Комфортные условия в частном доме, усадьбе или даче обеспечиваются наличием воды. Она необходима как для бытового использования, так и для выращивания культурных растений.
Произвести добычу воды, пробурив скважину своими руками, не используя тяжелую буровую технику, реально и возможно. Процесс осуществляется несколькими простыми способами бурения, не предусматривающими больших усилий и дорогостоящего оборудования.
Чтобы знать, нужно знать несколько важных нюансов. В земле имеются несколько водоносных слоев. Их разделяют водоупорные слои различных горизонтов. Первый водяной слой (верховодка) расположен на глубине около 20 метров. Это фильтрованная смесь из атмосферных осадков и талых вод. Такая вода используется в хозяйственных нуждах и поливе растений.
Пригодной для питья считается вода второго и третьего слоя.Определить близость нахождения воды под скважину можно различными способами. Эффективным является метод применения селикагеля. Это вещество, поглощающее и удерживающее влагу, позволяет определиться с наиболее подходящим местом для бурения будущей скважины.
Предварительно высушенные гранулы вещества взвешиваются, складываются в неглазированную емкость (горшок), заворачиваются в плотную ткань и закапываются на глубину 1-1,5 метра на участок будущего бурения скважины. Через 24 часа емкость откапывается и взвешивается для определения количества впитанной влаги. Величина нового веса горшка пропорциональна близости водоносного слоя. Использование нескольких емкостей более точно определяет оптимальное место бурения.
Самым же надежным способом по поиску воды является разведочное бурение обычным садовым ручным буром. Производится глубина разведочной скважины (8-10 метров) при помощи наращивания длины ручки бура. Наличие влажного серебристого песка укажет на наличие в данном месте воды.
Лучшим местом под скважину является возвышенный участок, расположенный в 30-40 метрах от источников загрязнений: дренажных сооружений, компостных ям, мусорных нагромождений.Самостоятельный процесс бурения скважины собственными руками является ответственной работой, состоящей из нескольких последовательных этапов:
Точную глубину скважины нельзя определить предварительно. Ориентировка осуществляется по глубине аналогичной скважины, расположенной на близлежащем участке.
Перед процессом бурения необходимо определиться с типом скважин на воду. Это может быть:
Выбор способа бурения скважины зависит от различных геологических условий, глубины водоносного горизонта, потенциального ресурса водозабора.
Существуют самые разные методики по бурению скважин. Чаще всего используются методы:
Этот способ бурения предполагает ряд последовательных этапов:
Этот способ бурения отличается от ударно-канатного способностью буровой установки выполнять одновременно вращательные и ударные действия. Это позволяет вести ускоренный процесс бурения. Данный способ применим для бурения скважин на твердых каменистых грунтах. Процесс бурения облегчается при помощи вливания в скважину воды.
Этот способ применяется при бурении мелких скважин. Почва разрушается и поднимается наверх при содействии лопастей шнека. Лопасти исполняются двух разновидностей: сваренных под прямым углом и под углом 40–70 градусов. Первые режут почву под прямым углом, измельчают и подают ее на поверхность. Вторые, разрезая грунт, его не измельчают, способствуя меньшему осыпанию частиц земли в скважину. Облегчение процесса бурения облегчается периодичной заливкой воды.
Колонковый метод осуществляется при помощи инструмента, состоящего из трубы, в нижней части которой прикрепляется колонка с прочными металлическими резцами. Шлам собирается в колонковой трубе и поднимается на поверхность. При этом труба, вращаясь вместе с колонкой, углубляясь в почву, образует скважину нужного диаметра.
Шлам освобождается с помощью ударов кувалды. В процессе бурения подается вода с добавлением глины. Это способствует укреплению стенок скважины, предохраняя их от разрушения. Верхняя часть колонковой трубы оборудуется крепежным приспособлением для наращивания дополнительных штанг, что способствует формированию технологической колонны.
Важно, чтобы соединение стакана и трубы было максимально прочным с отсутствием люфта и нежелательных подвижек.Бурение с помощью ледобура потребует минимального финансового вложения. При этом используется обычный бур и наращиваемые на него штанги. Роль шнека будет выполнять его нож, а штанг – обычные металлические трубы. Для ускорения процесса бурения к кромкам ножа привариваются дополнительные резцы. В наличии должны быть обсадные трубы, формирующие ствол скважины.
Бурение ледобуром предусматривает ряд последовательных действий:
Иногда производится монтаж обсадной трубы после бурения. Соединенные последовательно с помощью резьбы или пайки трубы вводятся в скважину, а забой дополнительно очищаются от шлама.
Желание оборудовать источник воды на загородном участке самостоятельно вполне объяснимо с точки зрения удешевления этого мероприятия. Однако, прежде, чем приступать к работам или приобретению материалов, нужно тщательно взвесить все аргументы «за» и «против» такого решения и самому принять решение.
Рис.1. Принципиальная схема расположения водоносных слоев
Проведя анализ вышеперечисленных факторов, можно будет с большой достоверностью определиться, какая нужна скважина – достаточно будет верховодки из песка или нужно добираться на глубину залегания известковых водоносных слоев с чистой артезианской водой.
Учитывая все вышеперечисленные факторы нужно принять решение о дальнейших действиях по водоснабжению на участке. Возможные варианты:
В зависимости от принятого вида скважины, принимается решение о способе проходки при ее строительстве. Общестроительные работы, одинаковые для любого способа:
Чтобы пробурить скважину своими руками годятся многие способы, вплоть до садового бура, обычно же используются специальные шнековые буры.
Рис.2. Бурение скважины при помощи шнекового бура
Из центра приямка вертикально сверлится ствол будущей скважины буром диаметром порядка 180 мм. На первых порах нужно тщательно контролировать вертикальность. Выемка грунта осуществляется поднятием инструмента на поверхность, грунт сразу же удаляется из приямка. Такими циклами работа продолжается до появления сырого грунта. Буровая штанга периодически наращивается по длине секциями примерно по 1,5 метра. Появление сырого песка означает приближение к водоносному слою.
