.

До 12 м

На поверхностных водоносных горизонтах в большинстве случаев сооружают абиссинский колодец (скважина-игла). Важно отметить, что часто над этим горизонтом может располагаться «верховодка» — водоносный слой с большим количеством загрязнений, поступающих с поверхности земли. Воду из него употреблять нельзя.

Скважина должна пройти сквозь верховодку и достичь водоносного слоя с приемлемым качеством воды. Делается абиссинский колодец довольно просто:

  1. Начинаем с устройства неглубокой скважины. Как пробурить скважину своими руками знают многие. Нужны две вещи: энтузиазм и садовый бур. Диаметр скважины может быть небольшим, сойдет и 40 мм. Вместо садового бура можно воспользоваться ледобуром, сняв его с воротка и закрепив на наращиваемой штанге. Бурение ведут до тех пор, пока извлекаемый грунт не будет иметь жижеобразную консистенцию. Это значит, что вы добрались до плывуна.
  2. Далее в скважину опускают трубу диаметром 1 – 1,5 дюйма с коническим наконечником (или заостренным концом) и фильтром в самой нижней части. Фильтр делается так: на участке трубы длиной 80 – 100 см просверливают множество отверстий, затем на этот отрезок наваривают покупную сеточку или наматывают проволоку с просветом между витками в 1 мм.

    как бурят скважину на воду на дачеНа фото схема устройства абиссинского колодца (скважины-иглы)

  3. Заполнив трубу водой, ее начинают забивать в плывун, прокалывая его, как иглой.
  4. Как только вода из трубы резко уйдет вниз, погружение прекращают. Теперь скважину необходимо промыть чистой водой, после чего ею можно будет пользоваться.

На заметку: Если для абиссинского колодца используется стальная труба, ее конец можно «заострить», сплющив его несколькими ударами кувалды.

Часто вода в трубе после прокола стоит достаточно высоко, чтобы ее можно было выкачать с помощью поверхностного насоса. Если же она оказывается глубже 8-ми метров, придется поступить одним из двух способов:

  • вырыть обычный колодец и добывать воду с помощью ведра и ворота;
  • построить скважину большего диаметра с обсадной трубой, в которой можно будет установить погружной насос.

Производительность абиссинского колодца обычно составляет 1 – 1,5 куб. м/ч.

От 50 до 200 м

Для этих глубин характерным является водоносный слой, образованный известняком. Скважина на известняке называется артезианской. Она обладает несколькими преимуществами:

  • содержит кристально чистую воду;
  • имеет высокую производительность на уровне 10 куб.м/ч;
  • может эксплуатироваться более 50 лет.

Этот вариант можно было бы считать идеальным, если бы не два обстоятельства:

  • артезианскую скважину могут построить только квалифицированные специалисты, располагающие специальным оборудованием;
  • сооружение такого объекта обходится довольно дорого.

Несмотря на то, что устройство скважины на даче своими руками в данном случае невозможно, сбрасывать со счетов этот вариант не следует. Дебет артезианской скважины легко покроет потребности нескольких участков, поэтому очень часто жильцы целой улицы скидываются на ее сооружение. В результате все получают качественную воду за вполне доступную стоимость.

В нашей отдельной статье вы найдете больше информации про артезианскую скважину на дачном участке. Разновидности конструкций, необходимые документы для оформления и примерная стоимость работ.

Про самостоятельное изготовление скважинных фильтров вы можете узнать, прочитав эту статью.

От 12 до 50 м

Средние глубины – царство водоносного песка. Вода здесь достаточно чистая, но добраться до нее с помощью одной только лопаты или заостренной трубы не получится. Тем не менее, желание построить скважину на песок своими силами — вполне осуществимо. Понадобится специальное оснащение и более глубокие знания технологии бурения скважин на воду своими руками. Именно о песчаных скважинах пойдет дальше речь.

как бурят скважину на воду на дачеКаждый из источников водозабора располагается на определенных водоносных слоях

О способах бурения

Перед тем, как пробурить скважину для воды своими руками, необходимо выбрать тип бурильной установки (их три).

Ударно-канатная

Тяжелый груз, называемый патроном, а также специальный инструмент – желонку – с помощью троса подвешивают к раме. Снизу на патрон, весящий около 80 кг, наваривают несколько прочных треугольных зубьев. Поднимая его и сбрасывая, разрыхляют грунт, который затем извлекают желонкой.

Перед началом работ необходимо сделать неглубокую скважину с помощью садового бура. Подъем патрона можно осуществлять и вручную, но лучше использовать для этого роторный мотор.

как бурят скважину на воду на дачеС помощью такого нехитрого оборудования можно построить скважину самостоятельно

Применяется данный способ при работах на легком или глинистом грунте.

