Особенности технологии ударно-канатного бурения
Суть этого метода заключается в том, чтобы разбить породу при помощи забивного стакана – тяжелого инструмента, который падает с высоты специально оборудованной вышки. Чтобы выполнить работу, потребуется самодельная буровая вышка, кроме этого инструменты для использования ударно-канатного способа и извлечения грунта из скважины. Эта технология используется для работ на легком или глинистом грунте.
Вышка для скважины, выглядит как обычная тренога, может быть изготовлена как из стальных труб, так и из простых деревянных бревен. Размеры конструкции должны пропорционально соответствовать размерам забойного инструмента. Оптимальным соотношением размеров является высота вышки, которая больше длины забойного стакана на полтора метра.
Рабочий процесс заключается в попеременном опускании забивного стакана, разбивающего и захватывающего породу, после чего поднимает на поверхность захваченный отвал. Для того чтобы обустроить такую буровую установку, можно использовать стальную трубу конец которой оборудуется режущим приспособлением. Режущая кромка, внешне напоминает половину витка шнека, будет контактировать непосредственно с забоем.
В 50 см от кромки в стальной трубе необходимо сделать отверстие, через которое можно извлекать добытый грунт, опустошая, таким образом, буровой стакан. На верхнюю часть стакана прикреплен трос, который помогает осуществлять опускание стакана и извлекать его содержимое на поверхность. Стакан рекомендуется освобождать от грунта по степени заглубления конструкции на каждые 50 см.
Особенности конструкции
При обустройстве песчаной скважины необходимо знать, как правильно сделать скважину и принимать во внимание следующие моменты:
- Вода из такого источника имеет не всегда хорошее качество, поэтому рекомендуется выполнять дополнительную очистку поднимаемой жидкости.
- Песчаная скважина может безупречно эксплуатироваться на протяжении 15 лет. Срок службы определяется слоем, в котором находится фильтрующая часть конструкции. При наличии крупных включений эксплуатация может продлиться на большее время.
- Безупречная подача воды из песчаной скважины возможно только при условии постоянного откачивания. В противном случае от подобного источника лучше отказаться.
- При наличии двух песчаных скважин одинаковой глубины дебет одной из них будет всегда меньше.
- Необходима регулярная прочистка фильтрующего элемента с периодичность 1 раз в полгода или в год.
Варианты: как пробурить скважину для воды на участке
Определенный вид скважины зависит от глубины нахождения водоносного слоя. Так выделяют источники до 12 м залегания, от 12 до 50, а также от 50 до 200. На определенной глубине находится жидкость разной чистоты. На неглубоких слоях делают абиссинский колодец.
Выполнить оборудование неглубокой скважины достаточно просто. С помощью бура делают отверстие в земле диаметром хотя бы 4 см. После достижения плавуна (грунт становится жижеобразным), в скважину опускают трубу с острым наконечником и оборудованным фильтром наверху. Когда вода с трубы уходит вниз, цель достигнута. Скважину остается промыть.
При глубине от 50 до 200 м водоносный слой создан известняком. Такая скважина называется артезианская. Среди плюсов такого источника есть абсолютно чистая вода, большое ее количество и долговечность.
Минусы артезианской скважины:
- Выполнить бурение могут только профессионалы;
- Дороговизна работ.
Скважины средней глубины отличаются достаточно большим количеством песка. Выполнить бурение самостоятельно непросто, но возможно. Но для работы понадобится специальное оборудования и более глубокое изучения технологии бурения.
С какой глубины начинается артезианская скважина
В общепринятом смысле, артезианской скважиной в Московской области считается скважина, пробуренная до водоносных известняков, отсюда ее второе название — скважина на известняк. А вот на какой глубине бурильщики вскроют данные известняки это и будет той самой «оптимальной глубиной скважины». Вода может содержаться и в других породах, но в Московской области бурят на известняки. Так как геология местности неоднородна, то такие водоносные породы могут залегать как на 20 метрах, так и на 200 метрах. И никто безошибочно не скажет точную глубину их залегания.
Вскрыв эти породы, вы получите скважину с определенным дебитом (производительностью). Под этот дебит и под ваши цели подбирается погружной насос и дальше не имеет значения, для полива эта вода используется или для дома, насос будет качать столько, сколько сможет.
Для более точного понимания чего ожидать на вашей местности, стоит посмотреть на карту глубин Московской области или вернуться в и воспользоваться советами оттуда. Находясь не в Подмосковье, найдите аналогичную карту своего региона и узнайте на какую глубину бурят скважины на воду у вас, но все это только ориентировочные значения.
Где искать?