В это время нужно начинать установку , иначе песок со стенок шурфа не позволит углубляться дальше. Первую секцию оснащают фильтром, пропускающим жидкость и задерживающим песок. Кроме того в нижней части устраивают «юбку» диаметром на 30 – 40 мм больше диаметра трубы. Отдельные секции обсадки соединяются муфтами с резьбой или сваркой с контролем прямолинейности. Обсадная труба опускается под собственным весом, обрушивая юбкой песчаный слой водоносного грунта, который выбирается при дальнейшем бурении. Кроме того, юбка позволяет защитить сетчатый фильтр от повреждений при опускании обсадной трубы.
По достижении водоупорного слоя, о чем свидетельствует появление в вынутом грунте красных или коричнево-красных глин, бурение следует на какое-то время прекратить.
Через 1 – 3 часа проверяют наличие воды в скважине и ее уровень. Когда он установится, станет понятным величина динамического уровня. Теперь нужно установить насос и откачивать воду до тех пор, пока не стабилизируется нижний уровень – статический уровень скважины. Зная производительность насоса, легко рассчитать, сколько взято из скважины воды за реальный отрезок времени, то есть определить дебет скважины. Для стволов глубиной 5 – 15 метров этот показатель составляет порядка 0,5 – 1,5 м 3 /час, что вполне достаточно для загородного хозяйства. Если достигнутый результат менее 0,5, значит, водоносный слой слабый и бурение следует повторить в другом месте.
При проходке более 5 метров над приямком устанавливают треногу, при помощи которой извлекается буровая штанга, доставать ее даже вдвоем становится затруднительно.
Зазор между стволом и обсадной трубой нужно засыпать гравийной смеси мелких и средних фракций.
Для выполнения такой работы понадобится следующее оборудование:
Работы выполняются в следующем порядке:
По мере углубления отверстия обсадная труба проседает под собственным весом, разрушая оставшийся грунт острым краем юбки, который затем вынимается бойком.
При приближении к верховодному слою вынимаемый грунт становится влажным, что требует принятия мер предосторожности по отношению к обсадной трубе – после установки очередной секции обсадки на ее верхней части нужно устанавливать стопорное устройство. Оно не позволит верхнему краю трубы провалиться ниже уровня входного отверстия ствола при входе в «плывун» — песчаный слой, насыщенный водой, способный свободно пропустить обсадную колонну. Извлечь провалившуюся колонну всегда непросто, а часто просто невозможно.
После прохождения первого водоносного слоя в песке, можно продолжать пробивку ствола таким же образом.
Следующий слой – плотная водоизолирующая глина, часто с включениями осыпных каменистых пород. Тяжелые грунты можно проходить, применяя боек с наконечником в виде зубила, способным их разрушать. Скорость проходки при этом снижается.
Появление в грунте признаков известняка свидетельствует о подходе к очередному водоносному слою – артезианскому. Хороший вариант – трещиноватый известняк, обильно насыщенный водой, значит скважина будет с высоким дебетом и вкусной чистой водой. Залегания таких слоев можно ожидать от 35 метров. В идеальном случае можно попасть на чистую воду подземной реки или озера. Нередко вода из таких стволов выходит на поверхность под значительным давлением и фонтанирует. На этот случай наготове нужно иметь специальную заглушку.
Обсадную трубу опускают до упора и занимаются обустройством скважины.
Метод заключается в размывании грунта внутри обсадной трубы, в результате чего она опускается под своим весом. Юбка на первой секции не позволяет потоку пульпы значительно выходить за пределы ствола.
Для выполнения работ понадобятся:
Рис.4. Бурение с размывкой грунта при помощи насоса
Порядок выполнения работ следующий:
По достижении водоносного горизонта промывка прекращается и далее производится обустройство скважины.
Ознакомление с приведенными данными позволяет понять, что:
Теперь вы знаете, как пробурить скважину своими руками, успехов вам!
Профессиональное бурение скважин – удовольствие очень недешевое. В зависимости от способа проходки стоимость услуг специализированных компаний колеблется в пределах 15-50 у. е. за каждый метр глубины. Заметим, что задача действительно непростая, а потому большинство хозяев дач и усадеб обращаются за ее решением к специалистам. Отсюда и цель данного материала – рассмотреть варианты, как можно пробурить скважину на участке своими руками без применения дорогостоящего оборудования. Мы опишем доступные способы, чтобы вы могли оценить сложность и объем работ, а затем начать движение по выбранному пути.
Это главный вопрос, который ставит домовладелец при организации водоснабжения жилища. Точный ответ на него может дать лишь геологическая разведка дачного участка, проведенная в последние годы. Чтобы в этом убедиться, стоит изучить схему размещения водоносных слоев в толще земли.
Как видите, вода располагается на разных горизонтах, между которыми пролегают непроницаемые породы – плотный суглинок, известняк и глина. Для определения подходящего слоя предлагаем немного расшифровать представленную схему:
Примечание. Границы залегания верховодки и грунтовых вод указаны весьма условно, их глубина может меняться в зависимости от рельефа местности и других факторов.
Расположение источника автономного водоснабжения
Когда мы разобрались, между какими пластами находится подходящий горизонт, нужно определить место для будущего источника водоснабжения. Мы не станем говорить о сомнительных вариантах наподобие биолокации рамкой либо рогаткой из лозы, а дадим ряд простых советов:
В любом случае вам необходимо запастись терпением. Вполне вероятно, что с первого раза добыть питьевую воду не удастся и понадобится делать несколько попыток.
Прежде чем рассказать о способах ведения буровых работ, перечислим разновидности скважин:
Неглубокая скважина на воду проделывается с целью достичь верхних горизонтов и организовать подачу с помощью насоса. Сюда же относится абиссинский скважный колодец из трубы малого диаметра. Соответственно, бурение на песок и на известняк означает заглубление до нижних пластов, как показано выше на схеме.