Шнековая

Рабочий орган такой установки похож на садовый бур, только очень мощный. Изготавливается он из 100-миллиметровой трубы, на которую наваривают пару витков шнека диаметром 200 мм. Для изготовления одного витка используют круглую листовую заготовку с прорезанным в ее центре отверстием диаметром чуть более 100 мм. По радиусу заготовки выполняют разрез, затем кромки в месте этого разреза разводят в двух противоположных направлениях, перпендикулярных плоскости заготовки.

как бурят скважину на воду на дачеБурение скважины шнековой установкой

По мере погружения бура штангу, на которой он закреплен, наращивают. Вращают инструмент вручную с помощью длинной ручки, изготовленной из трубы. Через каждые 50 – 70 см бур придется извлекать, а поскольку по мере углубления он будет иметь все больший вес, для этого необходимо будет установить треногу с лебедкой.

Роторная

При всей своей сложности данный вариант является наиболее эффективным и универсальным. Разработка грунта ведется посредством буровой коронки, закрепленной на постоянно наращиваемой трубе – буровой штанге или колонке. Буровые коронки могут иметь различную конструкцию, выбор которой зависит от типа преодолеваемого в данный момент грунта.

При роторном бурении сочетают вращательное и ударное воздействие на породу. Кроме того, конструкция буровой колонки позволяет закачивать в скважину воду или глинистый раствор, которые размывают грунт и значительно ускоряют продвижение инструмента.

Далее мы будем говорить именно о роторном способе бурения.

Где бурить

До начала каких-либо работ следует выяснить гидрогеологическую обстановку. Наилучший источник информации – владельцы окружающих участков, особенно если они уже имеют скважины или когда-то пытались их построить.

Второй путь, как правильно сделать скважину для воды, точнее, выбрать для нее место – поиск гидрогеологических карт вашего района, которые могут храниться в проектных организациях или соответствующих ведомствах.

Если четкого представления о наличии и характере водоносных пластов получить так и не удалось, придется пойти на самый затратный шаг – заказать разведочное бурение. Впрочем, до этого можно попробовать один из народных методов, например, биолокацию (лозоходство), которые, по некоторым свидетельствам, с приемлемой точностью могут указать наличие или отсутствие воды под землей.

Выбирая место для скважины, следует остерегаться соседства в виде септиков, выгребных ям, свалок или животноводческих комплексов. Если они все же есть поблизости, то должны быть на расстоянии не ближе 30-ти м. Разумеется, скважина должна располагаться поближе к дому. Оптимальное расстояние составляет 3 м.

Оборудование

Чтобы пробурить скважину на участке своими руками, необходимо подготовить следующие элементы:

  1. Тренога: собирается из трех стальных труб или бревен диаметром от 16 см. В верхней точке конструкция соединяется шкворнем.
  2. Буровая коронка следующих видов: бур-ложка (для песка и глины), долото (бывает прямым и крестообразным) для твердых пород, а также гравийных и галечных пластов и бур-змеевик — для глины. Плывуны проходят с помощью уже упомянутой желонки.

    как бурят скважину на воду на дачеРазличные виды головок для бура

  3. Мотопомпа: используется для подачи промывочного раствора в зону разработки грунта.
  4. Буровая штанга: набирается из 3-метровых отрезков, соединяемых посредством муфты или резьбы. Специально изготовленную штангу можно заменить водо- или газопроводными трубами.
  5. Вертлюг.
  6. Лебедка.
  7. Мотор-редуктор.
  8. Насос.
  9. Стальная или полимерная труба для обсадки. Ее диаметр подбирается так, чтобы между стенками и установленным внутри насосом оставался зазор хотя бы в 5 мм (лучше – 10 мм).
  10. Фильтровальная колонка, которая представляет собой трубу с закрепленными на ней фильтром и отстойником. Фильтр можно сделать самостоятельно по той же схеме, что и для абиссинского колодца.
  11. Кессон.

как бурят скважину на воду на дачеСхема бытовой установки для бурения скважины

О том, какие характеристики и преимущества имеет обсадная труба ПНД с резьбой для скважин, читайте в нашей отдельной статье.

Сравнение колодцев и скважин есть на этой странице сайта. Все за и против данных источников водозабора.

Как подключить гидроаккумулятор, чтобы создать полноценную систему водоснабжения, описано здесь />

Приступаем к бурению

Приведем общую инструкцию касательно того, как обустроить скважину на даче своими руками:

  1. В грунте делается квадратная выемка с размерами в плане1,5х1,5 м и глубиной от 1 до 2 м – так называемый шурф. Он необходим для того, чтобы предотвратить осыпание рыхлой поверхностной почвы в скважину. Внутри шурф обшивается фанерой или досками, а сверху на него для удобства проведения монтажных работ укладывается дощатый настил.
  2. После монтажа установки в верхнем и нижнем настилах шурфа вырезают два соосных отверстия, после чего приступают к бурению.
  3. Буровую штангу вращают с помощью мотор-редуктора или вручную. При этом на штангу одевается подбабник, по которому один из рабочих наносит удары молотом. Альтернативный вариант: бур поднимается лебедкой и сбрасывается подобно тому, как это делается при ударно-канатном бурении. При необходимости в штангу подается вода или буровой раствор.
  4. Параллельно с бурением в скважину устанавливается обсадная труба с установленным снизу специальным башмаком. Как и буровая штанга, она постепенно наращивается.
  5. После плывуна (грунт с большой влажностью) бурение ускоряется (начался водоносный слой), а затем снова замедляется. Это значит, что достигнут водоупорный слой и бурение можно прекращать.
  6. В скважину опускается фильтровальная колонка, после чего начинается ее промывка сильным напором воды.
  7. В скважину опускается погружной насос, которым начинают откачивать воду до тех пор, пока она не станет абсолютно чистой

На заключительном этапе оборудования скважины на даче своими руками устанавливают кессон, все полости засыпают песчано-щебневой смесью, а к дому в траншее прокладывают трубопровод.

Распространенные ошибки

Недостаток опыта бурильщиков-самоучек чаще всего проявляется в следующем:

  1. Бур опускают слишком глубоко, вследствие чего обсадная труба пересекает водоносный горизонт. Решение: приподнять обсадную трубу или вставить в нее новую, более короткую, после чего ранее установленную трубу следует удалить.
  2. Обсадная труба не достигла необходимой глубины, вследствие чего грунт внизу обвалился и производительность скважины резко упала. Решение: вынуть грунт желонкой, после чего погрузить трубу на требуемую глубину.
  3. Насос был установлен чересчур низко, вследствие чего скважина засорилась песком.

В последнем случае следует извлечь насос и, выбрав песок желонкой, установить его правильно. Правильное положение определяют так: работающий насос постепенно опускают до тех пор, пока в откачиваемой воде не обнаружится песок. После этого насос несколько приподнимают, пока подаваемая им вода не станет чистой. (обычно правильное положение насоса — 1-2 м от дна).

Как пробурить скважину под воду своими руками и с помощью какого оборудования вы можете посмотреть на видео.

Скважина на дачном участке избавит от массы проблем. Обеспечит водой для полива, ухода за личным транспортом и территорией. Вряд ли собственноручно добытая вода пригодится для питьевых целей, но вполне подойдет для совершения гигиенических процедур.

Правда, бурение выработки обходится не слишком дешево. Другое дело, если устроена скважина на даче своими руками. Главное, выбрать способ ее сооружения, доступный для самостоятельного выполнения.

Краткий упрощенный курс гидрогеологии

Подземные воды существенно отличаются от поверхностных аналогов. Они не текут в виде бурных ручьев с реками, не собираются в озера, если им не попадется карстовая полость в земной коре.

Если бы под нашими ногами повсеместно резвились ретивые потоки, города и поселения рухнули вслед за грунтом, не имеющим под собой надежного скального основания.

как бурят скважину на воду на даче

Подземную воду извлекают из пор, трещин, каверн (пустот), имеющихся в структуре горных пород

Характер залегания воды в горных породах

Подземную воду вмещают поры, пустоты и трещины, образованные в горных породах в ходе различных геологических процессов. В генезис и принцип действия процессов мы не станем вдаваться в этой статье. Отметим лишь то, что от способа образования грунтов зависят их физико-механические свойства, а также гидротехническая и гидрогеологическая специфика находящейся в них воды.

Подземным водам свойственно некоторое передвижение в пределах вмещающего их пласта – слоя отложений с равнозначными свойствами и структурой. На них по аналогии с поверхностными действует гравитация, обуславливающая ток к расположенным ниже слоям или вдоль уклона к нижележащим участкам.

Если у подземной воды есть возможность накапливаться, но нет путей для разгрузки, то повышается давление. Вода в силу физических особенностей не может сжиматься. В рамках замкнутого пространства давление заставляет жидкость искать место для естественного выхода. Благодаря этому явлению на поверхность выходят родники и бьют гейзеры.

Подземную воду откачивают из пор песков разной крупности и плотности сложения, из трещиноватого известняка, реже песчаника

Грунты, поры, каверны и трещины которых вмещают воду, называются водовмещающими или водоносными. Сооружаемая для забора воды выработка должна заглубляться именно в них. В числе водоносов есть виды, способные беспрепятственно пропускать через себя воду, и виды, способные только удерживать.

В геологическом разрезе водоносы обычно чередуются с водоупорами. Это глинистые грунты, структура которых схожа со всем известным пластилином, не содержат в себе воду и не пропускают ее. Вода может находиться в мелких линзах и трещинах, образованных в суглинках и твердых супесях. Однако чаще всего она просто впитывается глинистыми отложениями, тем самым меняя их консистенцию.

К водоупорам относятся также скальные и полускальные разновидности в неразрушенном состоянии, т.е. без трещин. Если их тело испещрено трещинами разнообразного калибра, да еще и заполненными водой, то скальные и полускальные образования переходят в категорию водовмещающих.

Чем больше объем пустот горной породы, тем большей водообильностью будет обладать водоносный слой. Правда, эту характеристику можно получить только при бурении скважины или узнать ее в организации, проводившей буровые работы неподалеку

Классификация подземных вод

Характер образования вмещающих воду грунтов лежит в основе классификации по физико-механическим качествам. Согласно чему пригодная для использования подземная вода упрощенно подразделяется на:

  • Воды осадочных отложений. Находятся в порах песков разнообразной крупности, в пустотах гравийных, галечниковых, щебенистых отложений. Вмещают их обломочные грунты, частицы которых никак не связаны между собой. Означенные породы обладают превосходными фильтрационными качествами: вода в них и через них может свободно перемещаться в удобном для нее направлении.
  • Воды коренных пород. Находятся в трещинах скальных, полускальных и ряда осадочных сцементированных грунтов. Самый распространенный вмещающий представитель – известняк. Вода может распространяться по трещинам коренных твердых глин, мергелей, песчаников и т.д., но для добычи эти варианты непригодны.

Фильтрационные качества коренных пород зависят от степени трещиноватости. В неразрушенном состоянии их частицы закреплены кристаллическими или консолидированными связами, не позволяющими воде перетекать в пределах слоя, просачиваться наружу и проникать извне.

Вода в коренных грунтах образуется за счет конденсации. Копится веками, не получая внешней подпитки. Естественно, в ограниченном пространстве ей тесно, из-за чего при вскрытии подобного пласта статический уровень обычно устанавливается выше глубины залегания. Иногда подобные скважины даже фонтанируют.

Грунты осадочной толщи залегают относительно горизонтальными слоями, в пределах которых физико-механические свойства и структура равны или имеют незначительные отклонения. Водоупорные грунты обычно чередуются с водонасыщенными

Осадочные отложения регулярно подпитываются атмосферной водой. Проникает она путем банального просачивания – инфильтрации через лежащие выше пласты. Осадочные водоносы могут насыщаться и в горизонтальном направлении, например, получая воду посредством той же инфильтрации от близлежащего водоема.

Фильтрационные свойства и природа образования горных пород тесно связана с гидравлическими качествами находящейся в них воды. По указанному признаку подземные воды делятся на следующие категории:

  • Безнапорные. Это воды, залегающие в осадочных породах, в первых от дневной поверхности водопроницаемых пластах. Они свободно подпитываются и точно так же разгружаются в водоемы или нижележащие слои, потому отличаются нулевым напором.
  • Напорные или артезианские. Понятно, что в большинстве своем это воды коренных пород. Однако к их числу относят некоторые скважины, вскрывающие осадочный водонос. Например, если участок находится в распадке между двумя холмами, вскрытая выработкой вода будет стремиться достичь среднего уровня по пласту и фонтанировать.

Если водоносный горизонт, приуроченный к осадочным породам, залегает между водоупорными слоями того же генезиса, то они могут характеризоваться незначительным напором. Яркий пример: насыщенный водой песок, сверху и снизу «охваченный» слоями суглинка. При вскрытии статический уровень некоторое время может быть чуть выше кровли самого слоя.

Грунтовые воды осадочных пород редко бывают напорными, т.к. у них практически всегда есть возможность для разгрузки. Исключение — скважины, пробуренные в распадке между холмами. В таких источниках вода будет стремиться достичь общего УГВ по водонасыщенному пласту по принципу сообщающихся сосудов

В народе подобную воду называют межпластовой, в среде гидрогеологов слабонапорной. На практике подобные ситуации встречаются крайне редко. Потому что у воды, приуроченной к осадочным грунтам, почти всегда есть возможность для разгрузки. Возможность эта может оказаться в 1 – 10 и более км от точки бурения, но благодаря ей давления в водоносе не бывает. Значит, и о напоре речи не может быть.

Категория буримости как аргумент

Кроме перечисленных классификационных различий, есть еще очень важный признак, с которым необходимо ознакомиться мастерам, желающим пробурить водоносную скважину на собственной даче. Это категория по буримости, значительно ограничивающая круг возможностей ручного бурения.

Категорию по буримости опять же определяют физико-механические качества пород и специфика их происхождения. По этим признакам грунты делят на:

  • Сыпучие. Крупно- и мелкообломочные осадочные породы, не сохраняющие при разработке форму: пески всех степеней плотности и зерновой крупности, гравийные, щебенистые, галечниковые отложения. Легко разрушаются, но не всегда просто извлекаются из скважины.
  • Пластичные. Глинистые осадочные грунты, сохраняющие форму при разработке выработок: это семейство суглинков, глин и супесей. Разрушаются сложнее, чем предыдущий тип, но извлекаются благодаря собственной «липучести» без особых проблем.
  • Твердые. К ним относят скальные и полускальные породы. Самая высокая категория по буримости, подтверждающая сложность и трудоемкость разработки. Породы тяжело разрушаются, с забоя поднять их тоже непросто.

Осадочные отложения представлены сыпучими и пластичными разновидностями. С их бурением можно справиться своими силами. Нет особой нужды привлекать для работы технику и изготавливать суперсложный буровой инструмент.

Таблица с классификацией горных пород по буримости шнековым инструментом. Шнек относится к снарядам с самой высокой скоростью разработки, но в большинстве случаев после проходки им приходится расчищать дно скважины желонкой (+)

Таблица с категориями буримости горных пород ударно-канатным способом. Скорость бурения самая низкая, но только ударно-канатным методом можно пройти рыхлые пески, гравийно-галечниковые отложения, извлечь из скважины насыщенные водой грунты и очистить забой (+)

К коренным относятся преимущественно скальные и полускальные виды пород. Для самостоятельного бурильщика это практически недоступный вариант.

Без буровых установок разрабатывать чересчур сложно, а без специализированного разрушающего инструмента, долота, вообще невозможно. Глины твердые и полутвердые бурятся легче «скалы», но воду из них не качают.

Для забора воды скважины устраивают с заглублением водоприемной части в песок или в известняк. Желающим собственноручно пробурить скважину по силам «песчаный» вариант (+)

Отметим, что питьевую воду добывают как из осадочных отложений, так и из коренных пород. Однако разновидность, приуроченная к «осадкам», чаще бывает только технической из-за способности грунтов пропускать любые жидкости, в том числе стоки, пролитые на землю масла, нефтепродукты и др.

В любом случае откаченную из личного источника воду надо нести на проверку в СЭС для получения обоснованного анализами вердикта о питьевой или технической принадлежности.

Подбор места для скважины на дачном участке

Перед тем как сделать скважину для забора воды на даче, надо провести самостоятельные гидрогеологические изыскания. Звучит громко, но заключаются они в элементарном опросе соседей, имеющих собственный источник воды.

Выяснить во время опроса нужно:

  • Глубину зеркала воды в существующих точках забора. Узнать указанное обстоятельство можно у владельцев как скважин, так и колодцев.
  • Стабильность статического уровня. Не имеет ли он свойство значительно опускаться в засушливый летний период и зимой.
  • Геологическую обстановку. Точнее, какие горные породы были вскрыты при копке колодца или бурении? Встречались ли валуны?

Дачные участки, как правило, располагаются в равнинной местности, которой характерно практически горизонтальное залегание геологических элементов. Незначительные отклонения будут только за счет разницы в абсолютных отметках между существующим источником и точкой бурения.

Никаких народных методов поиска признаков воды на участке лучше не использовать. Разговоры о чувствительности муравьев и учете климата вообще смешны. На климат надо было ориентироваться, когда выбирали участок. Вот определиться с кратчайшей трассой от источника к дому или к бане очень даже стоит. И обязательно участь возможность установки вышки с удобством проведения всего комплекса работ.

Способы решения бурового вопроса

Вариант #1 — аренда мобильного бура

Самый простой и наименее трудоемкий метод устройства скважины на собственной даче заключается в аренде мобильной буровой установки. С ее помощью можно за пару дней пробурить и обустроить на участке единоличное сооружение для забора воды.

Установка без усилий пройдет толщу осадочных грунтов и при желании мастера вскроет коренные, но дешевым этот метод не назовешь.

Галерея изображений

Фото из

Этап 1: Для бурения скважины необходимо собрать буровую установку. Изготовить ее детали можно самостоятельно, первым делом производится сборка станины. Ее следует закрепить на месте бурения, забив в землю по метру арматуры в углах и рядом с балками

Этап 2: Для сооружения буровой вышки подготовим стальные трубы. К одной из них приварим перекладины на случай обслуживания. Для сборки вершины сделаем оголовье с блоком, через который будет перекидываться трос

Этап 3: Производим сборку буровой установки. Высота ее должна учитывать длину самого крупного бурового снаряда и возможность его свободного извлечения над обсадкой

Этап 4: Для управления буровым инструментом, доставки его на забой и извлечения, устанавливаем либо механическую лебедку, либо ее электрический аналог

Этап 5: На блок лебедки наматываем трос, если предполагается бурение вращательным способом, к установке подключаем аксиально-поршневой гидромотор

Этап 6: Если вышка была собрана не в точке бурения, ее перемещают, используя лебедку для спуска и подъема

Этап 7: Чтобы поднять вышку, трос от лебедки перекидываем через блок, расположенный в вершине буровой мачты

Этап 8: Установка вышки с помощью лебедки занимает несколько минут. После подъема ее нужно надежно закрепить на станине

Станина для буровой вышки

Подготовка деталей буровой вышки

Сборка буровой установки

Крепление блока лебедки

Намотка троса на лебедку

Перемещение вышки к месту бурения

Соединение лебедки с блоком

Подъем и установка буровой мачты

Для бурения водозаборной выработки понадобится буровой инструмент. Для извлечения сыпучих пород понадобится желонка, глинистые грунты проще поднимать шнеком или колонковой трубой. Если предстоит разрушение валунов или скальной породы, нужно запастись долотами.

Галерея изображений

Фото из

Подъем снаряда с помощью лебедки

Установка обсадной трубы

Желонки для ударно-канатного бурения

Штанга с долотом для скальных пород

В качестве более доступной по стоимости альтернативы подойдет сборно-разборное ручное буровое устройство. Оно включает шнек с рукояткой для вращательного движения при забуривании и комплект штанг для наращивания буровой колонны. «Ручником» спокойно бурят скважины по 10-25 м. Можно и глубже, если позволит здоровье и количество штанг.

За неимением буровой установки или устройства в заводском исполнении прибегают к методам, которые не так давно еще использовались в профессиональном бурении. Разговор пойдет об ударно-вращательном и ударно-канатном ручном способе.

Из-за неоднородности геологического разреза методы бурения чаще всего применяются в комплексе. Разница в технике разрушения и извлечения породы позволяет пройти буквально любые по сложности геологические образования.

Комплект для ручного бурения скважин (народное название «ручник») представляет собой простейший буровой станок в заводском исполнении. Предназначен для шнекового бурения. В производственных целях используется там, где нет возможности развернуть вышку штатной буровой установки (+)

Вариант #2 — ударно-вращательное бурение

Из названия ясно, что разрушение и извлечение отваленной породы из ствола производится посредством ударов и вращений. Для совершения указанных буровых действий применяется разные виды снарядов, это:

  • Ложка. Предназначена для вращательного бурения, используется в проходке по пластичным грунтам. Представляет собой цилиндр, лишенный меньшей половины или только сегмента. Бур делают с некоторым смещением центральной оси для того, чтобы выбуривалось отверстие шире, чем сам инструмент.
  • Бурав, иначе шнек. Предназначен для разработки плотных глинистых грунтов вращательным методом. Представляет собой винт с одним или более витками. Действует элементарно: завинчивается в грунт и на лопастях выносит разрушенную массу на поверхность.
  • Желонка. Предназначена для разработки сыпучих осадочных пород ударным методом. Кроме нее ни один инструмент не пригоден для полноценного извлечения гравийно-галечниковых отложений, щебня, гальки, рыхлых песков. Желонка незаменима в подъеме насыщенных водой, из-за чего весьма утяжеленных грунтов.
  • Долото. Предназначено для дробления твердых пород путем многократных настойчивых ударов. Применяется в паре с желонкой, которая после разрушения вычерпывает отвал с забоя.

Ложка – универсальный буровой снаряд, с двумя захватывающими приспособлениями. Для среза и захвата грунта по вертикали у нее слегка отгибается левая стенка своеобразного проема в цилиндре.

Для нижнего захвата чаще всего устраивают резец в виде ковша на подошве бура. Вариаций на тему ложки несметное количество. Желающим ее собственноручно изготовить нужно только разобраться с принципом действия.

Ложковые буры разрушают и захватывают породу в двух направлениях. По вертикали грунт срезает кромка полуцилиндра, расположенная по ходу вращения бура, нижний резец углубляет скважину по принципу завинчивания

Наподобие шнека ложку ввинчивают в породу. Нижним резцом она врезается в грунт, который после отделения от массива попадает внутрь неполного цилиндра. Боковым резцом ложка во время вращения срезает породу со стенок ствола. Вновь срезанный грунт уплотняет предыдущую порцию и проталкивает его в полость снаряда.

Работу ведут, пока не заполнят полость ложки отвалом наполовину или на 2/3. Затем бур извлекается из скважины и освобождается от выбуренного отвала через имеющийся в цилиндре боковой вертикальный «проем». Опорожненный снаряд снова опускают на забой и далее бурят.

Ложка для бурения полутвердых и твердых глинистых грунтов, не требующих удерживания нижним захватом

Нижний захват ложкового бура выполнен в виде шнекового витка, для облегчения проходки усилен дополнительным буравом

Бур-ложка для ручного бурения до глубины 5 м с укороченной рабочей частью, которая приварена к стартовой штанге

Ось симметрии ложки смещена неспроста. Эксцентрика позволяет бурить отверстие, пригодное для одновременной установки обсадной трубы. Обсада обязательно нужна для формирования ствола выработки в осадочных отложения. Без нее сыпучие породы будут бесконечно осыпаться на дно скважины, а глинистые при намокании станут «выпучиваться» в ствол, сужая просвет и затрудняя доставку снаряда на забой.

В последнее время ложку активно вытесняют разнообразные модификации шнеков. Проходку они действительно облегчают, но по меркам извлечения разрушенной породы существенно уступают ложке. Ею можно выбуривать влажные липкие пески, а шнек их полностью не поднимет. Для чистки забоя после шнека почти всегда приходится применять желонку. Получается, что работа проводится в двойном объеме.

У бурения шнеком есть веский недостаток — при завинчивании бура очень просто отклониться от вертикали. Существенные отклонения приведут к полной эксплуатационной непригодности выработки. Незначительные отклонения затруднят установку обсады и впоследствии погружение насоса (+)

Простейшая модель желонки изготавливается из отрезка трубы Ø 180-220 мм в зависимости от размера скважины. Не забываем, что для откачки воды погружным насосом внутренний Ø обсады должен быть на 2-3 см больше наружного Ø насоса. Иначе его невозможно будет опустить в водозаборное сооружение.

Оптимальная длина отрезка трубы для желонки 1,0 – 1,2 м, чтобы не мучиться с подъемом, опорожнением снаряда и прочисткой его изнутри запросто рукой при необходимости. В верхней трети вырезают окошко, требующееся для извлечения пробуренного грунта. К макушке сажают ее на болты или приваривают серьгу, к которой будет крепиться трос.

Башмак инструмента оснащают чаще всего одно-, реже двухстворчатым клапаном. В узких желонках клапаном служит шарик. Для того чтобы нижняя часть лучше рыхлила и рушила породу по низу затачивают острую кромку или запиливают зубья.

Удерживаемую тросом желонку свободно бросают на забой. При ударе о землю раскрывается клапан, а разрушенный грунт продвигается в полость трубы. Пропустив в полость снаряда порцию грунта, клапан захлопывается, благодаря чему желонка удерживает в себе сыпучие несвязные породы. Затем снаряд приподнимают над забоем на высоту 1,5 – 1,0 м и снова кидают, пока не будет пройдено очередных 0,3 – 0,4 м.

Проверенные на практике конструкции долота мы представляем, но искренне желаем не сталкиваться с необходимостью их применения. Конечно, разрушить вручную «скалу» без долота нельзя. Но стоит ли связываться? Бурение будет проходить буквально по паре см в сутки. Разумнее воспользоваться механизированным способом: арендовать мобильную установку или пригласить буровиков.

Долото может понадобиться, если в осадочном разрезе встречается крупная галька и валуны. Предположить, где на них можно наткнуться в реальности невозможно, т.к. им свойственно хаотичное расположение. Если валун встретится после двух/трех метров проходки, лучше сменить место устройства скважины. Если пробурено около 15 — 20 м, то лучше помаяться, долго и настойчиво сбрасывая долото на камень.

Изготавливаются долота с применением кузнечно-прессовых машин из цельной металлической заготовки путем ковки. Их нужно будет заказывать (+)

Во время бурения всеми перечисленными инструментами в скважину периодически подливают воду. Она выполняет функцию буровой жидкости, временно связывает рыхлые грунты, размягчает глинистые породы и охлаждает инструмент, защищая его от преждевременного износа.

Для изготовления буровых штанг идеально подходят трубы с маркировкой ВГП, внутренний диаметр которых варьирует в интервале 33 – 48 мм. Длину штанги нужно подбирать, исходя из высоты вышки. Так, чтобы при подъеме в просвете между блоком и дневной поверхностью свободно помещались 2-3 звена.

Традиционная длина штанги 1,2 – 1,5 м, но бывает, что их делают и по 5,0 м. Конечно, при наборе буровой колонны из длинных элементов меньше соединений. Следовательно, меньше возможности для обрыва цепи труб в стволе. Однако извлекать из выработки длинные штанги достаточно сложно. Тем более следует помнить, что верхушка колонны при подъеме почти достигает блока с перекинутым через него тросом, а внизу обычно из скважины торчит часть обсадки.

Штанги применяются для наращивания буровой колонны, иногда для утяжеления бурового снаряда. Между собой их соединяют муфтами или стопорными пальцами

Соединяют штанги резьбовыми муфтами или металлическими «пальцами» — отрезками прутка, изготовленных строго по Ø отверстий в предназначенных для состыковки штангах. Стартовое звено оснащается серьгой для крепления каната. Нижняя часть каждого звена должна безупречно соединяться с последующим элементом и быть конструктивно идентичной приспособлению на верхушке ложки или шнека.

Вариант #3 — ударно-канатное бурение

Бурение вращением глубже 10 – 15 м становится слишком тяжелым, ведь кроме нагруженного снаряда, имеющего немалый вес, из выработки приходится доставать колонну бурильных штанг. К тому же каждый раз при подъеме все эти метры необходимо постоянно разбирать, а затем вновь собирать для доставки инструмента к забою.

В механизированном бурении все проще – вращение, доставку и извлечение инструмента производит гидравлика. Делать подобную работу вручную нецелесообразно и слишком тяжело. Вдобавок при выполнении вращательных движений без использования механизмов, запросто можно отклониться от вертикали. И чем больше глубина, тем больше будет перекос, затрудняющий и доставку бура к забою, и монтаж обсады, и установку насоса в скважину впоследствии.

При ручном бурении на такой глубине разумнее прибегнуть к ударно-канатной технологии. В принципе, она нами уже изложена в рамках описания работы желонкой. Это же стандартный снаряд для бурения по ударной методе.

Для проходки по глинистым грунтам используется конический стакан с режущей кромкой понизу башмака. В отличие от желонки у стакана нет клапана и окошка для выемки грунта. Его так же кидают на дно скважины с усилием и извлекают по мере наполнения. При ударе в его полость проталкивается глинистая порода, удерживаемая только стенками и собственной способностью липнуть.

Освобождают стакан от отвала путем простукивания кувалдой по ее стенкам. Липкая порода тогда отделяется от внутренней поверхности снаряда и вываливается наружу. Никаких штанг для бурения стаканом не нужно. Значит, не надо постоянно разбирать и снова собирать немалую «цепочку» буровых штанг. Правда, одну или две из них можно использовать для банального утяжеления инструмента при опускании его на значительную глубину.

Стакан — предшественник колонковой буровой трубы. Конструктивно напоминает желонку, но не оборудуется клапаном на подошве

Для совершения ударов по породе к буровому инструменту крепится трос или канат, на основании чего метод бурения получил название ударно-канатный. Для выполнения вращательных движений применяется колонна из буровых штанг, соединяющая бур с ручным или механическим воротом. Для увеличения проходки при бурении вращением снаряд тоже ударяет в забой, а чтоб усилить силу разрушения башмаки буров оснащают всевозможными режущими деталями.

Ясно, что при бурении бур нужно регулярно опускать на забой, а после его наполнения извлекать на поверхность. Не забывайте, что при увеличении глубины доставать инструмент с разработанным грунтом будет все тяжелее с каждой проходкой.  Облегчить бурение описанными методами и инструментами поможет буровая самодельная вышка.

Для того чтобы во время бурения можно было легко переходить с вращательного на ударно-канатный способ, буровую установку лучше оснастить и воротком, и лебедкой

Классический вариант буровой вышки выполняют в виде треноги общей высотой примерно 4,5 – 5,0 м. В верхней части вышки устанавливается блок, через который перекидывается связанный со снарядом трос. При вращательном бурении вышка нужна для того, чтобы поднять буровую колонну, состоящую из инструмента и бурильных штанг.

При бурении выработки глубиной 10 – 12 м можно обойтись без буровой установки, но мускульных усилий работа потребует больше. Так что лучше все-таки с ней. Если уж совсем неохота связываться с ее сооружением, подойдет устройство в форме двух столбов с перекладиной и перекинутым через нее рычагом. Не исключено, что на основе предложенных конструкций вы сможете разработать собственное приспособление, облегчающее работу буровика.

Галерея изображений

Фото из

Вариант 1 — устройство для подъема звеньев обсадки

Вариант 2 — приспособление для ударно-канатного бурения

Вариант 3 — приспособление для погружения обсадки в грунт

Вариант 4 — ударно-канатное бурение

Вариант № 5 — установка с рычагом для бурения и подъема бура

Вариант 6 — примитивная буровая установка

Вариант 7 — приспособление для ударно-канатного бурения без помощников

Вариант 8 — буровая установка с колесом для подъема буров

Обсадка скважинного ствола

Для обсадки скважинного ствола самый лучший вариант – стальные трубы. Подойдут полимерные собраться, но в плане прочности при заглублении в грунт они не слишком хороши. Опять же продавливать в скважину обсаду будет не гидравлика, а ручные усилия, а легкие пластиковые трубы в ручную выработку вовсе не просто заглубить.

Обсадку собирают из отдельных звеньев, длиной примерно по 2 м. Можно и больше, но их будет неудобно устанавливать в ствол во время бурения. Потому, хоть и будет в обсадной колонне много соединений, но используют лучше использовать подходящий для работы размер.

Первое звено устанавливается после двух/трех ходок. Затем ее постепенно продавливают, уложив сверху брусок для приложения собственной силы и веса. При бурении вращательным методом заглубление обсады проводится следом за извлечением инструмента с грунтом. Применение ударно-канатного метода в сыпучих породах заставляет заглублять обсадку с некоторым опережением снаряда, иначе бур будет бесконечно черпать слой, не продвигаясь вниз.

Установка обсадки производится одновременно с бурением выработки. Трубы соединяются по резьбе или посредством сварки. Обсадку на время работ фиксируют хомутом

Соединяют звенья обсадки сваркой или резьбовыми муфтами, но лучше всего изначально подобрать трубы с резьбой. По мере заглубления их проще и удобней навинчивать, чем постоянно варить и проверять на дефекты шов.

Выводы и полезное видео по теме

Демонстрация самодельной буровой установки:

Тестирование самодельного станка для шнекового бурения:

Принцип гидробурение на основе разработки скважины шнеком:

Представленные нами методы ручного бурения помогут в непростом, но полезном деле разработки собственного источника воды на дачном участке.