Не будем уподобляться тому анекдотическому персонажу, который искал «тут, потому что светлее». Есть несколько принципов поиска идеального места для скважины, где грунтовые воды располагаются ближе всего к земле. Среди них преобладают традиционные. К примеру, посмотреть, где вьются в сухую погоду мошки, или то же лозоходство.
Более научный способ – узнать, на каком уровне в данной местности расположены русло реки, болото, озеро. Лучше эти методы чередовать. Также можно прокопать разведочную скважину-иглу или так называемый абиссинский колодец.
Назван он так в честь английских колонизаторов, которые продвигались в глубь Абиссинии (Эфиопии) и добывали воду при помощи таких скважин. Представляют собой они трубу, совмещающую функцию обсадной и водопроводной труб, а также «древка» самого бура. Фото таких скважин можно найти без труда.
Технология проста: бур-желонка насаживается на трубу и колодец бурится методом ударного бурения – снаряд устанавливают на треногу или в приямок и забивают в землю, позаботившись о безопасности. конечно. Затем трубы вынимают (не до конца), насаживают следующий ярус, соединяют, и снова забивают.
Время от времени наличие воды проверяют манеркой – заваренным с одного конца куском трубы на плотной верёвке. Добравшись до низа верхнего водоносного слоя, бурение немедленно прекращают.
В принципе, при наличии водопровода можно такой скважиной и обойтись. Недостаток – маленький дебит скважины (дебит – количество воды, которое даёт скважина в единицу времени) и не всегда высокая долговечность, к тому же эти скважины не ремонтопригодны.
Как узнать глубину колодца. Как определить глубину колодца?
Перед тем, как начинать установку колодца на участке, нужно определиться с тем, на какую глубину он должен и может уходить. И многих возникнет закономерный вопрос: а как же определить глубину колодца? На самом деле, тут всё довольно просто. Наша компания использует несколько методов для выявления глубины колодца.
Один из таких методов, который ещё никогда не подводил наших мастеров, – это определением колодца, исходя из усреднённых параметров размера для колодца Ваших односельчан. Для этого определяется средняя глубина колодца Ваших соседей и подгоняется под участок с Вашим типом рельефа, возможно нужно будет подкорректировать количество колец для колодца, но не больше 2 колец.
Этот способ является одним из самых удобных и часто оказывается верным, но бывает так, что во всём посёлке не найдётся колодца, тогда нужно использовать средний размер колодца соседних посёлков и так же подстроить результаты под рельеф и гидрогеологическую карту самого участка.
Бывают и случаи, когда нет возможности определить длину ни одним из этих способов. Тогда мастер может на основе всей доступно информации об участке назвать примерную длину, но в данном случае нужно придерживаться максимальной, чтобы избежать в последствии пересыхания колодца.
Сразу хочется сказать, что все те мастера, утверждающие, что могут определять с помощью лозы, яиц и «рамы» глубину залегания грунтовых вод, даже то, какой там водоносный поток. Этот мистицизм не сработает в такой тонкой работе, скорее всего Вы наткнётесь на большой валун, а не на грунтовую воду. В головах шарлатанов, использующих такие методы нет никаких настоящих знаний о том, что нужно делать на самом деле.
Наши специалисты – это люди с опытом и навыками, поэтому мы используем методы, основанные на изучении местности. Например, мы также используем геологическую разведку территории вместо, чтобы голышом или босиком по траве бродить. Согласитесь, это звучит куда достовернее, хоть в определённую долю мистики хочется верить.
Что нужно знать о процессе бурения
Уровень залегания известнякового горизонта может определить методы бурения. К самым популярным и распространенным из них относят:
- бурение с промывкой
- бурение с продувкой
Разница между ними заключается в способе выведения разрушенной породы. Выбор метода зависит от состава пород, их физических характеристик, плотности и толщины слоев.
Схема артезианской скважины
Бурение с промывкой
Разрушенная порода выводится с помощью подаваемого промывочного раствора. Достаточно эффективный и менее затратный способ. Его недостаток заключается в том, что момент прихода воды, особенно в случаях когда он небольшой, достаточно тяжело определить
Опытные специалисты обращают внимание на изменение состава подаваемого раствора, но иногда стенки скважины закупориваются, преграждая водам путь на поверхность. В целом, бурение с промывкой популярно благодаря возможности бурения глубоких (более 100 м) скважин и относительно невысокой цене
Бурение с продувкой
Главное отличие — вывод разрушенной породы при помощи мощного воздушного потока. Положительным моментом такого метода является четкая фиксация момента достижения водоносных известняков, так как из скважины на поверхность начинает поступать вода. Если снабдить систему бурения мощными компрессорами подачи воздуха, можно добраться до известняков на глубине до 100 м. Порог залегания водоносного слоя — самый главный недостаток бурения с продувкой.