Так выглядит шнековое бурение
Существует несколько технологий пробивки узких вертикальных каналов в толще земли:
Справка. Для прохождения сыпучих пластов либо промежуточных водоносов, когда шнек или стакан попадает в жижу, применяется специальное приспособление – желонка или бур-ложка. Это кусок трубы с обратным клапаном в виде лепестка или шара, наполняемый жидкой породой при каждом погружении. Потом желонка поднимается и вычищается.
Конструкция самодельной желонки
Помимо перечисленных способов, бурение скважин на воду выполняется по технологии абиссинского колодца. Если коротко, то труба диаметром 32 мм с конусом на конце погружается до уровня грунтовых вод, впоследствии выкачиваемых из скважины поверхностным насосом.
Чтобы своими руками бурить на участке скважины и не применять специализированное оборудование, можно реализовать только 2 технологии: ударно-канатную и абиссинский колодец. О них мы и расскажем далее.
Это самая недорогая технология, но довольно трудоемкая. Для работы вам потребуются такие приспособления:
Стакан для пробивки грунта
Совет. При наличии сварочного инвертора и навыков работы с ним эти нехитрые устройства вы можете сварить у себя в гараже. Но изготовление самодельных приспособлений оправдано, когда нужно пробить не одну скважину, а 10 или 20. Проще взять треногу с катушкой в аренду.
Перед тем как пробурить грунт на требуемую глубину, заготовьте обсадные трубы. Их диаметр должен быть таким, чтобы рабочий инструмент свободно проходил внутри, но с минимальным зазором, а длина соответствовать высоте треноги. Одно условие: ударная технология неприменима на скальных породах или в грунтах с каменными включениями. Для проходки таких горизонтов понадобится бур с твердосплавными напайками.
Самостоятельное бурение скважины на воду выполняется в таком порядке:
Приварка следующей секции по уровню
Важный момент. Проходя верховодку, вы наверняка столкнетесь с жижей, которая выпадает из железного стакана. Смесь глины с водой надо выбрать из скважины методом желонки, установив ее вместо обычного инструмента.
Когда конец трубы опустится на 40-50 см ниже уровня грунтовых вод, пробивку канала прекращайте и переходите к «раскачиванию» источника. Для этого опустите до дна ПНД трубу, подключенную к поверхностному насосу, и залейте в шахту 2-3 ведра воды. Затем включите агрегат и дайте ему поработать в течение 2 часов, контролируя чистоту и напор воды. Последний шаг – обустройство скважины и подключение ее к водоснабжению дома, о чем сказано в . Подробнее процесс бурения смотрите на видео:
В отличие от традиционных подземных каналов абиссинская скважина имеет малый диаметр (не более 50 мм) и вода из нее откачивается поверхностным насосом, а не погружным. Есть мнение, что из-за создаваемого разрежения такая скважина не заиливается, а со временем ее дебет только растет благодаря принудительной размывке грунтовых капилляров. В действительности подобные утверждения не имеют под собой серьезных оснований.
Прежде чем сделать абиссинскую скважину, заготовьте нужное количество обсадных труб длиной по 2-2,5 м. Поскольку заглубления ниже 15 м не предвидится, достаточно иметь под рукой 6-7 готовых отрезков Ø50 мм плюс первая секция со стальным конусом на конце – игла. Она и будет играть роль бурового инструмента.
Готовая игла с сеткой
Технология выглядит так:
Устройство абиссинского колодца
Совет. Когда станете заказывать изготовление стального конуса, учитывайте, что его «юбка» должна быть шире обсадной трубы на 3-5 мм, чтобы при забивке не ободрать сетку о стенки шахты. Для облегчения труда конец иглы сделайте как можно острее.
У абиссинской скважины есть один существенный недостаток: перед ее бурением надо точно знать, что в данном месте есть грунтовые воды. Иначе вы рискуете похоронить в земле все трубы, поскольку извлечь их обратно не всегда возможно. Плюсы источника – простота в исполнении и минимальный расход материалов. При желании подобную скважину вы можете пробить прямо в доме, как это демонстрирует бригада рабочих на видео:
Метод ударного бурения действительно подойдет в ситуации, когда нужно сделать скважину на даче своими силами. Да и абиссинский колодец устраивается по той же технологии. Для применения других способов – шнекового, колонкового и гидравлического – необходимо специальное оборудование – буровой станок, дренажный насос и так далее. Но полностью отказаться от этих вариантов нельзя, невзирая на высокие расценки, ведь состав грунтов и глубина залегания водоносов бывает разной. Вручную не пробьешь скальную породу и не пройдешь до горизонта свыше 50 м.
Пробурить скважину на своем участке подумывает все большее число людей.
Каждый может на своей даче быстро сделать скважину, причем самостоятельно и правильно, как с подачей насоса, так и вручную.
Но этот процесс сложный, так как выполняется часто с помощью специального оборудования, требует знаний и соблюдения некоторых нюансов.
Для обустройства скважины на своем участке есть несколько причин:
Давайте разберем вопрос, как пробурить скважину своими руками во всех деталях: типы бурения, нюансы и непосредственно сам процесс бурения для практического осуществления на практике.
О колодце речь не идет, так как это иной тип скважины, который не всегда оправдывает затраты времени и труда.
Способов того, как быстро и правильно пробурить своими руками, существует несколько.
Давайте детально разберем их, чтобы вам была понятна не только суть бурения, но и варианты для выбора способа применительно к своей даче.
Специальный буровой снаряд разбивает породу, предварительно поднимаясь на высоту 2 метров над уровнем земли. Принцип работы напоминает ход поршня в двигателе: поднялся-ударил-поднялся.
При таком бурении в скважину стоит постоянно заливать воду, чтобы стенки не осыпались, а порода в колодце смягчалась и легко экстрагировалась.
При ударно-канатном бурении нужна тренога высотой 2 метра, она стоит прямо над местом бурения. Вверху треноги находится блок, с помощью которого подтягивается и опускается трос с буром.
