Строительство и ремонт        07 ноября 2019        10115         0

Скважина своими руками. Подробно о сложном.

Бурение скважины на воду довольно трудоёмкий процесс, который требует определенных знаний и умений. В статье представлена информация, которая не сделает из вас профессионального бурильщика, но заполнит некоторые пробелы в знаниях и поможет при самостоятельном бурении скважины.

Если вы собираетесь бурить скважину самостоятельно, без применения специального бурового оборудования, то вам будет доступна максимальная глубина бурения около 40 метров. Глубже пробурить скважину будет довольно трудно. Поэтому у вас есть выбор бурить обычную глубокую скважину или абиссинскую. Артезианскую скважину вручную пробурить невозможно, так как такие скважины глубиной примерно от 100м и больше.

Содержание страницы скрыть

Способы бурения скважины вручную.

Гидробурение.

Для бурения этим способом понадобятся буровые штанги с фрезой, шланг для подвода воды и водяной насос.

Суть способа заключается в том, что бурение происходит с помощью бура с фрезой и потока воды. Для бурения достаточно крутить штангу в разные стороны, сначала в одну, а затем в другую сторону. Полного вращения бура не требуется. Во время кручения штанги фреза бура рыхлит породу, а вода, которая выходит из штанги в зоне бурения, подымает размытую породу наверх из скважины.

Гидробурение скважины.
Гидробурение скважины.
Буровая штанга с ручками и водяным шлангом.
Верхняя часть буровой колонны со съемными ручками и присоединенным шлангом, по которому происходит подача воды в буровой ствол.

Недостатком данного вида бурения является то, что с его помощью невозможно пройти обломочные породы типа галечников или просто породы богатые камнями. В процессе бурения мягкая порода вымывается, а камни остаются на дне скважины, где скапливаются и мешают бурить.

Преимущество в том, что нет необходимости доставать бур из ствола скважины, чтобы убрать разрыхленную породу.

Штанги бура изготавливают длиной 1.5-2 м из водопроводной трубы с условным проходом 25мм и с наружным диаметром 32мм. Штанги соединяются посредством резьбовых муфт. На штангах с двух сторон нарезается обычная трубная резьба. Муфта частично накручивается на штангу с одной стороны и обваривается.

Буровая штанга с приваренной муфтой.
Буровая штанга с приваренной муфтой.
Соединение буровых штанг.
Соединение буровых штанг.

Фрезу для бура нужно изготавливать из прочного и толстого металла. Лучше всего подойдет старая пластинчатая пружина от грузового авто. Эти пружины сделаны из стали 75Г и они каленые, что придает металлу особую прочность на истирание.

Фрезу, как правило, делают трех лепестковую или двух лепестковую. На гранях фрезы обязательно нужно сделать насечки. Данные насечки выполняют функцию измельчителя породы и с ними бур вращается легче.

Фреза буровой штанги.
Фреза буровой штанги.

Для гидробурения нужно организовать два приямка для воды: один из них побольше (он должен располагаться близко от места бурения) и второй — поменьше. Приямки будут выполнять роль резервуаров воды. В первом приямке вымытая порода будет отстаиваться и оседать на дно, а из второго приямка вода должна забираться насосом и подаваться внутрь буровой штанги. Таким образом вода будет течь по замкнутому кругу. Первый приямок периодически нужно очищать от вымытой породы и одновременно производить осмотр этой породы с целью поиска крупнозернистого водоносного песка.

Чтобы вода меньше уходила в почву приямков, их дно можно застлать полиэтиленом.

На фото видно технические приямки для гидробурения.
На фото видно технические приямки для гидробурения.
Буровая штанга с ручками, удерживаемая над краем бурового отверстия специальным ловителем.
Буровая штанга с ручками, удерживаемая над краем бурового отверстия специальным ловителем.
Схема гидробурения.
Схема гидробурения.

Видео: изготовление скважины на воду гидробурением.

Бурение шнеком.

Для бурения скважины шнеком необходимы специальные шнековые штанги.

