Разновидности водяных скважин

В зависимости от глубины водоносного слоя, к которому бурится скважина, и особенностей ее устройства, различают три основных вида сооружений:

  • абиссинская скважина (своими руками ее сделать проще всего за счет относительно малой глубины);
  • песчаная;
  • артезианская.

Выбор вида сооружения зависит от:

  • особенностей местности, в том числе разведанной глубины грунтовых вод, характера грунтов;
  • рельефа и застроенности участка – при плотной застройке или малых габаритах усадьбы использование тяжелой бурильной техники невозможно или сильно затруднено;
  • бюджета строительства.

Основными характеристиками скважины считаются (и указываются в ее техническом паспорте при обустройстве специальными организациями):

  • уровень залегания водоносного слоя;
  • непосредственная глубина скважины (не обязательно совпадает с глубиной бурения);
  • условный диаметр сооружения (определяется по обсадным трубам);
  • данные по геологическому разрезу;
  • уровни водоносного горизонта (статический и динамический);
  • дебит скважины.

Дополнительно желательно знать требуемые характеристики насосного оборудования.

Геологическим разрезом в данном случае называется поперечный (по отношению к поверхности земли) разрез поверхностных пластов осадочных пород с указанием глубины залегания водопроницаемых и водонепроницаемых слоев, горизонтов подземных вод. На основании данных геологического разреза указываются уровни залегания водоносных слоев.

Статический и динамический уровень водоносного горизонта определяются по результатам бурения. Первый – до начала откачки воды, второй – в процессе активного использования.

Для нормальной работы насосного оборудования насос заглубляют ниже динамического уровня на 5…10 м. Это дает его постоянное погружение даже при оскудевании водоносного слоя и усиленного использования водных ресурсов потребителями.

Под дебитом (производительностью) скважины понимают количество воды, подаваемой ей за единицу времени. Чаще всего измеряют дебит в метрах кубических в час (реже в минуту), литрах в час, литрах в минуту. Расчет производительности проводится специалистами, однако примерные вычисления для вертикальной или наклонной скважины может сделать и любитель.

При бурении скважины своими руками технический паспорт обычно не составляется, хотя это неверно. Записи о том, какими были на момент начала эксплуатации уровень водоносного слоя, производительность и количество включений в воде, помогут определить причину и характер проблем при дальнейшем использовании.

Простые методы бурения скважин

Бурение скважины на воду своими руками

Пробурить скважину под воду своими руками можно разными способами, для реализации которых используются как исключительно мышечные усилия, так и технические средства.

Рассмотрим наиболее популярные виды бурения:

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

Между собой эти технологии отличаются способами разрушения породы при сооружении скважины и методами извлечения грунта из ствола сооружения на поверхность. Для проходки выработок с применением различных буровых методов применяется оборудование разных видов, что отражается на себестоимости и качестве готовой конструкции.

Для ручного бурения, выполняемого по шнековой, ударно-канатной или комбинированной технологии, понадобятся следующие механизмы и материалы:

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

Если скважина, которую предполагается соорудить, будет достаточно глубокой, понадобится бурильная вышка. С помощью этой конструкции происходит погружение бура со штангами и его последующий подъём.

Если же скважина неглубока, можно обойтись и без вышки. В этом случае работа с буром выполняется в ручном режиме.

Функцию бурильных штанг могут выполнить узкие трубы, которые соединяются между собой при помощи резьбы или специальных шпонок. Буровой инструмент в процессе сбора конструкции должен присоединяться к самой нижней штанге.

Буровые снаряды для ручного бурения

Буровые инструменты для ручного бурения: а,б – ложковые буры; в – шнековый бур; г-д – буровые долота; е – желонка

Целостность грунтов нарушают режущие насадки бура. Их выполняют из прочной трехмиллиметровой стали. Кромки насадок необходимо заточить с учетом того, что бур будет вращаться по часовой стрелке и разрушать грунты в результате вращательно-поступательного движения.

Сначала выбираем место для бурения. В почве делаем углубление примерно на два штыка лопаты. Так выкапывается направляющий ориентир для бура. Над обозначенным нами местом вхождения бура нужно установить вышку.