За день можно запросто пробурить до 20 метров глубины. Можно обойтись без треноги самому, но вы вымотаетесь физически. Не слушайте подобных советов от «доморощенных» бурильщиков.
Посмотрите видео: тренога очень проста в сборке, а ее роль неоценима.
Способ несколько походит на вышеописанный.
Различие заключается в характере движения бура в колодце — он не просто ударяет, но и вращается.
Удаление грунта проходит с помощью специального ковша.
Если грунт на даче плотный, то лучше использовать такой тип бурения.
Самый распространенный метод, который использует шнек – стержень из металла, с винтовой резьбой по всей длине.
Шнек имеет достоинство: он разрушает грунт в колодце и дальше выносит его на поверхность.
Шнековое бурение выполняется одним из 2 способов:
Обратите внимание, чтобы пробурить скважину быстро, правильно и без поломок, требуется подача воды непосредственно в саму скважину, так как она снижает температуру самого бура, смягчает грунт в колодце.
В итоге ее всегда можно выкачать насосом самому.
Такой способ выполняется с помощью колонкового долота, которое походит на перевернутый пустой стакан с зубьями из металла.
При вращении и прохождении в толще земли долото образует скважину требуемого диаметра. Весь собранный шлам копится в долоте, дальше вместе с ним и песком выносится на поверхность.
Достаточно пару раз правильно ударить киянкой по долоту, как оно тут же опорожнит весь «запас» грунта со дна скважины. Если грунт не идет – ковыряйте его прутом. Погружать можно только чистый бур.
При бурении в долото по трубе заливается вода, которая смягчает грунт. Колонковый подход годится для любого грунта.
Резюмируем: из всех типов бурения шнековый – менее результативный, хотя и простой в осуществлении самостоятельно.
Шнек годится для более мягкой породы, для твердой – только ударно-канатный метод или ударно-вращательный.
Существует несколько видов скважин для воды. Для каждой есть свои условия использования.
Глубиной от 15 до 30 метров, такой колодец бурится шнековым способом.
Скважина в этом варианте представляет собой трубу диаметром от 10 до 12 см, на конце которой находится фильтр в виде перфорированной трубы, обмотанной сеткой.
При бурении скважины нужно найти прослойку так называемого водоносного песка и поставить фильтр. Иначе такой слой называют водяной линзой.
Чем толще линза, тем будет больше дебет скважины – вы получите больше воды в единицу времени. Срок службы скважины достигает до 20 лет, зимой скважину можно законсервировать.
Редко скважина заиливается – в таком случае ее достаточно прочистить либо мощным компрессором, либо инжектором. Последний вариант предпочтительней.
Преимущества скважины на песок:
Недостатков только два: малая долговечность в сравнении с артезианской, нестабильность уровня воды и дебета скважины. Вода кончается быстро, долго наполняется.
При этом она редко бывает мутная, но дополняется песком – потому нужен фильтр. На дачном участке мутная вода годится только для полива.
При бурении фильтр не используется.
Вода копится в пластах известняка, при этом она не мутная: пористый известняк содержит воду, активно ее фильтрует, причем в час его дебет составляет до 10 кубометров, что очень много.
Срок службы такой скважины может составлять десятки лет!
Еще одно достоинство такой скважины – в воде не будет аммиака, микробов, взвесей, не заносится песком, потому даже простой насос типа «Малыш» справится с задачей.
Преимущества артезианской скважины:
Правда есть и ряд недостатков: бурение идет до 7 дней (но только не выполнять вручную!), нужно обязательно делать очистку воды в колодце от высокой концентрации минералов, иногда требуется разрешительная документация для бурения.
Также есть привычный всем колодец и его абиссинская вариация. Мы их не рассматриваем, потому что технически они не бурятся, а выкапываются, и вода в них поступает из грунта иначе.
В колодце всегда возникает риск загрязнения извне.
Процесс бурения состоит из 3 этапов. После описания следует подробное видео процесса.
Этап 1 – подготовительные работы:
Этап 2 – собираем треногу для бурения:
Тренога готова.
Этап 3 – бурение:
Важный момент! В видео момент этот не указан, но он существенен: первую добытую, уже чистую воду, лучше отнести в лабораторию, чтобы над ней совершили ряд тестов – она может оказаться совершенно непригодной для питья и содержать следы тяжелых металлов, патогенные организмы и повышенное количество минералов.
Теперь вы знаете, как пробурить скважину своими руками у себя на даче.
Обратите внимание на сам процесс: в видео все работы проходят в домашних условиях с использованием оборудования, которое можно одолжить у соседей или же арендовать на пару дней.
После бурения с помощью насоса можно организовать подачу воды в любую точку участка, даже в дом.
Поставьте простой погружной «Малыш» в колодце и он без проблем справится с подачей воды в нужном объеме.
Бурение скважины на воду – сложный и тяжелый, но интересный и увлекательный труд. И, на сегодняшний день, самый доступный способ наладить независимое водоснабжение: при нынешней стоимости питьевой воды затраты на самостоятельную проходку, оборудование и обустройство скважины окупаются менее чем за год. Если, разумеется, не возить к речке бочку на тачке, рискуя крепко слечь с чем-то таким, от чего у врачей глаза над масками округлятся.
Земля и вода в ней – сложная природная система. Поэтому пошаговых инструкций и поэтапных руководств по буровому делу нет смысла давать: все равно в глубине что-то да окажется нет так. Однако горняки давно уже научились преодолевать почти любые неожиданности подземного мира. И в данной статье на основе этого опыта даются сведения, необходимые начинающему буровику для того, чтобы если не первая, то вторая скважина своими руками дала воду в нужном количестве хорошего качества.
Общая схема формирования водоносных пластов в природе показана на рис. Верховодка питается преимущественно осадками, залегает в пределах примерно 0-10 м. Верховые воды могут быть пригодны для питья без глубокой обработки (кипячение, фильтрация через шунгит) лишь в отдельных случаях и при условии регулярной проверки проб в органах санитарного надзора. Тогда, и для технических целей, верховодку берут колодцем; дебет скважины в таких условиях будет мал и очень нестабилен.