Этот вид бурения имеет как свои преимущества, так и недостатки. Шнеки позволяют бурить породы, насыщенные камнями, но, чтобы поднять на поверхность земли разрыхленный грунт, нужно периодически вынимать всю буровую колонну из ствола скважины. И чем глубже скважина, тем тяжелее вынимать буровую колонну. Поэтому при бурении глубоких скважин придётся изготавливать подъёмный механизм.

Для ручного шнекового бурения вполне достаточно сделать со шнеком первую штангу. Остальные штанги не имеет смысла изготавливать шнековыми. Штангу со шнеком можно изготовить самостоятельно или применить какой-либо другой шнек, например, от старого рыбацкого бура.

Бурение скважины шнеком.
Бурение скважины шнеком.
Набор буровых штанг со шнеком.
Набор буровых штанг со шнеком.

Видео: бурение скважины шнеком.

Бурение ударно-канатным способом.

Принцип работы такого бурения заключается в том, что круглая металлическая труба опускается под своим весом в ствол скважины. Ударяясь о дно скважины, она разбивает грунт, камни и наполняется разбитой породой. После трубу вынимают из скважины и очищают от грунта. Такой процесс повторяется многократно.

Эффективность данного способа бурения напрямую зависит от высоты, с которой падает буровой инструмент, и от его веса. Поэтому данный снаряд следует утяжелять. Можно сделать его длинным и одну часть залить бетоном или свинцом, а другую часть оставить для приема грунта.

Большое преимущество данного способа бурения в том, что он позволяет проходить породы с камнями. Но есть и недостаток. Если не использовать лебедку для подъема снаряда, то придется затрачивать большие физические усилия. 

Буровая установка
Самодельная буровая установка для ударно-канатного бурения.

Для ручного бурения скважины используют два основных типа инструмента:

  • Забивной стакан – это труба с заостренными краями и продольными прорезями для вынимания грунта.

Заостренный рабочий край должен быть немного большего диаметра, чем диаметр трубы. Для этого край трубы развальцовывают молотком.

Это необходимо для того, чтобы при работе этого инструмента образовывалось отверстие в земле немного больше, чем диаметр стакана. Таким образом убирается трение между стаканом и стволом скважины.

В основном стаканом вынимают грунт, который может прилипать к его стенкам. Таким грунтом может быть глина и суглинок.

Забивной стакан.
Забивной стакан.
  • Второй инструмент – это желонка.

Этот инструмент также изготавливается из металлической трубы и его рабочий край обязательно затачивается и развальцовывается. Отличие от стакана в том, что у желонки нет продольных отверстий для выемки грунта, зато около рабочего края внутри есть клапан. Такая конструкция обуславливается тем, что желонка предназначена для выемки крайне сыпучей или обводненной породы. Например, смесь глины с водой очень хорошо поднимается желонкой.

Желонка
Желонка

Видео: самодельный стакан и желонка для бурения.

Забивка абиссинской скважины иглы.

Суть способа заключается в том, что в землю забивается труба диаметром 57мм с острым концом, которую ещё называют игла. Часто на острие трубы наваривают наконечник, изготовленный из старого лома. Игла состоит из нескольких труб по длине, которые наращиваются в процессе забивки с помощью обычной сварки.

Труба во время забивки раздвигает грунт своим острием и входит в него. Такой способ пробивки скважины подойдет только для неглубоких скважин, например, для абиссинки.

Схема забивки абиссинской скважины.
Схема забивки абиссинской скважины.
Забивка абиссинской скважины.
Забивка абиссинской скважины.
Изготовление наконечника трубы.
Изготовление наконечника трубы.
Изготовление наконечника трубы.
Изготовление наконечника трубы.

В трубе режутся щели в шахматном порядке с помощью УШМ (болгарки) тонким кругом на расстоянии примерно полметра от острия. Количество и размер щелей будут влиять на способность воды проникать внутрь трубы, поэтому их не должно быть мало. Отрезной круг должен быть как можно тоньше. Эти щели будут выполнять роль грубого фильтра. Длина такого фильтра должна быть не менее двух метров на трубе. Щелевой фильтр должен находиться на расстоянии 50 см от наконечника трубы. Таким образом это расстояние будет выполнять роль отстойника.