Артезианская вода
Преимущества и недостатки скважины иглы
Абиссинские скважины обладают рядом преимуществ, которые стали причиной их широкого распространения.
- При меньшем диаметре абиссинская скважина, своими руками выполненная, не уступает своим более крупным аналогам.
- Источник оснащается поверхностными (более удобными для ревизии и ремонта, чем погружные модели) насосами.
- Установленный своими руками абиссинский колодец, благодаря своим особенностям может стать практичным и удобным вариантом там, где использование обычной скважины не практично или вовсе невозможно.
- При небольшой толщине песчаного водоносного слоя «поймать» его тонкой обсадной трубой проще (в некоторых случаях скважина игла своими руками – единственный вариант).
- Устройство абиссинского колодца не требует много пространства, поэтому часто его делают прямо в доме, в подвальном помещении.
- Погружение обсадной трубы абиссинского колодца при большой толщине водоносного слоя – произвольное, в то время как классическую скважину в обязательном порядке выполняют до водоупора – расположенного после песка глиняного слоя. Это позволяет исключить вероятность забора воды из нижней части песчаного слоя, в которой часто содержится большое количество примесей, в том числе, растворенного железа. Таким образом, минеральный состав воды в абиссинском колодце, построенном по всем правилам, обычно лучше, чем в скважине большого диаметра.
- Скважина игла, построенная и оснащенная своими руками, меньше заиливается, в том числе, благодаря наличию давления и интенсивному току воды. К тому же очистить обсадную трубу «иглы» проще.
Схема слоев водозабора для различного вида скважин
Основным недостатком абиссинской скважины следует считать возможность попадания в воду загрязнений с поверхности из-за небольшой глубины забора. Из-за этого следует тщательно выбирать место для установки колодца-иглы, обеспечив максимальное удаление от свалок, уборных, выгребных ям и септиков, дренажных канав, душевых, в которых вода уходит непосредственно в почву под кабинкой, и пр.).
К сожалению, абиссинский колодец может быть построен не на любой почве, так как твердые каменистые слои будет сложно пройти, а водоносные слои на суглинке, а не на песчаном слое, не дадут воду такой конструкции.
Абиссинский колодец обустраивается на песчаном водоносном слое
Что такое артезианская конструкция
На данный момент данная конструкция скважины имеют большую популярность, это источник воды, который находится между слоями грунта (пласты горных пород).
–>
Что представляет собой конструкция:
- Вода в такой конструкции находится под большим давлением.
- Благодаря значительному залеганию водоносного слоя и высокому давлению, вода сама поднимается на поверхность.
- Вода обладает высоким качеством.
- Обусловлено это тем, что на глубине не выживают болезнетворные бактерии и микроорганизмы.
- По этой причине вода там имеет только примеси солей и каменных пород.
- Только тут есть свои ограничения.
- Вода, не смотря на свое высокое качество, все равно требует дополнительной фильтрации специальным оборудованием.
Можно ли сделать своими руками?
При таких затратах у многих людей возникает естественный вопрос о том, можно ли сделать артезианскую скважину своими руками. В принципе, это возможно при бурении на глубину не более 50-60 м и наличии податливого грунта.
Для этого потребуется тренога, лебедка и буровой инструмент в виде шнека. Тренога с лебедкой устанавливается над местом бурения и обеспечивает опускание и подъем инструмента. Вращение осуществляется вручную. Механизировать процесс можно путем использования электродвигателя или пневматики.
Артезианская скважина представляет собой достаточно сложное гидротехническое сооружение. Ее можно соорудить своими силами, но она будет ограничена по глубине. Надежная и долговечная конструкция обеспечивается специализированными организациями со специальной техникой.
При планировании строительства важно учитывать необходимость соблюдения законодательства в части лицензирования использования подземных вод. Такая скважина обходится дорого, но она в течение длительного срока обеспечит полноценное, качественное водоснабжение
Ручное бурение скважины
Чаще всего, дачники интересуются, как пробурить скважину своими руками, а не просто колодец. Потребуется наличие такого оборудования для бурения скважин, как бур, бурильная вышка, лебедка, штанги и обсадные трубы. Бурильная вышка нужна для рытья глубокой скважины, с ее помощью осуществляется погружение и подъем бура со штангами.
Роторный способ
Самым простым методом устройства скважины для воды является роторный, осуществляемый при помощи вращения бура.
Гидробурение неглубоких скважин на воду можно осуществить без вышки, а бурильную колонну доставать вручную. Бурильные штанги делаются из труб, соединяя их между собой при помощи шпонок или резьбы.