Самостоятельно скважина для воды бурится в межпластовые воды; выделено красным на рис. Артезианскую скважину, дающую воду наилучшего качества очень долгое время, забурить самостоятельно невозможно, даже если есть в распоряжении подробная геологическая карта местности: глубина залегания, как правило, более 50 м и лишь в исключительных случаях пласт поднимается до 30 м. Кроме того, самостоятельная разработка и добыча артезианских вод категорически, до уголовной ответственности, запрещена – это ценный природный ресурс.
Чаще всего пробурить скважину своими силами удается в безнапорный пласт – пропитанный водой песок на глиняной подстилке. Такие скважины и называют скважинами на песок, хотя безнапорный водоносный слой может быть гравелистым, галечниковым и др. Безнапорные воды залегают примерно в 5-20 м от поверхности. Вода из них чаще всего питьевая, но только по результатам проверки и после раскачки скважины, см. далее. Дебет невелик, 2 куб. м/сутки считается великолепным, и несколько колеблется в пределах года. Обязательна отфильтровка песка, что усложняет конструкцию и эксплуатацию скважины, см. далее. Отсутствие напора ужесточает требования к насосу и всему водопроводу.
Напорные пласты лежат уже глубже, в диапазоне около 7-50 м. Водоносный пласт в таком случае представляет собой плотные водоупорные трещиноватые породы – суглинок, известняк – или рыхлые, гравийно-галечниковые отложения. Вода наилучшего качества получается из известняков, и скважины такие служат дольше. Поэтому скважины водоснабжения из напорных слоев называют скважинами на известняк. Собственный напор в пласте может поднимать воду почти до поверхности, что намного упрощает обустройство скважины и всю систему водоснабжения. Дебет большой, до 5 куб. м/сут, и стабильный. Песочный фильтр чаще всего не нужен. Как правило, первая же проба воды анализ проходит «на ура».
Примечание: а как узнать, какой пласт в данном месте есть и доступен? Методы поиска воды для бурения скважины в общем те же, что и при . В Средней Полосе РФ безнапорную воду почти всегда можно найти в пределах первых 20 метров глубины.
Первое: массовый неконтролируемый забор безнапорных вод может привести к т. наз. суффозии грунта, вследствие которой внезапно и непредсказуемо возникают его провалы, см. рис.
Второе: критическая глубина самостоятельного бурения на равнинной местности в РФ составляет 20 м. Глубже – стоимость заказной скважины под ключ оказывается меньше прямых и косвенных затрат на «самобур». Вдобавок вероятность неудачи приближается к 100%
Третье: срок эксплуатации скважины сильно зависит от регулярности водозабора из нее. Если брать воды понемногу по мере расходования, то скважина на песок прослужит около 15 лет, а на известняк до 50 лет и более. Если же периодически выкачивать все сразу или, наоборот, брать эпизодически, то скважина иссякнет через 3-7 лет. Ремонт же и повторная раскачка скважины дело настолько сложное и дорогое, что проще забурить новую. Если вас это обстоятельство удивляет, учтите – ремонтируют-то не трубу в земле, а водоносный пласт.
Исходя из этого, уже можно посоветовать: обнаружив безнапорную воду не глубже 12-15 м, не торопитесь радоваться, лучше пробуриться еще насколько возможно, чтобы выйти на известняк. А лучше всего не полениться и произвести разведочное бурение скважиной-иглой, см. далее. Сделать скважину-иглу возможно буквально за выходные, сложного и дорогого оборудования не требуется. И она же может быть временным источником водоснабжения, пока вы не определитесь по времени, деньгам и пр. с постоянным.
Примечание: скважину-иглу на воду называют (подробнее по ссылке). Пробить его можно буквально из подвала дома, как в ролике ниже:
Буровая скважина представляет собой длинную узкую полость в горной породе – ствол. При бурении в ствол опускают буровой инструмент (буровой снаряд или просто бур) на жесткой сборной штанге из труб (буровая колонна или буровая штанга) или тросе. В стволе помещается труба или несколько концентрических труб – обсадка (case pipe, case string) – предохраняющая стенки ствола от обрушения и держащая давление породы. Обсадка может сидеть в стволе плотно или с некоторым промежутком – затрубным пространством; его заполняют засыпкой либо глиной (глиняный замок) или заливают бетоном. Нижний конец ствола может быть открытым, заглушенным или оканчиваться ступенчатым сужением – забоем. Внизу или в забое добычной скважины для жидких ископаемых делают заборное устройство. Верхняя часть обсадки называется оголовком скважины. Вокруг оголовка или в нем помещают комплекс устройств, составляющих обустройство скважины. Из множества конструкций скважин самостоятельно проходят более всего виды, представленные на рис; более подробная схема скважины с обсадкой показана там же, поз. 5.
1 – скважина-игла. Буровая штанга, обсадка и буровой снаряд составляют одно целое; бур так и остается в земле. Проходят скважину-иглу ударным способом, см. далее. Копёр, набор буровых инструментов и пр. оборудование для бурения скважин с отдельной обсадкой для скважины-иглы не требуется, см. рис. справа. Скорость проходки доходит до 2-3 м/час, а предельная глубина, достигнутая таким способом, составляет около 45 м. Скважины-иглы применяют для устройства абиссинских колодцев, особенно на даче. Дебет скважины-иглы невелик, но в летнее время достаточно стабилен. Срок ее службы не зависит от интенсивности и регулярности водозабора, однако непредсказуем: есть абиссинские колодцы, дающие воду вот уже более 100 лет, но может иссякнуть за полгода. Ремонту скважина-игла не подлежит, пройти ее можно только в не очень плотных и однородных грунтах. Максимальный диаметр буровой штанги при бурении без копра – до 120 мм, что достаточно для погружного насоса калибром 86 мм.
Примечание: при бурении разведочной скважины-иглы лучше обойтись простым фильтром, слева на рис.