Изготовление щелевого фильтра.
Изготовление щелевого фильтра.

Чтобы трубу было легче забивать, можно сначала пару метров пройти обычным садовым буром, а уже потом переходить к забивке.

Процесс забивки можно механизировать, если приспособить для этой цели перфоратор или отбойный молоток.

Для уменьшения трения трубы о грунт и облегчения работы, сразу же после острия делается небольшое утолщение по кругу. Самый простой способ сделать такое утолщение — это наварить сварку по кругу трубы. В случае если труба дойдет до камней, которые не удается пробить, ее всегда можно будет вынуть и попробовать забить иглу в другом месте.

У такого способа пробивки скважины есть два существенных недостатка.

  • Проблема забивных скважин в том, что водонос ищется вслепую, так как нет вынимаемого грунта из скважины. Поэтому для определения водоносного слоя нужно через каждый метр забивки наливать в трубу воду и смотреть за ее поглощением землей. Как только началось хорошее поглощение, значит достигли водоносного слоя. Здесь стоит обратить внимание на один момент. Иногда при забивании отверстия в трубе закупориваются глиной и поэтому стоит обращать внимание на каждое, даже небольшое поглощение воды скважиной. Если есть поглощение, значит нужно сначала сделать обратную промывку, а затем прокачать скважину.

Если же после прокачивания скважины объем воды, который она может дать, остается небольшим, то следует забивать трубу глубже.

  • После достижения водоносного слоя может получится так, что зеркало воды установится на глубине ниже 7-8м. В этом случае поверхностный насос просто не сможет поднять воду из скважины на поверхность. 

Если скважину удалось прокачать, то в скважину опускается труба пнд диаметром 32-25 мм с фильтром и к ней подключается насос.

Фильтр на трубе пнд.
Фильтр на трубе пнд.
Фильтр обёрнутый нержавеющую в сетку.
Фильтр обёрнутый в нержавеющую в сетку.

Практикуется еще один способ изготовления фильтра для иглы. Для этого трубу сверлят отверстиями диаметром примерно 12-16мм и сверху одевают фильтр, изготовленный из нержавеющей сетки галунного плетения п48-52. На трубу обязательно изготавливается наконечник диаметром большим, чем диаметр фильтра.

Рекомендуем прочитать:

Бурение скважины вручную в вопросах и ответах.

Какую скважину выбрать, обычную глубокую или абиссинскую?

Чтобы определиться с выбором скважины, нужно знать, чем они отличаются.

Абиссинская скважина буриться небольшого диаметра буром примерно 60-90мм. Обсадная труба для абиссинской скважины чаще всего 40-70 мм по наружному диаметру. В абиссинской скважине насос располагается на поверхности земли. Современные поверхностные насосы могут поднять воду, которая находится на глубине максимум 8метров.

К примеру, если пробурили скважину и уровень зеркала воды находиться глубже 8 метров, то поднять эту воду поверхностным насосом становиться невозможно. Зеркало воды — это расстояние от уровня земли до поверхности воды в скважине.

Но если вырыть колодец глубиной 1-2 метра и на его дно установить поверхностный насос, то можно будет поднять воду с глубины 9-10 метров.

Обычная глубокая скважина лишена этого недостатка, так как ее погружной насос находиться на глубине ниже зеркала воды.

Схема буровых скважин.
На схеме изображены обычная глубокая и абиссинская скважины.

Поэтому если зеркало воды находиться глубже 7-8м, то придется выбрать обычную скважину.

Сразу же возникает вопрос, как предварительно определить глубину зеркала воды. 

Если у вас есть соседи, у которых пробурена скважина или колодец, то можно спросить у них, на каком уровне зеркало воды. Как правило, на соседних земельных участках водоносные слои одинаковые и уровень зеркала воды также будет одинаковым. Исключения бывают в редких случаях и связаны они с геологией участка.

Если же таких соседей нет, тогда придется бурить. Здесь может быть два варианта:

1. бурить под абиссинскую скважину и если зеркало воды будет ниже 8м, то разбуривать скважину под обычную.