Штанга, которая будет находиться ниже всех, дополнительно оборудуется буром. Режущие насадки делаются из листовой 3 мм стали. Во время заточки режущих кромок насадки нужно учитывать, что в момент вращения механизма бура они должны врезаться в почву по часовой стрелке.
Вышку монтируют над местом бурения, она должна быть выше бурильной штанги для того чтобы во время подъема облегчить извлечение штанги. После этого выкапывается направляющее углубление для бура глубиной примерно на два штыка лопаты.
Первые витки вращения бура вполне под силу сделать самостоятельно, но при большем погружении трубы потребуются дополнительные силы. В случае если бур невозможно вытащить с первого раза, нужно повернуть его против часовой стрелки и попытаться вновь его вытащить.
Чем сильнее углубляется бур, тем сильнее затрудняется движение труб. Чтобы облегчить эту задачу, грунт необходимо размягчать, поливая водой. При продвижении бура вниз через каждые 50 см бурильную конструкцию необходимо вынимать на поверхность и очищать от грунта. Цикл бурения повторяется заново. В момент достижения рукоятки инструмента уровня земли конструкцию наращивают дополнительным коленом.
По мере заглубления бура, вращения трубы затрудняется. Облегчить работу поможет размягчение грунта с помощью воды. В ходе продвижения бура вниз через каждые полметра бурильную конструкцию следует доставать на поверхность и освобождать от грунта. Цикл бурения повторяется вновь. На этапе, когда рукоятка инструмента сравняется с уровнем земли, конструкцию наращивают дополнительным коленом.
Так как подъем и очистка бура отнимают большую часть времени, нужно максимально пользоваться возможностями конструкции, захватывая и поднимая наверх как можно большую часть почвы. Таков принцип работы данной установки.
Бурение продолжается до тех пор, пока не будет достигнут водоносный слой, его легко определить по состоянию вынимаемой земли. Пройдя водоносный слой, бур следует погрузить еще немного глубже, пока не достигнет слоя, который располагается ниже водоносного, водоупорного. Достижение данного слоя даст возможность обеспечить максимальный приток воды в скважину.
Стоит заметить, что ручное бурение можно применять только для погружения до ближайшего водоносного слоя, обычно он залегает на глубине, не превышающей 10-20 метров.
Для того чтобы откачивать грязную жидкость, можно воспользоваться ручным насосом или насосом погружного типа. После того как будут откачаны два-три ведра грязной воды водоносный слой как правило очищается и появляется чистая вода. В случае если этого не происходит – скважину требуется углубить примерно еще на 1-2 метра.
Шнековый способ
Для бурения довольно часто используется шнековая установка. Рабочая часть этой установки очень сильно похожа на садовый бур, только намного мощнее. Он делается из 100-мм трубы с наваренными на нее парой витков шнека имеющими диаметр 200 мм. Для того чтобы сделать один такой виток, нужна круглая листовая заготовка с прорезанным в ее центре отверстием диаметр которого немного больше 100 мм.
Затем у заготовки по радиусу делается разрез, после этого в месте разреза кромки разводят в двух разных направлениях, которые перпендикулярны плоскости заготовки. По мере того, насколько глубоко погружается бур, штангу, на которой он крепится, наращивают. Инструмент вращается вручную при помощи длинной ручки, изготовленной из трубы.
Бур необходимо извлекать примерно через каждые 50-70 см, а из-за того, что, чем больше он будет углубляться, он будет становиться тяжелей, поэтому потребуется установить треногу с лебедкой. Таким образом, можно пробурить скважину для воды в частном доме несколько глубже, нежели вышеперечисленными способами.
Можно также использовать ручной метод бурения, который основывается на использовании обычной дрели и гидропомпы:
Особенности эксплуатации
Правильно выполненная артезианская скважина первые 20 лет не требует обслуживания, срок эксплуатации может достигать 40-50 и более лет. В отличии от скважины «на песок», артезианская не заиливается, а производительность её стабильна.
Артезианские скважины высокопроизводительны. Для оценки производительности скважин используют термин — дебит.
Дебит — это объем воды стабильно поступающей из скважины за единицу времени (обычно м3/час или м3/мин).
Названные ниже цифры условны, дебит зависит от особенностей местности и конструкции скважины.
Дебит артезианской скважины, обычно от 2-3 м3/час, это 33,3- 50 литров воды в минуту. Столько добываемой воды достаточно для водоснабжения частного дома.
Коллективные скважины на воду позволяют получать 20 и более м3/час, этого достаточно для водоснабжения даже дачного поселка.
Если скважина самоизливается дебит может достигать 70 м3/час и больше.
Самоизлив скважины – это естественный подъем воды из скважины выше поверхности земли без использования водоподъемного оборудования. Этот эффект еще называют фонтанирование или проточная скважина.
Самоизлив скважины может происходить непрерывно или время от времени. Условия для самоизлива могут быть геологическими или топографическими.
Самоизлив важно контролировать, бесконтрольное поступление воды может приводить к затоплениям, обрушениям грунта и к другим серьёзным неприятностям. Про самоизливные скважины готовится отдельная статья
Преимущество бурения артезианских скважин на воду
Артезианская скважина считается самым лучшим источником воды изо всех существующих. И не зря, ведь данный источник имеет ряд существенных преимуществ в сравнении с другими водоносными жилами, а именно:
- высокая производительность скважины. Известняк характеризуется большой водоотдачей, которая равна 1-3 кубическим метрам в час. Во время работы обычной грунтовой скважины удается добыть воды от 300 до 1000 л в час, что достаточно для обеспечения жидкостью небольшого коттеджа (на семью из трех человек). Источники артезианской воды способны давать более 150 л в минуту. Данная скважина может добывать очень большое количество воды, что позволяет обеспечить жидкостью садовое товарищество или микрорайон города;
- непрерывная подача воды. Размещать артезианскую скважину можно в любом месте, при этом напор воды будет постоянно производиться под высоким давлением. На напор никак не влияет время работы насоса: даже после трех часов работы водоотдача будет одинаково мощной. В случае если производительность составляет 3 кубометра в час, то разрешается одновременная работа от 3 до 5 точек водозабора воды. При этом в любой из них давление будет отличным. Если это простой артезианский колодец, насос сможет полноценно питать не более двух точек потребления воды. Если потребность в жидкости возрастает, то вода из кранов будет течь тонкой струйкой;
Бурение артезианской скважины производится на глубину до 100 м
- отлично работает независимо от времени года. Использование артезианской водяной скважины особенно актуально для регионов с продолжительным низкотемпературным периодом. Это происходит потому, что благодаря глубокому расположению водных горизонтов сохраняется стабильная и высокая производительность водоснабжения. Подобного не увидишь в работе традиционных песочных скважин. Кроме того, такой источник воды никогда не пересыхает, не зависит от погодных условий и количества атмосферных осадков;
- обильность водоносного слоя. Если на одном грунтовом водоносном горизонте пробить пару десятков объектов водоподачи, то продуктивность воды снижается. А в случае разработки какого-либо карьера или строительства огромного объекта работоспособность песчаных скважин может и вовсе прекратиться. На работу артезианской скважины любые подобные действия не оказывают абсолютно никакого влияния;
Расположение артезианской воды в пластах земли в сравнении с обычным колодцем
качество воды. Артезианская вода – это жидкость, которая защищена от попадания химических компонентов из внешней среды, свободна от микроорганизмов и возбудителей различных заболеваний. Данная вода очищена природным грунтовым фильтром. Кроме того, насыщение минералами такой жидкости значительно выше, чем добываемой из грунтовых пластов. Также вода из артезианского источника характеризуется высоким процентом содержания железа и солей жесткости – на основе кальция, магния и других макроэлементов.
Срок эксплуатации артезианской скважины зависит от жилы на которой она расположена
Недостатки устройства артезианской скважины
- Цена артезианской скважины. Данный объект водообеспечения однозначно обойдется дороже, чем любая водная скважина или колодец. При этом на формирование стоимости бурения влияют следующие факторы: сезон (зимой бурение обойдется дешевле), применяемая технология бурения, цена насосного оборудования, кессона, автоматики. Отдельно оговаривается стоимость услуг бурщиков.
- Необходимость установки водоочистительных конструкций. Высокое содержание железа – ключевой недостаток воды, добытой из артезианской скважины. Этот компонент невозможно увидеть невооруженным глазом, поскольку железо в двухвалентном состоянии не видно. А значит, вода, поднятая наверх, будет кристально чистой и прозрачной. Однако спустя некоторое время, после взаимодействия с воздухом железо переходит в трехвалентную фазу и выпадает в виде осадка. Именно такой осадок накапливается в чайниках, на ТЭНах бойлеров и других нагревательных элементах. Учитывая данный фактор, во время обустройства артезианской скважины необходимо выполнить монтаж системы очистки. Установка данного оборудования выполняется только после проведения анализа воды, который позволит определить количество железа в жидкости.
Во время бурения скважины необходим монтаж системы очистки, так как артезианская вода имеет очень высокий уровень железа