2 – несовершенная скважина. Она как бы висит в пласте. Не требует тонкого знания геологии и навыков буровых работ, но дебет меньше и качество воды хуже максимально возможного для данного пласта. Качество воды можно получить максимальное, если скважина внизу заглушена. Кроме того, возможно т. наз. затягивание бурового инструмента и обсадной трубы вглубь. «Самомобойные» скважины чаще всего несовершенные; большая часть дальнейшего материала касается их. Несовершенными бурят и скважины в мощных водоносных пластах, т.к. при заглублении в пласт уже на 1,5-2 м дебет стабилизируется и глубже почти не растет.
3 – совершенная скважина. Обсадка опирается на кровлю подстилающего водоупорного пласта. Дебет и качество воды максимальны, но для проходки совершенной скважины необходимы точные знания местной геологии и опыт буровика, иначе, во-первых, обсадку может затянуть в подстилающий пласт, если он пластичен. Во-вторых, можно при бурении проткнуть подстилку, и вода уйдет вниз; это особенно актуально в засушливых местах с тонкими пластами. В-третьих, всего 1 неправильно забуренная совершенная скважина способна причинить серьезный ущерб местной экологии.
4 – скважина с забоем. Может быть как совершенной, так и несовершенной. Забой облегчает обслуживание скважины и делает ее до некоторой степени ремонтопригодной, но бурить скважину с забоем должны опытные буровики по данным местной геологии.
Примечание: в некоторых источниках забой скважины называют зумпфом. Это неверно и по-немецки, забой скважины и зумпф колодца совершенно разные вещи.
Самостоятельно бурить скважины можно следующими способами:
Все эти способы относятся к сухому бурению. При гидробурении рабочий процесс происходит в слое воды или специального бурового раствора, увеличивающего податливость породы. Гидробурение неэкологично, требует дорогого специального оборудования и большого расхода воды. В любительских условиях его применяют в исключительных случаях, в крайне упрощенном и ограниченном виде, см. далее.
Сухое бурение, кроме ударного без обсадки, бывает только прерывистым, т.е. бур приходится то опускать в ствол, то извлекать из него, чтобы выбрать породу из бура. В профессиональном гидробурении размельченная порода выносится отработанным буровым раствором, но любителю нужно твердо знать: пройти за 1 цикл бурения ствол на глубину, большую длины рабочей части инструмента, нельзя. Даже если бурить шнеком (см, далее), его нужно поднимать и вытряхивать породу из витков максимум через 1-1,5 м проходки, иначе дорогой инструмент придется отдать земле.
У внимательного читателя, возможно, уже возник вопрос: а как ставят в ствол обсадку? Или, как поднимают/опускают бур, который, по идее, должен быть шире ее? В профессиональном бурении – разными способами. Самый старый иллюстрирует рис. справа: ось вращения инструмента смещают относительно его продольной оси (обведено красным), а режущую часть выполняют несимметричной. Шейку бура делают конической. Все это, разумеется тщательнейшим образом просчитывается. Тогда в работе бур описывает окружность, выходящую за обсадку, а при подъеме его шейка скользит по ее краю и бур проскальзывает в трубу. Это требует мощного точного привода буровой колонны и ее надежного центрирования в обсадной трубе. По мере заглубления обсадку наращивают сверху. Любителям сложная спецтехника недоступна, поэтому устанавливать обсадные трубы им возможно следующими способами:
Теперь посмотрим, каким буром какой грунт и каким способом нужно бурить, см. рис. справа:
Режушие кромки всех буров выполняются из закаленной стали. Чертежи самодельных бура-стакана, аналога ложкового бура (режущие лопасти устанавливаются пропеллером под углом 3-10 градусов) и схема желонки показаны на след. рис. справа. Внешние диаметры всех этих буров можно менять смотря по калибру скважины.
Мобильные буровые установки, позволяющие забуриться прямо «с земли», вроде той, что на рис. слева,
в аренду, увы, не сдаются: управление ими требует профессиональной подготовки а самый факт владения, пусть и временного – лицензии на буровые работы. Поэтому начинать нам придется по старинке, по-горщицки – с самодельного копра, если только не бьется бабой скважина-игла.
Простейший копёр – тренога из бревен или стальных труб в виде равностронней трехгранной пирамиды – тетраэдра, поз. 1 на рис. ниже. Такая конструкция очень прочна и жестка при минимальном расходе материала. Высота тетраэдра равна 0,8165 длины его ребра, т.е. из обычных 6-м бревен с учетом заглубления ног копра в грунт получится тренога высотой около 4,5 м, что позволит применять колена обсадной трубы до 3 м длиной. Вообще-то высоту копра берут на 1,2-1,5 м выше максимальной длины того, что будет опускаться в ствол.
Ноги копра можно от разъезжания скрепить рамой из тех же бревен/труб, но ради экономии материала можно и вкопать в грунт на 0,7-0,8 м, подложив горизонтально под пятку каждой отрезок бревна длиной около 1 м – лежень. Собирают шатер копра на земле, поз. 3, ноги одновременно (втроем-вшестером) вводят в котлованы с лежнями и засыпаютгрунт обратно, плотно его утрамбовывая.
Примечание: укрепление ног копра прямо на грунте вбитыми снаружи ломами или стальными прутьями крайне опасно!
Копер оборудуется подъемным и буровым воротами (поз. 1 и 2), блоком с крюком (поз. 1, 2, 4) и рычагом-качалкой для подъема бура, канатно-ударного бурения, осаживания обсадных труб и работы желонкой, поз. 2. Крюк блока и буры, имеющие рым (кольцо для крепления каната) привязываются якорным узлом (его еще называют рыбацкий штык, поз. 1 на рис. справа), а длинномерные грузы – грузовым узлом, поз. 2 там же.