2. Сразу бурить обычную скважину фрезой диаметром 160мм под обсадную трубу диаметром 125мм. Диаметр скважины должен быть, как минимум, на четверть шире диаметра обсадной трубы.

Перед тем как начать бурение, нужно понимать, что абиссинскую скважину бурить будет намного легче, чем обычную, так как диаметры отверстий у них значительно различаются. К тому же, стоимость материалов для абиссинской скважины меньше, чем для обычной. Но есть и минусы. У абиссинской скважины площадь поверхности фильтра намного меньше, чем у обычной скважины, поэтому и забиваться фильтр абиссинки будет чаще. Также у нее примерно в 2 раза ниже дебет (количество воды, которое может выдавать скважина за час) по сравнению с обычной скважиной.

Что делать если в процессе бурения вскрыли плывун.

Плывун -насыщенный водой грунт (обычно песок или супесь), который способен разжижаться под механическим воздействием на него, при вскрытии его котлованами и другими выработками. Также про плывун можно сказать, что это герметичный объём в толще грунта, в котором под давлением находятся мелкие и пылеватые пески, насыщенные водой. Его толщина варьируется от 2 до 10 м. Часто плывунные свойства проявляют пылеватые пески и супеси, насыщенные водой, содержащие в большом количестве очень мелкие частицы (глинистые и коллоидные), которые начинают играть роль смазывающего вещества между крупными частицами грунта. Вследствие наличия глинистых и более мелких коллоидных частиц эти грунты обладают гидрофильными свойствами и слабо отдают воду. Википедия

Если в процессе бурения вынимается так называемая жижа — это может быть песок в вперемешку с водой и глиной и при этом скважина не углубляется, то значит добурились до плывуна. Плывун постоянно заполняет собой буровой ствол и не дает углубить его.

Чтобы пройти плывун можно попробовать такие варианты:

  1. Замыть плывун бентонитом или клеем.
  2. Разбурить скважину на больший диаметр до плывуна и забить кондуктор. Это металлическая труба, которая на один –два размера больше обсадной трубы. Важно, чтобы кондуктор перекрыл собой полностью плывун и вошел своим концом в твердый грунт. Если этого не сделать, то кондуктор может завернуть плывуном, так как он находится в постоянном движении. После этого можно продолжить бурение через кондуктор желонкой или гидробурением.
Схема бурения с кондуктором.
Схема бурения с кондуктором.

Для чего необходимо замывать скважину.

Замывка скважины –это промывка ее специальным клеящим раствором, который склеивает и упрочняет стенки скважины и не дает им обсыпаться и обвалиться.

Раствор приготавливается на основе воды и бентонита, который можно приобрести в строительном магазине.

Бентонит — это природный нетоксичный материал, который разбухает в воде и образует плотный гель. В ограниченном пространстве этот гель не пропускает воду.

Приблизительно бентонит разводят 25 кг на тонну воды. После этого полученный раствор должен настояться минимум 2 часа, а лучше 12 часов. За это время бентонит разбухнет и раствор будет напоминать кисель.

В качестве замены бентонита можно использовать обычный обойный клей КМЦ. Он стоит на порядок дешевле. Разводят его примерно 20 литров воды на 4 пластиковых стакана клея. Если в процессе работы клей начнет сворачиваться и превращаться в клейстер, то в раствор можно добавить обычную соду. Она предотвратит сворачивание клея.

Еще можно смешать воду с жирной глиной и добиться кисельного раствора. Такой раствор тоже неплохо работает.

Случаи, когда необходима замывка скважины:

  • Если скважина бурится в песке, то ее обязательно необходимо замывать на всем её протяжении. Если используется метод гидробурения, то буровой раствор следует приготовить с самого начала бурения.Если используется шнековый метод бурения, то замывать скважину нужно после смены каждой штанги.
  • Если скважину бурили в глине и дошли до песчаного водоносного слоя, то перед выемкой бура и установкой обсадной трубы скважину необходимо замыть. Пока бурение происходит в глине, замывать скважину необязательно.
  • Если необходимо пройти плывун.
  • Если необходимо пройти ненужный водонос, например, верховодку. В этом случае данный водоносный слой нужно запечатать и предотвратить уход бурового раствора в этот водоносный слой. Густота бурового раствора должна зависеть от скорости оттока раствора в водоносный слой. Чем сильнее отток, тем гуще должен быть раствор и, следовательно, тем дольше замывать ствол скважины.