Бурение скважины на воду своими руками

Высота вышки должна соответствовать длине бурильной штанги: она должна быть чуть выше этой длины. Только в этом случае штангу можно будет легко и просто вытащить после окончания работ.

Начало работы не покажется вам сложным. Первые витки бура довольно легко входят в почву. С этой задачей под силу справится и одному работнику. Но при дальнейшем погружении в землю с каждым витком бур идёт всё тяжелее и медленнее.

На этой стадии работ без помощника уже не обойтись. Если бур стало трудно поднять на поверхность, его следует повернуть против движения часовой стрелки, а затем повторить попытку.

Тренога для бурения скважины на воду вручную

Ручное бурение скважин на воду как промышленный способ применялось еще сравнительно недавно. Да и теперь оно возможно в тех местах, куда трудно доставить буровую технику

Когда последующее заглубление бура встречает значительное сопротивление, может возникнуть опасность поломки оборудования. Поэтому нужно попытаться размягчить грунт, используя для этой цели воду.

Работа идёт, бур продвигается вниз, но не стоит забывать, что через каждые полметра его продвижения необходимо освобождать инструмент от грунта, а для этого следует поднимать его на поверхность. Когда инструмент полностью погружается в почву по рукоятку, его нужно нарастить следующей штангой.

Весь процесс бурения занимает много времени, большую часть которого приходится тратить на подъём бура на поверхность и очистку его от грунта. Поэтому стоит как можно эффективнее использовать каждый цикл, стараясь извлечь наружу как можно больше почвы.

Ручной способ бурения

При выполнении бурения скважины в ручном режиме только первое время работу можно выполнять самостоятельно, далее вам обязательно нужен будет помощник

Если слои, которые проходит инструмент, отличаются повышенной сыпучестью, то возникает опасность обрушения шахты скважины в самый неподходящий момент. Чтобы этого не произошло, следует использовать обсадные трубы, которые предотвратят осыпание стенок шахты.

Предлагаем ознакомиться  Как найти воду для скважины на участке

Но вот состояние земли, которая выходит на поверхность, изменилось: бур достиг водоносного слоя. Осталось совсем немного. За водоносным слоем должен быть водоупорный. Бур нужно погрузить до водоупорного слоя, чтобы в скважину поступало максимальное количество воды. Максимальная глубина, которая достигается методом ручного бурения, составляет от 10 до 20 метров. Именно на этой глубине, чаще всего, и располагается первый водоносный слой.

Первой на поверхность поднимается грязная вода, которую откачивают ручным или погружным насосом. Для промывки скважины достаточно извлечь всего несколько ведер грязи. Если же чистая вода не торопиться сменить грязную, следует пробурить ещё метр или два.

Как и любую другую работу, ручное бурение можно модернизировать, применяя гидропомпу и электродрель. Выполнять такую работу можно даже без помощников. Весь процесс бурения можно увидеть в этом видеоролике.

Считается, что именно шнековое, а не роторное бурение является самым простым и финансово-доступным вариантом устройства скважины под воду. Именно применение шнекового метода заложено в большинстве современных малогабаритных буровых установок.

Легкая шнековая установка

Шнековое бурение можно производить с помощью вот такой мобильной установки, которая может легко транспортироваться к месту её эксплуатации

Шнек – это известный всем Архимедов винт. Те, кто хоть раз видели, как рыбаки бурят лунку для подледного лова, представляют, о чем идёт речь. Аналогичным способом создаётся и неглубокая, до 10 метров, скважина. В процессе работы не применяется ни буровой раствор, ни вода, с помощью которой в других случаях промывают инструмент.

Если вы обратитесь за помощью в специализированную организацию, то, скорее всего, они будут использовать в своей работе оборудование для шнекового бурения, которое легко транспортируется и широко применяется.

Особенностью этого вида работы является то, что выполнять её можно не на всех видах грунта. С помощью шнека нельзя пройти скальные породы или плывуны, зато на сухих и мягких осадочных грунтах этот способ отлично себя зарекомендовал. При выполнении этой работы следует уделить внимание защите шахты от загрязненной воды с поверхности почвы.