Установив копёр, крюк с компактной тяжестью (кувалда напр.) опускают до земли, именно здесь и начнется ствол. Вокруг этой точки копают (забивают) шурф размерами примерно 1,5х1,5х1,5 м. В шурфе так же отмечают точку старта и бурят первые 3-4 м шнеком, постоянно выверяя его вертикальность. Это крайне ответственная операция, от первых метров зависит судьба всей скважины! Далее, если бурение будет на глубину более 7 м, весьма желательно установить кондуктор – трубу диаметра большего, чем диаметр затрубного пространства ствола скважины. Кондуктор тщательно выверяют на вертикаль и бетонируют.
Примечание: Внимание! Выбирая размеры скважины, буров и труб, привязывайте их к калибру погружного насоса! Зазор между его корпусом и ближайшей стенкой должен быть не менее 7 мм или по ТУ на агрегат. Самый распространенный калибр бытовых погружных насосов – 86 мм.
Способы бурения разными снарядами на разных грунтах описаны выше. Проблемы могут возникнуть, кроме валунов, с плотной сухой глиной, это очень вредная порода. Справиться с ней можно по-разному, напр., как показано здесь:
В общем, для проходки плотной глины используют вращательно-ударное или канатно-ударное гидробурение, см. рис.справа. Качать воду, которой пока еще нет, не обязательно. Можно просто вылить в обсадку несколько ведер, подождать с полчаса или меньше, и пробовать, что лучше возьмет – стакан или ложка. Шнеком можно не пробовать, его глина возьмет.
Буровую колонну собирают из стальных труб диаметром около 80 мм и со стенками толщиной от 4 мм. Будете вы брать готовые буровые колена или делать их самостоятельно, обратите внимание на способ соединения. Для ручного бурения пригодны только соединения штыковыми муфтами! Резьбовые и замковые любого вида не годятся: штангу неизбежно придется когда-то да поворачивать в обратную сторону и штанга развинтится, а замок разойдется при любом виде ударного бурения.
В процессе бурения, как уже сказано, монтируются и обсадные трубы. В наше время уже и в профессиональном бурении на небольшие глубины практически безальтернативным вариантом стали пластиковые, но нужно брать специальные обсадные:
Единственно, чего боится пластиковая обсадка, так это повреждения изнутри буровой штангой. Поэтому желательно использовать центраторы буровых труб, см. рис. справа, по 1-му на каждые 3-5 м штанги. Самые дешевые – стальные пружинные, они вполне подойдут. Что до сложных с турбулизаторами и пр., то они для профессионального гидробурения.
По мере заглубления обсадки в ствол в затрубное пространство необходимо подсыпать мелкий гравий. Гравийная обсыпка скважины на воду намного ускорит ее раскачку и продлит срок службы. А скважина на песок без подсыпки может оказаться вообще неработоспособной.
О достижении водоносного слоя скважиной-иглой судят по увеличению скорости проходки, а проверяют наличие воды манеркой – отрезком заваренной с одного конца стальной трубы, опускаемой в скважину на шнуре. С остальными скважинами проще: как бур в очередной раз вынес влажный грунт, значит – есть вода. Остается определиться, нужно ли заглубляться еще. Для этого центробежным погружным насосом (вибрационный в такой жиже сразу забьется) выкачивают несколько ведер. Если в 5-м ведре вода заметно не посветлела, нужно заглубиться еще на 0,5 м (1 цикл бурения) и опять проверить. Если заглубились уже на 2 м, а проба все та же – все, большего дебета не будет, и придется смириться с долгой раскачкой. Также, если скорость проходки вдруг упала (а засечь ее неопытному бурильщику при любом способе бурения, кроме вращательного, очень трудно), то бурение немедленно прекращают – мы на дне пласта, скважина будет совершенной.
Примечание: по прекращении бурения или при его перерыве штангу с буром непременно извлекают, иначе затянет в землю.
Забуренная скважина еще не даст воду в нужном количестве и качестве. Для этого необходимо или вскрыть водоносный пласт, или раскачать скважину. Вскрытие пласта позволяет получить питьевую воду в течение суток. Оно требует большого количества чистой воды, сложного и дорогого оборудования. К сведению: вскрытие проводится прямым и обратным способами. При прямом воду закачивают под давлением в обсадную трубу и выкачивают буровой раствор из затрубного пространства. При обратном воду подают самотеком «за трубу» и выкачивают раствор из ствола. Прямое вскрытие происходит быстрее, но сильнее нарушает структуру пласта и скважина служит меньше. Обратное – наоборот. Имейте в виду при переговорах с буровиками, если будете заказывать скважину.
Раскачка скважины занимает несколько дней, но может производиться обычным бытовым погружным центробежным насосом; вибрационный не годится по причинам, указанным выше. Для раскачки сначала желонкой удаляют из скважины ил; как работать желонкой, можно посмотреть в видео ниже:
Дальнейшее несложно: воду полностью откачивают каждый раз, как ее наберется достаточно, чтобы покрыть насос. Полезно перед включением несколько раз поднять-опустить его на кабель-тросе, чтобы взмутить остаточный ил. Раскачку можно делать и манеркой, но черпать замаешься, и уйдет на нее недели две.
Примечание: по мере раскачки гравийная засыпка будет оседать; ее надо восполнять, подсыпая.
Раскачка скважины считается законченной, когда прозрачность воды поднимется до 70 см. Проверяют ее белым эмалированным или фаянсовым диском диаметром 15 см (блюдце, крышка от кастрюльки) в непрозрачном сосуде, напр. чистой бочке. Когда края диска при погружении начинают расплываться – стоп, уже непрозрачность. Смотреть на диск нужно строго вертикально. По достижении прозрачности пробу воды сдают на анализ и, если все ОК, бетонируют или замыкают глиной затрубное пространство, и ставят фильтр.
Скважинный фильтр – основное устройство, обеспечивающее качество воды из нее. И вместе с тем – наиболее подверженный износу ее узел, поэтому к выбору скважинного фильтра нужно отнестись со всей ответственностью.
Артезианскую воду забирают без фильтрации. Для скважины на известняк чаще всего достаточно простого решетчатого фильтра в виде перфорации на нижнем колене обсадки; она же послужит основой фильтра скважины на песок. Требования к перфорации таковы:
Для скважины на песок необходима еще, во-первых, гравийная засыпка; в данном случае именно она обеспечивает долговременное качество воды, как и в колодце. Ввиду этого в продаже имеются скважинные фильтры со слоем гравия, включенным в состав конструкции. Худа от них не бывает, но ствол скважины нужен большего диаметра, что затрудняет проходку, и без внешней засыпки скважина все равно быстро заиливается.
Далее, если следовать току воды, идет та же перфорированная труба, но теперь она будет несущим элементом, воспринимающим давление породы. Чтобы песок, который гравий плохо задерживает, не испортил весь водоводный тракт, нужен еще песочный фильтр. Он может быть внешним или наружным (слева на рис.) либо внутренним (справа там же). У внешних фильтров преимуществ три: минимальные диаметр и заиливание скважины и глубина установки насоса. Но они легко повреждаются при монтаже обсадки, неремонтопригодны и дороги, т.к. вследствие последнего обстоятельства должны выполняться из очень качественных материалов: сплавы на сетку и проволоку наружных скважинных фильтров стоят дороже серебра.
При установке насоса в скважину с внутренним фильтром ее дном считается его верхний обрез, поэтому объем однократного отбора воды серьезно снижается. Болезнь всех внутренних фильтров – усиленное заиливание скважины из-за просачивания воды в зазор между фильтром и обсадной трубой. Также вследствие этого срок службы фильтра сокращается, а износ насоса усиливается, т.к. в него попадает песок. Нередко поэтому насос помещают в отдельную трубу, насаженную на выход фильтра, что опять-таки требует увеличения диаметра скважины.
Оптимальный вариант – присоединение насоса непосредственно к выходному патрубку фильтра, тогда и заиливание, и запесочивание прекращаются. Но для этого нужен центробежный насос с заборным патрубком на днище, что намного его усложняет и удорожает, а напор вибрационных часто оказывается мал для скважин на песок.
Фильтрующие элементы песочных фильтров иногда делают самостоятельно из ПВХ труб, нержавеющих пружин и полимерной сетки, см. рис. слева, но фильтруют они плохо и служат недолго. Лучше взять хороший покупной фильтр, уж больно тяжелы условия его работы, а вынуть его, как говорится, целое дело. В таком случае возможны в основном 3 варианта, см. рис:
Для подачи воды в дом скважину необходимо обустроить и взаимно согласовать с водопроводом. Обустройство скважины водоснабжения в последние годы претерпело радикальные изменения. Традиционная схема (см. рис. справа) – кессон, бетонный или стальной, или каменный приямок, требующий большого объема дополнительных земляных работ и полезной земельной площади под себя, уходит в прошлое. Сейчас скважины на воду все чаще оборудуются скважинными адаптерами, см. рис. ниже. Поставить адаптер дело довольно кропотливое, но с кессонно-приямочной маетой несравнимое:
Водоснабжение частного дома из скважины имеет свои особенности, но они не помешают потом подключиться к коллективному водопроводу или запитаться водой из колодца. Переделывать ничего не придется, только надежнее будет.
Во-первых, необходим напорно-накопительный бак. Дебет не артезианской скважины может по непонятным причинам падать вплоть до полного прекращения, а потом вода вновь идет как ни в чем не бывало. Во-вторых, за баком по току воды нужен как минимум 2-х ступенчатый мембранный фильтр. В коммунальных водопроводах качество воды непрерывно контролируется, чего дома нет. А вдруг где-то в зоне питания пласта техногенная авария или несанкционированный сброс загрязнений? Все уже и забыли, когда это было, а плохая вода как раз подошла к скважине.
Наконец, домовый водопровод должен соответствовать принципу постепенного равномерного отбора воды, о котором говорилось в начале. Кооперироваться с соседями, как при постройке общего септика, в данном случае не лучший выход. Вдруг дебета на всех не хватит, вместо сообщества будет склока. Т.е. нужна автоматика, включающая насос на подкачку, едва кто-то где-то кран открыл.
Тут возможны 2 варианта. Первый – напорный бак с поплавковым краном на теплом чердаке. Всей автоматики – шток, проходящий во втулке сквозь крышку бака и опирающийся на рычаг поплавка, да микровыключатель (микрик) на 6-10 А с нормально замкнутыми контактами в цепи электропитания насоса. Пока бак полон – шток давит на рычажок микрика, насос обесточен. Чуть пошла вода в дом – шток опустился, микрик сработал, насос пошел качать.
Однако, во-первых, нужно утеплять чердак, что стоит немалого труда и средств. Второе – насос, от него потребуется лишних метров 4-5 напора, а для 2-этажного дома и все 8-9, так что и насос оказывается дорогим. В-третьих, протечка бака или неисправность поплавка приведут как минимум к замоканию потолка. Поэтому более дешевой и надежной выходит все-таки современная автоматика для скважин водоснабжения, управляемая микроконтроллером, отслеживающим расход, давление воды и периодичность включения насоса. Домовый водопровод тогда выполняется с герметичным мембранным накопительным баком в подвале.
Еще живы буровые мастера, когда-то осваивавшие Тюмень с Уренгоем. Геофизической аппаратуры, строящей на дисплее компьютера 3D картинку того, что в земле, и полностью роботизированных буровых тогда не было, но они и так видели сквозь землю своей интуицией, опытом и были на «ты» со всеми духами недр. А тогдашние министры и члены политбюро, спеси у которых было поболее, чем у старозаветных бояр и удельных князей, к этим асам обращались на «вы» по имени-отчеству и почтительно здоровались с ними за руку.
Так вот, у любого из старых буровиков-зубров есть на счету неудачные скважины, чего они не стесняются – работа такая. Что ж тогда говорить начинающим, действующим самостоятельно? Не обескураживайтесь неудачей, вдруг первая скважина окажется пустой, или обрушится, или бур застрянет. Не без того в буровом деле. Но досада и разочарование моментально схлынут под мощным напором, как сейчас говорят, позитива, едва только ваша скважина даст воду.