Как понять, что нашли водоносный слой.

Водоносный слой может быть не один. Поэтому если вода нужна для технических нужд или для полива, то можно остановиться на первом слое. Такой слой может быть на глубине 4 метров. Вода, взятая из этого слоя, как правило чистой не бывает, но могут быть и исключения. Такую воду называют верховодка.

Верховодка — подземные воды, которые накапливаются над временным подпором (промерзлой почвой и тому подобное). Залегают вблизи поверхности (выше горизонта грунтовых вод), склонны к резким колебаниям, легко загрязняются.Википедия

Если же вода нужна для общего пользования, то лучше бурить поглубже.

Понять, что вы достигли водоносного слоя нетрудно.

Если используется метод гидробурения, то буровой раствор начнет уходить в скважину. Это будет хорошо заметно по падению уровня воды в технических приямках. То есть, водоносный слой будет поглощать воду, которую в него наливают. С какой скоростью водонос потребляет воду, с такой же скоростью он ее и отдаёт. В 95% случаев это будет водоносный слой, в 5% случаев трещина в земле или пустота. Если вода уходит в скважину очень быстро, то это может быть пустота в земле.

Если же используется метод бурения шнеком, то понять, что вы достигли водоносного слоя можно по мокрому вынимаемому грунту и его типу.

Хорошие водоносные слои располагаются в крупнозернистых песках, известняках, песчано-гравийной смеси или галечнике. Иногда бывает вода и в суглинке, но очень редко. Поэтому одним из признаков водоносного слоя будет крупнозернистый песок или другие водоносные породы.

Конец водоносного песчаного слоя можно определить, когда бур наткнется на что-то более твердое, чем песок и, скорее всего, это будет известняк или глина. Если закончился крупнозернистый песок и началась другая порода, это значит, что водоносный слой закончился.

После того как нашли водоносный слой грунта необходимо установить обсадную трубу с фильтром.

Для чего делается обратная промывка скважины.

Обратная промывка делается сразу же после того, как установили обсадную трубу. Она необходима, чтобы распечатать водоносные каналы скважины и вымыть из неё песок и мелкие камни. По сути, это гидроразрыв пласта (создание пустот в скважине).

Также при обратной промывке промываются водоносные каналы, которые ранее были запечатаны бентонитом или клеем. Причем, если водонос был запечатан в суглинке, то его придется дольше размывать, чем водонос в песке.

Лучше всего выполнять промывку мотопомпой большой производительности (от 1000 литров в минуту) водой объемом 2-3м3. Для того чтобы сделать обратную промывку, на обсадную трубу одевается оголовок со штуцером, к которому подсоединяется шланг от насоса. Вода под давлением подается в обсадную трубу, выходит из фильтра в скважину и поднимается на поверхность земли между обсадной трубой и стенками скважины.

Промывка скважины.
К синей пластиковой обсадной трубе подключается шланг для подачи воды под давлением.

Как прокачать скважину.

Прокачивают скважину сразу же после обратной промывки.

Прокачивание скважины — это длительное выкачивание воды насосом из скважины с целью промывки водоносных каналов, осветления воды и увеличения производительности скважины. Прокачивание скважины может быть непрерывным в течении 2-48 часов.

Это действие позволяет очистить воду скважины от растворенных в ней мелких частиц породы. Поэтому прокачивать скважину нужно до тех пор, пока вода не станет чистой. Также с целью увеличения производительности скважины практикуют её длительное прокачивание в течении суток и более.

Все мелкие частицы, которые проходят через фильтр, выкачиваются из скважины, остальные же скапливаются на ее дне. Поэтому для прокачивания скважины лучше использовать недорогой насос, так как он может запросто забиться. Если скважина бурилась в теплое время года, то понять какая вода течет из скважины можно по ее температуре. Вода из скважины будет заметно холоднее воды, которой ранее выполнялась обратная промывка.