Если выработку предстоит устраивать в скальных грунтах, то для её создания используется роторный способ бурения. В его основе заложено применение специальной бурильной трубы, которая напоминает перевернутый вверх дном тонкий стакан с дробящим грунты шарошечным долотом по нижнему краю.

Виды скважин и их глубина

Через полость трубы проходят коммуникации, применяемые в бурении. Гидравлическая установка создаёт нагрузку на долото, пробивающее себе дорогу в породе. Дополняет нагрузку масса колонны труб.

Роторное бурение

При роторном бурение скважины породу разбивают вот таким долотом, которое может преодолевать на своём пути даже солидные препятствия

Грунт из скважины вымывается с помощью бурильного раствора, подающегося в трубу одним из двух возможных методов:

  • Прямая промывка. Раствор закачивается в трубу с помощью насоса, после чего вытекает через затрубное пространство вместе с породой.
  • Обратная промывка. Раствор попадает в трубу самотеком, а из затрубного пространства его вместе с породой откачивают насосом.

Считается, что обратная промывка эффективнее прямой: с её помощью достигается больший дебит скважины за счет наиболее качественного вскрытия водоносного горизонта. Но для осуществления этого метода промывки необходимо применить дорогостоящее оборудование, что сказывается на росте стоимости работ. Прямая промывка обойдется дешевле обратной.

Если вы хотите получить скважину, которая прослужит вам до 50 лет, и располагаете для реализации задуманного достаточным запасом времени, сил и нервов, то выбирайте ударно-канатный метод бурения. Работать придется долго. Вы будете медленно, но верно пробиваться к заветной цели.

Ударно-канатная установка

Эта ударно-канатная конструкция состоит из станины, желонки и ударного патрона, который изготавливается из толстостенной трубы и отвечает за сам процесс бурения

В основе процесса лежит применение специфического бурового снаряда – желонки. Это отрезок толстостенной трубы длиной от 1 до 2 м с клапаном шариковым или лепестковым клапаном внизу. В верхней части трубы вырезают “окошко” для извлечения грунта, вершину оснащают проушиной под торс.

Привязанную к тросу, перекинутому через блок, желонку свободно кидают на забой. Падая вниз она разрыхляет грунт и захватывает его клапаном. Процесс повторяют несколько раз перед извлечением из ствола желонки. Извлеченную из скважины желонку освобождают от грунта: переворачивают и вытряхивают его через отверстие.

Этот способ пробивания шахты считается очень трудозатратным, но эффективным. К тому же насыщенные водой пески и рыхлые осадочные породы извлечь из скважины можно только ударно-канатным способом. При желонировании не используется бурильный раствор, благодаря чему с ним нельзя перепутать появившуюся в скважине грунтовую воду.

Благодаря высокой трудоёмкости этот метод превосходит по цене роторный. Кроме того, если целью является прохождение дальше первого водоносного горизонта, придется понести затраты на изоляцию шахты от водоносов, которые расположены выше.

Для этого применяют дополнительные обсадные трубы. Кроме увеличения расхода материалов, растет и объём работ, которые выполняют специалисты. Поэтому такое сооружение обойдется недешево.

Предлагаем ознакомиться  Нужно ли разрешение на артезианскую скважину на дачном участке

Еще информацию о том, как пробурить водозаборную скважину без оборудования, вы сможете получить, ознакомившись с представленной нами статьей.

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.

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.

Шнековое бурение

На схеме изображено шнековое бурение. Бур закрепляют на треноге и вращают руками, периодически его вынимают, чтобы освободить шахту от разрыхленного грунта

Абиссинская скважина (колодец)

Этот вид водосборного устройства использует верхние грунтовые воды, отсекая при этом загрязняющие жидкость пыль, грязь, типовые загрязнения «верховодки». Благодаря этому устройство дает более чистую, чем колодец, воду.

Важно: «проколоть» узкую скважину можно только на относительно мягких, без каменистых включений, грунтах.

Размер отверстия для установки оборудования минимален, глубина бурения составляет 8…12 м, диаметр – 4…6 см. В некоторых случаях, при водоносном слое из крупнозернистого или среднезернистого песка достаточно глубины 4…6 м. Жидкость поступает через фильтр под давлением, для лучшей фильтрации грунтовых вод и предотвращения засорения скважины можно при бурении отверстия засыпать его мраморной крошкой.

Дебит составляет 0,5…3 кубометра в час. Для небольших частных домов этого достаточно, для точек забора более 3…5 – слишком мало. Абиссинская скважина своими руками очень экономична, однако на каменистых грунтах устроить ее нельзя. Причина в недостаточности пробивной способности ручного бурозабивного или маломощного бурильного оборудования.

При устройстве ручного насоса на поверхности земли такой тип скважины подходит только для использования в теплое время года. Для круглогодичной эксплуатации требуется монтаж автоматического насоса в бетонированном и теплоизолированном приямке.

Для бурения скважин на воду своими руками на небольшую глубину можно обойтись без бурильного оборудования, используя примитивную установку для забивки обсадной трубы. Однако в этом случае есть риск повредить копьевидный наконечник. Оптимальный вариант сооружения – использование бурильной установки с ручным или механизированным приводом.

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.

Инструменты для бурения

На схеме представлено устройство различных инструментов для бурения. С помощью долота особенно твердый грунт можно разрыхлить, а затем его вынимают буром, желонкой или другим приспособлением

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.

Бур для шнекового бурения

Бур для шнекового бурения, созданный своими руками, может быть разной конструкции. Обязательные его элементы – ножи с заостренными краями и установленное внизу долото

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.

Виды скважин

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.

Спиралевидный шнек для бурения

Спиралевидный шнек для бурения можно сделать из трубы и стальной полосы, однако правильно свернуть ленту в спираль, приварить и закалить инструмент в домашних условиях не всегда просто

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.

Ложковый бур

Самодельный ложковый бур проще всего изготовить из отрезка трубы подходящего диаметра. Нижний край сворачивают и затачивают, а вдоль корпуса делают отверстие для очистки бура

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.

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.

Предлагаем ознакомиться  Как отремонтировать скважину для воды своими руками

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.

Основные виды скважин на воду

Существует несколько реальных способов добыть живительную влагу, о которых мы вам расскажем. Есть несколько технологий, которые можно использовать для самостоятельной добычи воды на загородном участке.

Геодезический разрез для скважины

Выбирать подходящий вариант вам придется самостоятельно, поскольку он зависит от ландшафта местности, а также от технического оснащения, финансов и навыков, которыми вы обладаете. Рассмотрим основные скважинные конструкции.

Основные конструкции скважин на воду

Сложно отдать предпочтение какой-то одной конструкции: каждая имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор зависит от ландшафта местности и от возможностей владельца участка

Если на вашем участке есть родник, то обустройство колодца – отличный вариант добычи воды. Шахта этого сооружения будет играть роль накопителя жидкости. Если источник достаточно активен, до 2-х кубометров воды всегда будет находиться в вашем распоряжении.

Абиссинская скважина – это по сути, тот же колодец, но узкий и длинный. Благодаря тому, что его протяженность может составлять примерно 8-12 метров, в воду, которая его заполняет, не попадают загрязнения с поверхности почвы.

Абиссинский колодец

Абиссинский колодец часто называют скважиной-иглой, потому что труба, вбитая в землю при создании этого сооружения, действительно напоминает иглу

Заглубление этой конструкции на 15-30 метров осуществляется любым способом: шнековым, ударно-канатным, колонковым. Стенки скважины формируют с помощью трубы диаметром в среднем 100 – 180 мм.

Заглубленный конец скважинного ствола оснащен фильтром. В качестве фильтра используют сетку из нержавеющей стали, которую приваривают или припаивают к первому звену колонны труб перед погружением его в крупный песок с примесью гальки.

Скважина на песок

Так схематически можно представить конструкцию скважины “на песок”, где по номером 1 будет обсадная труба, под номером 2 – статистический уровень воды, а под номером 3 – сетчатый фильтр

Такая конструкция способна удовлетворить потребность в воде небольшого загородного дома с двумя водоразборными точками. Если эксплуатация сооружения носит сезонный характер, оно прослужит примерно лет пять. При постоянном использовании можно рассчитывать на 15 лет водоснабжения.

Когда же скважина все-таки заилится, её можно будет попытаться промыть. Если же реанимационные мероприятия не дадут желаемого эффекта, придется бурить новый ствол. Располагают его рядом с предыдущим.

Это сооружение не нуждается в фильтре. Такая скважина может достигать глубины 100 и более метров. Вода, добываемая с помощью такого сооружения, содержится в трещинах известняка. Скопившаяся в них за счет конденсации жидкость может быть не только кристально чистой, но и минерализованной.

Статический и динамический уровень водоносного горизонта

Небольшая минерализация приемлема для повседневного использования. Если же добываемая вода по своему составу относится к числу минеральных вод, то использовать её в бытовых целях нельзя.

Схема артезианской скважины

Схема артезианской скважины: 1 – кондуктор, 2- статистический уровень воды, 3- промежуточная колонна, 4- эксплуатационная колонна с перфорацией

Сложно заранее определить глубину скважины, которую придется пробивать в поисках воды. Можно только приблизительно сориентироваться, пообщавшись с соседями по участку и узнав у них, какие параметры имеют аналогичные сооружения на их территориях.

Грунтовые слои залегают неравномерно, поэтому полученные сведения всё равно нельзя считать точными для своего участка. По этой причине обсадные трубы приобретают с учетом корректировки полученных данных.

Более глубокая и эффективная конструкция – песчаная скважина – рассчитана на использование специального оборудования и обеспечивает подъем воды с глубины 14…40 м. Диаметр отверстия составляет 12…16 см (диаметр обсадной трубы), при этом размер обсадных труб одинаков на всей протяженности. Конструкция «ставится» на водоупорный (водонепроницаемый) грунт и гарантирует подачу за счет просачивания воды под давлением через нижнюю, перфорированную часть изделия. Дополнительную фильтрацию осуществляет мелкоячеистый фильтр, напор обеспечивает погружной вибрационный насос.

Дебит такого устройства составляет примерно 1,5 кубометра в час, при этом качество воды может страдать за счет просачивания в песчаный слой верховодки, вредных стоков. Часто в комплект с насосным оборудованием устанавливают фильтрующее. При постоянном использовании скважина может «работать» до 15 лет (в крупнозернистых песках), при периодическом использовании быстро заиливается.

Дебит скважины формула

Важно: в засушливые периоды вода часто уходит из песчаных пластов или уровень водоносного слоя сильно опускается.

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.

Кессон для скважины своими руками

Как уже говорилось, насосное оборудование для скважин лучше располагать в специальном приямке, а не на поверхности земли. Для этого приямок бетонируется и утепляется либо в нем устраивается кессон.

Под этим названием понимают специальную емкость из металла или пластика, в которой соединяются верхняя часть скважины и труба, отводящая воду к строениям. При этом там же располагают насосное оборудование, напорный бак (не всегда), электрооборудование и приборы контроля.

Доступ к кессону обеспечивает люк. Утепление конструкции не обязательно, но для предотвращения промерзания зимой верхнюю часть (крышку и «потолок») снабжают слоем теплоизоляции толщиной 50…100 мм. Дополнительно могут изолироваться стены кессона.

Самостоятельно можно устроить конструкцию из бетона, кирпича, блоков (с тщательной гидроизоляцией), сварить из листового металла. Промышленно выпускаются пластиковые изделия.

Выводы и полезное видео по теме

Каждый вид скважины на воду имеет свои преимущества и собственные недостатки.

Теперь, когда вы получили представление о виде скважин, их устройстве и методах сооружения, вам будет проще сделать выбор в пользу той или иной конструкции, исходя из особенностей вашего участка и из собственных финансовых возможностей.

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.