Обсыпка скважины.

Заполнение пространства между обсадной трубой и стенками скважины выполняется с целью защитить скважину от попадания в неё различных загрязнений с поверхности земли.

Чтобы не забить водоносные каналы, обсыпка выполняется только после обратной промывки и последующей прокачки скважины. Также обсыпка делается только под давлением воды, чтобы не забить фильтр обсадной трубы. Поэтому перед обсыпкой к обсадной трубе подключается насос и нагнетается в нее вода. Все то же, что и при обратной промывке скважины.

Скважина заполняется песком или щебнем выше высоты фильтра обсадной трубы, а потом обсыпается глиной.

Как определить уровень зеркала воды в скважине.

Все очень просто. Необходимо взять обычную веревку с грузиком узкого типа. Например, можно привязать к ней обычный гаечный ключ.

Опускаете веревку и слушаете. Как услышите звук «бульк» — это начало водяного столба, то есть уровень зеркала. Завязали на веревке узелок и опускаете дальше. Если веревка ослабла, то значит достигла дна скважины. Завязываете второй узелок. Вытягиваете веревку и меряете расстояние между узелками, это будет высота водяного столба.

Также нужно понимать, что уровень зеркала воды может меняться согласно сезону или при активном выкачивании воды из скважины. Поэтому уровень столба воды в скважине должен быть как можно больше. Желательно не менее 2м.

Что делать если глина сильно налипает на стенки бурового ствола и штанги бура?

Красно-бурая глина имеет свойство набухать и сильно прилипать. В этом случае хорошо помогает обычная сода, которая делает глину не активной. Соду необходимо добавить в буровой раствор. В результате глина перестает налипать на инструмент и стенки бурового ствола.

Зависит ли уровень зеркала воды от глубины скважины?

Скважина бурится с целью найти источник воды — водоносный слой. Он может оказаться на достаточно большой глубине, например, 25м. Но это не означает, что воду нужно будет поднимать с такой глубины. После того как скважина дошла до водоносного слоя, вода заполняет ствол скважины и поднимается по нему до определенного уровня, например, 10м от уровня земной поверхности. Этот уровень называется зеркало воды в скважине. Исключение составляют артезианские скважины, где вода находиться в земле под давлением и при вскрытии такого водоносного слоя может быть самоизлив воды на поверхность земли.

Какие трубы применить в качестве обсадных.

В качестве обсадных труб применяют металлические трубы или пластиковые. Так как металлические трубы довольно дорогие, то для скважин чаще всего выбирают пластиковые обсадные трубы. В продаже имеются специальные пластиковые обсадные трубы ПНД (полиэтилен низкого давления) синего цвета для скважин. Эти трубы изготовлены из пищевого пластика и химически безопасны для человека. Применять для скважины обычные канализационные трубы ПВХ желтого или серого цвета категорически нельзя.

Обсадные трубы ПНД
Обсадные трубы ПНД
Труба с щелевым фильтром.
Труба с щелевым фильтром. Длина фильтра 3 метра.

При покупке пластиковой обсадной трубы старайтесь не приобретать трубы черного цвета. Как правило, такие трубы изготовлены из вторичного сырья. И никто не сможет гарантировать, что во вторичном сырье не будет потенциально опасных веществ.

Какой насос выбрать для скважины?

Лучше всего для скважины подходит шнековый глубинный насос. Главное — это не использовать вибрационный насос. От постоянных вибраций грунт вокруг скважины уплотняется, и водяные каналы закрываются. В результате чего дебет скважины может снизится до полного ее пересыхания. Также из-за постоянных вибраций вода в скважине будет мутная.

Если же зеркало воды находиться на глубине до 7-8метров, то можно установить центробежный насос на поверхности земли.

Каким маслом смазывать резьбовые соединения буровых штанг и обсадных пластиковых труб?

Смазка должна быть безопасной, поэтому обычный солидол и машинное масло использовать нельзя. Можно смазывать растительным маслом или мыльным раствором.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *